北方住宅冬季集中供暖无线节能监控系统研究

【摘要】：据2010中国建筑节能年度发展研究报告第一章北方住宅供暖用能相关数据统计,北方地区每年供暖期总建筑能耗达到68870万tce(标煤),其中住宅供暖消耗的总能耗达到31260万tce(标煤),而《民用建筑节能条例》明确提出:实行集中供热的建筑,应安装热计量装置和室温调控装置。但是,随着供暖覆盖面的变大,热计量网络监控管理系统在通信方面和建设方面都存在很多问题,并且室温调控在精度上也不能满足要求。针对以上问题,文中提出了基于Zigbee的无线传感器、温度模糊控制以及GPRS外网通信的集中供暖分户计量监控系统。 针对基于ZigBee无线传感器的分户计量系统设计方案,在室温测量上选用CC2420芯片设计了一种低成本、低功耗的无线温度传感器通用节点,在阀门开度的控制上,针对其被控对象的温度,具有非线性、大滞后、模型参数难以确定的特点,文章进行了模糊控制器的设计,通过调节电动阀门的开度,从而控制室内温度。并利用Matlab软件对该控制器进行仿真,仿真结果表明:该模糊控制算法具有较强的鲁棒性、抗干扰性、能够提高室内温度控制精度、消除系统因纯滞后引起的振荡问题,对系统结构参数变化具有较强的适应性。 通过对室内温度的调节,供暖按用户实际用热量来计算,最后利用远程集抄技术,通过GPRS无线通信模块,实现数据在计量表与管理中心之间的无线实时传输,管理中心进行数据的获取完成自动抄表,并收取费用。这样在实现分户热计量,达到供暖节能目的的同时,也提高了住户对家居生活舒适化、自动化、安全化的要求。 【关键词】：北方住宅供暖 分户计量 无线节能 模糊控制 远程集抄
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU832
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景及研究意义9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 北方住宅供暖用能现状10-12
• 1.3.1 分户热计量的优点及存在的问题10-11
• 1.3.2 热计量的收费方式11-12
• 1.4 论文研究内容12-13
• 1.5 小结13-14
• 第2章 北方住宅供暖温度无线检测技术研究14-37
• 2.1 无线温度检测关键技术14-19
• 2.1.1 Zigbee 技术介绍14-16
• 2.1.2 热量表技术16-19
• 2.2 流量调节阀的控制基本原理19-20
• 2.3 基于ZigBee 的分户无线热计量系统20-35
• 2.3.1 分户热计量系统设计20-23
• 2.3.2 阀门的选择23
• 2.3.3 节点的开发23-32
• 2.3.4 处理器的开发32-35
• 2.4 小结35-37
• 第3章 北方住宅供暖温度模糊控制算法研究37-53
• 3.1 室温模糊控制器设计37-38
• 3.2 输入/输出的模糊化38-41
• 3.3 模糊控制器规则设计41-42
• 3.4 模糊推理42-44
• 3.5 输出量的解模糊44-45
• 3.6 模糊控制表45-46
• 3.7 模糊控制算法的仿真46-52
• 3.8 小结52-53
• 第4章 热量远程集抄技术53-58
• 4.1 远程集抄基本原理53
• 4.2 GPRS 技术介绍53-54
• 4.3 GPRS 通信与模块选型54-57
• 4.3.1 GPRS 模块选型54-56
• 4.3.2 GPRS 通信模式管理56-57
• 4.4 小结57-58
• 第5章 论文总结与展望58-59
• 5.1 论文工作总结58
• 5.2 下一步工作及展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63
• 作者在读硕士期间的研究成果63

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