智能家居節(jié)能控制系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、隨著物聯(lián)網產業(yè)的不斷發(fā)展，家居電器的能耗管理和節(jié)約問題成為開發(fā)者要解決的一個重要難題。如何設計出一種智能化的能耗監(jiān)測和節(jié)能控制系統(tǒng)，直觀的展示家居電器的能耗狀況，同時在極少的人工干預下對電器進行智能識別和狀態(tài)控制，讓用戶擁有極高的體驗度，成為現(xiàn)行家居電器控制系統(tǒng)的一項基本目標。因此，論文通過構建一個具有能耗管理功能的智能家居節(jié)能控制系統(tǒng)來解決家居電器的能源浪費問題，其核心內容是在提取家居電器電能特征參數(shù)的基礎上，進行電器模式識別，然后建

2、立時間序列預測模型，實現(xiàn)電器的自動控制。
　　首先分析了家居電器節(jié)能控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對現(xiàn)行智能家居能源浪費現(xiàn)象進行了研究，指出家居電器能源浪費的原因在于節(jié)能策略的匱乏和節(jié)能意識的薄弱。此后通過對家用電器的電能參數(shù)進行分析，提取了電器的電能特征參數(shù)，包括功率、功率因數(shù)、電流波形相關度、電流波形波動系數(shù)、電流波形啟動脈沖系數(shù)。然后設計了家居電器的模式識別算法，包括電器的狀態(tài)和類型的識別，并建立了電能參數(shù)的二階 AR模型，

3、通過此模型對電能參數(shù)做出準確的預測，給出電器的預知動作。論文對電器的模式識別和預測算法進行了軟硬件仿真和實驗，驗證了算法的準確性和穩(wěn)定性，達到了節(jié)能的目的。
　　同時論述了家居電器節(jié)能控制系統(tǒng)的總體架構和功能特性，指出了ZigBee局域網相對于其他幾種組網方式的優(yōu)點，并在此基礎上設計了基于智能插座、ZigBee無線個域網、ARM+Linux平臺組成的系統(tǒng)框架。其中主控器網關模塊選取的是 SAMSUNG公司的嵌入式處理器S3C244

4、0A，并搭建了包括SDRAM、NANDFlash/NORFlash、供電電路、晶振電路以及復位電路在內的核心系統(tǒng)，同時還設計了網卡電路、UART串口電路、SD卡電路等外圍器件電路。
　　最后給出了家居控制軟件的設計。該軟件實現(xiàn)了家居的在線控制功能，包括家居電器的開啟、關閉以及狀態(tài)展示，能夠直觀形象的給出電器的能耗參數(shù)曲線分析圖。本文設計的智能家居節(jié)能控制系統(tǒng)，能夠自動控制家居電器開關，并實現(xiàn)了家居的實時在線控制，幫助用戶主動地參與