基于能效理論的分布式能量檢測系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、面對著全球能源的日益緊張，世界各國開始對節(jié)能技術(shù)給予高度的重視。其中，建筑節(jié)能成為了當(dāng)今普遍關(guān)注的熱點問題。目前建筑節(jié)能技術(shù)的研究工作大多集中在建筑材料的選取和建筑物內(nèi)能耗系統(tǒng)的設(shè)備改造上，而能量最終有多少被真正有效的利用，往往被人們所忽視。本文正是基于這一考慮，應(yīng)用了一種能效理論，將建筑物內(nèi)的能效狀況劃分為能量傳輸效率和能量利用效率，在此理論的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對能量的檢測，根據(jù)檢測得到的數(shù)據(jù)結(jié)果對能量進行分析與評估，得出一個節(jié)能的指導(dǎo)建議和

2、具體的實施方案，然后進行能量的管理與調(diào)度，最終達到節(jié)能的目的。 本文重點設(shè)計了一種基于嵌入式系統(tǒng)的針對建筑物內(nèi)中央空調(diào)和照明系統(tǒng)的能效利用狀況的檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)以Microchip公司的高性能PICl8F系列嵌入式微處理器作為硬件平臺，利用嵌入式實時操作系統(tǒng)(RTOS)進行設(shè)計實現(xiàn)。 系統(tǒng)根據(jù)能量利用狀況的不同在建筑物內(nèi)選取一些區(qū)域作為典型區(qū)域，在典型區(qū)域內(nèi)放置能量檢測傳感器和感知傳感器，實時采集溫度、照度以及感知參數(shù)，

3、通過對這三類數(shù)據(jù)的處理，估算能量的利用狀況，分析能量與人的活動的密切關(guān)系。本文介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計方案，著重說明了傳感器數(shù)據(jù)的檢測方法和通信方式。在通信方式的選擇上，系統(tǒng)采用以太網(wǎng)絡(luò)與485總線結(jié)合的方法，這種方法對不同的建筑物內(nèi)通信線路的布設(shè)提供了很大的方便，同時由于以太網(wǎng)絡(luò)和485總線的通信技術(shù)都已較為成熟，能夠保證數(shù)據(jù)通信的可靠性。 在軟件設(shè)計方面，系統(tǒng)采用了RTOS的設(shè)計思路取代傳統(tǒng)的前后臺的軟件設(shè)計方法。通過RTO

4、S根據(jù)實際應(yīng)用功能將系統(tǒng)劃分為若干模塊，每個模塊作為一個任務(wù)分別進行設(shè)計，利用消息通信機制實施任務(wù)調(diào)度使系統(tǒng)在各個任務(wù)之間切換自如。本文介紹了利用RTOS對能量檢測控制器和能量處理服務(wù)器進行軟件設(shè)計的方法，對如何劃分為不同任務(wù)進行設(shè)計作了重點介紹。采用RTOS使得編寫程序和擴展功能都變得十分方便，大大簡化了應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計，提高了分工合作的效率。在數(shù)據(jù)通信的軟件協(xié)議方面，本文選取了TCP傳輸協(xié)議和Modbus協(xié)議分別作為以太網(wǎng)通信和485