基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能節(jié)能系統(tǒng)設計總結與展望

發(fā)布時間:2024-03-13
物聯(lián)網(wǎng)是將所需處理的貨物通過相關信息識別設備將其信息與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,已達到智能化識別管理的目的,而在節(jié)能減排的大背景下,物聯(lián)網(wǎng)也創(chuàng)新性的提出了智能節(jié)能系統(tǒng),從物聯(lián)網(wǎng)整個體系結構出發(fā),研究并解讀了智能節(jié)能系統(tǒng)在軟硬件等各方面的技術支持,并在相應的實驗性測試平臺上測試其時效性,最后對本文所提到的智能節(jié)能系統(tǒng)做出總結與展望。
所謂的物聯(lián)網(wǎng)技術,是通過一系列高科技信息識別感應裝置(紅外感應器、gprs全球定位系統(tǒng)、激光掃描等)將所有的被處理物品都進行信息化登記處理,并與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)相結合,實現(xiàn)全球性、遠程性、便捷性的生產(chǎn)生活體系。在我國中央歷年的各大會議上,對于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展一直是大會關注的焦點,物聯(lián)網(wǎng)的高速運作,不但帶動了三網(wǎng)融合,更為百姓的日常生活帶來了便利。
1.物聯(lián)網(wǎng)體系結構
現(xiàn)有較為普及的物聯(lián)網(wǎng)整體結構一般被分為傳感網(wǎng)絡、傳輸網(wǎng)絡和應用網(wǎng)絡三大類。其中,傳感網(wǎng)絡是通過放置在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的大量微型傳感器所構成的局域監(jiān)控網(wǎng)絡對現(xiàn)場貨物進行監(jiān)控;而傳輸網(wǎng)絡,就是在接收到傳感網(wǎng)絡所感應到的相關信息后,通過一定技術手段再將其信息傳遞到外部互聯(lián)網(wǎng)絡(如互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、ngn等);最后的應用網(wǎng)絡便是信息傳遞的終端,在該網(wǎng)絡環(huán)境下,所有的信息都可以被編輯處理。物聯(lián)網(wǎng)體系結構圖如圖1所示。
2.硬件設計
2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
在新型的智能節(jié)能系統(tǒng)中,對其運作起支持作用的關鍵電路是電量采樣電路,該電路的核心是ade7755(電能計量轉換芯片),該電路可以完美的實現(xiàn)對待測系統(tǒng)的用電測量。而其運作的原理是將被測系統(tǒng)中所檢測到的功率信息以頻率的形式輸出,對檢測到的功率以電流、電壓雙通道的信號乘積以低通濾波展現(xiàn),最后再通過v-f對其信息的轉換,最終以頻率的形式從f1與f2管腳輸出(為用于電表的校正,cf管腳同時輸出高頻信號)。
2.2 無線通信系統(tǒng)
由于現(xiàn)今物聯(lián)網(wǎng)在其感應階段所設置的傳感網(wǎng)絡所采用的微型傳感器構架是傳統(tǒng)的嵌入式產(chǎn)品模式,而為了達到實際需求,在傳感器的實際設計時也在功能部件、設備驅動及應用系統(tǒng)等多方面上都做了些許的改進,并升級成為智能插座,該傳感器是由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與無線通信系統(tǒng)共同構成,該傳感器的出現(xiàn)實現(xiàn)了貨物與網(wǎng)絡的緊密連接,在整個無線通信系統(tǒng)中承擔著重要的任務。
2.3 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關
在本文提出的系統(tǒng)中,將使用嵌入式開發(fā)平臺e-box 3300作為此次節(jié)能系統(tǒng)的網(wǎng)關,在e-box 3300上自配置wince操作系統(tǒng)(支持將條碼掃描裝置與數(shù)據(jù)終端一體化),并用c#開發(fā)出可對串口數(shù)據(jù)進行采集分類的相關軟件;與此同時,自主開發(fā)用戶操作界面,完成外網(wǎng)信息公布,實現(xiàn)遠程通信。
如圖2所示,在該模型中e-box作為網(wǎng)關設備處于核心位置,它將網(wǎng)絡發(fā)布的相關采集數(shù)據(jù)通過internet網(wǎng)絡保存到數(shù)據(jù)庫中。當用戶想通過其他移動終端獲取相關數(shù)據(jù)時,e-box就可以通過internet網(wǎng)絡訪問之前的數(shù)據(jù)庫來拾取用戶所需的數(shù)據(jù),然后再通過無線網(wǎng)絡將該數(shù)據(jù)傳給用戶,而當用戶想用過pc獲取該數(shù)據(jù)時,也可以直接以web的方式通過internet網(wǎng)絡訪問數(shù)據(jù)庫,獲取用戶所需要的數(shù)據(jù)。
wince系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)功能,實現(xiàn)了三網(wǎng)(e-box 3300、gsm、internet)的無縫對接,讓整個物流網(wǎng)變得更加簡潔便利。
3.軟件設計
3.1 cc2430片上程序設計
所謂的cc2430片上程序,其主要職責便是負責整體信息流程的控制,其主要程序包括主程序(主要負責無線數(shù)據(jù)的發(fā)送,以及數(shù)據(jù)實時反饋后的后續(xù)處理),定時器(主要負責按時向中央感應器傳輸傳感數(shù)據(jù))和定時器(負責監(jiān)控眾多感應器的工作情況,必要時可將感應器系統(tǒng)復位,保證系統(tǒng)可靠與穩(wěn)定)。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能節(jié)能系統(tǒng)后臺管理平臺軟件開發(fā)
對于全新的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能系統(tǒng),其用于后臺管理的軟件是一個公開的信息平臺(傳感器數(shù)據(jù)局域網(wǎng)內(nèi)傳送;傳感器數(shù)據(jù)外網(wǎng)傳送),主要提供pc、筆記本電腦、手機等所有終端設備的信息調(diào)度、提取與查詢等一系列功能,并且還可以將感應區(qū)域內(nèi)的一切無線設備通過技術手段整合在一起。平臺軟件分為2個部分:
3.2.1 傳感器數(shù)據(jù)局域網(wǎng)內(nèi)傳送
在物聯(lián)網(wǎng)運營環(huán)境下的無線局域網(wǎng)內(nèi)信息通信,主要是對現(xiàn)有網(wǎng)絡中各類檢測器結構、檢測器個數(shù)等信息進行管理與顯示。這些設備信息的開發(fā)環(huán)境一般包括microsoft visualstudio、c++、net、microsoft sql server2000等。
在物聯(lián)無線局域網(wǎng)內(nèi)信息通信的環(huán)境下,當基站系統(tǒng)接收到無線感應器所采集到的相關數(shù)據(jù)時,基站軟件系統(tǒng)就會根據(jù)相關處理方案將查詢和管理命令反饋出去,而一旦所檢測數(shù)據(jù)超出理論范圍,就會自行啟動保護措施,即將系統(tǒng)電源切斷以保護系統(tǒng)安全性。而在該區(qū)域網(wǎng)內(nèi),一切物聯(lián)信息都可以通過無線網(wǎng)絡與移動終端設備進行交流,在保證數(shù)據(jù)實時共享的同時還可以實現(xiàn)對無線傳感器網(wǎng)絡的遠程操控。
3.2.2 傳感器數(shù)據(jù)外網(wǎng)傳送
通過簡潔的windows communicationfoundation服務系統(tǒng)對相關數(shù)據(jù)進行調(diào)用,再通過windows communication foundation的客戶端與服務端框架的數(shù)據(jù)處理流程,然后再結合microsoft silverlight的網(wǎng)頁設計技術,在microsoft visual studio與expression開發(fā)環(huán)境下,利用c#編程語言以網(wǎng)絡數(shù)據(jù)界面的形式實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下所有信息數(shù)據(jù)的處理與呈現(xiàn)。而當需要調(diào)度相關數(shù)據(jù)時,用戶就可以通過web對microsoft sql server的數(shù)據(jù)庫的進行訪問并對數(shù)據(jù)進行實時更新。而運用microsoft silverlight與windowscommunication foundation技術設計物流環(huán)境所需網(wǎng)頁的主要部分一般有2個。一是以曲線圖的形式反映各種物流設備的用電所需量,二是通過個體與總體的對比反映相關數(shù)據(jù)。
4.總結與展望
在當今物流量飛速提高的時代,各行業(yè)間對于物資的調(diào)度需求越來越大,而物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的理論與技術,其在眾多領域都起到了至關重要的作用。他可以為用戶提供一種更易被接受的運行環(huán)境,讓用戶在不經(jīng)意間享受到物聯(lián)網(wǎng)所帶來的便利服務。而面對節(jié)能減排的新環(huán)境,全新物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)能系統(tǒng)的提出,則在適應了當今新型環(huán)境的同時,再次提升了系統(tǒng)對于廣大用戶的服務領域,讓更多的人享受到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所帶來的便捷生活,讓人類的生活環(huán)境做到與環(huán)境和諧共存,讓可持續(xù)發(fā)展變?yōu)橐环N趨勢。
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