建筑用电设备物联网系统中智能终端研究

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随着经济和社会的发展,人们对工作、生活环境要求越来越高。建筑物内用电设备的数量和种类也越来越多,使得智能建筑技术对建筑内设备的管理、维护越来越复杂。物联网技术为智能建筑的发展提供新的方法。为了实现建筑用电设备的管控一体化,通过集成计算、通信、控制,并触合无线传感网络、数据库、Web服务等多项技术构建了建筑设备物联网系统。如何建立底层无线传感网络和上层服务器之间的通信成为建筑设备物联网系统中急需解决的一项关键技术。智能终端作为底层无线传感网络和上层服务器间通信的纽带,实现了底层无线传感网络数据的上传,以及服务器端的控制命令、优化策略的下发执行。对构建建筑设备物联网系统,完成服务器和底层无线传感网络间的通信具有十分重要的意义。本文结合建筑设备物联网系统,围绕建筑设备物联网系统中核心技术智能终端展开了深入研究,完成了该智能终端的硬件和软件设计,解决了服务器和底层模块问通信问题。具体研究内容包括:首先,在深入分析建筑设备物联网系统的特点和关键技术的基础之上,根据智能建筑的特点给出了智能终端整体方案设计。方案中智能终端与服务器间通过有线以太网方式相连,智能终端与底层各模块间采用无线方式实现通信其次,在智能终端整体方案基础上采用STM32F103xx作为微处理器,设计了以太网通信模块和无线通信模块以及扩展功能硬件电路。完成了智能终端IP地址的自动获取和TCP/IP通信的软件设计再次,能终端中关键技术之一无线网络部分做了深入研究,给出了基于区域分簇结构的无线网络组织方法,并对自组织网络区域簇的建立、网络维护和路由算法做了全面、深入研究。设计完成了无线自组织网络协议栈。无线网络自组织的实现有效的增强了智能终端无线网络通信对建筑物复杂环境的适应性,提高了无线通信的可靠性;最后,结合建筑设备物联网系统底层各模块对本文设计的智能终端的关键性能指标进行了测试,测试内容主要包括:无线自组织网络的通信距离、丢包率和无线组网时间;以太网通信的网络丢包率和以太网网络压力。测试结果表明本文所设计智能终端满足了建筑设备物联网系统服务器和底层无线传感网络间的通信要求通过建筑设备物联网系统中智能终端的研制,为建筑物内用电设备的集中管理和整体优化的实现提供了技术保障。对物联网技术在其他领域的应用,提供了切实可行的参考方案
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