论文部分内容阅读
节能降耗是实现国民经济可持续发展的基本要求。建筑中央空调能耗占社会能耗较大比重,其节能技术的研发具有重要意义。由于中央空调末端设备能耗是中央空调总能耗主要构成,实现其网络化、集群化、智能化控制是实现中央空调节能降耗的重要发展方向。论文针对中央空调末端风机盘管设备的节能控制,在系统评估无线传感器网络性能的基础上,规划了基于ZigBee的中央空调末端远程监控系统的总体结构,研究了相关的网络结构、节点硬件设计、嵌入式操作系统及应用开发、控制软件平台开发等关键技术。在对中央空调末端监控系统进行需求分析的基础上,规划设计了中央空调末端无线监控系统的总体结构,该系统包括末端控制层、网络传输层和中央监控层,末端控制层由温控器、风机盘管、电动阀组成,网络传输层由路由节点和网关组成,中央监控层包括中央控制站和远程客户端。分析了中央空调末端监控系统的数据业务流,在综合考虑网络规模、数据负载长度、背景流量的基础上,对ZigBee网络的关键性能指标进行了系统的评估,包括单点传输距离、网络延时、路径容量、丢包率、网络自愈能力,为构建高效可靠的规模化ZigBee无线网络提供了基础数据和参考指标。设计开发了末端控制器及网关、路由节点硬件电路:末端控制器以STM32F103RET6为主控核心,以CC2530F256作为无线射频模块,路由节点采用CC2591前端功率放大模块。末端控制器采用uc/OS II实时操作系统并基于ucGUI实现嵌入式图形界面。探讨了控制软件平台的架构及实现技术,开发了具有温度控制、运行计量、集中监控、智能化节点管理、计费管理、报表等功能的中央空调末端监控系统软件。提出了时间槽数据发送机制和事件触发策略,可有效减小网络流量,降低数据碰撞率。采用自适应的入网登录机制,实现了节点的智能管理,并实现了基于状态表方法的网络故障监测,可有效较少ZigBee网络传输带宽。