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基于无线传感器网络的中央空调监控系统的研究
资料介绍
随着信息技术和智能建筑的不断发展,中央空调的应用越来越普及,中央空调的监控系统成为越来越重要的研究课题。目前中央空调的控制技术以分散控制为主,这种控制不能实现集中化的智能管理,而且浪费能源。少数厂商实现了中央空调的集中控制,但是多采用有线的通信方式,布线复杂,且维护困难。无线传感器网络具有低功耗、低成本、分布式和自组织的特点,是物联网的核心技术,应用广泛。本文正是基于无线传感器网络,设计了中央空调的监控系统,并整合了科学合理的计费系统,实现了中央空调的集中智能管理、远程通讯和合理计费,有利于节能减排。
本文在认识中央空调监控系统功能和组成,以及计费算法国内外研究现状的基础上,介绍了中央空调监控系统的整体设计方案。具体给出了各个功能模块,包括中央处理模块、电源模块、无线收发模块、液晶模块、温度采集模块和I/O输入输出模块的电路设计和器件选型。
本文重点研究了中央空调监控系统的软件设计。基于无线传感器网络协议PS WSN和嵌入式操作系统FreeRTOS,采用MSP430F5438单片机,详细介绍了基站和空调控制器的的软件设计,具体给出了软件的调试过程和调试中遇到的软、硬件问题及解决方案。
针对中央空调控制器的功能,基于FreeRTOS操作系统,设计并实现了按键扫描任务和主任务,任务间采用消息队列的方式进行通信。软件设计上采用有限状态机的方法,便于系统升级。具体给出了按键扫描任务的程序流程图、主任务的状态转移图和各个功能函数的程序流程图。详细介绍了计费算法的设计及实现,采用能量型与时间型相结合的计费方式,充分发挥能量型和时间型计费方式的优势,操作简单、计费科学准确。
在实验室及现场对中央空调监控系统进行测试,包括针对各个功能模块的单元测试、针对系统功能的性能测试和系统整体测试。测试结果表明中央空调监控系统能够实现远程监控功能、计费、故障报警、参数锁定等各项功能,并能稳定运行。
本文采用了无线的通信方式,有效的解决了有线通信方式的布线复杂、维护困难等问题,实现了中央空调监控系统的集中式远程监控,并整合了科学合理的计费系统,实现方法简单,扩展性好,有利于增强用户的节能意识,具有一定的实用性和市场价值。
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