基于双层无线通讯网络的路灯分层节能监控系统的研究

【摘要】：随着我国城市化进程的加快,有限的能源供给和日益增长的能源需求这对矛盾不断激化,节能减排成为近年来备受关注的研究领域之一。而作为能源消耗大户的城市公共路灯照明系统,其节能效率及智能化控制的研究显得格外重要。 目前我国路灯管理现状不容乐观,大部分还停留在较低的管理水平上,主要存在着自动化程度有待提高、节能效率过低、管理集中度不高、灵活性低下、存在安全隐患这五大问题。提高公共路灯照明系统的效率,降低其能源消耗及维护成本,是我国城市化可持续发展道路上亟待解决的问题。 本文结合大范围公共路灯照明系统的管理特点,提出了基于分层监控策略的路灯节能监控模型以及基于该模型的路灯分层节能监控系统。分析了基于双层无线通讯网络的路灯分层节能监控系统的需求,详细介绍了该系统的总体设计方案,并研究了实现该系统的几个关键技术。此外还详细介绍了其原型系统实现的功能模块,并结合其在德清县试运行的结果进行了节能效果的分析。本文提出的系统及相关研究工作为实现我国城市路灯的科学智能管理奠定了一定的基础。 第一章分析我国路灯管理现状和存在问题,并在总结路灯监控系统及其相关领域研究现状的基础上,提出了本论文的研究内容以及本论文的总体框架。 第二章结合大范围路灯公共照明系统的管理特点,提出了一个基于分层监控策略的路灯节能监控模型,并对路灯分层节能监控系统进行了功能需求、数据需求、硬件需求及其它需求几方面的具体分析。 第三章从软件系统设计、数据库设计、硬件配置及布置方案三个方面详细介绍了路灯节能监控系统的总体设计方案。 第四章在基于分层监控策略的路灯节能监控模型基础上对路灯分层监控策略进行了能耗分析及实现算法研究,同时就路灯分层节能监控系统设计方案实现的几个关键技术作了较为详细的介绍。 第五章介绍本课题已经实现的路灯分层节能监控系统原型系统。 第六章对本论文所做的研究工作进行了总结,同时提出对本课题后续研究的建议和展望。 【关键词】：大范围路灯系统 分层节能监控 双层无线通讯网络 ZigBee GPRS
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP277
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目录9-12
• 1 绪论12-27
• 1.1 引言12-13
• 1.2 课题研究背景13-15
• 1.2.1 研究领域分析13
• 1.2.2 我国路灯管理现状及存在问题13-15
• 1.3 关键技术研究现状15-22
• 1.3.1 路灯节能技术的研究和应用现状15-18
• 1.3.2 无线通讯技术的发展和应用现状18-20
• 1.3.3 PDA及其应用现状20-22
• 1.3.4 BOM构造算法研究现状22
• 1.4 路灯监控系统的研究现状及存在问题22-24
• 1.5 课题研究目的和意义24-25
• 1.6 论文的主要内容及其总体框架25-26
• 1.7 本章小结26-27
• 2 路灯分层节能监控系统需求分析27-52
• 2.1 基于分层监控策略的路灯节能监控模型27-31
• 2.1.1 大范围路灯系统的管理特点27
• 2.1.2 模型相关定义及层次结构27-29
• 2.1.3 监控模型及监控决策研究29-31
• 2.2 路灯分层节能监控系统的功能需求31-35
• 2.2.1 系统的基本要求31-32
• 2.2.2 系统的基本结构32-34
• 2.2.3 系统的基本功能34-35
• 2.3 路灯分层节能监控系统的数据需求35-48
• 2.3.1 系统的数据内容35-38
• 2.3.2 系统的数据流图38-45
• 2.3.3 系统的实体一联系图45-48
• 2.4 路灯分层节能监控系统的硬件需求48-49
• 2.5 路灯分层节能监控系统的其它需求49
• 2.5.1 系统的运行环境49
• 2.5.2 设计和实现上的限制49
• 2.6 本章小结49-52
• 3 路灯分层节能监控系统总体方案设计52-74
• 3.1 路灯分层节能监控系统的软件系统设计52-62
• 3.1.1 软件系统简介52
• 3.1.2 软件系统的层次结构和功能模块52-56
• 3.1.3 软件系统的流程分析56-62
• 3.2 路灯分层节能监控系统的数据库设计62-67
• 3.3 路灯分层节能监控系统的硬件配置及布置方案67-71
• 3.3.1 系统硬件配置产品67-68
• 3.3.2 系统硬件布置方案68-71
• 3.4 路灯分层节能监控系统实现关键技术分析71-72
• 3.5 本章小结72-74
• 4 路灯分层节能监控系统的关键技术研究74-98
• 4.1 系统开发环境的搭建74-76
• 4.2 双层无线通讯网络的构建76-83
• 4.2.1 ZigBee无线通讯网络的构建与实现技术76-79
• 4.2.2 GPRS无线通讯网络的构建与实现技术79-82
• 4.2.3 双层无线通讯网络的结构82-83
• 4.3 路灯系统分层监控布局技术研究83-85
• 4.3.1 适应分层监控的编码技术研究83-84
• 4.3.2 利用BOM树构造算法实现多级分层布局84-85
• 4.4 PDA数据采集与同步技术85-90
• 4.4.1 PDA移动数据库实现技术85-88
• 4.4.2 利用RDA技术实现远程数据访问88-90
• 4.5 系统能耗分析实现算法研究90-96
• 4.5.1 分层监控策略能耗分析91-93
• 4.5.2 系统能耗分析实现算法93-96
• 4.6 本章小结96-98
• 5 路灯分层节能监控系统原型系统实现98-112
• 5.1 原型系统介绍98-107
• 5.1.2 远程监控子系统99-105
• 5.1.3 现场监控子系统105-107
• 5.2 原型系统应用效果107-109
• 5.3 原型系统评价与改善109-110
• 5.4 本章小结110-112
• 6 总结与展望112-116
• 6.1 工作总结112-113
• 6.2 研究展望113-116
• 参考文献116-122
• 附录A122-128
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目和取得的科研成果128

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