面向SEEE模型的信息采集系統(tǒng)構(gòu)建與傳感器優(yōu)化布置研究.pdf

1、我國(guó)每年新建的建筑面積大約在16～19億平方米之間,和發(fā)達(dá)國(guó)家相比,目前已經(jīng)超過(guò)所有發(fā)達(dá)國(guó)家每年竣工面積的總和。在新建建筑中,真正稱得上是節(jié)能建筑的不足1億平方米,建筑節(jié)能潛力巨大。同時(shí),在既有近400億平方米的建筑中,僅有1％可以視為節(jié)能建筑,其余無(wú)論在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)上還是用采暖空調(diào)系統(tǒng)來(lái)衡量,均屬于高耗能建筑。據(jù)統(tǒng)計(jì),在我國(guó)每年能源消費(fèi)總量中,建筑耗能總量已占總能源消耗的三成左右,在能源日趨潰乏的今天,建筑節(jié)能設(shè)計(jì)和既有建筑的節(jié)能改造

2、勢(shì)在必行,所以對(duì)建筑能耗進(jìn)行分析和實(shí)現(xiàn)節(jié)能的經(jīng)濟(jì)性具有重大意義。
　　基于WSN(無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò))的時(shí)空SEEE(Synthetical-Energy-Economy-Estimator)模型,通過(guò)分析建筑能耗、人體舒適度和環(huán)境健康度的情況下,實(shí)現(xiàn)建筑的能量智能,讓建筑能夠適應(yīng)周圍環(huán)境變化,自主獲得健康、舒適的節(jié)能狀態(tài)。其核心是空間數(shù)據(jù)的獲取、傳輸和計(jì)算。所以本文圍繞如何準(zhǔn)確獲得空間整體信息來(lái)展開。
　　首先,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有信息采

3、集系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析,研究有線和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)的發(fā)展,結(jié)合SEEE模型對(duì)數(shù)據(jù)的要求,構(gòu)建一種低成本、低功耗的無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)SEEE模型中溫度、濕度、氣壓、CO、CO2和VOCs等環(huán)境信息數(shù)據(jù)的采集和無(wú)線傳輸。該無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用擴(kuò)展性比較強(qiáng)的UCBtelosb硬件平臺(tái),同時(shí)硬件平臺(tái)采用的操作系統(tǒng)具有良好的可移植性,能夠充分發(fā)揮平臺(tái)的硬件性能,有效的降低系統(tǒng)的功耗。
　　其次,針對(duì)建筑空間環(huán)境中各種信息分布的不確定性,本文

4、結(jié)合SEEE模型提出的高精度點(diǎn)測(cè)量和低精度面測(cè)量的WSN布局原理,采用數(shù)值模擬技術(shù)(CFD:computationalfluiddynamics)對(duì)建筑單元內(nèi)的溫濕度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析,掌握建筑單元內(nèi)溫濕度場(chǎng)變化規(guī)律。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,仿真結(jié)果在誤差允許范圍內(nèi),與實(shí)測(cè)值基本吻合,是準(zhǔn)確可行的,可以為傳感器節(jié)點(diǎn)布置中關(guān)鍵位置點(diǎn)的選取提供參考。
　　最后,本文選取溫濕度梯度場(chǎng)等溫線上曲率較大的點(diǎn)和等溫線密