智能家居节能控制系统研究与设计

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1、硕士学位论文题目：智能家居节能控制系统研究与设计研究生夏松专业电子与通信工程指导教师张珣教授完成日期2015年03月杭州电子科技大学硕士学位论文智能家居节能控制系统研究与设计研究生：夏松指导教师：张珣教授2015年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchandDesignofSmartHomeEnergySavingControlSystemCandidate:XiaSongSupervisor:Prof.ZhangXunMarch

2、,2015杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果，。。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均己在文中明确方式标明一申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。论文作者签名；毒芽為曰期：户＇ｒ年＾月曰学位论文使用授权说明目Ｐ：本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，研巧生在校攻读学位期间论文Ｘ作

3、的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，、允许查阅和借阅论文；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，可允许采用影印缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：；＾曰期年參月曰指导教师签日期：年＾月／必日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着物联网产业的不断发展，家居电器的能耗管理和节约问题成为开发者要解决的一个重要难题。如何设计出一种智能化的能耗监测和节能控制系统，直观的展示家居电器的能耗状况，

4、同时在极少的人工干预下对电器进行智能识别和状态控制，让用户拥有极高的体验度，成为现行家居电器控制系统的一项基本目标。因此，论文通过构建一个具有能耗管理功能的智能家居节能控制系统来解决家居电器的能源浪费问题，其核心内容是在提取家居电器电能特征参数的基础上，进行电器模式识别，然后建立时间序列预测模型，实现电器的自动控制。首先分析了家居电器节能控制系统的研究现状和发展趋势，对现行智能家居能源浪费现象进行了研究，指出家居电器能源浪费的原因在于节能策略的匮乏和节能意识的薄弱。此后通过对家用电器的电能参数进行分析，提取了电器的电能特征参数，包括功率、功率因

5、数、电流波形相关度、电流波形波动系数、电流波形启动脉冲系数。然后设计了家居电器的模式识别算法，包括电器的状态和类型的识别，并建立了电能参数的二阶AR模型，通过此模型对电能参数做出准确的预测，给出电器的预知动作。论文对电器的模式识别和预测算法进行了软硬件仿真和实验，验证了算法的准确性和稳定性，达到了节能的目的。同时论述了家居电器节能控制系统的总体架构和功能特性，指出了ZigBee局域网相对于其他几种组网方式的优点，并在此基础上设计了基于智能插座、ZigBee无线个域网、ARM+Linux平台组成的系统框架。其中主控器网关模块选取的是SAMSUNG

6、公司的嵌入式处理器S3C2440A，并搭建了包括SDRAM、NANDFlash/NORFlash、供电电路、晶振电路以及复位电路在内的核心系统，同时还设计了网卡电路、UART串口电路、SD卡电路等外围器件电路。最后给出了家居控制软件的设计。该软件实现了家居的在线控制功能，包括家居电器的开启、关闭以及状态展示，能够直观形象的给出电器的能耗参数曲线分析图。本文设计的智能家居节能控制系统，能够自动控制家居电器开关，并实现了家居的实时在线控制，帮助用户主动地参与节能，提高了用户节能意识，能够在一定程度上降低家居电器的能耗。关键词：智能家居，节能控制，模

7、式识别，电能特征参数I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentoftheInternetindustry,theenergymanagementandsavingofthehouseholdelectricalappliancesbecomeanimportantproblemforthedeveloperstosolve.Itisbecomeabasicobjectiveofcurrenthomeelectricalcontrolsystemshowtodesignanintelli

8、gentenergymonitoringandcontrolsystems,whichcandisplaythestatusofpowerconsum