隨著經(jīng)濟(jì)條件的改善,越來越多的家庭使用水地暖系統(tǒng)。目前水地暖系統(tǒng)大多采用有線形式,集中式手動(dòng)控制。此類系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)各房間的溫度調(diào)節(jié),不能遠(yuǎn)程操作,造成能耗的浪費(fèi),舒適體驗(yàn)感的下降;系統(tǒng)沒有集成漏水檢測(cè)設(shè)備,一旦地暖漏水會(huì)造成巨額損失;同時(shí)有線系統(tǒng)的安裝和維護(hù)成本高,施工難度大。本文設(shè)計(jì)了一套基于無線自組網(wǎng)技術(shù)的智能地暖控制系統(tǒng),具有舒適、節(jié)能、安全的特點(diǎn)。通過自主研發(fā)的LoRa無線組網(wǎng)技術(shù),將中央控制器、溫控器、無線閥門、漏水檢測(cè)器等設(shè)備互聯(lián)起來,實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制。設(shè)計(jì)了云平臺(tái),開發(fā)了 APP操作軟件,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過此地暖控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)各個(gè)房間的自動(dòng)恒溫控制,遠(yuǎn)程提前開啟地暖系統(tǒng),預(yù)先使房間達(dá)到設(shè)置溫度,提高了用戶體驗(yàn)感。并通過分房間的實(shí)時(shí)按需溫度調(diào)節(jié),降低了能源的浪費(fèi)。設(shè)備之間的無線聯(lián)接方式使的系統(tǒng)的安裝、維護(hù)成本、難度降低。無線漏水檢測(cè)系統(tǒng)使地暖系統(tǒng)的使用更加安全。本文根據(jù)地暖系統(tǒng)設(shè)備無線通信高可靠、低功耗的應(yīng)用需求,采用LoRa擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)和星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),重構(gòu)了從數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層到應(yīng)用層的無線傳輸協(xié)議,設(shè)計(jì)了包括信道檢測(cè)、失敗重發(fā)、入網(wǎng)鑒權(quán)、跨層協(xié)作傳輸在內(nèi)的多種網(wǎng)內(nèi)通信機(jī)制,保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性。經(jīng)過測(cè)試,此網(wǎng)絡(luò)通信延遲小于0.1S,室內(nèi)通信距離可達(dá)到80米,符合設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。針對(duì)地暖系統(tǒng)中漏水隱患以及其低功耗需求,設(shè)計(jì)了低功耗漏水檢測(cè)和控制子系統(tǒng),漏水節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到漏水時(shí)發(fā)送無線信號(hào)給水閥,水閥及時(shí)關(guān)閉,切斷水路,避免損失擴(kuò)大,同時(shí)漏水信息通過中央控制器上傳到服務(wù)器,然后通知給用戶。設(shè)計(jì)了自適應(yīng)功率算法,根據(jù)鏈路狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)漏水節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率,從而降低設(shè)備功耗。最后實(shí)測(cè)表明,漏水節(jié)點(diǎn)待機(jī)功耗可降低到1.4uA。
【學(xué)位單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU832;TN92;TU855
【部分圖文】：

（１）手動(dòng)調(diào)節(jié)供暖水閥逡逑由于北方比較寒冷，所以很多城市都是直接采取城市集中供熱或者物業(yè)集中供熱其采逡逑暖系統(tǒng)基本如圖１．邋１所不：逡逑ｒ—￣邐＾逡逑水ａ調(diào)節(jié)一彳房畫１逡逑一？一洪暖設(shè)備——」房間２逡逑一￣（房間３逡逑邐邐３逡逑圖１．１傳統(tǒng)采暖控制系統(tǒng)架構(gòu)逡逑在這個(gè)系統(tǒng)中，房間的溫度只能通過用戶手動(dòng)調(diào)節(jié)供暖設(shè)備上的水閥來進(jìn)行調(diào)溫。這種方逡逑式的主要優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)簡(jiǎn)單，施工方便。但系統(tǒng)由于簡(jiǎn)單，無法將環(huán)境、房間大小、建筑物逡逑散熱系統(tǒng)等因素考慮進(jìn)去，而且系統(tǒng)都是單向通信，沒有反饋網(wǎng)絡(luò)。所以常常會(huì)給用戶帶來逡逑諸多問題，比如：房間溫度調(diào)節(jié)極不方便、房間溫度不舒服、在環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，不能逡逑及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)、能源浪費(fèi)嚴(yán)重。逡逑（２）溫控器調(diào)節(jié)逡逑由于第一種溫度調(diào)節(jié)帶來的諸多問題，很多新的小區(qū)采取了溫控器來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，其控逡逑制系統(tǒng)如圖１．邋２所示：逡逑Ｉ邋＾逡逑度米蠢：’控逡逑§．邋■一邋■邋—邐ｒ邋逡逑－供暖設(shè)備內(nèi)逡逑邐？逡逑：讀�。螅葸夊义蠘�(biāo)溫度ｊ輯

（１）手動(dòng)調(diào)節(jié)供暖水閥逡逑由于北方比較寒冷，所以很多城市都是直接采取城市集中供熱或者物業(yè)集中供熱其采逡逑暖系統(tǒng)基本如圖１．邋１所不：逡逑ｒ—￣邐＾逡逑水ａ調(diào)節(jié)一彳房畫１逡逑一？一洪暖設(shè)備——」房間２逡逑一￣（房間３逡逑邐邐３逡逑圖１．１傳統(tǒng)采暖控制系統(tǒng)架構(gòu)逡逑在這個(gè)系統(tǒng)中，房間的溫度只能通過用戶手動(dòng)調(diào)節(jié)供暖設(shè)備上的水閥來進(jìn)行調(diào)溫。這種方逡逑式的主要優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)簡(jiǎn)單，施工方便。但系統(tǒng)由于簡(jiǎn)單，無法將環(huán)境、房間大小、建筑物逡逑散熱系統(tǒng)等因素考慮進(jìn)去，而且系統(tǒng)都是單向通信，沒有反饋網(wǎng)絡(luò)。所以常常會(huì)給用戶帶來逡逑諸多問題，比如：房間溫度調(diào)節(jié)極不方便、房間溫度不舒服、在環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，不能逡逑及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)、能源浪費(fèi)嚴(yán)重。逡逑（２）溫控器調(diào)節(jié)逡逑由于第一種溫度調(diào)節(jié)帶來的諸多問題，很多新的小區(qū)采取了溫控器來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，其控逡逑制系統(tǒng)如圖１．邋２所示：逡逑Ｉ邋＾逡逑度米蠢：’控逡逑§．邋■一邋■邋—邐ｒ邋逡逑－供暖設(shè)備內(nèi)逡逑邐？逡逑：讀�。螅葸夊义蠘�(biāo)溫度ｊ輯

針對(duì)當(dāng)前地暖系統(tǒng)控制方式落后、無漏水報(bào)警等問題，本文設(shè)計(jì)了基于無線組網(wǎng)技術(shù)的智逡逑能地暖控制系統(tǒng)。主要通過自主研發(fā)的ＬｏＲａ無線組網(wǎng)技術(shù)，將中央控制器、溫控器、無線閥逡逑門、漏水檢測(cè)器等設(shè)備互聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制。設(shè)計(jì)了云平臺(tái)，開發(fā)了邋ＡＰＰ操作軟件，實(shí)逡逑現(xiàn)了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。逡逑２．１系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)逡逑２．１．１系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)逡逑針對(duì)研究背景中所提出的當(dāng)前地暖系統(tǒng)的各項(xiàng)缺陷。本文設(shè)計(jì)了基于無線組網(wǎng)技術(shù)的智逡逑能地暖控制系統(tǒng)，并建立圖２．邋１所示的地暖控制系統(tǒng)架構(gòu)。在此系統(tǒng)架構(gòu)上，用戶可以直接逡逑通過手機(jī)ＡＰＰ對(duì)地暖系統(tǒng)進(jìn)行操控，其中包括各房間溫度設(shè)定、每個(gè)房間水路的控制、各房逡逑間漏水檢測(cè)、無線閥門開關(guān)等操作。由于中央控制器上有各房間水路的控制開關(guān)，所以每個(gè)逡逑房間的節(jié)點(diǎn)設(shè)備均需跟中央控制器上對(duì)應(yīng)房間的水路開關(guān)進(jìn)行學(xué)習(xí)配對(duì)。以下是系統(tǒng)架構(gòu)圖逡逑中各個(gè)設(shè)備的功能介紹：逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2822549