基于WSN的智能空调能耗与需求管理的算法研究

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无线传感网作为物联网技术体系中一种重要的数据感知技术,伴随着近年物联网的迅猛发展而得到广泛的应用,其中在智能型生活空间领域也有诸多相关的学术研究和工业应用。智能型生活空间的研究的两个主要目标分别是提高环境舒适度和自动化节能。本文研究了智能型生活空间中的能耗控制与用户需求管理问题,针对空调系统的多用户不同温度诉求的问题,结合WSN技术、计算智能、机器学习等技术建立一套基于WSN的多用户需求管理的智能空调控制模型,将最大化多用户满意度和最小化节能费用支出同时作为优化目标。首先本文简单介绍了无线传感网络技术与智能型生活空间的概念及其关系,总结对比了国内外在空调智能化方面的研究与工业应用,并提出了目前研究尚未考虑的多用户不同需求的问题,同时也集中介绍了本文后续研究会使用到的一些关键技术。然后本文研究了控制环境下的用户需求模型,并提出了智能型生活空间下用户对温度的连续性舒适度模型。基于用户温度舒适度模型,本文提出了一种多用户不同温度诉求场景下基于无线传感网的智能空调控制模型。在模型构建过程中,本文还研究了多空调复杂环境下的功率-温度映射关系的多种方案,为了能快速响应用户需求,同时也提出了基于粒子群改进的功率调度算法。同时本文依据前面的模型设计了一套基于WSN的多用户需求管理的智能空调系统,分别从系统的架构、系统软件架构以及控制服务模块三个方面阐述了设计思路并仿真实现了系统的控制服务模块。最后通过仿真实现的控制服务模块进行了仿真实验的设计,并通过多维度的实验结果的对比和分析,评估了本文提出的智能空调控制模型在提高用户总体舒适度和节能效果。
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