基于物联网技术的智能照明控制系统研究

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出版者:东北师范大学出版社
作者:
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2017-9-1
价格:60.00元
装帧:平装
isbn号码:9787568135184
丛书系列:
图书标签:
  • 照明
  • 物联网
  • 智能照明
  • 控制系统
  • 无线通信
  • 嵌入式系统
  • 智能家居
  • 节能技术
  • 传感器网络
  • 系统设计
  • 应用开发
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具体描述

《基于物联网技术的智能照明控制系统研究》分理论篇、技术篇、应用篇三部分,内容包括:物联网概述、智慧城市建设、物联网感知层技术、物联网网络层技术、物联网应用层技术、物联网技术在智慧照明中的应用、物联网智慧照明管控系统等。

《物联网情境下的建筑能源管理与优化》 内容简介: 本书深入探讨了在日益增长的物联网(IoT)技术浪潮下,如何构建高效、智能的建筑能源管理与优化系统。我们不再局限于单一的照明控制,而是将视野拓展至整个建筑的能源消耗层面,旨在通过集成化的物联网解决方案,实现能源使用的精细化感知、智能化分析与主动式调控。 第一部分:物联网技术在建筑能源管理中的基础架构 本部分将详细阐述构建物联网驱动的建筑能源管理系统的关键技术和基础架构。我们将从物联网的传感层、网络层、平台层到应用层,逐一解析其在建筑能源管理中的具体作用和实现方式。 传感层: 详细介绍各类应用于建筑能源监测的传感器技术,包括但不限于: 环境传感器: 温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度、PM2.5等,用于全面感知建筑内部环境状态,为能源调控提供依据。 能耗监测传感器: 电力、水力、燃气等计量仪表,以及针对不同用电设备(如空调、锅炉、水泵等)的专用监测模块,实现对各能源介质消耗的实时、精准采集。 人员感应传感器: 红外、超声波、摄像头等,用于识别空间内的人员活动情况,从而实现按需供能。 设备状态传感器: 监测设备运行状态、故障预警、性能参数等,保障能源系统的稳定运行。 网络层: 分析适用于建筑环境的各类物联网通信技术,重点介绍其在能源数据传输中的优劣势: 短距离通信: Bluetooth Low Energy (BLE)、Zigbee、Wi-Fi等,适用于室内设备间的互联互通。 长距离通信: LoRaWAN、NB-IoT、4G/5G等,适用于大范围、低功耗的数据传输需求。 有线与无线融合: 探讨在不同场景下,有线(如Ethernet)与无线通信技术的协同应用,构建稳定可靠的通信网络。 网络安全: 强调物联网通信中的数据加密、身份认证、访问控制等安全机制,保障能源数据的隐私和系统的安全性。 平台层: 深入剖析物联网平台在建筑能源管理中的核心作用,包括: 数据接入与管理: 讨论如何高效地接入海量异构的传感器数据,并进行标准化处理、存储和检索。 数据分析与挖掘: 介绍大数据分析、机器学习、人工智能等技术在能源数据分析中的应用,例如识别能源浪费模式、预测负荷需求、发现异常能耗点等。 设备协同与控制: 阐述如何通过平台实现不同能源设备之间的协同联动,例如根据室内环境和人员活动自动调节空调、新风系统和照明。 开放API与集成: 探讨平台开放API的重要性,以便于与第三方应用系统(如楼宇自控系统、企业资源规划系统等)进行集成,构建更全面的能源管理生态。 第二部分:建筑能源管理的智能化策略与应用 本部分将聚焦于物联网技术如何赋能建筑能源管理的智能化,并详细介绍各类创新性的应用场景。 智能负荷预测与调度: 基于历史数据的预测模型: 利用机器学习算法,分析建筑的历史能耗数据、天气信息、节假日等因素,构建精准的负荷预测模型。 实时负荷调整: 结合实时传感器数据和预测结果,动态调整用电设备的运行策略,例如在预测到高负荷时段提前进行储能,或对非关键负荷进行削峰。 需求响应(Demand Response)机制: 探讨如何利用物联网平台与电网互动,参与需求响应计划,在电网负荷高峰期主动降低建筑能耗,获得经济效益。 多能源系统协同优化: 供暖、通风与空调(HVAC)系统优化: 通过对室内外温度、湿度、人员密度以及天气预报的综合分析,智能调控HVAC系统的启停、温度设定点、送风量等参数,实现舒适度与能耗的平衡。 可再生能源集成与管理: 讨论如何将太阳能、风能等可再生能源接入建筑能源系统,并利用物联网平台进行实时监测、预测发电量,并与电网或储能系统协同管理,最大化可再生能源利用率。 水资源管理: 结合水表监测、漏水检测等技术,实现对建筑用水的精细化管理,例如通过检测用水模式识别潜在的漏水点,或根据用水需求自动优化供水压力。 面向用户的个性化能源服务: 用户行为分析与反馈: 收集用户的用能习惯和偏好,通过移动应用或Web界面,向用户提供可视化的能耗报告、节能建议,并鼓励用户参与节能行为。 个性化场景模式: 允许用户根据自身需求设定不同的能源使用场景,例如“居家模式”、“离家模式”、“睡眠模式”等,系统将自动匹配最优的能源消耗策略。 智能提醒与告警: 当监测到异常能耗、设备故障或能源浪费行为时,系统将及时向用户或管理人员发送提醒,以便及时处理。 建筑能源效率评估与提升: 能源审计与基准分析: 利用物联网平台收集的长期能源数据,对建筑的能源使用效率进行全面评估,并与同类建筑进行基准比较,找出改进空间。 能效诊断与故障预警: 通过对设备运行参数的持续监测和分析,提前预警潜在的设备故障或能源效率下降问题,防患于未然。 持续优化与迭代: 基于能源效率评估结果和监测数据,不断调整能源管理策略,实现建筑能源效率的持续提升。 第三部分:物联网在建筑能源管理中的挑战与未来展望 本部分将讨论物联网技术在建筑能源管理应用过程中面临的挑战,并对未来的发展趋势进行展望。 技术挑战: 包括传感器精度与可靠性、通信网络稳定性、数据安全与隐私保护、异构系统集成复杂性等。 成本与投资回报: 分析初期部署成本、维护成本以及通过节能所带来的经济回报,为项目决策提供依据。 标准化与互操作性: 探讨不同厂商设备和平台之间的互操作性问题,以及推动行业标准化的重要性。 人才与技能需求: 讨论物联网技术在建筑能源管理领域的应用对专业人才的需求,以及相关技能的培养。 未来发展趋势: 展望边缘计算、人工智能在能源管理中的深度融合、数字孪生技术在建筑能源模拟优化中的应用、以及与智慧城市生态系统的联动等。 本书旨在为建筑开发者、物业管理者、能源工程师、技术研究人员以及对智慧建筑和能源管理感兴趣的读者,提供一个全面、深入的物联网技术应用指南,共同推动建筑能源管理迈向更加智能、高效和可持续的未来。

作者简介

孙皓月(1980-)男,副教授,硕士,研究方向:物联网技术及计算机网络工程

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计颇具现代感,那种深邃的蓝色背景映衬着简洁的电路图线条,一下子就抓住了我的眼球。我本来以为这会是一本晦涩难懂的纯技术手册,毕竟“物联网”和“智能控制”听起来就自带一种高冷的气质。然而,翻开第一章,作者的叙事方式异常的亲切,仿佛在和一个略懂皮毛的朋友聊天。他没有直接抛出复杂的算法和协议,而是从一个非常贴近生活的场景入手——清晨卧室里窗帘自动拉开,灯光缓缓亮起,那种模拟自然光照的渐变效果,描述得细腻入微。我能感受到作者在试图搭建一座桥梁,连接起那些抽象的电子元件和我们日常的舒适体验。特别是对传感器布局的探讨,不是简单地罗列技术参数,而是结合了房间的朝向、人体活动热点分析,甚至提到了如何应对季节性光照变化,这让整个系统不再是冰冷的机器,而是真正“懂你”的居家伙伴。我对其中提到的一种基于用户睡眠周期的动态亮度调节策略很感兴趣,它超越了简单的定时开关,更注重光线对人体褪黑素分泌的生物学影响,这种跨学科的视角,实在令人耳目一新。这本书的结构安排,由浅入深,让即便是初学者也能顺利跟上节奏,成功地将一个复杂的系统工程,拆解成了可感知的、有温度的组成部分。

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这本书在阐述“智能”的哲学层面也给我带来了不少启发,它不仅仅是一个关于如何“控制”开关的技术指南,更是一部关于“人机交互”美学的探索。作者用很大篇幅探讨了光照的“情感反馈”机制。例如,在系统检测到用户处于“专注工作”状态时,系统如何主动将色温调整到偏冷的白光,以抑制困倦感,而当系统识别到用户正在进行放松的阅读活动时,则会轻微调高亮度并略微偏暖。这种细微的调整,其背后的心理学依据解释得非常到位,让人意识到一个优秀的智能系统,其最高境界不是效率,而是“无感”的舒适。书中还讨论了一个很有趣的概念——“可预见性焦虑”的消除,即系统在动作发生前就通过微弱的预警信号告知用户,避免了突兀的变化带来的不适。这种对用户心理的洞察,使得整套系统设计充满了人文关怀,而不是单纯的冰冷逻辑堆砌,阅读体验远超一般的工程书籍,更像是在阅读一本关于未来生活方式的设计蓝图。

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我不得不提一下这本书在软件架构和编程实现上的详尽程度,这简直就是一本“实战手册”。对于那些热衷于DIY或者正在进行毕业设计的人来说,这里的代码示例简直是黄金。作者选择的编程语言和开发环境非常贴近当前的主流趋势,特别是对嵌入式Linux和微控制器(如ESP32系列)的编程接口讲解,细致到寄存器级别的操作,而不是停留在高层API的表面。我特别关注了作者如何处理多线程并发访问传感器数据的问题,他没有采用传统的互斥锁,而是引入了事件驱动模型,极大地优化了系统的响应速度。书中还提供了一套完整的开源项目链接和配套的硬件选型清单,这使得理论知识可以无缝对接实际操作,大大缩短了从“纸上谈兵”到“点亮灯光”的距离。这种全流程的覆盖,从硬件选型、底层驱动到应用层逻辑,体现了作者深厚的工程经验。很多教材往往在关键的实现细节上戛然而止,但这本著作却将这些“黑箱”部分一一打开,让人真正理解其工作原理,对于提升动手能力非常有帮助。

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从排版和图表的质量来看,这本书的出版水平极高,这在技术书籍中并不常见。图表的清晰度达到了专业绘图的标准,复杂的系统架构图层次分明,关键的数据曲线图和波形图标注清晰,即便是打印出来后也能轻松辨认。特别是,作者在介绍各个模块之间的数据流向时,所使用的流程图设计,逻辑清晰,箭头走向一目了然,极大地降低了理解复杂系统交互的认知负荷。此外,书中对专业术语的解释也处理得非常得当,对于首次出现的专业名词,作者会以脚注或侧边栏的形式给出简明扼要的定义,确保读者在阅读过程中不会因为某个生僻词汇而卡壳。这种对细节的打磨,体现了出版方和作者对知识传递的严谨态度。总的来说,这是一本从内容到形式都力求精益求精的作品,读起来非常顺畅,知识点被有效地“包装”和呈现出来,使得学习过程本身也成了一种享受。

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这本书的理论深度和实践指导性达到了一个非常微妙的平衡点,这一点非常值得称道。我尤其欣赏其中对于网络拓扑结构选择的深入分析。在描述数据传输延迟和功耗的权衡时,作者并没有采取一刀切的解决方案,而是详细对比了基于ZigBee、Wi-Fi Mesh以及LoRaWAN在实际家庭环境中的性能表现。那些关于数据包冲突解决机制的阐述,相当详尽,甚至配上了清晰的流程图,这对于那些希望搭建稳定、低维护成本系统的工程师来说,简直是宝贵的财富。更让我印象深刻的是,书中关于系统安全性的章节。在当前的数字时代,智能家居的安全漏洞层出不穷,这本书直面了这一痛点,详细分析了数据加密标准(如AES-128)在边缘计算设备上的资源消耗问题,并提出了一种轻量级的身份验证机制。这种对系统健壮性和隐私保护的重视程度,远超我阅读过的许多同类文献。读完这部分内容,我感觉作者不仅是一个技术专家,更是一个对用户负责任的设计师,他考虑到了系统在“野外”遭遇恶意攻击的可能性,并提前给出了应对之策,使得整个设计框架具备了强大的生命力。

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