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1、 学校代号 10532 学 号 S12093011 分 类 号 TP274 密 级 公 开 硕士学位论文 建筑能耗数据采集器的设计 与开发 学位申请人姓名 朱 岩 培 养 单 位 电气与信息工程学院 导师姓名及职称 王绍源 副教授 学 科 专 业 电子科学与技术 研 究 方 向 嵌入式系统及应用 论文提交日期 2015 年 4 月 20 日 学校代号：10532 学 号：S12093011 密 级：公开 湖南大学硕士学位论文 建筑能耗数据采集器的设计与开发 学位申请人姓名： 朱 岩 导师姓名及职称： 王绍源 副教授 培养单位： 电气与信息工程学院 专 业 名 称： 电子科学与技术 论文提交日期
2、 ： 2015 年 4 月 20 日 论文答辩日期 ： 2015 年 5 月 28 日 答辩委员会主席： 黎福海 教授 The Design and Development of Building Energy Consumption Data Collector by ZHU Yan B.E.(Hunan Institute of Engineering) 2012 A thesis submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree of Master of Engineering in Electron
3、ic Science and Technology in the Graduate School of Hunan University Supervisor Professor WANG Shaoyuan April, 2015 - I - 湖湖 南南 大大 学学 学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学
4、位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密，在_年解密后适用本授权书。 2、不保密。 （请在以上相应方框内打“”） 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日建筑能耗数据采集器的设计与开发 - II - 摘 要 近年来，建筑能耗在全国总能耗中的比例逐年增加，建筑节能的重要性日益突出。建筑能耗数据是建筑节
5、能工作开展的基础，无论是分析节能潜力、制定节能目标，还是分解和落实节能任务，开展节能考核，都必须以能耗数据为依据。基于建筑能耗数据信息，可以对建筑能耗的发展趋势进行预测，进而为政策的出台、规划的制定提供了依据。然而，建筑能耗数据的缺乏已成为业内人士的共识，制约了建筑节能工作的开展。由于缺少建筑能耗数据，节能目标难以制定，节能任务难以量化分解和落实，影响了住房城乡部门乃至全社会节能工作的顺利开展和节能效果评价。本文针对建筑能耗数据采集需求，设计并开发了一个建筑能耗数据采集器。 首先，分析数据采集器的研究背景以及国内外研究现状，提出了数据采集器的研究目标和主要内容。其次，根据数据采集器的设计需求，
6、给出了数据采集器的总体设计，选取 S3C6410 作为嵌入式处理器、Linux 作为嵌入式操作系统，数据采集器与计量表计通过 RS-485 接口通信。第三，基于 Tiny6410 核心板，设计了数据采集器的硬件，阐述了核心板的相关资源，给出了电源模块、以太网模块、RS-485 模块的设计原理图，并进行了适当的说明。第四，基于嵌入式 Linux，采用 Boa Webserver、JavaScript、SQLite、XML、数据加密等技术，设计了数据采集器的软件。 第五， 给出了数据采集器软件的实现， 包括开发环境的搭建， U-Boot、Linux 内核、根文件系统、Boa Webserver、S
7、QLite、TinyXML、Log4cplus 的移植以及数据采集器各个模块软件的实现。最后，根据数据采集器的设计要求，搭建了数据采集器的测试环境，对数据采集器的功能和性能进行了测试。测试结果表明，所设计的数据采集器达到了预期的设计目标。 关键词：建筑能耗数据；数据采集器；S3C6410；Linux；RS-485；Boa Webserver 硕士学位论文 - III - Abstract In recent years, with the building energy consumption in the proportion of total energy consumption incr
8、easing year by year in our country, the importance of building energy efficiency is becoming increasingly prominent. Building energy consumption data is the foundation of building energy efficiency. It is the foundation of analysing the potential of building energy efficiency, establishing building
9、energy efficiency goals, decomposition and implementation of building energy efficiency tasks, evaluation of building energy efficiency. Based building energy consumption data, building energy consumption trends can be predicted. It provides a basis for the building energy efficiency policy and plan
10、ning. However, lacking of building energy consumption data has become the consensus of the industry. It limites the work of building energy efficiency. Due to lacking of building energy consumption data, it is difficult to develop building energy efficiency goal, quantify decomposition and implement
11、ation building energy efficiency tasks. And it affects the smooth development and energy efficiency evaluation of Ministry of Housing and Urban-Rural Derelopment and even the whole society. Combining with the building energy consumption data monitoring requirements, a building energy consumption dat
12、a collector is designed and implemented. Firstly, analyzing the research background and current research of data collector, this paper propose the research objective and main content. Secondly, combining with the design requirements, it provides the overall design of data collector, in which S3C6410
13、 is chosen as a embedded processor and Linux as the embedded operating system. In addition, RS-485 is used as communication interface among data collector and meters. Thirdly, it offers the hardware design of data collector based on the S3C6410. Also, it describes the core-board resources. In additi
14、on, it offers the circuit schematic and explanation of power module, ethernet module and RS-485 module. Fourthly, based on embedded Linux operating system, Boa Webserver, JavaScript, SQLite, XML and data encryption, it provids software design of data collector. Fifthly, it offers the software implem
15、entation of data collector, which include building embedded system environment, the transplant of U-Boot, Linux kernel, root file system, Boa Webserver, SQLite, TinyXML, Log4cplus and the modules software realization of data collector. Finally, based on the design requirements of data 建筑能耗数据采集器的设计与开发 - IV - collector, it has builded test environment for data collector and tested the functionality and
