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1、-1-基于物联网的水暖电系统监控平台方基于物联网的水暖电系统监控平台方案设计及实施案设计及实施 （工程硕士论文开题报告） 机械工程领域工程硕士：卞明明机械工程领域工程硕士：卞明明指指导导老老师：田师：田 凌凌二二一四年十一月一四年十一月-2-主要内容选题背景及其意义一国内外研究动态及发展现状二研究内容及方案三总体时间安排四-3-1.选题背景及其意义1、平朔矿区是一个集群化生产矿区，是我国首座“露井联采”的千万吨矿井最集中的亿吨级矿区，占地面积176平方公里。2、这样一个高度工业化的矿区必然要有一个庞大及复杂的水暖电系统的保障，点多面广战线长是水暖电系统最突出的特点。3、现有的水暖电系统自动化程
2、度低，核心是靠人，导致工作量大、劳动强度高、效率低，加之工作场所分散，管理难度大。4、随着平朔矿区的不断发展，现有水暖电系统已经难以满足公司精细化管理及内部市场化的要求。因此，想方设法提高系统自动化水平是关键，而物联网技术提供了很好的解决途径，难点是如何基于物联网来建设与平朔矿区水暖电系统相符的监控平台。-4-国内外研究动态及发展现状二2.1 物联网的概念2.2 国内外发展现状2.3 物联网的应用及发展趋势-5-2.1 物联网的概念1、物联网（Internet of Things）是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进
3、行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。2、物联网的特征 1.全面感知各种传感器、RFID、GPS等 2.可靠传递各种无线网络、各种有线网络及设备，三网融合 3.智能处理云计算、各种应用软件 -6-2.1 物联网的概念图2.1：物联网构成图-7-2.2 国内外发展现状日本：打造日本：打造“无所不在无所不在”的便利社会的便利社会 日本在2004年推出了基于物联网的国家信息化战略U-Japan。“u”代指英文单词“ubiquitous”，意为“普遍存在的，无所不在的”。该战略是希望催生新一代信息科技革命，实现无所不在的便利社会。美国：作为振兴经济的美国：作为振兴经济的
4、“新武器新武器” 奥巴马将物联网作为振兴经济的两大武器之一，投入巨资深入研究物联网相关技术。无论基础设施、技术水平还是产业链发展程度，美国都走在世界各国的前列，已经趋于完善的通信互联网络为物联网的发展创造了良好的先机。欧盟：引领世界物联网欧盟：引领世界物联网“加速跑加速跑” 欧盟围绕物联网技术和应用做了不少创新性工作。在2009年11月的全球物联网会议上，欧盟专家介绍了欧盟物联网行动计划，意在引领世界物联网发展。-8-2.2 国内外发展现状1、国内研究机构在理论研究方面，如对无线传感器网络网络协议、算法、体系结构等方面，提出了许多具有创新性的想法与理论。在这方面，国内的中科院、南京邮电大学、哈
5、尔滨工业大学、清华大学、上海交通大学、北京邮电大学等都取得了一些相关的理论研究成果。2、中科院上海微系统与信息技术研究所等科研单位，目前正加紧研发物联网技术。2009年10月，中国研发出首颗物联网核心芯片-唐芯一号。2009年11月7日，总投资超过2.76亿元的11个物联网项目在无锡成功签约，项目研发领域覆盖传感网智能技术研发、传感网络应用研究、传感网络系统集成等物联网产业多个前沿领域。2010年工信部和发改委出台了系列政策支持物联网产业化发展，到2020年之前我国已经规划了3.86万亿元的资金用于物联网产业化的发展。-9-2.2 国内外发展现状图2.2 中国物联网产业园（基地）分布图-10-
6、2.3 物联网的应用及发展趋势1、感知交通 1)出行方便 2)智能公交2、感知健康 1) 预约挂号远程会诊 2)体检便捷3、感知矿山1)煤炭物流监管 2)生产安全动力监管 3)人员设备监管-11-2.3 物联网的应用及发展趋势图2.3：-12-研究内容及方案三3.1 研究内容3.2 研究方案3.3 研究创新及难点3.4 预期成果-13-3.1 研究内容1.建立矿区基础模型，绘制矿区水暖电系统整体布局规划图。建立矿区基础模型，绘制矿区水暖电系统整体布局规划图。2.设设计计并并实实施施给给排排水水系系统统中中各各配配水水厂厂等等场场所所的的自自动动化化监监测测改改造造方方案案，实现调度中心对各场站
7、实现调度中心对各场站的的生产运行状态适时数字监控生产运行状态适时数字监控。3.设设计计并并实实施施供供热热系系统统中中各各换换热热站站的的数数字字化化管管理理单单元元建建设设方方案案，实实现调度中心对各场站现调度中心对各场站的的生产运行状态适时数字监控生产运行状态适时数字监控。4.设设计计并并实实施施供供电电系系统统中中各各变变电电站站远远程程信信息息接接入入以以及及视视频频监监视视系系统统建设方案，建设方案，实现调度中心对各场站实现调度中心对各场站的的生产运行状态适时数字监控生产运行状态适时数字监控。5.通通过过数数据据交交换换或或者者应应用用集集成成技技术术，进进行行软软件件接接口口适适配
8、配，采采集集水水、暖暖、电电各各监监控控系系统统的的业业务务数数据据，实实现现各各业业务务数数据据的的共共享享，并并通通过过业业务务数数据据实实现现对对动动力力中中心心设设备备情情况况总总体体掌掌握握、支支撑撑调调度度日日常常管管理理、辅辅助生产事件的决策、全面提升工作效率助生产事件的决策、全面提升工作效率。-14-3.1 研究内容图3.1：-15-3.2 研究方案1.建建设设矿矿区区的的基基础础模模型型，标标注注动动力力中中心心所所属属单单位位，示示意意动动力力中中心心水水电电暖暖管管线的布局，实现集成设备技术指标、报警事件在三维环境中的展现。线的布局，实现集成设备技术指标、报警事件在三维环
9、境中的展现。2.对对三三维维仿仿真真环环境境进进行行建建模模、索索取取现现场场点点位位信信息息坐坐标标、各各站站点点外外观观拍拍摄摄调调研研和和三三维维界界面面的的建建模模；以以及及水水、暖暖、电电监监控控系系统统集集成成平平台台的的研研发发，包包括括数数据据采采集集与与传传输输、智智能能集集中中监监控控、仿仿真真态态势势展展示示、电电子子监监控控与与巡巡检检、统统计计分分析与报表、手机短信通知、智能图像分析和系统功能等。析与报表、手机短信通知、智能图像分析和系统功能等。3.依依托托计计算算机机网网络络、无无线线通通信信等等信信息息化化技技术术，实实现现用用能能管管理理的的数数字字化化和和可可
10、视视化化。对对电电、热热、水水、温温度度等等能能耗耗数数据据进进行行在在线线实实时时监监测测，并并以以三三维维仿仿真真场场景景为为依依托托，提提供供数数据据的的实实时时展展示示功功能能，实实现现直直观观管管理理以以进进行行事事件件处处置置和和指挥调度。指挥调度。 4.通通过过行行关关平平台台的的整整理理和和大大型型数数据据库库的的支支持持，将将异异构构系系统统的的数数据据完完整整且且规规格化地保存，将会极大提高日后的数据挖掘和调阅效率。格化地保存，将会极大提高日后的数据挖掘和调阅效率。5.搭搭建建智智能能能能耗耗管管理理模模型型，将将水水电电暖暖三三种种业业务务数数据据统统一一入入库库，建建立
11、立基基于于数数据源头的决策分析。据源头的决策分析。-16-3.2 研究方案图3.2-17-3.2 研究方案图3.3：-18-3.3 研究创新及难点1、研究创新2、工作难点-19-3.4 预期成果1. 搭搭建建智智能能能能耗耗管管理理模模型型，实实现现查查询询报报表表、数数据据采采集集分分析析、数数据据挖挖掘掘、数数据据备备份份恢恢复复、信信息息告告警警等等功功能能。为为用用户户提提供供一一套套具具有有决决策策意意义义的的能能耗监测管理系统。耗监测管理系统。2. 通通过过接接入入子子站站的的三三维维仿仿真真建建模模及及非非精精细细建建模模站站点点的的升升级级，实实现现所所有有站站点的监测信息实时
12、悬浮展现。点的监测信息实时悬浮展现。3. 该该系系统统提提供供各各种种向向导导式式界界面面、图图形形查查询询生生成成器器、提提示示窗窗口口等等，通通过过简简单单的的鼠鼠标标拖拖拉拉操操作作即即可可实实现现即即席席查查询询、报报告告生生成成、图图表表生生成成、深深入入分分析和发布等功能。析和发布等功能。4. 系系统统基基于于目目标标导导向向的的智智能能监监控控，实实现现在在三三维维仿仿真真虚虚拟拟现现实实环环境境中中直直接接点点击击所所关关注注的的地地点点，无无需需知知道道部部署署的的设设备备编编号号/名名称称等等信信息息，即即可可直直接接看到所关注地点的画面。看到所关注地点的画面。5. 各各站
13、站的的生生产产运运行行信信息息上上传传至至调调度度指指挥挥中中心心，实实现现生生产产数数据据信信息息实实时时记记录录、显显示示、监监测测及及上上传传，及及网网页页发发布布。并并对对这这些些数数据据进进行行分分析析，可可以以对水电暖系统的运行情况进行评估，满足节能降耗等多种决策需要。对水电暖系统的运行情况进行评估，满足节能降耗等多种决策需要。-20-5. 总体时间安排完成现场实际情况的了解，国内外相关研究的调完成现场实际情况的了解，国内外相关研究的调完成现场实际情况的了解，国内外相关研究的调完成现场实际情况的了解，国内外相关研究的调研及资料整理、建立矿区基础模型，初步确定系研及资料整理、建立矿区
14、基础模型，初步确定系研及资料整理、建立矿区基础模型，初步确定系研及资料整理、建立矿区基础模型，初步确定系统研究方案，完成开题报告；统研究方案，完成开题报告；统研究方案，完成开题报告；统研究方案，完成开题报告；完成水、电、暖各监测点以及调度中心精细化三维完成水、电、暖各监测点以及调度中心精细化三维完成水、电、暖各监测点以及调度中心精细化三维完成水、电、暖各监测点以及调度中心精细化三维仿真模型建设。对各监测点实施自动化监测改造，仿真模型建设。对各监测点实施自动化监测改造，仿真模型建设。对各监测点实施自动化监测改造，仿真模型建设。对各监测点实施自动化监测改造，建成系统中各站点的数字化管理单元，实现各
15、监测建成系统中各站点的数字化管理单元，实现各监测建成系统中各站点的数字化管理单元，实现各监测建成系统中各站点的数字化管理单元，实现各监测点远程信息的接入，完成中期报告；点远程信息的接入，完成中期报告；点远程信息的接入，完成中期报告；点远程信息的接入，完成中期报告；完成矿区水暖电信息化调度系统，实现在线数据采完成矿区水暖电信息化调度系统，实现在线数据采完成矿区水暖电信息化调度系统，实现在线数据采完成矿区水暖电信息化调度系统，实现在线数据采集、维护、查询、统计分析、水暖电用量预测、管集、维护、查询、统计分析、水暖电用量预测、管集、维护、查询、统计分析、水暖电用量预测、管集、维护、查询、统计分析、水暖电用量预测、管网工况模拟等功能，并对运行参数进行调试确保水网工况模拟等功能，并对运行参数进行调试确保水网工况模拟等功能，并对运行参数进行调试确保水网工况模拟等功能，并对运行参数进行调试确保水暖电点多面广条件下的调度系统高效、顺畅运转。暖电点多面广条件下的调度系统高效、顺畅运转。暖电点多面广条件下的调度系统高效、顺畅运转。暖电点多面广条件下的调度系统高效、顺畅运转。完成毕业论文。完成毕业论文。完成毕业论文。完成毕业论文。-21-谢谢！谢谢！请批评指正！请批评指正！
