物联网技术在能源管理系统中的应用

物联网工程概论

课程考核(论文)

题目物联网技术在能源管理系统中的应用

学院通信与信息工程学院

专业及班级

姓名

学号

日期2013年12 月8 日

1

物联网技术在能源管理系统中的应用

Xxx

西安科技大学通信与信息工程学院西安市710600

摘要：阐述了物联网的概念，分析了物联网的组成，提出了基于 Zigbee技术的能源管理系统设计方案，给出了物联网能源管理系统的组成、工作流程及软件系统、硬件系统逻辑结构，描述了利用Python语言平台、Zigbee数据通讯、云计算实现远程能源管理。系统运行结果表明运用物联网技术的能源管理系统稳定可靠，总结了系统的优点，最后展望了物联网的应用价值和技术的发展前景，并指出物联网发展面临的困难。

关键词：物联网 Zigbee 无线能源管理云计算

Abstract: Expound the concept of the internet of things, analyze its components, and provide the solution of energy management system based on Zigbee, describe the components, flow,software structure and hardware logic structure of the system, also describe the achievement of the system using Python language platform, Zigbee communication, and cloud computing. The result of the system operation indicates the system is stable and reliable, and summarized the advantage of the system. Finally, the application value and the future technology development are outlined, and also point out the problem about the development of the internet of things.

Keywords: The internet of things Zigbee Wireless Smart energy Cloud computing

0 引言

无所不在的物联网通信时代即将来临，物联网被专家及多个国家认为是继互联网浪潮之后的又一次科技革命。不管是 IBM 提出的智慧地球，还是温总理在无锡提出的感知中国，都意味着物联网将是当下最热门最具竞争性的产业。传统的能源管理系统一般需要布设现场总线，然后将现场设备连接到一台电脑进行数据处理并向用户显示界面，当数据量较大时可能需要单独的数据处理服务器，而如果需要实现跨地区的远程管理，更是需要在互联网上架设一台专门的服务器，这样，不仅需要投入服务器等网络设备以及开发相应的服务软件，系统的维护除现场级设备和总线链路外还需要 IT部门的管理员协助维护服务器设备，避免服务器故障而造成损失。因此，将物联网技术引入到远程能源管理系统中来，底层运用无线传感网络连接现场传感器及设备，上层使用托管的云计算服务，消除现场级布线的烦恼，使用云计算的强大能力，又可以消除网络硬件的投入及日常的 IT维护，同时可以轻松实现基于WEB服务的远程管理。由于本文所述的能源管理系统采用Digi公司提供的平台及解决方案，因此，在系统具体实现的设计均按照Digi平台的要求，但这并不影响借鉴和参考此平台和解决方案来讨论物联网的构架、问题，及前景。

1收稿日期：2013-11-01. 作者简介：xxx（1992），男，本科生；

1 什么是物联网

1.1 物联网的定义

目前国内对物联网也还没有一个统一的标准定义，只是在大体的技术框架上做了一个概念性的表述：通过射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、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。物联网就字面意义上理解就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。从物联网本质上看，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对

话，创造一个智慧的世界。因为物联网技术的发展几乎涉及到了信息技术的方方面面，是一

种聚合性、系统性的创新应用与发展，也因此才被称为是信息技术的第三次革命性创新。物

联网的本质概括起来主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够

实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

1.2 物联网的组成

物联网的结构见下图，它主要由三大块组成：

一，包括各类传感器、控制器等数据采集控制设备，及构成这些设备互联的底层传感网络组

成的设备感知层。感知层中的智能终端、智能传感器、射频识别，以及传感网络，组成了物

联网的底层基础。

二，将底层传感器数据传输到互联网上的网络层。网络层运用各种接入技术：如以太网、 GPRS、3G、Wi-Fi，甚至卫星通讯等，最终接入互联网。云技术强大的存储、查询、计算能力，也都归属在这一层。

三，根据客户自身需求，利用感知数据或状态为用户提供有效的特定服务的应用层。应用层

是对感知数据的一种特定形式的呈现。