基于物联网的学校智能用电信息系统的建设与研究_开题报告

能源就是人类用来维持生存活动的能量来源。随着社会经济的发展，人类对能源的需求越来越大。能源作为中国经济发展的动力，越来越受到两会的重视。现如今，网络应用业务不断增多，网络应用也已拓展到社会各界的各行各业网络应用的范围在不断扩展，网络应用的深度也在不断加深。传统的网络应用一般局仅仅限于数据的传输及应用，而现代的网络应用则更倾向人性化、智能化。传统的网络应用强调数据的接收以及阅读，而现代的网络应用更多地要求通信的实时性、交互性、大宽带等等特性。现代网络应用要求集中各种通信技术的优点，相互协调、相互补充、共同作用，即融合多种通信技术，实现较为理想的网络应用平台。

而近年来飞速发展的物联网(The Intemet of Things)，也就是指“物物相连的互联网”，通过射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)、传感器、全球定位系统等，按约定的协议，把物品与网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

在第十二届全国人民代表大会第四次会议上，李克强总理提出“十三五”期间要促进大数据、云计算、物联网广泛应用。并在参加福建代表团全体会议时，充分肯定福建新动能发展态势。得知高新企业继互联网、移动互联网后正加速探索发展物联网，并与高校、科研院所合作，打造协同创新平台。总理称，这就是“众创”模式。

由此可见，物联网以其突出的特点更适合运用在校园节能网络上来。也正处于发展的大好时机之上。

二、文献综述

（一）国内外研究现状

长久以来，我国大部分的学校实施的还是“大包大揽，统收统支”的被动管理模式，学校只能在每月的月末在才能知道用电的情况，而且由于学校的面积比较大，楼宇也不比较多，特别是学生公寓相对集中，漏电、偷电、超负荷用电时有发生。教室和公寓里无人时仍有部分照明及其他设备运行，造成学校用电量大增，经济负担加重，学校的财产和资源在无形之中流失之大。根据以上现状，国内部分学校也做了一些限流定时的供电管理办法，解决了供电和用电的部分问题，但是在安全用电和节约用电上还是存在着隐患和矛盾。如学生仍然违规使用电炉子和热得快等大功率设备，增加了后勤安全用电的管理工作。用电时间管理不到位，无法分路管理，也增加了学生用电矛盾。

因此，急需一种集计量，监测，控制、管理于一体的智能用电管理信息系统。

当前发展物联网是我国国民经济发展的大好机遇，它是未来我国经济发展最重要推动力之一。

近二十年来，信息通信技术的大力发展，以及半导体技术的进步，为新的物联网发展作出了贡献。在物联网发展的基础上，制造出符合不同要求和不同级别的传感器、RFID芯片以及其它各种功能的终端。甚至在人工智能方面也有功能强大的芯片可以选用。当前我们的互联网、电信网、广电网正向着三网融合的方向发展，最终将为人类提供一个“无处不在”的泛在网，为物联网的全球无缝隙连接提供了可能。人类逐渐认识到，要善待自己，首先就要善待地球，人类与自然的联系变得空前的重要，我们要随时随地感知它们，了解它们的变化，并积极采取措施，保护它们，也保护人类自己。

而关于节能校园的建设方面，中华人民共和国教育部于二00九年十月十五同根据国家住房和城乡建设部、教育部、财政部的要求，为建立高等学校校园节能工作的长久机制，推进和深化节约型校园的建设颁布了《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》，该导则自颁布之日起至今收到了较好的效果，北京大学、清华大学、中山大学，南昌大学等等诸多高校纷纷积极响应并拙见成效。

“2011年，局机关和各学校(单位)要以2010年为基数，实现节水、节电、节油、节气5％，单位建筑面积能耗和人均能耗下降2％。‘十二五’期间，确保完成公共机构总能耗下降15％以下。”这是2010年12月29日下午镇江市教育局召开的节能工作会议上对“节能校园”建设确定的硬指标。镇江市教育局制定下发了《节能工作实施意见》，要求“在局机关、各学校(单位)建立能源消耗统计报告制度，按照规定和要求如实记录能源消耗的原始数据并按期统计上报；加强节能宣传并建立节能日常管理制度，加快推广节能新技术、新产品和新设施；加强设施设备的科学维护，办公室、会议室尽量使用自然光照明，不用或少用照明灯，并做到人走灯灭；严格执行空调室内温度控制标准，教室电风扇要有专人管理，并做到人走随关；尽量减少开启电脑和使用计算机、打印机、复印机、饮水机等办公室设备；大力推进电子政务建设，推行无纸化办公，推广使用网络传递资料，提倡双面用纸；控制校园内路灯开关时间，不点长明灯；加强实验室、活动室的节约和能耗管理，拒绝能源浪费。”

试想不如将一切耗电设备交给机器来控制，必然节省了大量的人力物力。也就是说，物联网技术在节能校园建设中大有用武之地。

从国际上看，欧盟、美国、日韩等国都十分重视物联网的发展，并且已经作出了大量研究开发和广泛的应用工作。如美国已把物联网建设当成重振经济的法宝，所以非常重视物联网以及互联网的发展，它的核心是利用信息通信技术来改变美国未来的产业发展模式和结构，包括金融、制造、消费和服务等方面，改变企业和人们的交互方式，以更好的提高效率、灵活性和响应的速度。把信息通信技术充分应用到各行各业当中，把感应器嵌入到全球每个角落，比如电网、铁路、公路、市内交通、相关设备、工具等物体上。并充分利用网络和相关设备收集的大量数据通过数据仓库、云计算和人工智能技术作出分析并给出相应的解决方案。美国提出的“智慧地球、物联网和云计算”，也就是想要作为新一轮lT技术革命的领头羊。美国政府在经济刺激计划中提出的投资数百亿美元支持物联网发展，目前美国在RFID、FPCglobal已取得主导地位，而国防部正在开展的“智能微尘’’更是在军事、民用两大方面对物联网进行全面的应用。

在欧盟方面，欧盟发展物联网先于美国，这是欧盟专家的说法，事实上欧盟围绕物联网技术以及应用作了不少创新性工作。2009年布置的《欧盟物联网行动计划》(Intemet of thing—An action plan for Europe)，其目的正是企图在“物联网”的发展上引领全世界。在欧盟各大运营商和设备制造商是较为活跃的，他们推动了机器与机器的技术和服务的发展，又推出了《欧盟物联网战略研究线路图》。再来看看亚洲和同韩方面，均在2004年就已经启动泛在网国家战略，物联网被纳入国家整体发展重点规划内容，把物联网应用、基础设施和技术产业发展列入其优先行动议程【1】。

节能是全球化的目标，校园节能也在逐渐得到全球各界的积极响应，将物联网应用于节能校园建设，势必将得到很好的效果。

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三、^范文提纲

一、技术背景

1、关于学校用电典型火灾事件

2、学校用电现状与不足

3、智能用电管理信息系统产生的背景

4、智能用电管理信息系统的概述与演进

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二、系统原理

1、基于物联网的智能用电管理平台工作原理

2、组网解决方案

3、系统的配置说明

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三、关键技术

1、传感器技术

2、智能控制技术

3、WI-FI技术

4、云计算技术

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四、系统的设计

1、功能的实现

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四、参考文献

[1]宋俊德。浅谈物联网的现状和未来。2010。

[2]刘杰，翁公羽，周宇博著。基于模型的设计：MCU篇。2011。

[3]印旻。Java语言与面向对象程序设计。北京：清华大学出版社，2014。

[4]张本利，刘和。物联网在智能电网中的机构框架与应用研究，2014。 

[5]中斌，张桂青，汪明等。基于物联网的智能家居设计与实现，2013。

[6]章鹿华，王思彤，袁瑞铭等．面向智能用电的家庭综合能源管理系统的设计与实现，2010。

[7]冯秀芳，王丽娟，关志艳著。无线传感器网络研究与应用，2014

[8]金光。无线网络技术教程—原理、应用与仿真实验，2011。

[9]林成浴。TCP/IP协议及其应用。2013。

[10]于新，王洪明，曾为民著。远程数据采集系统的设计与实现。2003年。

[11]朱志伟，周志光，鲍祖尚著。RS-485总线通信系统的可靠性措施。2006年。

[12]郭栋，孙明珠，金洁，孟庆鑫著。基于无线技术的智能电能表设计[J]；辽宁工业大学学报(自然科学版)；2014年04期