太阳能集热远程监控与能耗计量系统开发研究

【摘要】：太阳能作为一种广泛使用的绿色可再生能源，正扮演日益重要的角色。随着政府对节能减排的重视程度不断提高及太阳能光热利用产业政策的相继出台，太阳能热水工程市场发展迅速。但是，国内太阳能热利用工程目前仍普遍存在地域分布分散、工程管控不力、计量检测技术落后、运行数据缺失等主要问题。同时，现有监控工程在软件承载能力、通信可靠性及用户体验等方面有较大的提升空间。针对以上问题，开发太阳能集热远程监控与能耗计量系统具有较高应用价值，对于提高太阳能热利用率、优化系统控制等方面都具有一定的研究价值。 本课题旨在研制一套能够同时面向上百个热水工程的实时监控与能耗计量信息系统，能够实现每秒承载近千次数据请求，实现数据采集、监测计量、故障报警诊断、数据统计分析、能耗审计公示等功能，为节能减排、优化效率、申请政府补助提供了可靠的数据支撑。 在详细阐述太阳能集热系统运行原理、充分分析系统功能需求的基础上，提出软件系统总体设计方案。介绍了系统的软件架构、功能模块设计以及核心技术的实现。以输入输出完成端口为核心技术解决服务端的高并发请求问题；通过改进通信协议流程，加强网络通信的可靠性与实时性。 完成了高并发数据服务器软件、远程监控平台软件及能耗计量分析平台的设计与研发。三者有机结合，形成了一套针对现有太阳能热水工程问题的完整解决方案。 给出了该解决方案在江苏无锡某太阳能热水工程的应用实例，该工程已稳定运行一年以上。通过工程实际运行分析及测试软件模拟高并发多工程情况证明：该系统运行可靠，具有良好的可扩展性与负载能力，与预期结果相符。 【关键词】：集热工程 完成端口 高并发 监控平台
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP311.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.2 国内外发展研究现状11-15
• 1.2.1 国内外太阳能热水系统发展现状11-13
• 1.2.2 国内外研究应用现状13-15
• 1.3 论文主要内容及组织架构15-16
• 第2章 太阳能集热远程监控系统总体设计16-26
• 2.1 系统构成16-18
• 2.1.1 系统构成及工作原理16-17
• 2.1.2 系统技术特点17
• 2.1.3 系统控制分析17-18
• 2.2 远程监控系统构成及其工作原理18-22
• 2.2.1 远程监控系统构成18-20
• 2.2.2 系统监控指标与监控方法20
• 2.2.3 远程监控系统数据通信概要20-22
• 2.3 系统功能设计22-24
• 2.3.1 系统设计原则22-23
• 2.3.2 系统功能数据流23-24
• 2.4 系统开发平台与运行环境24-25
• 2.4.1 系统开发环境24
• 2.4.2 系统运行环境24
• 2.4.3 数据库平台24-25
• 2.4.4 开发语言及工具25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 系统关键技术的实现26-41
• 3.1 通信架构与协议的设计实现26-30
• 3.1.1 系统体系结构分析比较26-27
• 3.1.2 基于 TCP/IP 协议的远程通信27-30
• 3.2 套接字技术在远程监控中的应用30-32
• 3.2.1 套接字概述30-32
• 3.2.2 Socket 套接字通信类型选择32
• 3.3 IOCP 高并发信息处理机制32-39
• 3.3.1 完成端口概述32-33
• 3.3.2 IOCP 技术的基本原理及工作流程33-38
• 3.3.3 IOCP 在远程监控中的应用38-39
• 3.4 AJAX 技术介绍39-40
• 3.4.1 AJAX 技术原理实现39
• 3.4.2 基于.Net 的 Ajax 技术框架39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 远程监控与服务器平台软件的设计实现41-56
• 4.1 远程监控系统概述41-42
• 4.1.1 远程监控系统架构41-42
• 4.1.2 面向对象的软件架构技术42
• 4.2 通讯功能模块设计与实现42-46
• 4.2.1 远程侦听模块设计42-43
• 4.2.2 MD5 身份验证43-44
• 4.2.3 AES 加密机制44
• 4.2.4 传输协议的设计44-46
• 4.3 用户交互功能模块的设计与实现46-51
• 4.3.1 实时数据显示模块46-48
• 4.3.2 历史数据查询模块48-49
• 4.3.3 控制与参数配置49-50
• 4.3.4 数据库管理模块50-51
• 4.3.5 报警及日志模块51
• 4.4 远程监控平台的技术实现51-52
• 4.4.1 完成端口负载均衡技术51
• 4.4.2 远程控制技术实现51-52
• 4.5 远程监控系统的实时性与安全性研究52-55
• 4.5.1 实时性概述52
• 4.5.2 影响网络监控系统实时性的因素52-53
• 4.5.3 减小分组长度的 TCP 实时性能优化53
• 4.5.4 降低数据传输丢包率的实现53-54
• 4.5.5 监控平台安全性实现54
• 4.5.6 系统性能分析54-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第5章 基于 WEB 的能耗计量系统的设计与实现56-67
• 5.1 基于 B/S 能耗计量系统架构56-58
• 5.2 能耗计量系统网站功能模块58-63
• 5.2.1 实时监测模块58-59
• 5.2.2 能耗计量分析模块59-63
• 5.2.3 数据挖掘63
• 5.3 系统 WEB 开发技术实现63-66
• 5.3.1 动态页面技术63
• 5.3.2 地图导航63-64
• 5.3.3 Flash 图形控件64-65
• 5.3.4 AJAX 局部刷新技术65
• 5.3.5 服务器缓存技术65-66
• 5.4 网站性能及安全分析66
• 5.5 本章小结66-67
• 第6章 系统功能模块测试67-74
• 6.1 测试环境的搭建67-68
• 6.1.1 网络配置67-68
• 6.1.2 服务器配置68
• 6.2 服务器并发负载测试68-70
• 6.3 IIS 发布基于.NET 能耗系统网页70-71
• 6.4 系统功能测试71-72
• 6.5 实验数据分析72-73
• 6.6 本章小结73-74
• 第7章 总结与展望74-76
• 7.1 总结74
• 7.2 展望74-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-81
• 附录81

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