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低功耗无线无源物联网的楼宇节能管理关键技术研究与应用

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登记号:G20201048

所属行业:信息传输、软件和信息技术服务业

学科分类:信息科学与系统科学;电子与通信技术;

关键词: 建筑节能 物联网 传感器 神经网络 负荷预测

绿色分类:可持续建筑;

  • 基本信息
成果名称: 低功耗无线无源物联网的楼宇节能管理关键技术研究与应用
成果登记号: G20201048 学科分类: 信息科学与系统科学;电子与通信技术;
绿色分类: 可持续建筑; 项目关键词: 建筑节能  物联网  传感器  神经网络  负荷预测
推荐单位:

中国科学院上海微系统与信息技术研究所

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 合资合作,面洽, 成果所属行业: 信息传输、软件和信息技术服务业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

本项目属于通信技术领域。我国能耗总量居世界第二位,建筑能耗占总能耗约35%,建筑单位面积能耗是与我国气候相近发达国家的3倍。以物联网技术为核心的信息节能是建筑行业材料节能、结构节能、设备及工艺节能之外的新方法和新路径,已广受关注。国内对物联网在建筑领域大规模应用的方法体系鲜有研究,缺少系统的理论和标准规范指导,存在如下共性问题:(1)建筑用传感器网络技术应用的目标和需求未形成统一标准;(2)既有建筑预装供电点位无法满足现有设备灵活的取电要求,既有建筑中由于防水和承重结构的制约,穿墙布线会带来安全隐患,现有系统网络架构无法适应建筑物二次改造和设备升级的需求;(3)建筑用传感器对有源供电和有线通信的依赖性强,室外设备大多可以通过GPRS、NB-IoT、LoRa等广域互联技术接入互联网、行业专网,但在室内和地下空间,尤其地下设施和大型公建区域中的管线、管道、管沟等隐蔽工程区域往往是无线信号覆盖的盲点和难点;(4)能源监管平台以可视化运行为主,不能有效匹配实际建筑物的分布式动态用能需求,缺少智能的数据分析、优化的节能策略和主动的控制系统。本项目针对大型公建、超高层建筑体和地下空间等室内环境的信息采集控制需求,开发了一种基于能量收集的超低功耗短距离无线通信技术,研制了高可靠通信模块。取得如下技术创新:(1)提出了室内超低功耗、抗衰落可靠传输技术,具有短时突发上报、低延时、高可靠等特点。研制了超低功耗、抗衰落的安全可靠传输芯片,开发了可支持星形、分簇、Mesh自适应混合低功耗组网协议,与建筑能耗管控需求相结合,发明了一种建筑节能系统,形成了国家行业标准。(2)开发了微能量分级收集技术,开发了高速、高能效、耐高温电源转换技术,发明了低压直流电源升压电路,开发了磁、光、热、振动等微安、纳安级能源获取装置,实现了室内无线传感节点的能源自供给,提升了传感节点在复杂环境下的布设灵活性,降低大规模部署的维护难度。(3)提出了云边协同融合计算架构,并研制了Web化采集网关,突破了多节点、多尺度、多模式、多场景实时分析与动态识别,实现了设施设备按需供给与使用,为城市级由“远见”到“远控”的大数据精细化管理提供实时保障。(4)提出了建筑内多源异构实时大数据的融合与深度应用技术。研发了分布式SOA架构、开发了高可用高并发的中间件、提出了自动匹配控制策略、形成了实时BIM的多模式运营展示平台,实现了精准的节能负荷预测。本项目形成专利29项、论文35篇,国家行业标准1项,开发了多种适合楼宇节能产品,低功耗传感器设备研发被03国家重大专项项目验收组评价为具有创新性。产品与技术成果在国家会展中心、上海中心、虹桥商务区、库尔勒军事基地、药明康德等重大项目中应用,直接产值达5.08亿元,在虹桥交通枢纽示范工程综合节能达18.5%,综合节能国际领先。

姓名: 郑春雷 性别:
出生日期: 2020-05-27 08:00:00.0 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市长宁路865号
电子邮件: its@mail.sim.ac.cn
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