智能建筑室内环境测控CPS系统设计

发布时间：2017-07-03 01:16

  本文关键词：智能建筑室内环境测控CPS系统设计

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【摘要】：本课题针对信息物理融合系统特点和发展优势,设计了智能建筑室内环境测控CPS系统,阐明了信息物理融合系统的研究意义。将信息物理融合系统定性划分为物理世界和信息世界。模仿人体神经元连接方式来构建信息物理融合的物理世界,在此物理世界框架下,应用基于粒计算的模糊概念格思想构建CPS信息世界来完整信息物理融合系统的设计,最终应用在智能建筑室内测控系统中。目的实现CPS意义下的智能建筑室内环境测控系统,改变传统的控制系统设计思路。 本文首先介绍了信息物理融合系统的概念、面临的挑战及物联网和信息物理融合系统的区别。给出本文对信息物理融合系统物理世界的构建思想,利用多智能体模仿人体神经元连接方式,构建了信息物理融合系统的物理世界。阐明了基于这种思想构建的信息物理融合系统所拥有的特点和构建原则。应用粒计算的基本概念和基于粒的形式概念原理分析。利用模糊概念格的概念边走边算边融合的计算方法。依据自然语言理解思想设计结构化思维、分布式的信息计算实现结构化信息处理和Multi-Agent的结构化问题求解的思想,构建了CPS信息世界。实现基于序关系的多种解释为信息物理融合系统的信息世界结构化的分层次来进行分析计算。信息物理融合系统获得信息世界构造出多个分层结构,通过多个分层结构对信息物理融合系统信息世界多角度、更深刻的认识。 针对智能建筑室内环境测控为研究背景,构建拥有实际应用价值的信息物理融合系统。根据系统总体设计方案,将整个系统划分四个模块分别分析设计,面向对象的环境信息感知、信息世界计算模块的三层聚类分析、通信模块以RS-485总线技术和无线通信技术的混合应用实现物理世界智能体间的无缝连接。实验证明了基于神经网络的遗传算法应用于智能建筑室内环境测控智能体阵列的筛选,有选择的泛化最小系统。将CPS植入智能建筑室内测控系统中,设定环境舒适度、火灾检测和能耗三个形式背景,以室内舒适度为例,建立了模糊概念格背景规则数据库。应用实验室设备简单搭建了实现智能建筑室内环境测控CPS系统的硬件平台和软件平台,主要介绍了传感器、控制器、执行器和通信设备的选择,软件平台主要介绍包括KeilC51的操作界面和Visual Studio.NET操作界面,以环境舒适度为例建立模糊概念格背景规则数据库。 智能建筑室内环境测控CPS系统设计,利用仿生学原理,抽象化网络物理结构和计算进程,目的实现通过“自然机制+算法”相结合的方法来解决CPS架构所面临的挑战,采用“人工(算法)+自然(机制)”的新策略,使智能建筑室内环境测控CPS系统模拟人体连接方式的同时拥有人的思维。
【关键词】：人工智能 信息物理融合系统 粒计算 模糊概念格 多智能体系统
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU855;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究的背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 本文的主要内容及章节安排15-17
• 第二章 基于人体神经元连接方式构建CPS物理世界17-23
• 2.1 信息物理融合系统17-19
• 2.1.1 信息物理融合系统的概念17-18
• 2.1.2 物联网与CPS的物理世界18
• 2.1.3 构建CPS面临的挑战18-19
• 2.2 CPS仿人19-20
• 2.3 智能体在构建物理世界的应用20-22
• 2.3.1 智能体的概念20-21
• 2.3.2 CPS物理世界的构建21-22
• 2.4 本章内容小结22-23
• 第三章 基于粒空间的模糊概念格架构CPS信息世界23-33
• 3.1 CPS的信息世界23
• 3.2 粒计算与概念格23-26
• 3.2.1 粒计算23-24
• 3.2.2 基于粒的形式概念分析原理24-25
• 3.2.3 模糊概念格25-26
• 3.3 自然语言理解26-27
• 3.4 CPS信息世界的构建27-31
• 3.4.1 CPS信息世界的构建理论27-30
• 3.4.2 人工智能的自然观30-31
• 3.6 本章内容小结31-33
• 第四章 基于CPS的智能建筑室内环境测控系统设计33-49
• 4.1 系统总体设计方案33-34
• 4.2 面向对象的环境信息检测模块分析34-35
• 4.3 计算模块分析与设计35-43
• 4.3.1 聚类分析35-37
• 4.3.2 生成模糊概念格形式背景37-39
• 4.3.3 信息的计算和融合39-43
• 4.4 执行模块分析与设计43-44
• 4.5 通信模块44-46
• 4.5.1 RS-485总线技术44-45
• 4.5.2 无线通信技术45-46
• 4.6 最小系统筛选和泛化46-48
• 4.7 本章内容小结48-49
• 第五章 基于CPS的智能建筑室内环境测控系统调试49-59
• 5.1 系统硬件开发平台49-54
• 5.1.1 传感器的选择49-51
• 5.1.2 控制器的选择51-52
• 5.1.3 执行器的选择52-53
• 5.1.4 通信设备的选择53-54
• 5.2 系统软件结构54-57
• 5.2.1 软件开发环境介绍54-56
• 5.2.2 模糊概念格背景规则数据库的建立56-57
• 5.3 主要模块的调试57-58
• 5.4 本章内容小结58-59
• 第六章 结论59-61
• 6.1 结论59-60
• 6.2 展望60-61
• 参考文献61-65
• 作者简介65
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文65-67
• 致谢67

【参考文献】

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本文编号：511932