摘 要
随着物联网技术的快速发展和智能家居的普及，家庭能源消耗监测已成为实现节能减排的重要研究方向。本研究旨在设计并实现一种基于物联网的智能家居能耗监测系统，以解决传统能耗监测方式存在的实时性差、数据采集不全面等问题。研究采用分布式传感器网络架构，通过ZigBee和WiFi混合组网技术实现设备互联，构建了包含数据采集、传输、存储和分析的完整系统框架。系统创新性地引入了边缘计算机制，在本地节点进行初步数据处理，有效降低了云端计算负载和数据传输延迟。实验结果表明，该系统能够实时监测家庭各类电器的能耗状况，平均数据采集准确率达到98.7%，响应时间控制在200ms以内。通过机器学习算法对历史数据进行深度分析，系统可提供个性化的节能建议，预计可为普通家庭节省15%-20%的用电量。本研究的主要贡献在于提出了一种高效可靠的智能家居能耗监测解决方案，为家庭能源管理提供了新的技术路径，对推动绿色建筑和可持续发展具有重要的实践意义。
关键词：智能家居；能耗监测；物联网；边缘计算
目 录
摘 要 I
目 录 II
第1章 绪 论 3
1.1 研究背景及意义 3
1.2 物联网技术在能耗监测领域的应用现状 3
1.3 本文研究方法与技术路线 4
第2章 智能家居能耗监测系统架构设计 5
2.1 基于物联网的监测系统总体架构 5
2.2 数据采集模块的设计与实现 5
2.3 数据传输与处理机制 6
2.4 系统安全性与可靠性分析 7
第3章 智能家居能耗数据分析方法 8
3.1 能耗数据特征提取技术 8
3.2 基于机器学习的能耗预测模型 8
3.3 异常能耗检测算法研究 9
3.4 数据分析结果可视化展示 9
第4章 智能家居能耗监测系统应用研究 11
4.1 系统部署与测试环境构建 11
4.2 典型场景下的能耗监测案例分析 11
4.3 系统性能评估与优化策略 12
4.4 用户行为对能耗影响的研究 12
结 论 14
参 考 文 献 15
致 谢 16
