基于無線傳感網(wǎng)技術(shù)的建筑大樓能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

WSN在建筑能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

無線內(nèi)網(wǎng)建筑能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有多重優(yōu)點(diǎn)：

1. 內(nèi)網(wǎng)組網(wǎng)靈活，可隨時(shí)增加或減少傳感節(jié)點(diǎn)；

2. 無需綜合布線，減少工程量與布線成本、提高安裝速度；

3. 與多種通信主干網(wǎng)融合，方便用戶實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；

4. 無線傳感端機(jī)體積小、功耗低，價(jià)格低；

5. 根據(jù)無線傳感網(wǎng)協(xié)議自動(dòng)組成通訊內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)；

6. 系統(tǒng)易于維護(hù)，任意節(jié)點(diǎn)的故障不會(huì)影響系統(tǒng)工作；

7. 具有本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，確保數(shù)據(jù)完整性；

8. 減少建立建筑能耗及環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所帶來的施工量以及綜合布線對(duì)環(huán)境的影響，減少投資和工期，特別適用于既有建筑或設(shè)施

WSN建筑能耗監(jiān)測(cè)對(duì)象

1. 首先是國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑及大型公共建筑，大型公共建筑是指建筑面積在2萬平米以上且采用中央空調(diào)的公共建筑，或面積小于2萬平米，但能耗較高的公共建筑。此類建筑的特點(diǎn)之一是能耗密度高，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，現(xiàn)階段我國(guó)大型公共建筑（包括政府辦公建筑），單位面積年耗電總量為住宅的10-20倍。公共建筑的環(huán)境監(jiān)測(cè)也已列入議事日程，主要是室內(nèi)的溫度、濕度及CO2濃度等，國(guó)家主管部門已強(qiáng)制規(guī)定，夏季室內(nèi)溫度不得低于26oC，冬季不得高于20 oC。

自組網(wǎng)過程

對(duì)某個(gè)能耗監(jiān)測(cè)區(qū)域而言，WSN網(wǎng)絡(luò)包含一個(gè)ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)和若干ZigBee采集節(jié)點(diǎn)。匯聚節(jié)點(diǎn)在通信狀態(tài)下，每隔一段時(shí)間發(fā)送一次時(shí)標(biāo)幀，在匯聚節(jié)點(diǎn)通信范圍內(nèi)的采集節(jié)點(diǎn)在偵聽狀態(tài)下偵聽到匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送的時(shí)標(biāo)幀，確定匯聚節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)父節(jié)點(diǎn)，并在下面的接入狀態(tài)向目標(biāo)父節(jié)點(diǎn)發(fā)送接入請(qǐng)求之后組成一個(gè)WSN網(wǎng)絡(luò)。已經(jīng)接入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)通過轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)標(biāo)幀，向周圍節(jié)點(diǎn)表明自己的存在，其他未入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)在偵聽狀態(tài)下，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)并作為自身的目標(biāo)父節(jié)點(diǎn)，然后在接入狀態(tài)下通過這些最先加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)作為中繼加入網(wǎng)絡(luò)。依次類推，若干的ZigBee采集節(jié)點(diǎn)和一個(gè)ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了WSN網(wǎng)絡(luò)。為了延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，降低節(jié)點(diǎn)功耗，所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)定時(shí)進(jìn)入休眠階段，關(guān)閉射頻收發(fā)器，保持超低功耗工作，最大限度地節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量，在定時(shí)器到期后節(jié)點(diǎn)被喚醒恢復(fù)正常工作狀態(tài)并開啟射頻收發(fā)器。WSN網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)定時(shí)在通信階段和休眠階段交替工作，以保證網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間要求和通信要求。各WSN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)再通過無線網(wǎng)由將采集數(shù)據(jù)推送到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析處理。