基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)技術(shù)的建筑大樓能耗監測系統

WSN在建筑能耗動(dòng)態(tài)監測系統優(yōu)點(diǎn)

無(wú)線(xiàn)內網(wǎng)建筑能耗動(dòng)態(tài)監測系統具有多重優(yōu)點(diǎn)：

1. 內網(wǎng)組網(wǎng)靈活，可隨時(shí)增加或減少傳感節點(diǎn)；

2. 無(wú)需綜合布線(xiàn)，減少工程量與布線(xiàn)成本、提高安裝速度；

3. 與多種通信主干網(wǎng)融合，方便用戶(hù)實(shí)現遠程監控；

4. 無(wú)線(xiàn)傳感端機體積小、功耗低，價(jià)格低；

5. 根據無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)協(xié)議自動(dòng)組成通訊內部網(wǎng)絡(luò )；

6. 系統易于維護，任意節點(diǎn)的故障不會(huì )影響系統工作；

7. 具有本地數據存儲功能，確保數據完整性；

8. 減少建立建筑能耗及環(huán)境監測系統所帶來(lái)的施工量以及綜合布線(xiàn)對環(huán)境的影響，減少投資和工期，特別適用于既有建筑或設施

WSN建筑能耗監測對象

1. 首先是國家機關(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(wàn)平米以上且采用中央空調的公共建筑，或面積小于2萬(wàn)平米，但能耗較高的公共建筑。此類(lèi)建筑的特點(diǎn)之一是能耗密度高，根據統計數據，現階段我國大型公共建筑（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)境監測也已列入議事日程，主要是室內的溫度、濕度及CO2濃度等，國家主管部門(mén)已強制規定，夏季室內溫度不得低于26oC，冬季不得高于20 oC。

自組網(wǎng)過(guò)程

對某個(gè)能耗監測區域而言，WSN網(wǎng)絡(luò )包含一個(gè)ZigBee匯聚節點(diǎn)和若干ZigBee采集節點(diǎn)。匯聚節點(diǎn)在通信狀態(tài)下，每隔一段時(shí)間發(fā)送一次時(shí)標幀，在匯聚節點(diǎn)通信范圍內的采集節點(diǎn)在偵聽(tīng)狀態(tài)下偵聽(tīng)到匯聚節點(diǎn)發(fā)送的時(shí)標幀，確定匯聚節點(diǎn)為目標父節點(diǎn)，并在下面的接入狀態(tài)向目標父節點(diǎn)發(fā)送接入請求之后組成一個(gè)WSN網(wǎng)絡(luò )。已經(jīng)接入網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)通過(guò)轉發(fā)時(shí)標幀，向周?chē)濣c(diǎn)表明自己的存在，其他未入網(wǎng)的節點(diǎn)在偵聽(tīng)狀態(tài)下，發(fā)現已經(jīng)入網(wǎng)的節點(diǎn)并作為自身的目標父節點(diǎn)，然后在接入狀態(tài)下通過(guò)這些最先加入網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)作為中繼加入網(wǎng)絡(luò )。依次類(lèi)推，若干的ZigBee采集節點(diǎn)和一個(gè)ZigBee匯聚節點(diǎn)構成了WSN網(wǎng)絡(luò )。為了延長(cháng)網(wǎng)絡(luò )生存時(shí)間，降低節點(diǎn)功耗，所有節點(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，最大限度地節省節點(diǎn)能量，在定時(shí)器到期后節點(diǎn)被喚醒恢復正常工作狀態(tài)并開(kāi)啟射頻收發(fā)器。WSN網(wǎng)絡(luò )中的所有節點(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 )數據再通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)由將采集數據推送到數據中心進(jìn)行分析處理。