基于無線傳感網技術的建筑大樓能耗監測系統

WSN在建筑能耗動態監測系統優點

無線內網建筑能耗動態監測系統具有多重優點：

1. 內網組網靈活，可隨時增加或減少傳感節點；

2. 無需綜合布線，減少工程量與布線成本、提高安裝速度；

3. 與多種通信主干網融合，方便用戶實現遠程監控；

4. 無線傳感端機體積小、功耗低，價格低；

5. 根據無線傳感網協議自動組成通訊內部網絡；

6. 系統易于維護，任意節點的故障不會影響系統工作；

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境監測系統所帶來的施工量以及綜合布線對環境的影響，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。

自組網過程

對某個能耗監測區域而言，WSN網絡包含一個ZigBee匯聚節點和若干ZigBee采集節點。匯聚節點在通信狀態下，每隔一段時間發送一次時標幀，在匯聚節點通信范圍內的采集節點在偵聽狀態下偵聽到匯聚節點發送的時標幀，確定匯聚節點為目標父節點，并在下面的接入狀態向目標父節點發送接入請求之后組成一個WSN網絡。已經接入網絡的節點通過轉發時標幀，向周圍節點表明自己的存在，其他未入網的節點在偵聽狀態下，發現已經入網的節點并作為自身的目標父節點，然后在接入狀態下通過這些最先加入網絡的節點作為中繼加入網絡。依次類推，若干的ZigBee采集節點和一個ZigBee匯聚節點構成了WSN網絡。為了延長網絡生存時間，降低節點功耗，所有節點都會定時進入休眠階段，關閉射頻收發器，保持超低功耗工作，最大限度地節省節點能量，在定時器到期后節點被喚醒恢復正常工作狀態并開啟射頻收發器。WSN網絡中的所有節點定時在通信階段和休眠階段交替工作，以保證網絡的生存時間要求和通信要求。各WSN網絡數據再通過無線網由將采集數據推送到數據中心進行分析處理。