基于WSNs的智能建筑能量管理系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、能源問(wèn)題被世界公認(rèn)為人類面臨的四大生存問(wèn)題之一。目前，世界能源形勢(shì)極為嚴(yán)峻，節(jié)能降耗勢(shì)在必行。建筑在使用過(guò)程中所消耗的能量在社會(huì)總能耗中占有相當(dāng)大的比例，而且大部分既有建筑能耗不合理，存在較大的節(jié)能空間，因此建筑節(jié)能具有重大意義。目前，針對(duì)建筑的節(jié)能建設(shè)及既有建筑的節(jié)能改造，多采用基于有線網(wǎng)絡(luò)的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS），通過(guò)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等的控制實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。但是，BAS的子系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，難以從整體上分析和控制建筑能耗，而且有

2、線網(wǎng)絡(luò)存在布線復(fù)雜、成本高、容量小、功耗大等缺點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署和全面覆蓋要求，因此無(wú)法全面檢測(cè)建筑能量需求和能效狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)合理有效的節(jié)約能源。針對(duì)該問(wèn)題，本文研發(fā)了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的建筑能量管理系統(tǒng)。 本文研究了智能建筑能量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析了基于有線網(wǎng)絡(luò)的能量管理系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)和不足；測(cè)試了建筑內(nèi)無(wú)線傳輸?shù)男诺浪ヂ?、穿墻能力等特性，研究了合理的?jié)點(diǎn)部署及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑能量管

3、理系統(tǒng)，包括能量檢測(cè)控制節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)的軟硬件設(shè)計(jì)及通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)了一種“兩線平行帶狀”Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)；采用了基于“滑動(dòng)統(tǒng)計(jì)平均”丟包率（PLR）及接收信號(hào)強(qiáng)度（RSSI）的相結(jié)合的動(dòng)態(tài)鄰居發(fā)現(xiàn)策略；針對(duì)該應(yīng)用背景提出一種新的基于局部信息的路由算法——“世代路由”；針對(duì)該路由算法，提出了一種新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——“交叉二叉樹(shù)”。最后，對(duì)不同工況下節(jié)點(diǎn)的功耗、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)建立時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)延遲、世代路由搜索復(fù)雜度及系統(tǒng)節(jié)能效果