面向樓宇環(huán)境監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、對樓宇環(huán)境的監(jiān)測不僅有助于提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度及安全性,還有利于挖掘更高的樓宇能量利用率。傳統(tǒng)的樓宇環(huán)境監(jiān)測手段以有線通信技術(shù)為主,存在布線成本高、維護(hù)困難及破壞室內(nèi)外觀等弊端。近年來,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種全新的信息獲取和處理模式,為樓宇環(huán)境監(jiān)測提供了新的技術(shù)手段。
　　 樓宇環(huán)境布局復(fù)雜、阻隔物多且存在電磁干擾,對于低功耗、短距離通信的微型傳感器節(jié)點(diǎn)而言,需精心設(shè)計(jì)合適的傳感器網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)與相應(yīng)數(shù)據(jù)收集算法,用于正確獲取樓宇

2、環(huán)境數(shù)據(jù)。本文基于上述研究背景設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了面向樓宇環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),主要工作和成果如下:
　　 1.硬件資源的有限性使節(jié)點(diǎn)無法使用高精度的傳感器,同一房間需部署多個(gè)節(jié)點(diǎn)以提高監(jiān)測精度,這就造成信息冗余。受LEACH等協(xié)議分簇思想的啟發(fā),采用簡單的地址分配機(jī)制引導(dǎo)部署在同一房間內(nèi)的節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)簇,并采用簇內(nèi)數(shù)據(jù)融合,保持信息量不變的同時(shí)降低因傳輸冗余信息帶來的帶寬和能量浪費(fèi)；
　　 2.設(shè)計(jì)具有三層結(jié)構(gòu)的傳感器

3、網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分為用于采集樓宇環(huán)境信息的傳感器節(jié)點(diǎn),用于管理房間內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)的簇頭節(jié)點(diǎn)及用于管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)并負(fù)責(zé)匯總所有感知數(shù)據(jù)的匯聚節(jié)點(diǎn)。結(jié)合分簇機(jī)制及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)收集算法,采用可靠的簇間路由協(xié)議來建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路,同時(shí)采用合理的數(shù)據(jù)鏈路維護(hù)算法以均衡網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的能量消耗,避免因形成數(shù)據(jù)熱點(diǎn)而造成網(wǎng)絡(luò)斷裂,提高傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存周期；
　　 3.根據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)感知、處理和通信這三個(gè)基本任務(wù),設(shè)計(jì)了相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)硬件。依據(jù)