基于无线传感网技术的建筑大楼能耗监测系统

WSN在建筑能耗动态监测系统优点

无线内网建筑能耗动态监测系统具有多重优点：

1. 内网组网灵活，可随时增加或减少传感节点；

2. 无需综合布线，减少工程量与布线成本、提高安装速度；

3. 与多种通信主干网融合，方便用户实现远程监控；

4. 无线传感端机体积小、功耗低，价格低；

5. 根据无线传感网协议自动组成通讯内部网络；

6. 系统易于维护，任意节点的故障不会影响系统工作；

7. 具有本地数据存储功能，确保数据完整性；

8. 减少建立建筑能耗及环境监测系统所带来的施工量以及综合布线对环境的影响，减少投资和工期，特别适用于既有建筑或设施

WSN建筑能耗监测对象

1. 首先是国家机关办公建筑及大型公共建筑，大型公共建筑是指建筑面积在2万平米以上且采用中央空调的公共建筑，或面积小于2万平米，但能耗较高的公共建筑。此类建筑的特点之一是能耗密度高，根据统计数据，现阶段我国大型公共建筑（包括政府办公建筑），单位面积年耗电总量为住宅的10-20倍。公共建筑的环境监测也已列入议事日程，主要是室内的温度、湿度及CO2浓度等，国家主管部门已强制规定，夏季室内温度不得低于26oC，冬季不得高于20 oC。

自组网过程

对某个能耗监测区域而言，WSN网络包含一个ZigBee汇聚节点和若干ZigBee采集节点。汇聚节点在通信状态下，每隔一段时间发送一次时标帧，在汇聚节点通信范围内的采集节点在侦听状态下侦听到汇聚节点发送的时标帧，确定汇聚节点为目标父节点，并在下面的接入状态向目标父节点发送接入请求之后组成一个WSN网络。已经接入网络的节点通过转发时标帧，向周围节点表明自己的存在，其他未入网的节点在侦听状态下，发现已经入网的节点并作为自身的目标父节点，然后在接入状态下通过这些最先加入网络的节点作为中继加入网络。依次类推，若干的ZigBee采集节点和一个ZigBee汇聚节点构成了WSN网络。为了延长网络生存时间，降低节点功耗，所有节点都会定时进入休眠阶段，关闭射频收发器，保持超低功耗工作，最大限度地节省节点能量，在定时器到期后节点被唤醒恢复正常工作状态并开启射频收发器。WSN网络中的所有节点定时在通信阶段和休眠阶段交替工作，以保证网络的生存时间要求和通信要求。各WSN网络数据再通过无线网由将采集数据推送到数据中心进行分析处理。