基于無線傳感器網絡的樓宇能耗監測系統

郭晨霞

（中北大學信息與通信工程學院，山西 太原 030051）

對樓宇的各項能耗指標進行計量、分析及綜合比較能夠實時定量地把握建筑物能源消耗的變化，可以發現節能潛力并找到用能不合理的薄弱環節，因此，能源計量是建筑節能的關鍵所在。對重點建筑能耗進行實時監測和節能監管，通過對能源的審計和診斷，找出真正浪費能源的根源，為建筑節能工作產生重大的推動作用。

1 無線傳感網絡

無線傳感器網絡,簡稱WSN，由一組傳感器節點以自組織的方式構成的無線網絡，其目的是協作的感知、采集和處理網絡覆蓋區域中感知對象的信息，并將信息發送給觀察者，集信息采集、信息傳輸、信息處理于一體的綜合智能信息系統，具有低成本、低功耗、低數據速率、自組織網絡等特點。IEEE 802.15.4協議標準主要用于低速無線個人區域網及無線傳感器網絡應用，是Zig-Bee的物理層和MAC層的主要支撐技術。該標準由于采用了簡單的物理層和MAC層協議而使得其具有低功耗、低成本等特征。

2 樓宇能耗監測系統

本文主要根據樓宇能耗監測系統本身監測點大量且分布較緊密的特點建立基于無線傳感網的網絡系統平臺。樓宇內在待測的每個房間內根據要求安裝傳感器節點，并將節點上的執行機構控制線與電源開關及空調的控制機構相連，樓宇內節點部署分布見圖1。

無線傳感器網絡由無線傳感器節點、網絡協調器和中央控制點組成。大量傳感器節點部署在待監測樓宇的每個房間內，能夠通過自組織方式形成網絡。傳感器節點監測的數據沿著其他傳感器節點逐跳地進行傳輸，在傳輸過程中監測數據可能被多個節點處理，經過多跳后路由到網絡協調器，最后到達中央控制點。在這個過程中，傳感器節點既充當感知節點，又充當轉發數據的路由器，用戶通過中央控制點（在遠程客戶端或本地監控中心）對無線傳感器網絡進行配置和管理，發布監測任務以及收集監測數據。

圖1 樓宇內節點分布圖

圖2 無線網絡組織結構圖

3 結束語

利用無線傳感網絡實現的智能樓宇能耗監測系統在屋內安裝上傳感器節點可以在人們忘記或沒能及時關上室內的電腦、電燈等辦公室用電產品，或者室內的空調設定溫度太高/低等，可以及時切斷電源、控制室內溫濕度，避免這些不必要的能源浪費。