基于无线传感器网络的楼宇能耗监测系统

郭晨霞

（中北大学信息与通信工程学院，山西 太原 030051）

对楼宇的各项能耗指标进行计量、分析及综合比较能够实时定量地把握建筑物能源消耗的变化，可以发现节能潜力并找到用能不合理的薄弱环节，因此，能源计量是建筑节能的关键所在。对重点建筑能耗进行实时监测和节能监管，通过对能源的审计和诊断，找出真正浪费能源的根源，为建筑节能工作产生重大的推动作用。

1 无线传感网络

无线传感器网络,简称WSN，由一组传感器节点以自组织的方式构成的无线网络，其目的是协作的感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并将信息发送给观察者，集信息采集、信息传输、信息处理于一体的综合智能信息系统，具有低成本、低功耗、低数据速率、自组织网络等特点。IEEE 802.15.4协议标准主要用于低速无线个人区域网及无线传感器网络应用，是Zig-Bee的物理层和MAC层的主要支撑技术。该标准由于采用了简单的物理层和MAC层协议而使得其具有低功耗、低成本等特征。

2 楼宇能耗监测系统

本文主要根据楼宇能耗监测系统本身监测点大量且分布较紧密的特点建立基于无线传感网的网络系统平台。楼宇内在待测的每个房间内根据要求安装传感器节点，并将节点上的执行机构控制线与电源开关及空调的控制机构相连，楼宇内节点部署分布见图1。

无线传感器网络由无线传感器节点、网络协调器和中央控制点组成。大量传感器节点部署在待监测楼宇的每个房间内，能够通过自组织方式形成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到网络协调器，最后到达中央控制点。在这个过程中，传感器节点既充当感知节点，又充当转发数据的路由器，用户通过中央控制点（在远程客户端或本地监控中心）对无线传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。

图1 楼宇内节点分布图

图2 无线网络组织结构图

3 结束语

利用无线传感网络实现的智能楼宇能耗监测系统在屋内安装上传感器节点可以在人们忘记或没能及时关上室内的电脑、电灯等办公室用电产品，或者室内的空调设定温度太高/低等，可以及时切断电源、控制室内温湿度，避免这些不必要的能源浪费。