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1、第28卷第5期西安工业大学学报Vol.28No.52008年10月JournalofXianTechnologicalUniversityOct.2008文章编号:16739965(2008)0546006*基于ZigBee和WiFi相结合的楼宇监测系统1,21王建国,郭宝亿(1.西安工业大学计算机科学与工程学院,西安710032;2.科罗拉多矿业学院工程系,科罗拉多CO80401)摘要:Zi
2、gBee和WiFi各自具有明显的特点,并且许多特性具有互补性,将二者相结合具有很好的应用前景.提出了一种基于ZigBee技术和WiFi技术相结合的楼宇监测体系结构;研究了解决传感数据采集、坐标系统的建立、机器人的控制等关键技术的方法;实现了一种简单、易于实现、高效的基于能量均衡的分簇多跳路由算法,能够较好的提高传感器网络的生存期;实现了监测系统,并得到了实际应用.关键词:ZigBee;WiFi;楼宇监测;能量均衡中图号:TP393文献标志码:A楼宇监测是楼宇智能化的重要组成部分,主要可快速部署、隐蔽
3、性强、成本低、无人值守等优[4]是针对楼宇出入口、内部过道以及一些重要场所进点,十分适合于楼宇监测的应用.但是,由于Zig行监测,特别是在无人值守的情况下.能够自动监Bee技术是一种低数据速率的无线传输技术,它一测人员进入楼宇和重要场所情况.在必要情况下,般传输的数据量较小,而在楼宇监测系统中,除了能够采集进入这些场所人员的图像、声音等信息,监测是否有人员进入楼宇和重要场所之外,还需要自动报警.楼宇监测系统要求无人值守、网络化、便采集和传输数据量较大的图像、声音等信息.这对于操作和管理、系统成本低廉、能够自动报警并
4、且于ZigBee技术是个难点,很难完成,但是对于自动收集到相关的信息.现有的监测系统多数通过WiFi则易如反掌.因此,为了满足楼宇监测系统的有线方式进行数据传输,成本普遍比较高,通常高具体需要,我们可以将ZigBee技术和WiFi技术相达几万元甚至几十万元,且维护困难,扩展性差.结合,构建一个技术ZigBee和WiFi相结合的楼宇ZigBee技术(也称之为802.15.4标准)是一监测系统.利用ZigBee技术组建无线传感器监测种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本、网络,监测和报警人员进入情况,传输小数据量
5、的高容量的无线传感网络技术,主要适合于承载数据监测活动信息;利用WiFi技术组建无线监测局域[13]流量较小的业务.相对于现有的各种无线通信网络,根据无线传感器监测网络监测的情况采集相技术,ZigBee技术是最低功耗和成本的技术.而与关的图像或声音信息,传输大数据量的监测活动信ZigBee技术相反,WiFi(WirelessFidelity,也称之息.为802.11标准)是一种远距离、复杂度较高、高功1监测系统体系结构耗、高数据速率(达54Mbps)、高成本的无线网络技术.目前在无线局域网中得到了较为广泛的应根据
6、上述对楼宇监测系统的要求以及ZigBee用,十分便于接入Internet.技术和WiFi技术的特点分析,提出了一种基于可见基于ZigBee技术的无线传感器网络具有ZigBee技术和WiFi技术相结合的楼宇监测系统,*收稿日期:20080610基金资助:国家基金委留学基金(留金出[2006]3085)作者简介:王建国(1969),男,西安工业大学副教授,主要研究方向为传感器网络、主动网络、分布式计算.Email:wjg_xit@126.com.第5期王建国等:基于ZigBee和WiFi
7、相结合的楼宇监测系统461其体系结构如图1所示.楼宇某层的网络布局如图#监控中心子系统.2所示,其中O(0,0)表示坐标原点.其中,基于ZigBee技术的无线传感器网络子系统由若干个红外传感检测器(IR)、音频传感检测器、汇集节点Mote和网关Tmote组成.IR被安装到楼宇进出口和重要场所,每临近的5个检测器汇集到一个汇集节点Mote.汇集节点采用由美国克尔斯博科技(CrossBow)公司开发和生产的无线传感设备Mote,该节点由处理器和RF芯片构成.该子系统主要负责监视人员进入楼宇和重要场所的活动情况,当有人员进
8、入IR的监测范围时,IR图1楼宇监测体系结构便将监测数据发送给与它相连接的Mote,然后通Fig.1Thearchitectureofactivitysurveillanceforbuilding过网关Tmote上报给监控子系统.在监控子系统本系统由4个部分组成:基于ZigBee技术中可以将这些监测数据存入数据库,同时对一些重的无线传感器网
