试述无线传感器网络在楼宇自动控制中应用

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1、试述无线传感器网络在楼宇自动控制中应用　　摘要：随着现代科学技术的发展，建筑智能化程度越来越高，楼宇自动化系统作为智能建筑的重要组成部分获得了广泛应用，它集监视、控制和管理于一体，满足了人们对于建筑中电力、照明、空调、消防、安保等方面的需求，为人们工作与生活的舒适性、安全性提供保障。关键词：楼宇自动化；控制；无线传感器；应用中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：楼宇自动化系统是广义的，是建立在无线传感器的基础上实现的，主要起到对火灾、安保、电力等进行实时监控的作用。通过无线传感器对相关数亿的采集与监视，运用现代计算机技术、通信技术对这些数据进行处理

2、、运算和判断，实现楼宇各种功能的自动控制。随着现代科技的发展，无线传感器网络技术具有非常广阔的前景。一、无线传感器网络系统概述7无线传感器网络的主要功能是实时监测，在现代军事、特殊环境监测、智能建筑中应用十分广泛。该系统与数字蜂窝移动通信系统（GSM）、蓝牙（Bluetooth）、无线局域网（WLAN）等无线通信网络不同，无线传感器网络是类似于传统Ad-hoe网络，没有基站设备支持，自组织、自管理的多跳网络。无线传感器网络是Ad-Hoe网络应用在传感器技术中的一种具有动态拓扑结构的组织网络。1、自组织的网络：无线传感器网络通常具备自组织能力；2、自管理的网

3、络：无线传感器网络通常具备自管理能力；3、网络规模大，分布密集：无线传感器网络中的节点数量多于传统Ad-hoc网络中的节点数量，并且分布密度大；4、网络节点易出错：无线传感器网络中的节点较之传统Ad-hoe网络中的节点更容易出错；5、单个节点能力较弱：无线传感器网络的节点的计算能力、存储能力十分有限，无法进行复杂的计算和数据存储；6、节点间广播式通信：无线传感器网络节点主要采用广播方式通信，而传统Ad-hoe网络大都采用点对点通信；7、以数据为中心的网络：与数据为中心的含义指无线传感器网络运行时，通常只关心整个任务的执行情况，用户在使用网络查询事件时，只关

4、心是否获得了所需的数据，不关心数据是由哪个节点发来。二、硬件选型设计传感器是楼宇监控系统的重要组成部分，好比人体的皮肤和神经系统，负责对环境的整体感知，其中温度和烟雾是楼宇监控的主要监测对象。72.1温度传感器楼宇室内的环境温度传感器可以选择瑞士盛世瑞恩传感器公司SHT10，用它采集各点位温度，将这些数据通过显示单元直观显示给用户，让人们可以知道实时的楼内温度，空调系统则通过这些数据可以自动的对室内温度进行自动调节，以达到人们舒适与节能的目的。SHT10包括电源和地共有四只管脚。DATA负责串行数据发送，与处理芯片cc2430连接，进行数据传送，SCK是串

5、行时钟连接，与处理芯片连接进行时钟同步。布线时需要0.1μF的去耦电容接在电源和地间，DATA线接外部上拉电阻，芯片结构见图2-1。图2-1SHT10电路连接图在楼宇监控平台中，还有一种基于感应人体温度的红外探测器CH-718。从生物学角度看，有恒定体温的人体会发出波长比较固定的红外线，如果感应到该波段红外线，红外探测器就会发出信号。红外探测器CH-718在楼宇安保系统中用于监测人员的活动，从而对重要区域进行监视，确保人员物资的安全。下面是CH-718的技术参数。红外探测器CH-718功耗很低，输出电压和处理芯片CC2430相匹配。触发方式可以配置，方便后

6、续应用。2.2烟雾传感器7我们选择烟雾传感器HIS07监测烟雾，它是离子式的，工作稳定可靠，广泛运用于消防报警中。离子感烟探测方式中，内电离室是密封的，烟雾进不去，当没有烟雾时离子能到达对面电极，内、外电离室电压、电流平衡；有烟雾进入外电离室，烟雾阻挡了离子到达对面电极，外电离室电场失去平衡，报警器探测到后发出警报。HIS07输出电压是5v和CC2430不匹配，采用电阻分压来解决。串口主要是调试和与上位机通信。楼宇平台工作时，只有协调器需要串口模块。为了设计的统一性，所有的节点都有串口。CC2430具有UART模块，工作电压是3V。计算机串口标准是RS23

7、2，逻辑1的电平是-3到-15伏，逻辑0的电平是3到15伏。电平需要转换，采用MAX3232芯片实现。电路连接见图2-2。图2-2MAX3232电路图从前面模块的介绍知道，所需供电电压是9V（烟雾和红外传感器）和3V（其余模块）。9V电压还可以给充电模块供电，为锂电池充电，电池输出8.4伏电压可以在无市电时给9V的模块供电。电池充电采用TI公司的BQ24105模块，支持自动休眠降低功耗，还具备LED指示灯表示充电完成的情况。电路连接见图2-3。图2-3电池充电模块电路79V电压可以用DC/DC芯片降压到3V，这样外部只需要输入9V就足够了。当用220V交流

8、电时，用市面上很常见的适配器就可以获得稳定的9V电压。电池和市电的