談無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)論文

1、life is the process of evolving from a little white rabbit to a big bad wolf and then to an old fox.同學(xué)互助一起進(jìn)步（頁(yè)眉可刪）談無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)論文 摘要：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，主要目的可以降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)部署方式，進(jìn)而解決了通信系統(tǒng)中有線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題研究方法主要是結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)，把無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于智能建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中，對(duì)智能建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和研究，最后的結(jié)果是實(shí)現(xiàn)了在智能建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

2、通信系統(tǒng)的應(yīng)用關(guān)鍵詞：智能建筑；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)；建筑設(shè)備無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，促進(jìn)了智能建筑無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展智能建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中采用有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行通信，不僅綜合布線復(fù)雜，而且可擴(kuò)展性能較差無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用克服了有線網(wǎng)絡(luò)的很多問(wèn)題，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)在部署和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)上都比較方便，在智能建筑中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以得到很好的應(yīng)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以更好的對(duì)智能建筑設(shè)備的信息進(jìn)行采集和處理，更好的促進(jìn)智能建筑物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)研究現(xiàn)狀分析隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智能建筑的發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把各種建筑設(shè)備組成復(fù)雜的無(wú)線通信

3、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，形成了一個(gè)通信和計(jì)算相結(jié)合的復(fù)雜的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以對(duì)建筑設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)等信息進(jìn)行有效的采集和處理建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要是由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，在功能上可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)獲取建筑房間內(nèi)二氧化碳和溫度等數(shù)據(jù)參數(shù)信息，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給管理控制中心，管理控制中心統(tǒng)一對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)管理控制中心和各個(gè)節(jié)點(diǎn)采集模塊之間的無(wú)線通信管理控制中心接收到各個(gè)節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)庫(kù)的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和管理，并且通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能建筑節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)的接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

4、技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合，構(gòu)成了智能建筑的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)模式，促進(jìn)了智能建筑的應(yīng)用和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建設(shè)設(shè)備的智能化和科學(xué)化的管理建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)需求分析無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是建筑設(shè)備物理網(wǎng)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)的最底層，是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)平臺(tái)建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)需求分析要結(jié)合智能建筑的特點(diǎn)，智能建筑中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的使用壽命時(shí)間長(zhǎng)，可以滿足智能建筑物聯(lián)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)使用壽命的基本需求無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定性高，在建筑施工工作過(guò)程中可以減少外界因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，可以抵抗外界的不確定因素?zé)o線網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的自我修復(fù)能力，在系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定正常的運(yùn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在組網(wǎng)施工過(guò)程中成本比較低，所以在建筑設(shè)

5、備物聯(lián)網(wǎng)中得到很好的應(yīng)用傳統(tǒng)的樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足人們對(duì)現(xiàn)代智能建筑的基本需要，建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多，監(jiān)控范圍廣，所以設(shè)置了很多無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)裝置對(duì)智能建筑內(nèi)的電能數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)建筑設(shè)備的機(jī)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)位置會(huì)根據(jù)實(shí)際的需要而發(fā)生改動(dòng)，這樣就會(huì)造成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置發(fā)生相應(yīng)的調(diào)整，所以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量可以隨意增加，節(jié)點(diǎn)的位置可以靈活的變動(dòng)，這些都滿足了建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的基本需要在建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的每一個(gè)功能區(qū)域都可以作為一個(gè)單位，建筑物內(nèi)的墻壁等障礙物阻礙了無(wú)線信號(hào)的穩(wěn)定傳輸，所以我們可以在建筑物內(nèi)設(shè)置傳輸能力強(qiáng)的以太網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)以太網(wǎng)完成數(shù)據(jù)信號(hào)的穩(wěn)定傳輸無(wú)

6、線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)采用的頻率，通信信號(hào)和穿透能力都非常強(qiáng)，在建筑物中非常適合應(yīng)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)頻段成本比較低，并且技術(shù)非常成熟，開發(fā)時(shí)間周期短建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要充分考慮到建設(shè)成本低、方便維護(hù)、系統(tǒng)安全可靠等基本需要在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中把無(wú)線通信協(xié)議和嵌入式軟件結(jié)合在一起，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中所有無(wú)線節(jié)點(diǎn)核心的設(shè)計(jì)都是采用無(wú)線射頻芯片建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示圖無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)功能主要是通過(guò)管理控制器實(shí)現(xiàn)的，管理控制器是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的總控制器，不僅負(fù)責(zé)各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的.接收和傳輸，而且還負(fù)責(zé)整個(gè)

7、網(wǎng)絡(luò)的地址分配等物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)還可以接收完成優(yōu)化的計(jì)算機(jī)控制策略，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)發(fā)生阻塞的時(shí)候，可以自動(dòng)完成對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)完成配置等功能中繼節(jié)點(diǎn)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中完成物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)無(wú)線收發(fā)功能的，中繼節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，也可以為其它區(qū)域提供路由服務(wù)中繼節(jié)點(diǎn)一般都可以進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)的功能，如果節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的距離比較遠(yuǎn)無(wú)法完成直接網(wǎng)絡(luò)通信，那么中繼節(jié)點(diǎn)可以提供路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的服務(wù)，完成節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信傳感器節(jié)點(diǎn)是建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備模塊等，傳感器節(jié)點(diǎn)是終端設(shè)備，沒(méi)有路由功能，僅僅可以通過(guò)模塊節(jié)點(diǎn)的傳感器功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)信息的采集

8、傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到管理控制器，并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，提供計(jì)算機(jī)管理的其它相關(guān)服務(wù)環(huán)境模塊節(jié)點(diǎn)主要是采集溫度和熱量等環(huán)境信息數(shù)據(jù)，設(shè)備模塊節(jié)點(diǎn)主要是采集用電設(shè)備的諧波等參數(shù)數(shù)據(jù)信息，模塊節(jié)點(diǎn)主要是對(duì)建筑內(nèi)人員的標(biāo)簽進(jìn)行讀取來(lái)采集人員的基本信息執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)是建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備模塊，執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)不具備數(shù)據(jù)路由轉(zhuǎn)發(fā)功能在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，設(shè)備模塊接收管理控制器發(fā)出的命令，并把命令發(fā)送給執(zhí)行器，由執(zhí)行器對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行控制物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線模塊節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總體結(jié)構(gòu)圖如圖所示，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總體結(jié)構(gòu)中，無(wú)線收發(fā)芯片和微處理器構(gòu)成無(wú)線模塊節(jié)點(diǎn)無(wú)線模塊節(jié)點(diǎn)中微處理器是核心部件，微處理器在處理速度的選擇上要

9、根據(jù)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的需要進(jìn)行權(quán)衡一般微處理器的低功耗都是通過(guò)多種工作模式實(shí)現(xiàn)的，_在設(shè)計(jì)上采用軟件的方式對(duì)微處理器的工作模式進(jìn)行調(diào)整從而降低功耗_根據(jù)實(shí)際需要，在微處理器芯片的設(shè)計(jì)上選擇合適集成度的芯片，不僅可以降低設(shè)計(jì)難度和成本，還可以縮短芯片的設(shè)計(jì)和開發(fā)周期_在對(duì)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和選擇上采用性能高、成本低并且功耗小的的微處理器芯片芯片的處理速度可以達(dá)到，閃存可以達(dá)到，內(nèi)存可以達(dá)到，這款芯片里面集成了振蕩器和復(fù)位電路等功能。無(wú)線節(jié)點(diǎn)的重要部件中還包括無(wú)線收發(fā)芯片，無(wú)線收發(fā)芯片的合理選擇可以降低無(wú)線模塊節(jié)點(diǎn)研究和開發(fā)的成本，縮短研發(fā)的周期時(shí)間芯片的設(shè)計(jì)采用小體積、管腳數(shù)量少的小面積電路板芯片，這樣可以

10、節(jié)省空間芯片具有豐富的硬件功能可以提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性_無(wú)線節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)采用的無(wú)線收發(fā)芯片是，成本低、功耗小這款芯片可以在的頻段進(jìn)行工作，芯片內(nèi)部集成了接收發(fā)射機(jī)和調(diào)至解調(diào)器等傳感器與執(zhí)行器模塊節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)無(wú)線傳感器模塊節(jié)點(diǎn)的主要功能就是對(duì)建筑內(nèi)部的溫度和二氧化碳等環(huán)境信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，所以對(duì)不同信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集要由相應(yīng)功能的傳感器來(lái)完成圖是傳感器節(jié)點(diǎn)和執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)圖在硬件結(jié)構(gòu)圖中，傳感器節(jié)點(diǎn)主要由無(wú)線節(jié)點(diǎn)模塊和傳感器共同構(gòu)成執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)是對(duì)建筑內(nèi)的用電設(shè)備進(jìn)行控制，執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)主要是由執(zhí)行設(shè)備和無(wú)線模塊相互結(jié)合構(gòu)成傳感器節(jié)點(diǎn)和執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的軟件工作流程中，首先對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加電，然后節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始

11、化后，再與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)接傳感器節(jié)點(diǎn)連入網(wǎng)絡(luò)后對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)值進(jìn)行讀取，然后把采集到的數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)據(jù)格式包裝后發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)包之后會(huì)做出一個(gè)響應(yīng)，就是把回應(yīng)幀返回到傳感器節(jié)點(diǎn)，傳感器節(jié)點(diǎn)接到回應(yīng)幀后確認(rèn)數(shù)據(jù)包發(fā)送成功，這樣一個(gè)周期工作完成了執(zhí)行節(jié)點(diǎn)工作原理是在加電后連入網(wǎng)絡(luò)，等待控制命令的送達(dá)，在接到控制命令后就執(zhí)行相應(yīng)的操作控制命令的發(fā)送會(huì)經(jīng)過(guò)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳遞，最終到達(dá)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行器執(zhí)行完控制命令后就會(huì)進(jìn)入休眠，等待下一次控制命令對(duì)其喚醒總結(jié)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建了一個(gè)底層的硬件系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集和命令的執(zhí)行等功能建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用可以有效的解決智能建筑中有線網(wǎng)絡(luò)布線難和高功耗等問(wèn)題，滿足智能建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)的基本需要參考文獻(xiàn)戚亦平，陳曦，等基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能建筑中目標(biāo)分布問(wèn)題研究計(jì)算機(jī)應(yīng)用（）張小松，路詩(shī)奎技術(shù)及其在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用的思考智能建筑與城市信息（）劉杰，黎羴，范春曉，等物聯(lián)網(wǎng)：概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（）彭偉，張桂青，汪明，等基于電力載波技術(shù)的建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)研制計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)（）曹涌濤，糜正琨一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)分簇模型的簇頭調(diào)度方案南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)