[发明专利]基于无线传感技术的楼宇能耗监测分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于无线传感技术的楼宇能耗监测分析系统。

技术背景

我国建筑节能工作起步比较晚，所以我们在建筑方面的能源消耗浪费巨大。因此，我国的建筑节能潜力巨大，如果达到了建筑节能的标准，节约下来的能源是非常可观的。当前，国内外都高度重视建筑节能。尽管众多的公司已经致力于建筑节能方面的产品开发，但目前在这方面的信息管理系统还是没有跟上需求。现有的有关能耗分析的软件仅限于建筑能耗的模拟和分析，这些软件已经得到广泛应用，但这些软件基本只是一个模拟软件，并没有利用现代化手段进行信息获取，并在线动态分析。

如何采用有效的信息采集手段进行节能检测是目前国内外研究的一个热点。早期的信息采集工具是一些手提式信息采集器，人工完成建筑能耗信息的采集。这些工具的优点是一台仪器就可以完成多个信息的采集。但其明显的不足是不能进行在线检测与诊断。检测的结果有时不能反映系统的动态特性，而仅仅是一种静态的点信息。显然，这种信息采集方式不能提供建筑能耗统计和诊断所需要的大量动态信息。

随着网络技术的发展，基于互联网络的分布式信息采集成为一种新的信息采集方式。但是这种有线形式带来综合布线的困扰，尤其是受到不能破坏已有建筑状态的限制。因此，利用无线方式来采集信息的思想越来越受到人们的关注。目前国外大多采用的是WLAN、CDMA/GSM等网络，但其组网受限制、运行成本相当高。随着无线传感网技术的发展，应用该技术进行建筑能耗信息采集及分析成为新的课题。

发明内容

为克服现有技术的上述缺点，本发明提供了能够实时采集建筑能耗，运行成本低，提高节能效果的基于无线传感技术的楼宇能耗监测分析系统。

基于无线传感技术的楼宇能耗监测分析系统，包括安装于楼宇中的无线传感器网络，所有的无线传感器网络包括采集大楼内能耗、温度或湿度信息的网络节点，和将网络节点采集的信息传输至服务器的网关；所述的网络节点包括采集楼内信息的传感器，为传感器供电的电池，将传感器采集的信息向外发送或接收来自其他传感器的信息的收发模块，和设置信息收发时间、确定信息发送的目标地址的处理模块；所述的网络节点通过协议栈进行自组网以实现信息传输；

所述的协议栈传输包括以下步骤：

1)、初始状态下，随机选择多个网络节点作为簇头节点，簇头节点以外的网络节点为普通节点；

2)、将与簇头节点的通信半径小于预设半径的普通节点与该簇头节点形成一个簇网区域；簇网区域内，普通节点采集的信息均传输至簇头节点，簇头节点将信息发送至另一个簇头节点或网关；

3)、经过一个预设间隔时间后，获取所有节点的电池剩余能量，计算获得所有节点的平均剩余能量，将电池剩余能量高于平均剩余能量的节点作为候选簇头；

4)、定义第k个候选节点v_k对已产生的第i个簇网区域S_i的拟物力函数为：

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