基于wifi與zigbee技術(shù)的樓宇監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-08-10 19:23 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器的能量，傳感器IR 采用休眠工作機(jī)制，即當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，傳感器IR 處于休眠狀態(tài)，當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，IR 被喚醒并傳送數(shù)據(jù)。IR 檢測(cè)和傳送數(shù)據(jù)采用基于事件驅(qū)動(dòng)方式，傳感器IR 檢測(cè)到人員活動(dòng)時(shí)，將它的ID 通過(guò)匯集節(jié)點(diǎn)Mote 和網(wǎng)關(guān)T mo te傳送到監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)采集模塊。數(shù)據(jù)采集模塊接收到該ID 后，提取當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間，然后將ID 和當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間實(shí)時(shí)顯示并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。 在一個(gè)樓宇中可能有一些重要區(qū)域（或稱(chēng)之為禁區(qū)）, 當(dāng)檢測(cè)到某個(gè)禁區(qū)出現(xiàn)人員活動(dòng)時(shí)，檢測(cè)中心應(yīng)當(dāng)自動(dòng)發(fā)出告警信息。為此，首先需要在該禁區(qū)安裝若干個(gè)傳感器IR, 如圖2 所示禁區(qū)316 中的5 個(gè)IR. 然后在監(jiān)控中心的服務(wù)器中預(yù)先將該禁區(qū)與該禁區(qū)中安裝的所有傳感器IR 的ID 進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并設(shè)置告警條件。當(dāng)處于該禁區(qū)所有IR 中的任何一個(gè)檢測(cè)到人員活動(dòng)時(shí)，立即將該ID 以及當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間實(shí)時(shí)顯示并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)通過(guò)聲音、顏色發(fā)布告警。 2. 2 基于能量均衡的分簇多跳路由 當(dāng)樓宇中多層樓道的傳感器節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)規(guī)模較大的傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)，傳感數(shù)據(jù)往往需要經(jīng)過(guò)多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)（簇頭）的轉(zhuǎn)發(fā)才能到達(dá)網(wǎng)關(guān)，再通過(guò)網(wǎng)關(guān)發(fā)送到監(jiān)控中心。由于傳感器中間節(jié)點(diǎn)的能量有限， 盡量降低傳感器中間節(jié)點(diǎn)的能量消耗。提高網(wǎng)絡(luò)的生存周期是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)必須重點(diǎn)考慮和解決的問(wèn)題。 將傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量消耗分為有用能耗和無(wú)用能耗。有用能耗包括傳數(shù)據(jù)輸/ 接收、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)查詢(xún)等； 無(wú)用能耗主要有空閑偵聽(tīng)、數(shù)據(jù)重傳、額外開(kāi)銷(xiāo)以及產(chǎn)生和處理控制包。高效的路由算法能夠較好的降低數(shù)據(jù)傳輸/接收能量消耗。 系統(tǒng)一個(gè)方面通過(guò)休眠機(jī)制， 使傳感器節(jié)點(diǎn)在無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)處于休眠來(lái)降低節(jié)點(diǎn)的能量消耗。 同時(shí)由于充當(dāng)簇頭節(jié)點(diǎn)的能量消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他的節(jié)點(diǎn)，為了提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的整體生存期，提出了一種基于能量均衡的分簇多跳路由算法。算法的基本思想是將若干個(gè)節(jié)點(diǎn)劃分為一個(gè)簇，定時(shí)評(píng)估簇內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的剩余能量。根據(jù)能量評(píng)估結(jié)果，使剩余能量最多的節(jié)點(diǎn)充當(dāng)簇頭，即定時(shí)動(dòng)態(tài)產(chǎn)生簇頭，使簇內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)輪值充當(dāng)簇頭，從而避免長(zhǎng)期讓某個(gè)節(jié)點(diǎn)充當(dāng)簇頭將能量耗盡后無(wú)法工作的現(xiàn)象發(fā)生。該算法相對(duì)于其他的相關(guān)算法具有簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、高效的特點(diǎn)。 2. 3 坐標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)建 本系統(tǒng)需要建立兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)，一個(gè)是傳感器布局實(shí)際空間坐標(biāo)系統(tǒng)，該坐標(biāo)系統(tǒng)主要用于控制機(jī)器人的移動(dòng)以及指示告警位置。另一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)是屏幕圖形顯示坐標(biāo)系統(tǒng)，主要用于屏幕以圖形方式顯示傳感器布局和告警點(diǎn)。 在傳感器布局實(shí)際空間坐標(biāo)系統(tǒng)中需要標(biāo)識(shí)的對(duì)象主要包括三個(gè)方面： 傳感器的位置、重要場(chǎng)所的位置以及特殊標(biāo)識(shí)物的位置。 如前所述，由于預(yù)先將每個(gè)傳感器編制了惟一的ID, 于是可以根據(jù)坐標(biāo)原點(diǎn)O（0, 0）預(yù)先測(cè)量確定傳感器IR 的坐標(biāo)位置，然后建立傳感器ID 與傳感器位置信息的配置表。因此，當(dāng)某個(gè)傳感器報(bào)警時(shí)，利用該傳感器的ID 通過(guò)查表可以確定報(bào)警點(diǎn)的位置。 重要場(chǎng)所（禁區(qū)）的位置信息原則上可以通過(guò)安裝在該場(chǎng)所中傳感器的ID 來(lái)指示，但是由于需要控制機(jī)器人對(duì)該場(chǎng)所進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，實(shí)際上是對(duì)某區(qū)域范圍中的可疑人員進(jìn)行跟蹤監(jiān)視。因此嚴(yán)格的說(shuō)需要的是該場(chǎng)所的位置信息（確切的說(shuō)是進(jìn)入該場(chǎng)所入口的位置信息）, 而不是場(chǎng)所中傳感器的位置信息。所以，可以將一些重要場(chǎng)所的位置信息預(yù)先在坐標(biāo)系統(tǒng)中標(biāo)出，并且建立場(chǎng)所中所有傳感器與該場(chǎng)所入口的位置信息對(duì)應(yīng)表。當(dāng)該場(chǎng)所中任何一個(gè)傳感器報(bào)警時(shí)，通過(guò)查找對(duì)應(yīng)表，給出該場(chǎng)所入口的位置信息。如圖2 所示，當(dāng)確定坐標(biāo)原點(diǎn)
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