【摘要】：隨著無線傳感器網(wǎng)絡與大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展,建筑智能化系統(tǒng)進入了新的發(fā)展階段,無線傳感器網(wǎng)絡在其中的應用也越來越廣泛。然而由于建筑空間的特殊性,無線傳感器網(wǎng)絡的組網(wǎng)及應用技術都需要進一步深入研究。本文針對建筑中的無線傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)、無線定位及環(huán)境監(jiān)測應用等方面開展研究,主要工作如下:首先,綜述了建筑中常用的幾種無線通信技術,并進行了特性對比。此外指出了論文選題背景意義及章節(jié)結構。其次,在深入分析ZigBee網(wǎng)絡拓撲、協(xié)議棧和節(jié)點功能的基礎上,進行了ZigBee無線自組網(wǎng)工作,并進行了ZigBee組網(wǎng)仿真和實驗,對網(wǎng)絡拓撲結構進行了仿真,驗證了ZigBee無線傳感器自組織網(wǎng)絡的自組織性和自愈性。再次,室內(nèi)定位是無線傳感器網(wǎng)絡的一項重要應用,本文對室內(nèi)人員定位算法進行了研究。通過監(jiān)測建筑物內(nèi)無線傳感器節(jié)點,采集多組信號強度與實際距離的數(shù)據(jù),采用最小二乘曲線擬合,最后通過基于RSSI的三角形質(zhì)心算法計算出待測無線傳感器節(jié)點坐標,從而實現(xiàn)室內(nèi)人員定位。最后,設計與研制了建筑智能化系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測平臺和手機APP,建筑智能化系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測平臺包括硬件和軟件兩部分,硬件部分包括節(jié)點主控芯片CC2530和用到的相關傳感器模塊(溫濕度傳感器、光照強度傳感器、二氧化碳傳感器和PM2.5傳感器等),軟件設計主要包括嵌入式軟件和環(huán)境監(jiān)測界面的設計。嵌入式軟件包括傳感器的驅(qū)動,ZigBee組網(wǎng)、數(shù)據(jù)發(fā)送等。環(huán)境監(jiān)測界面在Visual Studio 2010開發(fā)平臺中,用C#語言編寫,采集到的環(huán)境信息實時顯示到上位機界面,數(shù)據(jù)存儲到SQL server 2008數(shù)據(jù)庫中。本文設計研制了基于ZigBee的無線傳感器節(jié)點,并進行了自組網(wǎng)仿真和實驗,在此基礎上,開展了室內(nèi)定位和環(huán)境監(jiān)測等方面的應用研究。在未來,室內(nèi)定位會在商業(yè)建筑、辦公建筑、智慧園區(qū)上得到更廣泛地應用,將在人們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮更加重要的作用;而環(huán)境監(jiān)測與人們生活息息相關,它能夠?qū)Νh(huán)境污染做出預測報警,也能在建筑領域為節(jié)能降耗提供數(shù)據(jù)依據(jù),因此實現(xiàn)建筑室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測對推進建筑可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP212.9;TN929.5

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