智能建筑室内无线传感器网络部署与优化研究

倪晓东

(中铁建设集团有限公司 北京 100041)

1 引言

伴随着信息化与智能化在各行各业的深入推进发展，传感器正在发挥着越来越重要的作用，在这其中，环境监测是其较早期的应用。本世纪初，来自加州大学伯克利分校的一个研究小组利用无线传感器观察岛上的鸟类，并借助卫星通信基站进行远程连接。这种无人值守的监测可以最大程度地减少现场收集数据的观察者对研究对象的干扰。近年来，由于其易于部署且几乎没有基础设施需求的特点，传感器在军事、太空、生物医学、制造业和交通领域中越来越受到欢迎[1]。

而智能建筑室内环境的监测与控制，现如今也是传感器应用的热门方向[2]。进一步地，工程师们将位于一栋建筑物内的大量传感器统一接入一个网络，每台传感器设备都被定义为网络中的一个节点，这些节点通过无线通信相互传输数据[3]。借助传感器环境中的不同物理量进行实时测量，如温度、场强、湿度、压力、重量等[4]。由于这些设备体积小且价格低廉，可以大量生产和部署使用，近年来吸引了各国学者的广泛研究。一方面，利用传感器网络可以减少环控能耗，合理分配照明控制[5]。若没有可靠的传感器网络来驱动控制器进行控制，将会额外消耗大量的能源和资金[6]。另一方面，通过传感器网络，可以监测楼体结构的健康状况。无论是纵火等人为蓄意损毁[7]，还是地震、台风等不可抗的自然灾害，都可能会对建筑物造成破坏。……