建筑設備物聯(lián)網(wǎng)中無線網(wǎng)絡的設計與實現(xiàn).pdf

1、智能建筑技術為人們提供了安全、舒適、便捷的生活環(huán)境，同時大大降低了建筑的電力能耗。但是，現(xiàn)有的智能建筑技術采用有線通信網(wǎng)絡，存在布線繁瑣，可擴展性差、不同品牌的樓宇自控系統(tǒng)的通信協(xié)議不兼容、硬件產(chǎn)品成本較高以及控制方法不能滿足個性需求等缺點。物聯(lián)網(wǎng)技術為智能建筑的發(fā)展提供了新的方法。建筑設備物聯(lián)網(wǎng)是各種建筑用電設備通過物聯(lián)網(wǎng)技術組成的復雜網(wǎng)絡，它高度集成了通信、計算、控制和物理系統(tǒng)，是一個復雜的、動態(tài)的、以人為本的系統(tǒng)。無線網(wǎng)絡是該系統(tǒng)

2、的底層硬件平臺，是該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)功能的基礎。無線網(wǎng)絡具有節(jié)點部署方便、無需布線、網(wǎng)絡維護簡單等優(yōu)點，并且無線節(jié)點追求低成本、低功耗以及可擴展的目標，作為智能建筑的通信系統(tǒng)能夠有效克服有線通信系統(tǒng)的諸多缺點。
　　 本文圍繞建筑設備物聯(lián)網(wǎng)中的無線網(wǎng)絡展開研究工作。結合建筑設備物聯(lián)網(wǎng)的特點，給出了適合在智能建筑中應用的無線網(wǎng)絡通信頻率與拓撲結構。通過對無線網(wǎng)絡相關技術的研究、無線網(wǎng)絡節(jié)點設計與通信協(xié)議的設計，最終實現(xiàn)了該系統(tǒng)的設計。

3、本文的研究內(nèi)容如下:
　　 (1)深入分析了智能建筑應用領域?qū)o線網(wǎng)絡的需求，根據(jù)智能建筑的特點給出了適用于智能建筑的通信頻率與網(wǎng)絡拓撲結構;
　　 (2)研究了建筑設備物聯(lián)網(wǎng)中無線網(wǎng)絡的相關技術。根據(jù)提出的無線網(wǎng)絡拓撲結構并結合智能建筑應用領域特點，針對性的進行了無線網(wǎng)絡自組織與維護、路由方法、提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性三方面的研究。首先通過網(wǎng)絡組建、設備注冊、區(qū)域簇的建立、節(jié)點活動時間調(diào)度以及無線網(wǎng)絡組織自修復等過程實現(xiàn)了無

4、線網(wǎng)絡自組織與維護;其次提出了基于區(qū)域分簇的路由方法，其特點是路由消耗較低，能夠使無線網(wǎng)絡有較好的性能;最后建立逐跳重傳機制以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?
　　 (3)建筑設備物聯(lián)網(wǎng)中無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計。結合無線網(wǎng)絡拓撲結構與智能建筑的特點，給出了無線網(wǎng)絡系統(tǒng)結構以及各部分的功能。通過硬件的選型、硬件電路的設計以及嵌入式軟件的設計構建了無線網(wǎng)絡中的各無線節(jié)點。對無線通信協(xié)議進行了設計，包括各層的幀格式以及數(shù)據(jù)通信格式;