教事技术与率用
应用研究
基于ARM和无线传感技术的智能楼宇监控系统
马月坤1于树利2
(1.河北联合大学河北唐山063000;2.唐山现代工控技术有限公司河北唐山063000)
摘要：系统利用基于ARM的终端控制器作为参数案集及控制终端，数据采集与传输平台采用物联网方式构建。在楼宇的不同区城广泛部署功能各异的感知设备，通过有线、无线及其他通试方式实现感知信息的互联互通。开发基于Web的监控中心管理平台，利用高性能信息处理技术实时、动态的分析数据，最终实境对楼宇的在线监控、联动报警、定位跟踪、远程控制等一体化、功能化的管理。
关键词:ARM无线传感智能楼宇监控MCU
中图分类号：TP277
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2014)10-0077-01
利用ARM和无线传感技术通过综合应用智能感知.识别技术与普适计算、泛在网络等技术实现楼宇中的水、电、暖、燃气、室内温湿度采集及消防、安防等系统设备监控。设计研发以物联网络及综合管控平台系统为中心，以标准平台接口融合多项管理功能的智能
楼宇监控系统。 1系统设计思想
以一体化、低功耗的设计思想为原则，搭建以ARM处理器为核心的楼宇终端控制器，控制器内最无线采集传输模块，最人imux操作系统，内置WebServer系统，设计有与水，电、暖等传感器及灭火安防装置的通讯接口，设计与上位监控软件的通讯接口，周期性的发送传感采集信息，实时发送报警信息。基于无线传感技术设计研发各子系统的无线传感器节点和采集终端软件，采用符合设计要求和规范的传感器，使之满足应用性能要求。
为了满足传感器体系的微功耗工作模式，同时使系统具有对各个无线传感单元的主动探知能力，开发一种全新的唤醒算法。其次，基于已经存在的无线体系引人RSSI定位算法，实现对楼宇内部及其附近需要监控的物品实施定位和精确追踪。设计开发基于Web的智
能楼宇远程监控系统监控中心管理软件。 2系统设计方案
2.1基于无线传感技术的智能楼宇监控系统体系结构
系统采用计算机集散控制系统体系结构，集散控制即集中管理分散控制，系统包括三个层次：中央管控层、区域智能控制层、数据采集和控制执行层。系统中用于电梯、空调、照明、供电、给排水、防盗等子系统的通用终箱控制器，经外接各种传感器、输出继电器，并通过网关与上位机相连，可构成分布式控制系统，实现楼宇的自动化管理。其体系结构如图1所示。
该项目包括的多个子系统，涉及实时控制和分时管理两个不同的信息处理领域。由于处理对象差异，各个子系统无论在硬件和软件结构上都有着很大的不同。项目采用系统集成的方式构建整个系统，实质是一种横向集成，即把各个子系统通过物理集成，网络集成、应用集成连接成一个完整的大系统。其中实时数据的集成是最
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中央监控站
控制器
海定紫酒
传服器装室器
控制器的
安紫酒表
执们器
者种监控对。
控制器装现场仪表热
器
图1系统层次结构图
收移日期：2014-09-13
中央管控层区域智能控制层
数据采集和按制检行层
为重要的，项目充分利用先进产品和技术，实现了对建筑物消防、安全防范、电梯控制、灯光控制、停车等诸多子系统实时数据的集成，并完成各子系统之间的联动控制。
2.2基于ARM的楼宇终端控制器
楼宇终端控制器以ARM9处理器为控制核心，外围配置包括存储器、串口通信，以太网接口，JTAG.实时时钟，CAN.数字量输出输人，模拟量输出输人等多种功能模块，其主要功能包括：(1)对现场层的传感器，执行器等进行周期性的数据采集和调理，(2)确定现场设备的运行状态，对异常情况发出报警信息，（3)按照预定的控制算法对现场采集的数据进行处理，获得控制数据，(4)通过预定的控制程序(如PI，PD，PID等)完成各种控制功，(5)与中央监控计算机进行数据交换、发出请求及接收各种控制命令。
2.3无线传感网络节点
传感器网络是大量部署在作用区城内的具有无线通信与计算能力的微小传感器节点按照自组织方一式构成的分布式智能化网络间，这种智能网络能根据环境自主完成指定任务。无线传感节点可以实现对感知信息的自动采集和实时传输，节点间通信主要通过 ZigBee协议将感知数据上传到网关，网关通过Zigbee-IP协议转换实现数据的上传，不同类型的传感器可以采集多类信息，包括温湿度、光照度、声音、电流、电压、红外等信息。通过web界面可以实现对传感器的智能化控制，实现人性化的管理。在智能楼宇监控中，传感器节点作为辅助接人设备可以根据用户提交监测请求对数据进行采集，节点之间通过自组织的形式进行相互通信，不能直接相连的节点可以通过中继节点进行数据传递。通过网关将数据传递给服务器，服务器将数据存储至数据库中，对数据进行检测，发现异常数据时以用户要求的方式通知。在本文研究中，我们使用已有传感器和网关设备作为直接接入设备，其中基于Zigbxe协议的无线传感网以太网网关(简称无线传感IP网关)可以将WSN网络与以太网联系起来，实现Zigbee协议与IP协议的转换，从而让数据在以太网上传输，
方便用户在异地实现灵活的操作与控制。 3结语
本项目把楼宇中的水、电、暖、燃气、室内温湿度采集及消防、安防等系统设备控制利用ARM和无线传感技术通过综合应用智能感知，识别技术，泛在网络进行实现。在楼字监控中引人无线传感和通讯技术，使得节点部署非常方便，克服了传统的楼宇监控采用总线控制，布线复杂的弊端。为建筑物内的用户提供良好的工作环境，为建筑物的管理者提供方使的管理手段，为建筑物的经营者减少建筑物内的能耗并降低管理成本，为物业管理现代化提供物质基础。系统能够根据使用情况调整工作模式，最大限度的节约能源，达到经
济、稳定、可靠运行的目的。参考文献
[1彭力.无级传感器网络技术[M].冶金工业出版社,2011，
作者简介：马月坤(1976一),女,河北唐山人,博士，制教投，研究方向：信息系统、知识工程、智能控制。