基于LEACH协议的WSNs楼宇环境监控系统的设计.pdf

第37卷第3期
电子器件
ol.37
2014年6月
Chinese Journal of Electron Devices
Jun.2014
Design of Building Environmental Monitoring System Based on LACH Protocal
ZHAO Qingping, MIAO Shuguang, ZHAO Xin
School of Physics and Electronic In ormation, Huaibei Normal University, Huaibei Anhui 235000, China)
Abstract: Aimed at that the complex wiring and high power consumption in building environmental monitoring, the
paper designs a kind of building monitoring system based on WSNS and structures a network based on cluster using
LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy routing protocol. Cluster head information exchange
IS replaced
by a Sink node as the root in a many spanning tree due to the fact that head node cannot communicate with a far one
directly because of the restriction in wireless transmission range. Sink node receives message transferred by cluster
head nodes and then delivers it to the server after gathered. This method of the structure of cluster node consumes
energy little, Child nodes can record the data of environment periodically and enforce the action of transmission. The
result of field test indicates that the system is precise, handiness, simple and real-time
Key words: wireless sensor network; building monito; LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy
cluster network
EEACC. 6150P
doi:10.3969/J、iss.1005-9490.2014.03.025
基于 LEACH协议的WSNs楼宇环境监控系统的设计
赵庆平“,苗曙光,赵鑫
(准北师范大学物理与电子信息学院,安徽淮北235000)
摘要:针对楼宇环境监控的布线复杂与高功耗,设计了一种基于WSNs的大楼监控系统,使用了 LEACH路由协议,构造了
一个基于簇的刚络。由于系统中的节点受到无线传输范围的限制,距离较远的簇首不能直接传递信息包给汇聚节点,所以簇
首信息的交换被一个以汇聚节点为根的多跳生成树代替,汇聚节点将信息汇总然后发送至服务器内,这种簇的构造方法消耗
节点能量少。子节点周期性地记录各种环境数据,实现数据传输。现场测试结果表明:此系统数据采集准确,操作方便,结构
简单,实时性好
关键词:无线传感网络;楼宇监控;低功耗自适应集簇分层协议( LEACH);簇网络
中图分类号:TP393
文献标识码:A
文章编号:1005-9490(2014)03-0493-0
根据2007年UN环境计划1,全世界大约有昂的运作开销和监控设备的高能量损耗。
百分之四十的能源用来为建筑物辅热,降温,照明和
由众多持续监控物理环境的传感器节点组成的
通风。如果这些功能仅在需要的时候运作,就能够无线传感器网络(WSNs),已证明了它在监控楼
使能源大量节约下来,这种控制可行的前提是室内宇环境中的巨大潜力与可行性。2005年, Thomas
的各种状态,比如温度、湿度、亮度均可测。有线传 Schmidt?构建了基于WSNs的室内环境监控网络。
感器可以被安装去监测这些数括,但在实施时就需Won- Suk Jang将先进的WSNs技术应用到监控楼
要对大楼铺设大量的线缆。在2002年对线缆的铺宇内部及外部。 Jang W S和 Healy WM在实验中记
设估价统计显示,在对未投人使用的新建筑铺设线录了WSNs在大楼监控应用中的性能表现。随着
缆花费2.2美元/m,而对已在使用的建筑铺设线缆WSNs研究的深人,暴露出了WSNs的自组织协同工
则需要花费高达7.19美元/m1。对在使用的建作算法复杂,对网络动态变化的反应速度较慢,网络
筑铺设线缆也会导致出现其他问题,比如损坏建筑生命周期有限等缺陷。本文的设计基于WSNs的楼
物的表面。传统的无线传输系统也有弊端,比如高宇监控系统,以 LEACH( Low Energy Adapter Cluster
项目来源:国家自然科学基金项目(41275027);安徽高校省级自然科学研究项目(KI2013228
收稿日期:2013-07-08修改日期:2013-08-19