基于NI无线传感器网络的室内环境智能监测与舒适度评判系统

来源 :浙江师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanxiqq
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随着社会生产力的发展以及生活质量的提高,人们对生活品质的要求越来越高,也越来越关注与日常生活工作息息相关的室内环境。无线传感器网络的快速发展改变着人类与自然界的交互方式,提升了人类在信息获取、传输和处理方面的能力。其技术也越来越成熟,NI (National Instruments,即美国国家仪器)公司在无线传感器网络方面做得非常出色,它的传感器节点产品具有低功耗、简单易用、高性价比等优点。将NI无线传感器网络应用到室内环境监测系统中,会更有利于系统对环境参数的及时采集、传输和处理。有效的室内环境监测系统可以为实现室内环境的调控提供可靠依据。本文开发的室内环境智能监测与舒适度评判系统,是在NI无线传感器网络的基础上搭建的。该系统通过对室内温度、烟雾、火焰的监测,进行火灾险情的判断:通过对CO(一氧化碳)和甲醛的监测,进行有害气体是否超标的判断;通过对温度、湿度、噪声、及光照度的监测,并结合模糊理论对室内环境舒适度进行评判。本文的主要研究工作如下:首先,设计室内环境监测系统的总体方案,并基于NI无线传感器网络进行硬件平台的搭建。选取合适的传感器和相应的接口电路,对环境参量信息进行采集,完成火灾监测、有害气体监测及环境舒适度监测三个子系统的搭建。其次,利用LabVIEW软件进行可视化界面编程设计,并利用NI无线传感器网络实现采集数据的传输和远程监控。对采集到的数据分三个单元进行处理和控制:火灾监测单元判断室内是否有火灾险情的发生,当有火灾发生时发出警报并短信通知用户;有害气体监测单元监测有害气体是否超标,超标时发出语音提醒并短信通知用户;环境舒适度单元对当前环境参数加以采集,并以指示灯的形式对结果进行标示。然后,基于模糊理论建立室内环境舒适度评判系统。结合资料和实验数据确定温湿度的隶属度函数,并根据温度和湿度对人体热舒适度的影响比重,建立热环境舒适度的评判模型;结合资料和实验数据分别选用Sigmoid型、高斯型隶属函数建立声环境舒适度、光环境舒适度的评判模型;选取本系统中的温度传感器、湿度传感器、噪声传感器、光照传感器四种监测传感器的测量值组成综合评判系统的因素集,将室内环境舒适度的评判集分为舒适、较舒适和不舒适三种程度,确立因素集到评判集的单因素评判函数,并结合层次分析法和1-9标度法求解不同的因素对最终评判结果影响的权重向量,从而建立室内环境舒适度的综合评判模型。最后,对整个监测系统进行调试,并对室内的热环境、光环境、声环境以及整体环境舒适度评判模型的准确性进行测试。
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