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办公楼的操作和维护价格昂贵。供暖，通风和空调（HVAC）以及照明占商业建筑能源成本的59％。不过，较新的建筑物通常更有效 - 它们使用更现代，更有效的设备，并结合了无数传感器，可为能源控制提供更好的反馈。
通过使用最新的，更先进的HVAC和照明控件，可以将能源使用量减少40％。因此，可以通过改造设备和控制措施来降低旧建筑物的运营成本。但是，重新布线的成本通常是过于刺激的。这就是无线传感器网络（WSN）可以提供帮助的地方；它们消除了接线成本并提供能够节省大量能源的传感器和其他好处。
WSN改造的好处
将WSN添加到现有建筑物中可能会导致多年来运营成本的两位数降低。能源成本不仅大幅下降，而且布线成本和麻烦已成为过去。即使没有新的HVAC设备，WSN也会改善对环境条件的监视和控制，这反过来又导致节省能源，因为设备仅在需要时和地点进行操作。本质上，WSN将大大减少浪费。
安全和保障是WSN的其他好处。安全系统很容易实现，可以通过传感器来检测未经授权的进入，从而确保员工及其财产的安全。WSN还部署了火灾警报器和空气质量监视器，以提高安全性。
员工舒适是WSN的另一个好处。通过更密切的监测温度，湿度和通风，环境控制有助于改善舒适度的水平，具体取决于所涉及的人数。一项研究表明，在优化舒适度时，员工生产率提高了3％。
WSN成功的关键
良好的传感器是建立一个outstan的秘密ding WSN monitoring and control system. Temperature and humidity monitors are essential, as is ambient light sensing. However, other factors like time of day and occupancy are important, too. Time of day can be programmed depending on building usage. Occupancy can be determined by using people-sensing and people-counting systems.
人们感知的系统和运动探测器确定是否占据了一个区域。这可以控制照明和通风，因此，如果没有人存在，则可以节省能量。无线传感器节点上的无源红外（PIR）传感器可用于此目的。PIR传感器仅表示某人在给定区域中的存在。
人口计算系统更加复杂，因为他们可以准确地确定占用房间的实际人数。这允许实施需求控制的通风（DCV），可以根据占用率优化通风。
一个这样的系统是德州仪器3D飞行时间（TOF）设计。它使用四个红外激光来照亮一个区域，而立体相机则捕获场景的三维图像。分析软件提供了一种确定人类形状的方法，并计算出高于90％的区域中存在的物体数量。该系统还可以跟踪运动，该运动提供了一个准确的占用率。
ti3D飞行时间解决方案非常适合占用管理和计数器应用程序，例如更智能的安全监控，改善了办公室和电梯中HVAC的控制以及交通和队列分析。但这不是全部。3D飞行器传感器应打开新的应用程序，使消费者和工业机器人能够在避免碰撞的同时自动导航。
无线传感器网络设计
当今的建筑物通过无线传感器节点增加了能源和系统效率的智能，从而消除了接线问题。主要要求是，这些传感器节点必须保持长达10年的电池寿命，同时不断监视关键参数。建筑物自动化系统中无线传感器节点的电池需求和能量收集是主要的设计因素。
可以使用几种不同类型的无线技术来构建用于建筑自动化改造的WSN，例如Wi-Fi，蓝牙，Zigbee或Sub-1-GHz ISM带收音机。但是，这些技术中的大多数都使用2.4-GHz ISM频段，并带有各种限制。例如，它可以限制范围。此外，使用该频段的其他来源干扰是一种潜在的危害。最重要的是，这些高频无线电通常还会消耗更多的功率，这意味着节点的电池寿命将很短。在许多传感器节点中替换电池很昂贵，并且在维护方面是令人讨厌的。这就是为什么低功耗和较长电池寿命（多年）是基本设计标准的原因。
一种理想的解决方案是使用超低功率，亚1-GHz ISM带收发器。这些设备不仅可以最大程度地减少功耗，而且还可以在诸如315、433、868和915 MHz等较低的ISM频率上运行。这些较低的操作频率提供了更长的范围和改进的壁渗透能力，这对于创建可靠的建筑网络至关重要。
典型WSN节点的一个例子是感应温度和湿度的示例（见图）。它使用组合数字温度和湿度传感器，例如Ti HDC1010。该设备在I上发送14位数字读数2C interface to a low-power ARM Cortex M3 microcontroller embedded in the wireless transceiver. The transceiver is a CC1310 sub-1-GHz radio that operates as a node in a WSN built using TI’s SimpliciTI star network protocol (other protocols can also be used).
设计的一部分也是TPS61291 DC-DC增压转换器，即使电池电压在长寿上下降，也可以为系统提供稳定的DC调节的3.3 V。TPL5111纳米计时器在系统传输时控制。
在此应用中，计时器允许每分钟进行一次测量，仅按时间发射30 ms。TPS22860超低螺旋负载开关可将电源切断，直到启用传感器和收发器为止。这个短时间的占空比和所有设备的功耗非常低，表明CR2032锂离子电池的寿命可能超过11年。
