[发明专利]基于Zigbee的公共场所环境监测控制方法及其系统

说明书

技术领域

本发明属于一种公共场所环境检测监控方法，具体地说是涉及一种基于Zigbee的，通过非线性方法进行控制的公共场所无线智能环境监测控制方法，并涉及实施该方法所使用的装置。

背景技术

目前的公共场所环境监控系统很难满足人们对舒适性和控制方便性的需求，主要存在以下不足：

1、管理落后：传统公共场所环境的照明和温度等是由人进行管理和操作的，不能适应公共场所人员和车辆数量的动态变化特性，也不容易根据天气天色的变化进行实时的调整。

2、能源浪费：公共场所中经常会出现空无一人时却有很多灯在亮，或空调在运行。

3、控制不便：如灯光控制需要有全夜灯、半夜灯、时段灯、凌晨回开灯、夜景灯等，而传统的环境监控系统无法实现不同的环境不同的控制方法。

4、布线复杂：传统的环境监控系统本身布线已经是很复杂，如要实现更多的控制功能，其布线成本是难以想象的。无线的环境监控系统具有布线简单，可实现复杂控制功能的特点。而在无线技术中，使用GSM、CDMA网络的无线环境监控系统由于受到这些通信网络及其成本的限制，节点数不能太多。而蓝牙技术传输距离短耗高，网络容量小，也不适用。无线局域网的缺点是成本高功耗高。

5、设备寿命短：传统的控制方法采用直开直关的方法，使控制设备受到电网电压和浪涌电压的冲击而寿命大大缩短。

6、安全性低：传统的环境监控系统无安全机制，无法保证系统的安全性。

申请号为200710156210.X，发明名称为“基于ZigBee无线传感器网络的温室环境监控系统”的发明专利申请，虽然提出了一种将ZigBee无线传感器网络应用到大型温室群管理中，构建了一种低成本、自组织、自恢复的无线温室环境监控网络，但是该发明专利申请却没有提供一种有效的控制方法，以适应公共场所中多变的复杂环境，达到人性化和节约化的控制目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种适应公共场所中多变的复杂环境，达到人性化和节约化控制目的的公共场所环境监测控制方法，并提供采用该方法所涉及的控制系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于Zigbee的公共场所环境监测控制方法是指，利用无线传感器网络对公共场所中的环境参数进行采集，将获取的环境参数送入控制器，控制器对获取的环境参数进行模糊建模和混沌建模；根据建立的环境参数模型，建立模糊神经网络，利用模糊神经网络对工作设备进行实时控制；再利用混沌微扰控制方法对公共场所中的工作设备进行长期控制。

上述的无线传感器网络为基于Zigbee的无线传感器网络。

上述的Zigbee无线传感器网络为mesh网络，在该网络的节点上设置至少一个传感器，所述的传感器包括温度传感器、照度传感器、人员密度传感器、车辆密度传感器、湿度传感器、COD传感器中的任意一种或几种组合。

在建立模糊神经网络之后，对该模糊神经网络进行学习训练，其中，对模糊神经网络的学习训练以环境参数的加权系数形式表现出来；所述模糊神经网络的训练过程包括：

①设置初始权系w(0)为较小的随机非零值；

②给定输入/输出样本对，计算模糊神经网络的输出；

③计算模糊神经网络的目标函数，并根据模糊神经网络的目标函数，对模糊神经网络的学习训练进行评价；若目标函数小于等于预先设定的阈值，则所建立的模糊神经网络是合适的；若目标函数大于预先设定的阈值，则对环境参数的加权系数进行修改，直至使模糊神经网络的目标函数小于等于预先设定的阈值；

④对模糊神经网络进行反向传播计算，逐层调整权值。

上述的混沌微扰控制方法为系统参数微扰控制法中的OGY方法，其系统参数是指公共场所中的工作设备密度、工作设备功率及工作设备的工作/休眠比。

上述利用混沌微扰控制方法中的OGY方法对环境参数进行长期控制是指：

i、对公共场所的环境参数进行时间序列混沌建模，从环境参数时间序列混沌模型中寻找OGY方法中的混沌奇异吸引子；

ii、根据环境参数时间序列混沌模型，建立环境参数混沌控制目标轨道；

iii、根据所确定的环境参数混沌控制目标轨道，控制公共场所中设备的密度、设备的功率及设备的工作/休眠比，使它们按照所确定的混沌控制目标轨道运行。

本发明中，一种基于Zigbee的公共场所环境监测控制系统，它包括：

无线传感器网络，它包括协调器、与协调器相连接的至少一个路由器、与每个路由器相连接的至少一个传感器节点；