[发明专利]一种基于传感器网络的洁净车间运行方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于洁净车间领域，尤其涉及一种基于传感器网络的洁净车间运行方法及系统。

背景技术

近年来，随着经济的发展和生活水平的提高，目前在电子、制药、食品、生物工程、医疗等领域对洁净车间的要求越来越高， 洁净技术也随之发展起来。它综合了工艺、建筑、装饰、给排水、空气净化、暖通空调等各方面的技术。洁净厂房的空调控制，依照《洁净室施工验收规范》，《洁净厂房设计规范应》，《采通风与空气调节设计规范》等国家标准，需要对温湿度、正压、风速等方面进行控制。现有技术中通常是在空调机组中增加部分的传感器，对温湿度以及出风压力及风速控制。

但是，一方面，现有技术中的空调系统的运行模式单一，不利于节能减排；对空调设备的故障监控不足，不能再故障发生时即使维修保养；空调能耗大，不能根据生产过程中的不同情况自动或手动调节空调设备。 另一方面，由于洁净车间需要设置大量传感器监控，并且常常需要根据具体情况增减和调整传感器，现有技术中的传感器设置都是固定连接形式的，这导致了其连接的增减和调整不易。

对于现有技术的上述缺点，还没有一种完善的解决方案。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种基于传感器网络的洁净车间运行方法及系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于传感器网络的洁净车间系统，该系统包括空调机组和控制系统，所述控制系统包括远程监控管理层、数据传输层、数据采集控制层以及设备仪表层；

所述远程监控管理层包括一台以上的上位机，用于对整个系统进行监控和管理；

所述数据传输通讯层包括一个或一个以上的通讯控制器，用于在所述远程监控管理层和所述数据采集控制层、设备仪表层之间传输数据，所述通讯控制器为交换机或通讯转化器；

所述数据采集控制层包括PLC/DCC控制柜以及与通讯控制器电连接的一个或多个无线采集协调器。所述控制柜用于控制系统中的各个执行器和风机，所述无线采集协调器用于收集来自各个无线传感器的数据，并发送给上位机；

所述设备仪表层包括与PLC/DCC控制柜电连接的露点温度变送器、压差变送器、压差开关、风管温湿度变送器、防冻开关、模拟风量阀执行器、开关风力阀执行器、水阀蒸汽阀执行器、风机控制柜、臭氧发生器，以及与所述无线采集协调器连接的无线路由节点和多个无线传感器；

所述无线传感器通过所述无线路由节点组成传感器网络，每隔预定的采样时间进行一次数据采样，并通过连接的无线路由节点向所述无线采集协调器发送包括采样结果的数据包；

所述无线路由节点具有缓冲存储区，当所述无线路由节点接收到无线传感器上传的一个数据包后，就将数据包放入缓冲存储区中，按照接收的先后顺序，缓冲存储区中的数据包组成了一个等待队列，所述无线路由节点基于先进先出的原则，不断地从该等待队列的队列头取出一个数据包，发送给无线采集协调器；当每个数据包进入该等待队列时，所述无线路由节点就记录一次该等待队列的长度，在过去M小时内，记录的所有的该长度的平均值为该无线路由节点当前的平均等待队列长度；所述M是预定义的时间值；

所述无线传感器还包括：

扫描模块，用于在所述无线传感器上电后，扫描附近所有的无线路由节点的信号，并获取各个无线路由节点的RSSI值；

检查模块，用于检查获取的各个无线路由节点的RSSI是否大于预定义的RSSI_min，假设共有n个无线路由节点的RSSI大于RSSI_min，如果n≤1，则该无线传感器直接接入RSSI最大的那个无线路由节点；

请求模块，用于向所述n个无线路由节点发送请求，要求获取其发送数据包的平均等待队列长度；

计算模块，用于基于获取的所述n个无线路由节点的RSSI值和平均等待队列长度，为所述n个无线路由节点分别计算一个排序值；假设所述n个接入点为A₁，A₂，……，A_n，其中A_i的RSSI值设为RSSI_i，A_i的平均等待队列长度为L_i，则该A_i的排序值P_i通过以下公式计算，即：

其中，W₁和W₂是预定义的权重值，且满足W₁+W₂=1；