冰心草堂123
在我国建筑业大力兴建的环境下，为了带给人们更方便更舒适的生活环境,建筑智能化市场迅速成长，而智能建筑的控制核心-楼宇自动控制系统的市场需求随之越来越大,而且吸引国内外楼宇自动化系统厂商不断的提升计算机控制管理的软件,强调人性化使用接口,有条不紊使建筑物机电与消防,安防,停车管理,门禁等各种系统结合,达到更舒适的工作环境,不但能节省能源,也节省了维护管理的工作量和运行费用。本文将带大家认识楼宇自动化发展及技术应用的基本概念。楼宇自动化发展集成化2008年第29届奥运为国内市场带来相当大的商机,而建筑智能化的市场前景在国内是非常乐观的,再加上近几年，投资建筑业主对智能建筑的要求越来越高，因此提供了一个非常大的市场，各楼宇自动化厂家竞相为抓住商机,不断推陈出新,提供经济又实惠的系统整合,希望分食这一个庞大的市场大饼。我国许多专家访问了欧美与亚洲发达国家，并与这些国家的专业人士就智能建筑技术进行交流，结果发现发达国家并没有如我们那样对智能建筑的热情，反而我国智能建筑的建设理念与建设目标并不低于国外，某些理念甚至超过了一些发达国家。而楼宇自动化系统不论国内外都是朝集成化发展,例如:国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）对智能建筑定义为”以建筑为平台，兼备建筑自动化设备BA、办公自动化OA及通信网络系统CA，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。 楼宇自控系统为基础的系统集成方式,主要透过建筑综合布线系统和计算机网络技术，将智能建筑的各个主要子系统采用各种开放式结构、协议和接口都标准化和规范化。集成的方式主要包括:（1）硬件网络系统集成智能建筑的系统集成结构大多采用二层网络形式，上层为以太网络，下层采用RS485、LonWorks等速率较低的标准工控总线方式集成串联各种硬设备。集成模式还可通过开发与第三方系统的网络接口（网关或网络控制器），将各种系统资料集成到网络主干上，实现集成目的。（2）信息系统集成各楼宇自动控制系统的厂家基本都依照以上的集成原理进行系统集成，而且自行开发系统集成的管理软件。楼宇自动控制系统的厂家所开发的系统集成管理软件，透过已经架设好的网络架构系统集成,连接所有与之相关的对象，将信息综合地相互作用，以实现整体的目标。可采用OPC技术和ODBC技术实现智能建筑的系统集成。（3）远程系统集成数字化建筑的最新的集成技术是将信息集成建立在建筑物在内部网Intranet的基础上再通过Web服务器和浏览器在整个网络上的信息交换、综合与共享，因此可以远程取得资料,或发出连动,可将各大型建筑群统一在同一平台做出实时且有效的的监控管理。（4）实时数据与管理资料的集成智能建筑中包括多个子系统，涉及实时控制和分时管理两个不同的信息处理领域。现场资料的收集与记录成为重要的系统集成对象,此必须透过现场资料收集器(例:DDC)来完成各个子系统集成连结成一个完整的大系统,实现对建筑物消防、保安、电梯控制、灯光控制、停车、周界防护、门禁等诸多子系统实时数据的集成，并完成各子系统之间的联动控制。楼宇自动化发展数字化最近几年，新楼宇的兴建已经将各种各样的智能设备于规划之初就已设计整体楼宇网络数字化,整体的楼宇数字化概念已不是一个空谈,经楼宇自动控制厂商的不断研发更新,已经出现在建筑当中。这些厂商不但提供智能设备、楼宇自控子系统如门禁、闭路电视、电梯、空调暖通、安防、周界报警和消防等智能产品,也因为建筑业主集成度的要求越来越高,用以净化环境,陶冶情趣的数字化景观系统自动控制也加入楼宇自动控制的一环。虽然这许许多多的智能产品正在导致楼宇子系统的逐渐更新，但真正的整体的楼宇数字化系统仍然少见。而评估楼宇数字化除了从系统集成来看,也可从监控软件的友善操作、子系统集成度来看外,亦可从远程监控及被控设备的智能程度来评估数字化的程度(1) 监控软件数字化监控软件数字化指针,可从软件设计的友善操作程度及系统集成的灵活程度评估楼宇自动控制已经数字符化的程度。在软件设计的友善操作程度,许多厂商开发图像式的操作接口,使系统操作更方便更简便了,例如JINCHTECH的BA智能化图形控制系统(即MACS)采用友善的人机接口整合了完整监控软件,以电子地图,动态图标等各种图像式操作取代文字式的操作方式,应用包括有大楼监控系统、空调控制系统、门禁防盗系统、停车管制系统、影像监控系统、电力管制系统及其它系统,也可应用在各种楼宇的智能办公、大楼监控、智能通讯传输、智能消防、智能安保、门禁考勤、远程监控等。在系统集成的灵活程度方面,MACS则采用前端资料收集器设置和修改控制程序,以分布式管理方式支持多个管理端,各管理端亦可以权限安全管理设定控制各个不同的子系统,透过各管理端控制各系统间的联动,联动的设计则可自行编辑事件联动的条件让系统自动执行联动不需要人工操作,并且可设定定时条件自动执行固定时间的联动事件。 (2)远程监控数字化基于网际网络的楼宇设备远程监控方式采用Internet来实现信息交互、综合与共享，真正做到局域和远程信息的实时监控，除了资料资源的综合共享也发展各式影像远程监控，将全局事件快速的处理和一体化作业。将传统的楼宇自动系统延伸到网际网络上，管理监控人员即可在千里之外也可以完成他的职责。因此远程监控数字化在楼宇自动化的发展中是当前必备的功能之一,不但可以完成监控职责，而且更增添了更多的便利性，例如采用MACS的物业管理人员可以通过网际网络可以持续了解楼宇的运转情况、可控制电力灯光设备、远程影像可实时了解安保状况，立即采取措施避免事故发生，更可达到节能节约减少运行管理费用。因此远程监控数字化代表着楼宇自动化的发展方向。 (3)被控设备数字化 楼宇自动化随即影响着所控制设备的智能化,楼宇自动控制的设备,若未能相对的具备智能化功能,楼宇自动控制的机能则发挥的有限,因此智能化设备因应而生,与楼宇自动控制系统结合,发展出更高效能的楼宇自动控制机能。例如:如照明、电梯等透过特别设计，除了可透过系统控制节约外,被控的照明与电梯等采用先进的节电技术，亦可获得良好的节电节能效果，可以大比例地减少楼宇的能耗。 结语楼宇自动化系统是智能建筑的核心,我国市场正蓬勃发展，由于我国经济发展的不同，各地区的智能建筑建设速度及水平也有所不同。上海作为我国的现代化大城市，智能建筑的建设发展很快，各街区新建筑都朝智能建筑兴建的奇特现象。然而,真正楼宇自动化系统的智能与数字元化程度需要被真正的鉴定,各厂家提供的水平差异悬殊须慎选,因应市场的发展,订定管理楼宇自动化规范将是非常重要的一个课题。
葉落罒無痕
基于嵌入式技术楼宇智能化控制系统*摘要:为了解决智能楼宇控制点种类和数量多的问题,设计了基于嵌入式技术的智能楼宇控制系统,系统采用MODBUS通讯协议,485/232总线结构,最大通讯距离达1200m,通过区域控制器与控制模块数目自由组合组成控制网络的方法成功解决这个问题,效果良好。关键词:智能楼宇 MODBUS协议 485/232总线 区域控制器0 引 言智能楼宇最早出现在美国,我国的智能楼宇起源于20世纪90年代,楼宇智能化是现代工业高科技的结晶,是未来“信息高速公路”的主节点,是进入“数字时代”新兴的产物。所谓楼宇自动化系统是对中央空调系统、通风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、电梯系统进行监控。随着高新信息技术和计算机网络技术的高速发展,对建筑物的结构、系统、服务及管理的最优化组合的要求越来越高[4]。系统控制的方式由过去的中央集中监控,转而由高处理能力的现场控制器所取代的集散控制系统,本文设计的楼宇自动化智能控制系统是专门为楼宇智能化所设计,同霍尼韦尔、西门子等楼宇控制产品相比结构灵活,控制简便,并且易于针对个体需求进行软件的二次开发。1 网络结构控制系统结构如图1所示,分为三个控制层。上层为PC远程集中监控,下层为控制模块,中间层为现场区域控制器。层与层之间通过RS232/485总线联网。远程集中监控平台主要功能为提供即时的数据显示、历史数据的保存维护和查询显示、故障报警和故障历史查询、参数修改和查询。PC远程监控平台为主要人机界面,所以上位机软件设计体现了如下三个优点:一是将控制网络WEB化,可以将不同来源、不同格式的信息转变为统一的格式,供具有统一界面的客户机浏览器浏览,以更好地适应信息化社会的使用需要;二是建立了基于SQL SERV-ER数据库的管理信息系统,提高了信息管理的功能;三是采用开放式设计的网络结构,可以更方便地与其他系统(如安保系统、消防系统)进行集成。软件基于delphi平台开发,加载大量图形操作,简单方便。控制模块包括四种,即数字量输入模块(Digital In-put)、数字量输出模块(DigitalOutput)、模拟量输入模块(Analog Input)、模拟量输出模块(AnalogOutput)。控制模块是控制系统的主要执行机构,即采集数字量信号和模拟量信号,也输出数字量信号和模拟量信号。因此每种模块各自拥有单独的控制芯片,既接受现场区域控制器的控制命令,又需要根据控制命令完成模块的输入输出功能。中间层现场区域控制器既与PC远程监控平台进行通讯,接受控制命令并上传实时数据,又通过控制模块采集数据、执行控制命令。显然,现场区域控制器是整个控制系统的核心枢纽,其重要性不言而喻,因此整个区域控制器的软硬件设计无疑成为整个系统的重点和难点。2 区域控制器2.1硬件电路区域控制器硬件电路主要由CPU、上下位机通讯接口、EEPROM和时钟、键盘和触摸屏、液晶以及数字量/模拟量输入输出单元组成。硬件结构如图2所示。区域控制器CPU选用STC89C516RD2,这是一款新一代抗干扰/高速/低功耗的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机[1-3]。区域控制器自身带有一定数目的数字量/模拟量输入输出单元,可以在智能楼宇控制系统中作为控制模块的补充,同时也可以使区域控制器单独作为产品配套控制器使用,灵活多变。时钟和EEPROM通过I2C总线与区域控制器CPU连接。I2C总线用两条线(SDA和SCL)在芯片和模块间传递信息。SDA为串行数据线, SCL为串行时钟线,这两条线必须用一个上拉电阻与正电源相连,其数据只有在总线不忙时才可传送。CPU是主设备,时钟和EEPROM是从设备[9]。上位机通讯接口由控制器CPU通过SPI总线访问异步通讯芯片MAX3100来实现。SPI总线采用三线同步接口。主要特点是可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等;下位机通讯接口以串行口中断的方式实现半双工通讯。为了满足多种输入方式,控制器同时带有键盘和触摸屏,即可以以按键方式键入控制命令,也可以直接点击触摸屏实现。键盘采用独立式键盘;触摸屏选用电阻式触摸屏,电阻式触摸屏屏幕主要由两个导电层组成,当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X和Y两个方向上产生信号,然后由触摸屏控制器侦测到这一接触点并计算出(X,Y)的位置。2.2软件流程智能楼宇控制系统所控制的点位种类多样,如温度、湿度、流量、开关等。硬件电路依据数字量、模拟量以及输入、输出提供了通用的接口,因此具体识别控制每个点位则完全由软件完成。现场区域控制器作为整个系统的控制核心,既要检测自身输入输出单元,完成显示,报警等功能,又要根据上位机(PC)、控制模块提供信息发出控制决策。因此软件流程包括初始化、故障检测与处理、控制算法实现、上下位机通讯等(图3),初始化包括数值初始化、中断初始化,通讯初始化,显示初始化;故障检测包括通讯故障,反馈故障,逻辑故障等;控制部分主要是程序算法的实现,对输入输出的智能控制,包括键盘/触摸屏输入及液晶输出,上位机通讯即远程PC与区域控制器通讯,而下位机通讯则是区域控制器与控制模块之间通讯[5-6]。楼宇自动化控制系统故障种类多样,故障处理方法又各有不同,因此故障的检测和处理就成为程序设计的一个难点,针对这种情况,程序采用了查表法(表1),成功的解决了这一难题。楼宇自动化控制系统故障种类多样,故障处理方法又各有不同,因此故障的检测和处理就成为程序设计的一个难点,针对这种情况,程序采用了查表法(表1),成功的解决了这一难题。表中分5列,第一列为故障号;第二列为故障处理方法,如1(停机),2(关机), 3(重启)···;第三列判断是否联动,如0(否), 1(是),主要判断一些相互有关联的部分出现故障是否需要同步处理;第四列所谓的报警延时主要指某一现象视为故障的重复出现时间,目的是为了消除抖动引起的误报;第五列延迟寄存器则存放报警延时,如1(0.1秒级延时寄存器), 2(秒级延时), 3(分级延时)。每条故障都要对应于表中的一条,实际应用中只需填写表格,快捷方便。上下位机通讯程序都采用MODBUS通讯协议[7-8],Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。控制器通信使用主—从技术,即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。此系统中当主设备为上位PC机时,现场区域控制器为从设备,当现场区域控制器为主设备时,控制模块为从设备。Modbus协议建立了主设备查询的格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。从设备回应消息也由Mod-bus协议构成,包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。例如:当主设备(现场区域控制器)发送如表2请求时,此控制器连接的所有控制模块都接受这请求,但是只有地址为1的控制模块对此请求应答,其他地址的控制模块自动丢弃这帧数据,经CRC检验数据正确后,根据功能码来处理此帧数据,此例中功能码为06,即向此寄存器地址写寄存器数据,完成后从设备需回应与主机请求相同的信息。置区域控制器和各种控制模块数量,结构灵活多变,可以适应多种输入输出信号,根据用户的实际需求开发控制软件,真正达到量身定做成为一大特色。本智能控制系统已经在多个楼宇智能化控制中使用,控制准确,运行稳定;另外,区域控制器也可单独使用,作为产品配套控制器,成功应用于除湿机、冷干机、Vocs气体清除装置等。参考文献1于洪洲·51系列单片机软件抗干扰设计[J]·集成电路通讯·2007,25卷,2期:16-182汪文,陈林·单片机原理及应用[M]·华中科技大学出版社3Yu ShouqianWang Jianhua Kou Jinqiao. Embedded Integrated Servo-controllers for IntelligentModularActuators[J]·HIGH TECHNOLOGYLETTERS.2006,12,1:37-41.4 B. Surrogate·Developmentofan IntelligentEnergyManagementNetworkforBuilding Automation, PROGRAMMABLE CONTROLLER FAC-TORY AUTOMATION(PLC FA)·2005,3:28-305黄鑫,宋洋·软件抗干扰技术及其在单片机上的应用·现代电子技术,2007年9期:90-926朱国飞·单片机在工业控制上的应用[J]·中国科技信息, 2005年18A期:77-797田拥军,赵光强,曾健平·基于RS485总线技术的PC机与单片机多机通讯设计[J]·湖南工程学院学报:自然科学版, 2007年17卷2期:19-238肖凯,张贤斌·Modbus协议在串口通讯中的研究及应用[J]·长江工程职业技术学院学报,2007年1期:30-329赵学军·RS485总线测控模块的MODBUS扩展协议设计[J]·自动化与仪表,2007年2期:37-40
花花洒洒洒
我国国家标准（GB/T 50314-2006）《智能建筑设计标准》中规定，智能建筑（IB，Intelligent Building）的含义是：“以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境”。在国内有些场合把智能化建筑统称为“智能大厦”或“智能大楼”， 但从实际工程分析，这一名词定义不太确切，因为高楼大厦不一定需要高度智能化；相反，不是高层建筑却需要高度智能化，例如航空港、火车站、江海客货运港区和智能化居住小区等房屋建筑。目前所述的智能化建筑只是在某些领域具备一定智能化，其程度也是深浅不一，没有统一标准，且智能化本身的内容是随着人们的要求和科学技术不断发展而延伸拓宽的。我国有关部门已在文件中明确称为智能化建筑或智能建筑，其名称较确切，含义也较广泛，与我国具体情况是相适应的在智能建筑和数字社区的规划和设计中主要使用“智能化标准”和“数字化标准”这两套标准作为设计依据。其中，智能化标准侧重于：以建筑物为平台，强调智能化系统设计与建筑结构的配合和协调，如：通信传输智能（CA）、智能楼宇（BA）、消防智能（FA）、安保智能（SA）、办公智能（OA）等，在技术应用方面主要涉及监控技术应用、自动化技术应用等。数字化标准侧重于：以数字化信息集成为平台，强调楼宇物业与设施管理、一卡通综合服务、业务管理系统的信息共享、网络融合、功能协同，如：综合信息集成系统（IBMS）、楼宇物业与设施管理系统（IPMS）、楼宇管理系统（BMS）、综合安防管理系统（SMS）、“一卡通”管理系统（ICMS）等，在技术应用方面主要涉及信息网络技术应用、信息集成技术应用、软件技术应用等。由于历史和部门协调的原因，两套标准的名词、概念、系统内涵可能需要进一步标准化，避免在工程实践和国际交流中造成不必要的混乱，加大社会沟通成本，比如：BAS与BMS、SAS与SMS。作为系统性标准，定性太多、定量指标几乎没有，作为教科书或职称论文尚可，但是作为指导智能建筑这个新兴产业整个行业的技术管理标准，同志仍需努力！
建筑节能技术 摘要：建筑物的建筑节能技术内容主要涉及到：建筑外围护结构节能技术、建筑供热制冷系统和建筑设备节能技术、可再生能源在建筑中应用技术。而建筑外围护结构
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