智能建筑研究背景

1、目前研究的現(xiàn)狀：隨著通信技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)的高速發(fā)展，使得信息網(wǎng)絡(luò)和電子技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，智能建筑也隨之產(chǎn)生并逐步被人們所熟悉、接受和使用。智能建筑建設(shè)的熱潮，也正是適應(yīng)了當(dāng)今社會信息化、生活舒適化與節(jié)能環(huán)保的需要，與人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求密不可分。建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)是智能建筑的核心，上位機的監(jiān)控軟件在其中扮演著重要的角色，目前，實驗室在上位機監(jiān)控上只有PC端的監(jiān)控軟件，監(jiān)控方式單一，移動不方便。本課題的研究將實現(xiàn)智能手機通過wifi對建筑電氣系統(tǒng)進行無線監(jiān)控，這將可以使得對建筑電氣系統(tǒng)的監(jiān)控更加靈活方便，用戶體驗和交互性提高，這對建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)局域控制有非常重要的現(xiàn)實意義和

2、作用。智能建筑是1981年由美國UTBS公司(聯(lián)合建筑系統(tǒng)公司)提出的，并于1983年7月隨美國康涅狄格州哈佛城廣場建筑的落成典禮而成為現(xiàn)實。而隨著1993年美國政府提出“信息高速公路”的構(gòu)想，全球信息化的浪潮席卷全球。作為信息化社會的產(chǎn)物，智能建筑也越來越受到人們的青睞。經(jīng)過多年來不斷的研究和發(fā)展，國外在建筑電氣智能監(jiān)控領(lǐng)域己經(jīng)取得了相當(dāng)大的成績，智能化程度較高。在建筑電氣智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方面，已經(jīng)處于很高的水平。己經(jīng)形成了包括美國霍尼韋爾、瑞士能得等公司在內(nèi)的一系列智能建筑監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品，并已成功應(yīng)用于世界上很多國家的建筑樓群中，且運行狀況良好。隨著現(xiàn)在wifi技術(shù)的日益成熟和流行，

3、以及智能手機的不斷完善和日益普及，智能手機以攜帶方便，操作便捷，實用美觀，方式新穎等優(yōu)點，受到了廣大用戶的青睞和喜歡。用智能手機對系統(tǒng)進行近距離監(jiān)控，其功耗低，體積小，降低投資成本，實用便利的特性必將使其成為一種選擇和趨勢。現(xiàn)在國內(nèi)也有一部分有關(guān)wifi技術(shù)和智能建筑相結(jié)合的產(chǎn)品和應(yīng)用，但是都是獨立應(yīng)用和試驗，并沒有依托一個系統(tǒng)進行開發(fā)，沒有形成系統(tǒng)的智能建筑電氣監(jiān)控的解決方案。本課題研究內(nèi)容將圍繞著實驗室開發(fā)的一套建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)展開。實驗室自主開發(fā)了一種具有布線簡單、抗干擾能力強、造價便宜的建筑電氣監(jiān)控總線技術(shù)，并以其技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建了建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)。通過在建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)中引入Wi-Fi

4、技術(shù)，以此構(gòu)建了建筑電氣無線監(jiān)控的硬件系統(tǒng)。同時進行對應(yīng)的Android客戶端監(jiān)控軟件的開發(fā)，以實現(xiàn)了通過Wi-Fi技術(shù)對整個局域監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。開發(fā)的客戶端軟件將使用高效的報文通信協(xié)議，采用組態(tài)編程方式，不僅使用戶可以進行基本的監(jiān)控和管理功能，更可以通過方便的組態(tài)編程方式動態(tài)的對系統(tǒng)進行管理和使用。首先對建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)硬件體系進行構(gòu)建，通過對一般模型的分析，以實驗室開發(fā)的L-N總線技術(shù)為基礎(chǔ)，擴展本地監(jiān)控平臺、總線節(jié)點、網(wǎng)關(guān)模塊以及在網(wǎng)關(guān)模塊引入Wi-Fi技術(shù)，以此實現(xiàn)了整個建筑電氣無線監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建，完成了本課題在硬件方面開發(fā)的任務(wù)?，F(xiàn)場總線技術(shù)是把安裝的現(xiàn)場設(shè)備與控制層的設(shè)備進行

5、互連，使之可以進行雙向通信、數(shù)據(jù)傳輸和實現(xiàn)多分支結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合建筑電氣監(jiān)控的硬件特點，實驗室開發(fā)了一種具有布線簡單、負(fù)載能力強、抗干擾能力強的建筑電氣局域監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)總線，稱為L-N（Local-monitoring-Net）總線，其布線和結(jié)構(gòu)如下圖：L-N總線采用電力線作為通信媒介，即所謂的數(shù)據(jù)線，總線通信使用零線做參考地，即利用數(shù)據(jù)線和零線進行通信?？偩€節(jié)點主要由主模塊和拓展模塊組成，主要實現(xiàn)整個系統(tǒng)基本的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出和控制等操作。其結(jié)構(gòu)構(gòu)成如圖：主模塊是總線節(jié)點和現(xiàn)場設(shè)備層的核心部分，它除了作為底層電路對環(huán)境信息進行采集和電氣控制外，它還是實現(xiàn)與其他模塊進行通信的基礎(chǔ)。主模塊由3部分構(gòu)成：總線驅(qū)動電路、微控制器電路、可控硅電路，主模塊的結(jié)構(gòu)框圖連接如下圖開關(guān)模塊可以提供4路開關(guān)輸入接口，接口可以直接連接普通的電力開關(guān)，接口電壓采用220V交流市電，保證了開關(guān)與開關(guān)模塊間的距離能達(dá)到施工要求，此外開關(guān)模塊還支持開關(guān)的短按、長按和雙擊三種動作，以滿足多種類靈活控制的需求。繼電器模塊主要用于常規(guī)電氣開關(guān)的控制，模塊可以提供4路或8路的繼電器控制輸出接口，每路接口的負(fù)載能力是220V/16A。本課題主要在以上已構(gòu)建的建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)硬件體系的基礎(chǔ)上，引入Wi-Fi技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)