智能樓宇概況

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)樓宇自動化的發(fā)展1 智能樓宇概況20世紀(jì)80年代以來,計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)等得到持續(xù)高速發(fā)展,不僅極大地促進(jìn)了社會生產(chǎn)力的提高,同時人們的生活質(zhì)量有了巨大的改變。至1984年以來,世界第一座智能大廈(Intelligent Building)一都市大廈(City Palaee),建成于美國的哈特福德市(Hartford)2。20世紀(jì)90年代末以后,我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的規(guī)模宏大,發(fā)展速度迅猛,我國已形成了全球最大最快的智能建筑市場。調(diào)查顯示,華北地

2、區(qū)的智能建筑占33.7%,華東地區(qū)占28.3%,華南地區(qū)占20.6%。根據(jù)有關(guān)資料介紹, 我國已建成的智能建筑有70%以上運行不正常等問題真正達(dá)到智能建筑標(biāo)準(zhǔn)的確實為數(shù)不多, 造成投資浪費現(xiàn)象驚人就現(xiàn)代化的智能樓宇存在的普遍問題進(jìn)行簡要討論。2 我國智能建筑常見的問題及原因智能建筑運行不正常,包括幾種情況:一種是最嚴(yán)重的情況系統(tǒng)處于停運狀態(tài);另一種情況是系統(tǒng)仍在運行,但只能進(jìn)行顯示與手動控制。然而造成大量智能建筑不能正常運行的原因是多方面的, 有些是對智能建筑定義認(rèn)識不正確,有些是施工單位的原因,有些是設(shè)計上的原因,有些是設(shè)備的原因, 還有些是運行管理等方面的原因。因此,需要進(jìn)行認(rèn)真分析,總結(jié)

3、經(jīng)驗,不斷改進(jìn)。隨著生活水平的不斷提高，人們對于居住環(huán)境的要求也會越來越全面。面對21世紀(jì)信息時代的大潮，我們這個有著數(shù)千年歷史的傳統(tǒng)行業(yè)建筑事業(yè)，面臨著強(qiáng)烈的挑戰(zhàn)。這就是我們這個古老的行業(yè)要盡快適應(yīng)信息時代的要求，為自己做一次徹底的改造。而在這場改造之中，建筑的“智能化將扮演著先鋒的角色，未來，我們的智能化建筑一定會取得矚目的成就。_ 全球聯(lián)網(wǎng)-隨著網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備和系統(tǒng)的發(fā)展,用戶能在世界上任何地方,任 何時間智能樓宇網(wǎng)絡(luò)上住何一點進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問。 ) b4 % G! X7 s+ y& 整體的樓宇網(wǎng)絡(luò)概念已不再是一個對將來的期望,今天它正在發(fā)生中。提供智能設(shè)備、子系 統(tǒng)和系統(tǒng)的廠家正在如指數(shù)般的成

4、長。這種推動力主要來自于業(yè)主們,他們對樓宇物業(yè)集成度的要 求越提越高,這也是合理的。因為在今天,樓宇自控子系統(tǒng)如門禁、閉路電視、電梯、空調(diào)暖通、保 安和消防中的智能產(chǎn)品都已問世了。 走向開發(fā)性今天的樓宇自控行業(yè)與昨日的計算機(jī)行業(yè)有許多的相同之處。傳統(tǒng)的樓宇控制系統(tǒng)也是封 閉式的,通常從一家公司購買并由他們安裝。由于這種系統(tǒng)是主從式的控制結(jié)構(gòu),安裝和維修成本都 較高且將來的增減、改造和維修都有一定的局限性。任何在子系統(tǒng)層上的集成都需要有昂貴的網(wǎng) 關(guān)硬件和專業(yè)人員專用的編輯程序來完成。 / v8 |9 X! T; g 最近幾年，未來的樓宇被人們認(rèn)為 將會是充滿了各種各樣的智能設(shè)備。樓宇控制網(wǎng)絡(luò)中的

5、傳感器、執(zhí)行器、閥門等都是智能的，樓宇 的基礎(chǔ)設(shè)施能無縫隙的將數(shù)據(jù)網(wǎng)和控制網(wǎng)連接起來，形成整體的樓宇網(wǎng)絡(luò)。 4 H4 t) J L& G5 tx整體的樓宇網(wǎng)絡(luò)將成為未來樓宇控制的典范。在九十年代中，人們逐漸對樓宇自控中信息的傳 遞形成了新的概念：2 W) l) / ?; q v$ r- G; Z智能設(shè)備-傳感器、執(zhí)行器形成能自主的控制環(huán)境即智能的溫度傳感器、 電燈開關(guān)、窗簾、電梯按鈕、讀卡機(jī)等能混如一體的工作。 網(wǎng)絡(luò)-新一代的智能設(shè)備能無縫隙的將各種網(wǎng)絡(luò)如國際互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng) 或樓宇的廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)等連接起來。全球聯(lián)網(wǎng)-隨著網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備和系統(tǒng)的發(fā)展,用戶能在世界上任何地方,任 何時間對智能樓宇網(wǎng)絡(luò)

6、上住何一點進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問。 ) b4 % G! X7 s+ y整體的樓宇網(wǎng)絡(luò)概念已不再是一個對將來的期望,今天它正在發(fā)生中。提供智能設(shè)備、子系 統(tǒng)和系統(tǒng)的廠家正在如指數(shù)般的成長。這種推動力主要來自于業(yè)主們,他們對樓宇物業(yè)集成度的要 求越提越高,這也是合理的。因為在今天,樓宇自控子系統(tǒng)如門禁、閉路電視、電梯、空調(diào)暖通、保 安和消防中的智能產(chǎn)品都已問世了。 雖然這許許多多的智能產(chǎn)品正在導(dǎo)致樓宇子系統(tǒng)的逐漸更新,但真正的整體的樓宇網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 仍然少見。生產(chǎn)廠商們一方面表示他們?nèi)嫦蜷_放性系統(tǒng)靠攏,但另一方面又限制互操作性產(chǎn)品的 發(fā)展,因為他們懼怕一個標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和真正的開放性結(jié)構(gòu)所帶來的市場變化。大

7、公司愿意維 持現(xiàn)狀是因為他們是既得利益者。許多大廠商們在他們的底層設(shè)備申采用了L0NWORKS技術(shù),是因為 他們發(fā)現(xiàn)使用L0N WORKS平臺這一經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)可以實現(xiàn)他們的封閉系統(tǒng)中的設(shè)備互通信息,但他們也只愿意做到這 個地步而已。 6 c Q- u0 / Y& a6 F# F我們只要回顧一下近代科技的發(fā)展史就可以看到這種現(xiàn)象的危險性。在六十年代和七十年 代,計雋機(jī)行業(yè)中,的巨人們?nèi)纾篒BM，Burroughs，Control Data，Sperry，NCR，Honeywell壟斷了計算機(jī)市場，他們的設(shè)備又大又封閉,價錢也非常昂貴。在 七十和八十年代，出來了一批新的計算機(jī)公司如：DEC，Da

8、ta Geheral，Tande和王安電腦,這些公司的電腦產(chǎn)品是比較分布的但他們?nèi)匀皇前嘿F的封閉式的主從 系統(tǒng)。 ) z& R5 L/ h7 X8 p在九十年代另一批計算機(jī)公司取代了行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位,他們是：Compaq，Dell，Gateway和 惠普。這些新公司能有如此成績是因為他們的產(chǎn)品是全開放性的,性能價格比高,靈活性大。隨著銷 路的增加,廠家更能消減成本擴(kuò)大市場從而獲得更多的利潤 新一代的路由器可將四NW0RKS網(wǎng)絡(luò)上的通道透明的、無縫隙的連接到以太網(wǎng)主干線的網(wǎng)絡(luò) 上,也可直接連到有以太網(wǎng)插卡的計算機(jī)上。其結(jié)果是一個強(qiáng)有力而連貫如一的LONWORKS的樓宇自 控系統(tǒng)，將樓宇物業(yè)管理軟件

9、系統(tǒng)與所有的智能節(jié)點連接起來。這種一體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大大減低系 統(tǒng)生命周期成本,更可以完成許多現(xiàn)在認(rèn)為不可能的解決方案。為了實現(xiàn)這種IP(因特網(wǎng)協(xié)議)相連 方式的應(yīng)用,相關(guān)公司正與CISCO公司緊密合作著,開發(fā)并推出適應(yīng)這類市場需要的產(chǎn)品。 + O6 U$ z4 B5 Q5 h2 j J. 0 g現(xiàn)在新一代的樓宇自控產(chǎn)品已經(jīng)問市了。要保證我們的樓宇系統(tǒng)是真正開放的,需要業(yè)主、 設(shè)計師、集成商們共同向廠家們要求真正的開放又帶互操作性的新產(chǎn)品。如果沒有這種推動力的話 ,生產(chǎn)控制器的廠家們?nèi)匀粫^續(xù)提供我們看到過的老產(chǎn)品。我們的行業(yè)需要樹立新的規(guī)范,制定 LONMARK互操作性,設(shè)計對等式平面的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

10、,使用不含網(wǎng)關(guān)和基于LNS平臺的網(wǎng)絡(luò)工具一、智能化建筑熱潮悄然掀起，智能化水平逐步提高國內(nèi)樓宇建設(shè)中流行一股“智能化”熱潮，冠以“3a 智能建筑”“5a智能大廈” 的廣告屢見不鮮，而建筑物智能化水平也在逐步提高，智能化建筑的發(fā)展可以分成三個階段：六、七年前的智能建筑只有一些智能功能如消防自控，其它方面的設(shè)備根本沒有自控。四、五年以前的智能建筑基本具有樓宇、消防、保安等自控功能，計算機(jī)為主控機(jī)，多采用集中控制方式和dos操作系統(tǒng)，監(jiān)視和控制多為簡單模式，軟件水平較低。近一、二年落成的智能建筑很多都具有較完善的建筑設(shè)備自動化(ba)、通訊自動化(ca)和辦公自動化(oa)系統(tǒng)簡稱3a系統(tǒng)。這些系統(tǒng)

11、多以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，采用集散式甚至分布式控制，監(jiān)視和控制可以采用精確方式，且有較先進(jìn)的windows、os2操作系統(tǒng)及中文圖形方式界面，軟件編程方便，面向?qū)ο??？梢娊陙斫ㄖ闹悄芑接虚L足的發(fā)展。二、智能建筑市場洋貨充斥，國貨難于立足除了消防、保安等系統(tǒng)的設(shè)備有部分國產(chǎn)名牌外，樓宇自控設(shè)備則完全被外國產(chǎn)品壟斷。調(diào)查中用戶普遍反映國外產(chǎn)品質(zhì)量較好，售后服務(wù)較完善。經(jīng)調(diào)查，認(rèn)為進(jìn)口消防自控產(chǎn)品運行狀況“好”的和“一般”的各占用戶的50，沒有認(rèn)為差的。而對國內(nèi)產(chǎn)品缺乏信任感，認(rèn)為產(chǎn)品可靠性差，誤報動作較多，維修率高。三、智能建筑工程技術(shù)人員缺乏，管理水平低下智能建筑是一門綜合了當(dāng)代多學(xué)科高新技

12、術(shù)發(fā)展的邊緣技術(shù)領(lǐng)域，隨著智能建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑物內(nèi)部安裝的各種現(xiàn)代化先進(jìn)設(shè)備其功能不斷完善。然而目前面臨的一個重要問題是許多進(jìn)口設(shè)備從引進(jìn)到安裝、操作、培訓(xùn)直至保養(yǎng)修理都要花費大量外匯請國外公司來承擔(dān)，缺乏我國自己從事智能建筑設(shè)計、施工、管理、維修的技術(shù)人員。據(jù)北京市旅游局對所屬 23家飯店工程部門1700余名技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)調(diào)查表明，大部分工程技術(shù)人員為經(jīng)驗型或由其它行業(yè)改行而來。其中有相應(yīng)技術(shù)職稱的僅占7，中級技術(shù)職稱以上為3，一些管理人員對設(shè)備一般性使用都缺乏了解，甚至主管工程的工程技術(shù)人員對調(diào)查的內(nèi)容都缺乏理解。以下一些問題:1.正確處理好技術(shù)先進(jìn)性與可靠性的關(guān)系，在工程實踐

13、中，如兩者出現(xiàn)矛盾，應(yīng)首先考慮技術(shù)的可靠和成熟；2.設(shè)計要量體裁衣，突出建筑物的特點；3.系統(tǒng)集成要根據(jù)需要而定，不宜盲目地追求“一體化，要適度留有冗余；4.保證資金到位，量入為出，防止浪費；5.系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)力求簡潔優(yōu)化，以提高效益為目的；6.力求建立開放平臺，以適應(yīng)多種系統(tǒng)的不同要求。我們應(yīng)找出適合我國國情，具有我國特色的發(fā)展之路，就目前世界其他國家的趨勢來看，未來十年，我國智能化建筑的發(fā)展方向應(yīng)是：1.全方位的人性化管理；2.自動且全面的小區(qū)封閉環(huán)境；3.24小時全方位的信息系統(tǒng)；4.及時準(zhǔn)確的預(yù)警系統(tǒng)。樓宇智能化的應(yīng)用 隨著現(xiàn)代公共環(huán)境中照明設(shè)備的大量增加,在滿足了人們需求的同時,用電量也

14、大幅增加。高效利用電能已經(jīng)成為節(jié)約能源的一種有效手段。以教室為例,依照傳統(tǒng)人工控制教室的照明設(shè)施會造成能源浪費、設(shè)備損壞、照明分配不合理等,不易掌握每個教室的實時信息、不能滿足未來數(shù)字化校園建設(shè)的需求,與近幾年來國內(nèi)大力倡導(dǎo)的“建設(shè)節(jié)約型社會”相悖而馳。開發(fā)一套完善的教學(xué)樓智能控制系統(tǒng)已刻不容緩。開發(fā)的智能照明系統(tǒng)可實現(xiàn)對教學(xué)樓燈光的總體控制,能根據(jù)教室的光線情況給出照明控制信號,對教學(xué)樓的燈光進(jìn)行自動控制;并能根據(jù)需要將每個教室的光線照度、當(dāng)前教室人數(shù)、燈光使用情況等反饋到中央控制單元,經(jīng)過中央控制單元再反饋到學(xué)校后勤管理燈光控制中心,達(dá)到節(jié)約能源,節(jié)省設(shè)備,方便管理的目的。智能照明的設(shè)計智

15、能照明控制器通過照度檢測傳感器可以準(zhǔn)確測量出周圍環(huán)境的照度值,并且能夠根據(jù)照度的設(shè)定值和人數(shù)的多少來控制燈具的開啟與關(guān)閉。模糊控制算法的輸入量為已進(jìn)入教室人數(shù)P 和教室空位E ,研究的對象以某高校4 教C 座小教室為例,取已進(jìn)入教室人數(shù)和教室空位的論域同為 0 ,64 , 并將其分為很少、少、中等、多、很多共5 個模糊集合。模糊控制算法的輸出量為該教室的日光燈的數(shù)量L . 教室日光燈總數(shù)是15 盞,減去用于圖1 開燈流程圖黑板照明的3 盞,取模糊控制日光燈盞數(shù)的論域 0 ,15 ,將其分為5 個模糊集合:很多、多、中等、少、很少。其隸屬度函數(shù)設(shè)計如圖3 所示。模糊控制規(guī)則設(shè)計:根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出來

16、的控制規(guī)則由25 條模糊條件規(guī)則如表1 所示。其中當(dāng)教室人數(shù)P 和教室空位E 相當(dāng)時,根據(jù)經(jīng)驗定義輸出日光燈盞數(shù)為少。模糊推理及去模糊化。根據(jù)模糊規(guī)則表,控制器模糊關(guān)系可以描述為:若P 為Pi ,且E 為Ej ,則L 為L ij ,其中, P , E 和L 為輸入量和輸出控制量, Pi 很多,多,中等,少,很少 , Ej 很多,多,中等,少,很少 和L ij 很長,長,適中,短,很短 , 3 個集合分別是P ,E 和L 的模糊集。規(guī)則中隱含的模糊關(guān)系Rk 應(yīng)定義為:Rk = Pi Ej L ij (1)LPE很少 少 中等 多 很多很少少少很少很少很少少少少少很少很少中等中等少少少少多多中等中

17、等少少很多很多多中等中等少表1 模糊控制規(guī)則組成應(yīng)用max2min 合成運算,將Pi , Ej 和R 代入式(4) 求出L ij . 以模糊控制重心法去模糊化,得到輸出控制量L 的清晰值。由于系統(tǒng)輸入、輸出量均為離散值,所以清晰化后輸入輸出量對應(yīng)于一個控制表。給出部分模糊控制輸。人數(shù)檢測方案采用兩個光電開關(guān),加4 個接近開關(guān)(兩個對射式光電開關(guān)) 來判斷是否有人出入,由4 個接近開關(guān)E、F、G、H 來判斷是否是兩人同時出入,。在正常情況下,人員進(jìn)出門有以下幾種情況:1 人進(jìn)、1 人出、2 人進(jìn)、2 人出及同時1 人進(jìn)1 人出5 種情況。沒有擋光時輸入的光波頻率是500 Hz 方波,有擋光時輸入

18、為高電平,所以對于是否為1 的判斷是每隔1. 2 ms 檢測一次,連續(xù)3 次,如果都為1 ,則認(rèn)為有擋光動作的發(fā)生。如果都為0 ,則視為沒有擋光發(fā)生。同進(jìn)同出的情況,掃描對應(yīng)得EFGH 4 個接近傳感器,如果是EH 或GF這兩組產(chǎn)生接近信號,表示同時有1 個人進(jìn)1 個人出,保持人數(shù)不變,用加1減1 子程序?qū)崿F(xiàn),再返回到掃描程序人數(shù)檢測所示。先掃描A ,當(dāng)A 被擋光,若GH 同時產(chǎn)生接近信號,表示著同時有2 人進(jìn)入,然后掃描B ,等到B 不再被擋光,則視為進(jìn)入2 人,總?cè)藬?shù)加2 ;若GH 分別產(chǎn)生接近信號或者都不產(chǎn)生接近信號,表示有1 人進(jìn)入,然后再掃描B ,等到B 不再被擋光時,則視為進(jìn)入1人,總?cè)藬?shù)加1 ,最后返回掃描程序。同理,當(dāng)B 被擋光,若EF 同時產(chǎn)生接近信號,表示同時有2 人出,然后掃描A ,等到A 不再被擋光,則視為進(jìn)入2 人,總?cè)藬?shù)減2 ;若EF分別產(chǎn)生接近信號或者都不產(chǎn)生接近信號,表示有1 人出,然后再掃描A ,等到A 不再被擋光時,則視為出1 人,總?cè)藬?shù)減1 ,最后返回掃描程序?？偨Y(jié)通過這段時間樓宇智能化的學(xué)習(xí)，使我們對智能建筑的概念有所了解，而且對樓宇智能化系統(tǒng)的組成、功能以及其結(jié)構(gòu)有一定的認(rèn)識。我們從中知道系統(tǒng)通過經(jīng)過控制/調(diào)節(jié)器到執(zhí)行器，從而來控制被控對象，我們還會在閉環(huán)上加一個檢測裝置來