智能楼宇概况(共6页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上楼宇自动化的发展1 智能楼宇概况20世纪80年代以来,计算机技术、电子技术、信息技术、通信技术、控制技术等得到持续高速发展,不仅极大地促进了社会生产力的提高,同时人们的生活质量有了巨大的改变。至1984年以来,世界第一座智能大厦(Intelligent Building)一都市大厦(City Palaee),建成于美国的哈特福德市(Hartford)2。20世纪90年代末以后,我国经济建设的规模宏大,发展速度迅猛,我国已形成了全球最大最快的智能建筑市场。调查显示,华北地区的智能建筑占33.7%,华东地区占28.3%,华南地区占20.6%。根据有关资料介绍, 我国已建成

2、的智能建筑有70%以上运行不正常等问题真正达到智能建筑标准的确实为数不多, 造成投资浪费现象惊人就现代化的智能楼宇存在的普遍问题进行简要讨论。2 我国智能建筑常见的问题及原因智能建筑运行不正常,包括几种情况:一种是最严重的情况系统处于停运状态;另一种情况是系统仍在运行,但只能进行显示与手动控制。然而造成大量智能建筑不能正常运行的原因是多方面的, 有些是对智能建筑定义认识不正确,有些是施工单位的原因,有些是设计上的原因,有些是设备的原因, 还有些是运行管理等方面的原因。因此,需要进行认真分析,总结经验,不断改进。随着生活水平的不断提高，人们对于居住环境的要求也会越来越全面。面对21世纪信息时代的

3、大潮，我们这个有着数千年历史的传统行业建筑事业，面临着强烈的挑战。这就是我们这个古老的行业要尽快适应信息时代的要求，为自己做一次彻底的改造。而在这场改造之中，建筑的“智能化将扮演着先锋的角色，未来，我们的智能化建筑一定会取得瞩目的成就。_ 全球联网-随着网络、设备和系统的发展,用户能在世界上任何地方,任 何时间智能楼宇网络上住何一点进行远程访问。 ) b4 % G! X7 s+ y& 整体的楼宇网络概念已不再是一个对将来的期望,今天它正在发生中。提供智能设备、子系 统和系统的厂家正在如指数般的成长。这种推动力主要来自于业主们,他们对楼宇物业集成度的要 求越提越高,这也是合理的。因为在今天,楼宇

4、自控子系统如门禁、闭路电视、电梯、空调暖通、保 安和消防中的智能产品都已问世了。 * P D4 Z% S* M! Q; n走向开发性今天的楼宇自控行业与昨日的计算机行业有许多的相同之处。传统的楼宇控制系统也是封 闭式的,通常从一家公司购买并由他们安装。由于这种系统是主从式的控制结构,安装和维修成本都 较高且将来的增减、改造和维修都有一定的局限性。任何在子系统层上的集成都需要有昂贵的网 关硬件和专业人员专用的编辑程序来完成。 / v8 |9 X! T; g3 W- ) P0 w8 v;9 I- H2 I# Z0 P F4 S* 5 S8 z% k; o% _ 最近几年，未来的楼宇被人们认为 将会

5、是充满了各种各样的智能设备。楼宇控制网络中的传感器、执行器、阀门等都是智能的，楼宇 的基础设施能无缝隙的将数据网和控制网连接起来，形成整体的楼宇网络。 4 H4 t) J L& G5 tx整体的楼宇网络将成为未来楼宇控制的典范。在九十年代中，人们逐渐对楼宇自控中信息的传 递形成了新的概念：2 W) l) / ?; q v$ r- G; Z& E O, H1 k1 l( Q. 2 X智能设备-传感器、执行器形成能自主的控制环境即智能的温度传感器、 电灯开关、窗帘、电梯按钮、读卡机等能混如一体的工作。 $ W/ b- v+ Y9 z* k, d%网络-新一代的智能设备能无缝隙的将各种网络如国际互联

6、网、企业网 或楼宇的广域网、局域网等连接起来。: p+ _! r L5 N, 9 9 B6 R0 R9 |7 t6 H全球联网-随着网络、设备和系统的发展,用户能在世界上任何地方,任 何时间对智能楼宇网络上住何一点进行远程访问。 ) b4 % G! X7 s+ y整体的楼宇网络概念已不再是一个对将来的期望,今天它正在发生中。提供智能设备、子系 统和系统的厂家正在如指数般的成长。这种推动力主要来自于业主们,他们对楼宇物业集成度的要 求越提越高,这也是合理的。因为在今天,楼宇自控子系统如门禁、闭路电视、电梯、空调暖通、保 安和消防中的智能产品都已问世了。 * P D4 Z% S* M! Q; n

7、H8 8 F2 a1 n% ) F8 s$ C7 Q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网络系统 仍然少见。生产厂商们一方面表示他们全面向开放性系统靠拢,但另一方面又限制互操作性产品的 发展,因为他们惧怕一个标准网络通信协议和真正的开放性结构所带来的市场变化。大公司愿意维 持现状是因为他们是既得利益者。许多大厂商们在他们的底层设备申采用了L0NWORKS技术,是因为 他们发现使用L0N WORKS平台这一经济有效的技术可以实现他们的封闭系统中的设备互通信息,但他们也只愿意做到这 个地步而已。 6 c Q- u0 / Y& a6 F# F8 P: H# X,

8、f$ z0 H) O7 U% P& v n我们只要回顾一下近代科技的发展史就可以看到这种现象的危险性。在六十年代和七十年 代,计隽机行业中,的巨人们如：IBM，Burroughs，Control Data，Sperry，NCR，Honeywell垄断了计算机市场，他们的设备又大又封闭,价钱也非常昂贵。在 七十和八十年代，出来了一批新的计算机公司如：DEC，Data Geheral，Tande和王安电脑,这些公司的电脑产品是比较分布的但他们仍然是昂贵的封闭式的主从 系统。 ) z& R5 L/ h7 X8 p4 g# e# Y2 X$ B: G& P) F在九十年代另一批计算机公司取代了行业的领

9、导地位,他们是：Compaq，Dell，Gateway和 惠普。这些新公司能有如此成绩是因为他们的产品是全开放性的,性能价格比高,灵活性大。随着销 路的增加,厂家更能消减成本扩大市场从而获得更多的利润3 新一代的路由器可将四NW0RKS网络上的通道透明的、无缝隙的连接到以太网主干线的网络 上,也可直接连到有以太网插卡的计算机上。其结果是一个强有力而连贯如一的LONWORKS的楼宇自 控系统，将楼宇物业管理软件系统与所有的智能节点连接起来。这种一体的网络结构大大减低系 统生命周期成本,更可以完成许多现在认为不可能的解决方案。为了实现这种IP(因特网协议)相连 方式的应用,相关公司正与CISCO公

10、司紧密合作着,开发并推出适应这类市场需要的产品。 # # , n. z, _& f: Z+ O6 U$ z4 B5 Q5 h2 j J. 0 g现在新一代的楼宇自控产品已经问市了。要保证我们的楼宇系统是真正开放的,需要业主、 设计师、集成商们共同向厂家们要求真正的开放又带互操作性的新产品。如果没有这种推动力的话 ,生产控制器的厂家们仍然会继续提供我们看到过的老产品。我们的行业需要树立新的规范,制定 LONMARK互操作性,设计对等式平面的系统结构,使用不含网关和基于LNS平台的网络工具一、智能化建筑热潮悄然掀起，智能化水平逐步提高国内楼宇建设中流行一股“智能化”热潮，冠以“3a 智能建筑”“5

11、a智能大厦” 的广告屡见不鲜，而建筑物智能化水平也在逐步提高，智能化建筑的发展可以分成三个阶段：六、七年前的智能建筑只有一些智能功能如消防自控，其它方面的设备根本没有自控。四、五年以前的智能建筑基本具有楼宇、消防、保安等自控功能，计算机为主控机，多采用集中控制方式和dos操作系统，监视和控制多为简单模式，软件水平较低。近一、二年落成的智能建筑很多都具有较完善的建筑设备自动化(ba)、通讯自动化(ca)和办公自动化(oa)系统简称3a系统。这些系统多以计算机网络为基础，采用集散式甚至分布式控制，监视和控制可以采用精确方式，且有较先进的windows、os2操作系统及中文图形方式界面，软件编程方便

12、，面向对象。可见近年来建筑的智能化水平有长足的发展。二、智能建筑市场洋货充斥，国货难于立足除了消防、保安等系统的设备有部分国产名牌外，楼宇自控设备则完全被外国产品垄断。调查中用户普遍反映国外产品质量较好，售后服务较完善。经调查，认为进口消防自控产品运行状况“好”的和“一般”的各占用户的50，没有认为差的。而对国内产品缺乏信任感，认为产品可靠性差，误报动作较多，维修率高。三、智能建筑工程技术人员缺乏，管理水平低下智能建筑是一门综合了当代多学科高新技术发展的边缘技术领域，随着智能建筑技术的不断发展，建筑物内部安装的各种现代化先进设备其功能不断完善。然而目前面临的一个重要问题是许多进口设备从引进到安

13、装、操作、培训直至保养修理都要花费大量外汇请国外公司来承担，缺乏我国自己从事智能建筑设计、施工、管理、维修的技术人员。据北京市旅游局对所属 23家饭店工程部门1700余名技术人员的专业素质调查表明，大部分工程技术人员为经验型或由其它行业改行而来。其中有相应技术职称的仅占7，中级技术职称以上为3，一些管理人员对设备一般性使用都缺乏了解，甚至主管工程的工程技术人员对调查的内容都缺乏理解。以下一些问题:1.正确处理好技术先进性与可靠性的关系，在工程实践中，如两者出现矛盾，应首先考虑技术的可靠和成熟；2.设计要量体裁衣，突出建筑物的特点；3.系统集成要根据需要而定，不宜盲目地追求“一体化，要适度留有冗

14、余；4.保证资金到位，量入为出，防止浪费；5.系统设置应力求简洁优化，以提高效益为目的；6.力求建立开放平台，以适应多种系统的不同要求。我们应找出适合我国国情，具有我国特色的发展之路，就目前世界其他国家的趋势来看，未来十年，我国智能化建筑的发展方向应是：1.全方位的人性化管理；2.自动且全面的小区封闭环境；3.24小时全方位的信息系统；4.及时准确的预警系统。楼宇智能化的应用 随着现代公共环境中照明设备的大量增加,在满足了人们需求的同时,用电量也大幅增加。高效利用电能已经成为节约能源的一种有效手段。以教室为例,依照传统人工控制教室的照明设施会造成能源浪费、设备损坏、照明分配不合理等,不易掌握每

15、个教室的实时信息、不能满足未来数字化校园建设的需求,与近几年来国内大力倡导的“建设节约型社会”相悖而驰。开发一套完善的教学楼智能控制系统已刻不容缓。开发的智能照明系统可实现对教学楼灯光的总体控制,能根据教室的光线情况给出照明控制信号,对教学楼的灯光进行自动控制;并能根据需要将每个教室的光线照度、当前教室人数、灯光使用情况等反馈到中央控制单元,经过中央控制单元再反馈到学校后勤管理灯光控制中心,达到节约能源,节省设备,方便管理的目的。智能照明的设计智能照明控制器通过照度检测传感器可以准确测量出周围环境的照度值,并且能够根据照度的设定值和人数的多少来控制灯具的开启与关闭。模糊控制算法的输入量为已进入

16、教室人数P 和教室空位E ,研究的对象以某高校4 教C 座小教室为例,取已进入教室人数和教室空位的论域同为 0 ,64 , 并将其分为很少、少、中等、多、很多共5 个模糊集合。模糊控制算法的输出量为该教室的日光灯的数量L . 教室日光灯总数是15 盏,减去用于图1 开灯流程图黑板照明的3 盏,取模糊控制日光灯盏数的论域 0 ,15 ,将其分为5 个模糊集合:很多、多、中等、少、很少。其隶属度函数设计如图3 所示。模糊控制规则设计:根据经验总结出来的控制规则由25 条模糊条件规则如表1 所示。其中当教室人数P 和教室空位E 相当时,根据经验定义输出日光灯盏数为少。模糊推理及去模糊化。根据模糊规则

17、表,控制器模糊关系可以描述为:若P 为Pi ,且E 为Ej ,则L 为L ij ,其中, P , E 和L 为输入量和输出控制量, Pi 很多,多,中等,少,很少 , Ej 很多,多,中等,少,很少 和L ij 很长,长,适中,短,很短 , 3 个集合分别是P ,E 和L 的模糊集。规则中隐含的模糊关系Rk 应定义为: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等少少很多很多多中等中等少表1 模糊控制规则组成应用max2min 合成运算,将Pi , Ej 和R 代入式(4) 求出L ij . 以模糊控制重心法

18、去模糊化,得到输出控制量L 的清晰值。由于系统输入、输出量均为离散值,所以清晰化后输入输出量对应于一个控制表。给出部分模糊控制输。人数检测方案采用两个光电开关,加4 个接近开关(两个对射式光电开关) 来判断是否有人出入,由4 个接近开关E、F、G、H 来判断是否是两人同时出入,。在正常情况下,人员进出门有以下几种情况:1 人进、1 人出、2 人进、2 人出及同时1 人进1 人出5 种情况。没有挡光时输入的光波频率是500 Hz 方波,有挡光时输入为高电平,所以对于是否为1 的判断是每隔1. 2 ms 检测一次,连续3 次,如果都为1 ,则认为有挡光动作的发生。如果都为0 ,则视为没有挡光发生。

19、同进同出的情况,扫描对应得EFGH 4 个接近传感器,如果是EH 或GF这两组产生接近信号,表示同时有1 个人进1 个人出,保持人数不变,用加1减1 子程序实现,再返回到扫描程序人数检测所示。先扫描A ,当A 被挡光,若GH 同时产生接近信号,表示着同时有2 人进入,然后扫描B ,等到B 不再被挡光,则视为进入2 人,总人数加2 ;若GH 分别产生接近信号或者都不产生接近信号,表示有1 人进入,然后再扫描B ,等到B 不再被挡光时,则视为进入1人,总人数加1 ,最后返回扫描程序。同理,当B 被挡光,若EF 同时产生接近信号,表示同时有2 人出,然后扫描A ,等到A 不再被挡光,则视为进入2 人

20、,总人数减2 ;若EF分别产生接近信号或者都不产生接近信号,表示有1 人出,然后再扫描A ,等到A 不再被挡光时,则视为出1 人,总人数减1 ,最后返回扫描程序。总结通过这段时间楼宇智能化的学习，使我们对智能建筑的概念有所了解，而且对楼宇智能化系统的组成、功能以及其结构有一定的认识。我们从中知道系统通过经过控制/调节器到执行器，从而来控制被控对象，我们还会在闭环上加一个检测装置来检测实际情况与我们预先设定好的存在的误差，把这个误差反馈到系统开始，从而是系统实现自动调节。所以我们最先学习了其检测装置以及这个典型的传感器，使我们能够实现系统中的检测环节，之后我们又学习了控制器，以及执行器，让我们能

21、组建一个简单的闭环系统。后来我们又学习了计算机控制技术，以及相关总线和一些通信协议，有了这些我们就可以把设计好的系统在实际中连接到一起，实现系统各个环节间的信息传输，在通过相关的调试就可以应用到实际中。最后我们学习楼宇智能化的一些系统的应用例如空调系统的自动化原理、给排水的自动化原理、配电、照明以及电梯系统的自动控制原理等。通过这些实例让我们对关于楼宇智能化的一些复杂系统有所熟悉，能够区分出这个系统中的各个环节以及其作用，这将会对我们将来的工作有所帮助。这篇论文我主要简单论述下楼宇智能化的现状，以及在我国出现的一些问题。之后我举了一个相关应用就是在建筑中智能灯的设计，它是通过系统人数检测采用了红外发射二极管、红外接收器和反射红外传感器,判断人员的进入与走出,从而获得教室的人数信息。光线检测采用照度传感器模块,可直接测到光线强度;在智能控制方面还采用模糊控制,对教室人数和日光灯进行合理的配比;按键设置,也为灯具的人为控制提供便捷操作。本系统从理论设计和实际制作出发,对教学楼智能灯光控制系统展开了分析和研究。在传统控制方法基础上,对控制方法和使用设备等进行了改进,使系统工作稳定、操作方便、功能完善、性能可靠,基本达到了设计要求。专心-专注-专业