智能建筑關(guān)鍵技術(shù)講解

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智能建筑的關(guān)鍵技術(shù)1.1

計算機控制技術(shù)1.1.1計算機控制的一般概念自動控制的功能是使受控的參數(shù)按指定的規(guī)律變化。自動控制系統(tǒng)必須包含一定數(shù)量的檢測儀表、執(zhí)行機構(gòu)以及具體的控制算法。自動控制系統(tǒng)可以分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)兩大類型。常用的負(fù)反饋控制過程是這樣的：當(dāng)干擾發(fā)少后，被調(diào)參數(shù)偏離給定值，這種變化被敏感元件測得，經(jīng)變送單元變成標(biāo)準(zhǔn)信號達(dá)到調(diào)節(jié)器的比較環(huán)節(jié)，與給定值比較得出偏差，偏差信號輸入到調(diào)節(jié)器中經(jīng)調(diào)節(jié)器加工，運算輸出控制量去控制調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)，改變輸入到被調(diào)對象中的參量，克服干擾所造成的影響．使被調(diào)參數(shù)又趨于給定值。自動控制系統(tǒng)的基本功能是信號的測量、變送、比較、加工，由敏感變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機構(gòu)來完成這些功能。其中調(diào)節(jié)器是控制系統(tǒng)中最重要的部分，它決定了控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律，并在很大程度上決定了控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。如果把調(diào)節(jié)器用微型計算機來代替，就構(gòu)成了微型計算機控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)中引入計算機?？梢猿浞掷?/p>

用微型計算機強大的算術(shù)運算、邏輯運算

及記憶系統(tǒng)等功能，運用計算機指令系統(tǒng)，編出符合某種控制規(guī)律的程序。計算機執(zhí)

行這樣的程序，就能實現(xiàn)被控參數(shù)的調(diào)節(jié)。計算機控制系統(tǒng)中輸入輸出的信號都是數(shù)字信號，因此在這種控制系統(tǒng)中，輸入端必須加入A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為

數(shù)字信號。計算機控制系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分。在常規(guī)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律由硬件決定，改變調(diào)節(jié)規(guī)律必須變更硬件。而在計算機控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)規(guī)律的改變只需要改變軟件就可以實現(xiàn)。從本質(zhì)上講，計算機控制系統(tǒng)的控制過程可歸結(jié)為實時數(shù)據(jù)采集、實時決策和實時控制三個步驟進行。三個步驟不斷重復(fù)就會使整個系統(tǒng)按照給定的規(guī)律進行工作。同時也可以對被調(diào)參數(shù)及設(shè)備運行狀況進行監(jiān)督、超限報警及保護。對計算機來講，控制過程的三個步驟，實際只是執(zhí)行輸入操作、算術(shù)和邏輯運算、輸出操作的過程。1.1.2

微型計算機控制的典型應(yīng)用方式數(shù)據(jù)采集和處理直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC監(jiān)督控制系統(tǒng)SCC分布式控制系統(tǒng)DCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)數(shù)據(jù)采集和處理計算機在數(shù)據(jù)采集和處理時，主要是對大量的生產(chǎn)過程參數(shù)進行巡回檢測、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和整理、數(shù)據(jù)超限報警以及對大量數(shù)據(jù)進行積累和實時分析。這種應(yīng)用方式，計算機不直接參與過程控制，對生產(chǎn)過程不會產(chǎn)生直接的影響。2)直接數(shù)字控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制(DDC)系統(tǒng)是目前國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的計算機控制系統(tǒng)。它用計算機對控制規(guī)律的數(shù)值計算來取代模擬調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，計算的結(jié)果以數(shù)字量的形式或轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量直接控制生產(chǎn)過程，因此稱之為直接數(shù)字控制系統(tǒng)。DDC系統(tǒng)是一個真正的閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于沒有操作人員的直接參與，因而這種系統(tǒng)的實時性好，可靠性和適應(yīng)性較強，在自控系統(tǒng)中得到了普遍

的應(yīng)用。3)監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCC)在DDC系統(tǒng)中是用計算機代替模擬調(diào)節(jié)器進行控制，而在計算機監(jiān)督控制系統(tǒng)中，則是由計算機按照描述生產(chǎn)過程的數(shù)字模型，計算出最佳給定值送給模擬調(diào)節(jié)器或者DDC計算機，最后由模擬調(diào)節(jié)器或DDC計算機控制生產(chǎn)過程，從而使生產(chǎn)過程處于最佳工作狀態(tài)。分布式控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動控制系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支的通信網(wǎng)絡(luò)。

從物理結(jié)構(gòu)上講，F(xiàn)CS主要由現(xiàn)場設(shè)備(智能設(shè)備或儀表、現(xiàn)場CPU、外圍電路等)與形成系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)(雙絞線、光纖等)組成。1.1.3

檢測裝置檢測裝置常稱為傳感器或變送器，所

謂傳感器或變送器是將電量或非電量轉(zhuǎn)換為控制設(shè)備可以處理的電量裝置，一般用

于檢測溫度、濕度、壓力、壓差等物理量。傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)

被測量的部分，轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中將

敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適合

輸入或測量的電信號的部分。數(shù)字開關(guān)量檢測裝置：開或關(guān)、正?；虍惓ＤM量檢測裝置：溫度、濕度建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)中常用的數(shù)字量檢測裝置手動開關(guān)：產(chǎn)生開始或停止類型的輸入信號行程開關(guān)：利用其機械運動位置產(chǎn)生開關(guān)量信號，用于檢測各種閥門的開啟、關(guān)閉狀態(tài)溫度開關(guān):用于檢測受控對象或過程的溫度是否超過或低于某一設(shè)定值濕度開關(guān)：流量開關(guān)：主要作用是設(shè)備保護和火災(zāi)報警液位開關(guān)：主要用于液面高度的控制壓力開關(guān)：一是保護流體機電設(shè)備；二是檢測設(shè)備的運行狀態(tài)；三是用于火災(zāi)報警?；馂?zāi)報警開關(guān)入侵報警開關(guān)建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)中常用的模擬量檢測裝置溫度傳感器濕度傳感器壓力傳感器露點溫度傳感器空氣質(zhì)量傳感器可燃?xì)怏w測量裝置1.1.4

執(zhí)行器在系統(tǒng)中它接受來自調(diào)節(jié)器的控制信號，執(zhí)行調(diào)節(jié)器的命令，是控制系統(tǒng)最終實現(xiàn)對系統(tǒng)進行調(diào)整、控制和啟停操作的手段。電磁閥電動調(diào)節(jié)閥電動風(fēng)門1.1.5

控制器又被稱為調(diào)節(jié)器。一般熱工調(diào)節(jié)器的功用是：將檢測裝置測得的被調(diào)參數(shù)的輸出實際值與要求的值進行比較，確定它們之間的相對誤差，并產(chǎn)生一個使誤差為零或為微小值的控制信號，使被調(diào)參數(shù)回復(fù)到給定值或在要求的偏差范圍內(nèi)波動。1.2

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)凡是將地理位置不同，并具有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)通過通信設(shè)備和通信媒介連接起來，以功能完善的軟件(即網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資

源共享和信息傳遞的系統(tǒng)，稱為計算機網(wǎng)絡(luò)。計算機網(wǎng)絡(luò)功能和組成資源共享：數(shù)據(jù)、信息、軟件、硬件數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)字、文字、聲音協(xié)調(diào)負(fù)載：協(xié)同計算、分布處理方便可靠的信息服務(wù):查詢、交流、新聞、點播、教育、娛樂、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)會議等計算機網(wǎng)絡(luò)組成網(wǎng)絡(luò)工作站：PC機、其他設(shè)備網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備：NIC和網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)；局域網(wǎng)交換設(shè)備：各種交換機、集線器；網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備：中繼器、網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)和訪問服務(wù)器；網(wǎng)絡(luò)外部設(shè)備：磁盤陣列、繪圖儀、打印機等；網(wǎng)絡(luò)軟件：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件計算機網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一個龐大的體系。按照地理覆蓋范圍，可以分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)；按照網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，又可以分為總線型、星型、環(huán)型、雙環(huán)型和無規(guī)則型等。用于實現(xiàn)辦公自動化的大廈內(nèi)部通信時，例如公司在日常運作中各部門內(nèi)部或部門之間極度頻繁的文件傳輸、遠(yuǎn)程打印等工作都要求計算機網(wǎng)絡(luò)能夠提供暢通無阻、高效可靠的通信服務(wù)，采用短距離高速度的局域網(wǎng)就是必然的選擇；用于大廈與外部世界的聯(lián)系時，如遠(yuǎn)程登錄、因特網(wǎng)接入等，利用現(xiàn)成的廣域網(wǎng)就很合適。隨著多媒體業(yè)務(wù)及國際互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)的高速、寬帶接入成為智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必然要考慮的內(nèi)容。1.3

現(xiàn)代通信技術(shù)1.3.1

程控數(shù)字用戶交換機系統(tǒng)程控數(shù)字交換機系統(tǒng)是一種采用現(xiàn)代數(shù)字交換技術(shù)、計算機通信技術(shù)、信息電子技術(shù)、微電子技術(shù)等先進技術(shù)，進行系統(tǒng)綜合集成的高度模塊化結(jié)構(gòu)的集散系統(tǒng)。它不僅為智能建筑內(nèi)部的工作人員提供常規(guī)的模擬通信手段，而且能滿足用戶對數(shù)據(jù)通信、計算機通信、窄帶多媒體N-ISDN和寬帶B-ISDN通信的要求。存儲程序控制交換機簡稱程控交換機，是用數(shù)字電子計算機控制的交換機。采用的是電子計算機中常用的“存儲程序控制”方式．即把各種控制功能、步驟、方法編成程序放入存儲器，利用存儲器內(nèi)所存儲

的程序來控制整個交換機工作。程控數(shù)字用戶軟件配置一般根據(jù)使用對象的不同而有所不同，先進的用戶軟件多達(dá)千種，根據(jù)用戶類型不同具體分為酒店型、辦公型、醫(yī)院型、銀行型、學(xué)校型、商場型、旅行社型等。程控數(shù)字用戶軟件一般功能：通常由話務(wù)臺實現(xiàn)通話管理、中繼線路管理、用戶分機編號管理、用戶分機組管理、呼叫處理功能；話務(wù)臺通過一個基本開關(guān)環(huán)路基礎(chǔ)上的話務(wù)環(huán)路鍵，進行通話、應(yīng)答、保留、轉(zhuǎn)移和再插入回叫、呼叫等業(yè)務(wù)。自動回叫 呼叫轉(zhuǎn)移 呼叫等待 呼叫暫停 旁路轉(zhuǎn)移 熱線電話 緊急狀態(tài) 夜間服務(wù) 電話會議自動出局呼叫 來話轉(zhuǎn)移 直接撥入 自動叫醒等。酒店型程控數(shù)字用戶交換機出入局話務(wù)量大，一般不需要直接撥入功能，話務(wù)臺功能較強，不僅能滿足正常通話、長話計費等通信功能，而且應(yīng)具備一定的酒店管理功能。行政／客人服務(wù)

自動叫醒

請勿打擾（房間）

請勿打擾（系統(tǒng)）

服務(wù)員情況留言服務(wù)

打印機控制

前臺終端機控制房間斷路（房間）

房間斷路（系統(tǒng)）

房態(tài)情況開／關(guān)房間和入店／離店管理

單獨通話房間號碼顯示

呼叫信息系統(tǒng)

資源管理系統(tǒng)等。1.3.2

圖像通信圖像是當(dāng)光輻射能量照在物體上，經(jīng)過反射或透射，或由發(fā)光物體本身發(fā)出光的能量，在人的視覺器官中所重現(xiàn)出的物體的視覺信息。圖像源于自然景物，其原始的形態(tài)是連續(xù)變換的模擬量，與文字、語音信息相比較，圖像信息主要具有以下幾個特點。①圖像信息的信息量大。②圖像信息的直觀性強。③圖像信息的模糊性。④圖像信息的實體化和形象化圖像信號的分類：

實際圖像和抽象圖像二值圖像和灰度圖像彩色和黑白圖像靜止和活動圖像二維和三維圖像圖像通信系統(tǒng)的組成數(shù)字圖像通信系統(tǒng)和以往的模擬圖像通信系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點。①可以多次中繼傳輸?shù)恢乱鹪肼暤膰?yán)重積累。②有利于采用壓縮編碼技術(shù)。③易于與計算機技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)圖像、聲音、數(shù)據(jù)等多種信息內(nèi)容的綜合視聽通信業(yè)務(wù)。④可采用數(shù)宇通信中的信道編碼技術(shù)，以提高傳輸中的抗干擾能力。⑤易于采用數(shù)字的方法實現(xiàn)保密通信、實現(xiàn)數(shù)據(jù)隱藏。⑥可采用大規(guī)模集成電路，可以降低功耗，減少體積和更量，提高可靠性，降低成本，便于保護。1.3.3

光纖通信1.3.4

衛(wèi)星通信衛(wèi)星