智能楼宇概况

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 g 最近几年 未来的楼宇被人们认为 将会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 q v r G Z 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 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网 企业网 或楼宇的广域网 局域网 等连接起来 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 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 EL P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 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 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