【正文】 舒適的工作環(huán)境、盡可能地減少管理人員和節(jié)約能源、能適應(yīng)環(huán)境的變化和工作任務(wù)的多樣化及復(fù)雜性，并能夠應(yīng)付突發(fā)事件的發(fā)生，給使用者提供一個高效、便利、可靠的管理手段和全面、安全、舒適的綜合服務(wù)。智能樓宇系統(tǒng)內(nèi)容相當(dāng)廣泛，包括到樓宇自控、安防系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)等20多個細(xì)分子系統(tǒng)，涉及到計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、CRT圖形顯示技術(shù)以及建筑電氣、對設(shè)計者的專業(yè)技能要求是多層次、多方位的，強調(diào)理論與實踐緊密結(jié)合，設(shè)計與技術(shù)緊密結(jié)合，如何將新技術(shù)應(yīng)用到新的項目中去也變得越來越重要。建筑節(jié)能問題是當(dāng)前建筑電氣研究的一大熱點，不斷有新的節(jié)能方法、節(jié)能技術(shù)和節(jié)能設(shè)備被提出。 [13] 以一醫(yī)院的應(yīng)用為例，介紹了樓宇自動化控制系統(tǒng)，中央空調(diào)與照明系統(tǒng)的控制過程與樓宇的節(jié)能管理三個方面的具體應(yīng)用。[11]主要探討智能照明在現(xiàn)代摟宇中應(yīng)用應(yīng)該注意的幾個問題。 在工程設(shè)計中，照明系統(tǒng)設(shè)計有常規(guī)照明控制、樓宇自控BA監(jiān)控照明、專業(yè)智能照明系統(tǒng)控制多種模式，將照明控制納入整個樓宇自控系統(tǒng)之中是智能建筑的研究趨勢。針對傳統(tǒng)智能建筑中火災(zāi)報警系統(tǒng)功能簡單、定位困難且存在誤報和漏報的問題，[9]提出一種新的智能火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計，該設(shè)計采取基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)，使用智能決策算法，反應(yīng)快捷，性能可靠，能較好地滿足智能建筑對火災(zāi)防范的要求。[8]提出了一種火災(zāi)的判別方法、火災(zāi)警報器及火災(zāi)接收機，檢測的物理量是煙霧濃度，其將煙濃度數(shù)字化，再進行低通濾波處理，將進行處理后的濾波值與規(guī)定的閾值相比較而判別火災(zāi)。文獻[6]對智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)進行了詳細(xì)的技術(shù)分析，給出了智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本方案，闡明了智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計要求，并對智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展作了進一步的論述。文獻[24]詳細(xì)剖析了智能建筑的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，具體介紹了樓宇自動化系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)、安保自動化系統(tǒng)的特點、結(jié)構(gòu)和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。電子技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)、信息處理技術(shù)和綜合管理技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展，為智能建筑的完善提供了解決方案。它追求的目標(biāo)是：信息資源的共享與管理、提高工作效率和提供舒適的工作環(huán)境、采用“分散控制、集中管理”的模式，盡可能地減少管理人員和節(jié)約能源、能適應(yīng)環(huán)境的變化和工作性質(zhì)的多樣化及復(fù)雜性和應(yīng)付突發(fā)事件的發(fā)生。它將為業(yè)主提供一個高效、便利、可靠的管理手段，給使用者提供全面、高質(zhì)、安全、舒適的綜合服務(wù)。隨著計算機技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，智能控制技術(shù)取得了巨大的進展，智能樓宇綜合管理系統(tǒng)逐漸成為智能大廈的技術(shù)核心。隨著國家建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的推進，在國家政策扶持下，智能節(jié)能建筑的成本和效益日益浮現(xiàn)。我國建筑耗能占全社會總能耗的比值接近50％，％。智能，可靠，操控方便，低能耗，可擴展性強，是本系統(tǒng)的最大特色。整個系統(tǒng)以節(jié)能顯著，智能火警、網(wǎng)絡(luò)化，人性化管理為設(shè)計理念，提供了一套科學(xué)，經(jīng)濟，節(jié)能，高效的綜合監(jiān)控管理手段。智能樓宇室內(nèi)環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)[摘要] 本系統(tǒng)實現(xiàn)了一個現(xiàn)代智能建筑的綜合監(jiān)控和管理系統(tǒng)。可用于圖書館、博物館、高級商業(yè)點、大棚溫室、實驗室、機房等場所環(huán)境的智能化、自動化和遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)包括參數(shù)采集，數(shù)據(jù)處理，人機交互，控制輸出，數(shù)據(jù)統(tǒng)計存儲五大功能模塊，涉及傳感器電路設(shè)計與信號處理，多系統(tǒng)的通信與協(xié)調(diào)，上位機軟件設(shè)計，PC機通信，紅外信號的編碼與解碼，控制系統(tǒng)和策略等多個方面，提供了紅外、鍵盤和PC機操作多種人機交互方式。[關(guān)鍵字] 智能樓宇 節(jié)能建筑 環(huán)境監(jiān)控 分布式系統(tǒng) 一、設(shè)計思路及技術(shù)方案概要1. 設(shè)計背景隨著中國城市化進程的加快，我國的建筑業(yè)保持高速發(fā)展，但建筑耗能和節(jié)能減排的矛盾日益突出。如果全國建筑全部達(dá)到國家規(guī)定的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，則每年可節(jié)約幾十億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于每年可減少電力建設(shè)投資上萬億元，并減少排放空氣污染。同時，各類使用者對建筑物的服務(wù)要求多樣化與服務(wù)性能日趨提高，越來越重視生活條件與環(huán)境的舒適性、便捷性、安全性和管理組織的嚴(yán)密性等。它將建筑物內(nèi)各弱電子系統(tǒng)集成在一個計算機網(wǎng)絡(luò)平臺上，從而實現(xiàn)子系統(tǒng)間信息、資源和任務(wù)共享。智能樓宇綜合管理系統(tǒng)是以實現(xiàn)各專業(yè)子系統(tǒng)之間的信息資源的共享與管理、各子系統(tǒng)的互操作和快速響應(yīng)與聯(lián)動控制，以達(dá)到自動化監(jiān)視與控制的目的。因此，節(jié)能管理是建筑綜合管理的重要內(nèi)容，由于智能建筑的機電設(shè)備采用自動化監(jiān)控方式，使智能建筑利用先進的綜合節(jié)能技術(shù)成為可能，同時，節(jié)能也是建設(shè)智能建筑的主要目標(biāo)之一，能節(jié)省運行和管理費用，是智能建筑高效率和回報率的具體體現(xiàn)；消防、安防設(shè)備的研究也是當(dāng)前智能建筑的主要內(nèi)容，如何提高火災(zāi)等消防安防設(shè)備的可靠性，避免漏報或誤報，并準(zhǔn)確定位事故地點，一直是研究的重難點；缺乏針對使用者與管理者的工作和生活便利考慮；缺乏以人機工效學(xué)對人機界面、機器與人的共享空間的設(shè)計；缺乏在智能化、數(shù)字化環(huán)境下對不同職能與層次人群的行為處理分析和對策，也是傳統(tǒng)智能建筑不完善的地方。當(dāng)前的所謂智能建筑和節(jié)能技術(shù)實際上就是以上技術(shù)的綜合應(yīng)用和集成。[5]根據(jù)智能建筑樓宇自控系統(tǒng)的內(nèi)容，結(jié)合一具體工程實例，論述了樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計的指導(dǎo)原則，闡述了樓宇自控系統(tǒng)的集成方式，提出智能建筑的樓宇自控系統(tǒng)應(yīng)與辦公自動化系統(tǒng)、通信自動化系統(tǒng)一體化實現(xiàn)。[7]提出了一種無線式火災(zāi)警報器，該火災(zāi)報警器檢測的是溫度，當(dāng)室溫到達(dá)預(yù)警溫度時就自動啟動，并發(fā)射信號至警報主接收器，進而則觸發(fā)導(dǎo)通警報聲響，或更進一步利用繼電器與外界警報鈴連通，以提醒人們采取應(yīng)急措施，防止火災(zāi)的擴大蔓延。當(dāng)火災(zāi)煙霧濃度緩慢增加時，警報輸出不會遲緩?？傮w來講，現(xiàn)有的火災(zāi)報警器，監(jiān)測物理量單一，功能簡單，定位困難且存在誤報和漏報等問題，能夠同時根據(jù)溫度、煙霧、光強等綜合判斷、智能決策的報警器較少。智能照明控制系統(tǒng)，其實就是根據(jù)某一區(qū)域的功能、不同的時間段、室外光亮度或該區(qū)域的用途來自控制照明。[12]介紹了智能照明控制系統(tǒng)的特點，并以南京圖書館智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計為例，詳細(xì)介紹了圖書館智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計，進一步闡述了照明控制是實現(xiàn)照明節(jié)能的有效途徑。[14]對智能建筑節(jié)能方面存在的問題進行了分析，通過闡述智能建筑工程節(jié)能的特點，從空調(diào)設(shè)備、照明、玻璃幕墻、人才培養(yǎng)等方面提出解決建筑節(jié)能問題的辦法。本設(shè)計僅僅在該方面做了一些簡單有益的嘗試。 智能樓宇室內(nèi)環(huán)境綜合節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)將建筑物內(nèi)各環(huán)境參數(shù)采集和控制子系統(tǒng)集成在一個計算機網(wǎng)絡(luò)平臺上，從而實現(xiàn)子系統(tǒng)間信息、資源和任務(wù)的共享。本系統(tǒng)設(shè)計主要基于建筑物的節(jié)能、安全和智能化，順應(yīng)建設(shè)節(jié)能型和資源節(jié)約型社會的需要。本智能控制系統(tǒng)，采用多種模擬量探測器，控制系統(tǒng)采用主—從式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，綜合決策，適應(yīng)性強，考慮了使用者與管理者工作和生活的便利，改善了傳統(tǒng)建筑監(jiān)控系統(tǒng)人機界面不友好，操控不方便的缺點，尤其適合大型建筑的環(huán)境監(jiān)測和控制管理系統(tǒng)。在自然光照能滿足用戶設(shè)定照明要求時，關(guān)閉照明燈，通過控制采光天窗或門窗，控制室內(nèi)光照。照明光強可根據(jù)需要連續(xù)調(diào)節(jié)。、可靠性高：火災(zāi)的判據(jù)要求準(zhǔn)確可靠。：傳統(tǒng)智能建筑監(jiān)控系統(tǒng)缺乏在智能化、數(shù)字化環(huán)境下對不同職能與層次的人的行為的處理分析和對策，本系統(tǒng)采用區(qū)域控制和集中控制相結(jié)合的方式，控制手段多樣，既有現(xiàn)場遙控手動控制方式，又可由遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中心集中控制，系統(tǒng)可工作在三種不同模式下以滿足不同場合與不同人群的需要。整個系統(tǒng)由PC機用戶軟件，主監(jiān)控系統(tǒng)，從監(jiān)控系統(tǒng)組成。主系統(tǒng)適合于整個建筑的監(jiān)控，從系統(tǒng)根據(jù)實際情況可用于各個房間或者某一樓層的監(jiān)控。用戶可一次性對一個或多個監(jiān)控目標(biāo)一年內(nèi)或幾年內(nèi)的控制參數(shù)進行預(yù)設(shè)，系統(tǒng)會根據(jù)保存的文件自動在指定日期將指定控制參數(shù)載入指定控制目標(biāo)，實現(xiàn)自動控制，管理靈活方便。 室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1．監(jiān)控中心部分：由PC機實現(xiàn)，運行穩(wěn)定，界面友好。2．上位機部分：即主機。3．下位機部分：即從機。（1）數(shù)據(jù)采集模塊 對所在房間溫度、濕度、光照、氣體濃度等環(huán)境參數(shù)進行檢測。（3）人機交互模塊 包括鍵盤輸入模塊、紅外遙控模塊、LED顯示模塊?？捎蒖S485或以太網(wǎng)實現(xiàn)。PLC專為工業(yè)控制而設(shè)計，可靠性高，抗干擾能力強，功能完善，編程簡單。方案二：采用51系列單片機實現(xiàn)本系統(tǒng)。方案三：選用TI公司的超低功耗MSP430單片機作檢測和控制核心。MSP430具有5種低功耗模式，在保證系統(tǒng)工作效率的同時能使設(shè)備耗電最省。以上方案均可行，基于本系統(tǒng)要求性價比高，功耗低，節(jié)能顯著，A/D和I/O口豐富，工作可靠等特點，因此本設(shè)計采用方案三來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制。2