通信學論文基于串口通信的智能大廈樓宇監(jiān)測系統(tǒng)方案設計

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展,各種建筑逐步向智能化方向發(fā)展。人們利用計算機技術監(jiān)測整個大廈的各種設備的運行狀況,可以較好地實現(xiàn)人機交互及智能化。本文是在對智能大廈進行分析的基礎上設計并實現(xiàn)其中的樓宇監(jiān)測,對智能大廈樓宇監(jiān)測系統(tǒng)的組成、功能進行了分析,并提出了系統(tǒng)設計的方案,利用串口技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集。

　　《當代通信》秉承“為企業(yè)服務”的宗旨，積極宣傳政府宏觀產(chǎn)業(yè)政策、關注產(chǎn)業(yè)最新動態(tài)趨勢、傳播現(xiàn)代企業(yè)管理理念、解讀信息產(chǎn)業(yè)營銷策略、預測通信市場發(fā)展前景、探索企業(yè)創(chuàng)新模式、推介最新通信技術產(chǎn)品、助力信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　一、系統(tǒng)開發(fā)背景和意義

　　近幾年來,隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,對各種建筑的要求越來越高,逐步向智能化方向發(fā)展,形成了所謂的“智能建筑”。智能建筑是指在合理的建筑結構內(nèi),人們利用計算機技術將監(jiān)控系統(tǒng)(防火、防盜、空調(diào)、照明等)、管理服務系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡系統(tǒng)和辦公自動化系統(tǒng)綜合考慮,并由計算機進行統(tǒng)一管理和調(diào)控,使之能在較長時間內(nèi),滿足不同用戶的不同需要,為用戶提供舒適、優(yōu)質(zhì)的工作環(huán)境和生活環(huán)境。

　　智能大廈是通過對建筑的四個基本要求,即結構、系統(tǒng)、服務、管理以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,以最優(yōu)化的設計,提供一個投資合理又擁有高效率的優(yōu)雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間。智能大廈系統(tǒng)集成的設計目標是完全基于建筑物的Internet之上,通過Web服務器和瀏覽器技術來實現(xiàn)整個網(wǎng)絡上的信息交互、綜合和共享,實現(xiàn)統(tǒng)一的人機界面和跨平臺的數(shù)據(jù)庫訪問。因此,可以真正做到局域和遠程信息的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)資源的綜合共享,以及全局事件的快速處理和一體化的科學管理。

　　智能大廈的智能化構成通常包含三大基本要素,即樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)、通信與網(wǎng)絡系統(tǒng)(CNS)和辦公自動化系統(tǒng)(OAS)。大廈智能化系統(tǒng)必須能全面實現(xiàn)對大樓內(nèi)綜合集成管理和控制,實現(xiàn)現(xiàn)有及未來應用于建筑物內(nèi)的各子系統(tǒng)的集成。

　　二、用戶功能需求

　　智能大廈樓宇監(jiān)測系統(tǒng)主要提供用戶在登錄系統(tǒng)后能實現(xiàn)查詢當前樓宇內(nèi)中央空調(diào)系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和火災消防系統(tǒng)中的各個監(jiān)測對象的實時數(shù)值或狀態(tài)的功能。智能大廈樓宇監(jiān)測系統(tǒng)主要提供用戶對各個子系統(tǒng)的實時監(jiān)測。其具體功能如下:

　　1.中央空調(diào)監(jiān)測系統(tǒng):用戶在登錄系統(tǒng)后對中央空調(diào)的溫度、濕度、室內(nèi)空氣流速、送風風速、新風、空氣過濾器效率進行實時監(jiān)測。

　　2.變配電監(jiān)測系統(tǒng):用戶在登錄系統(tǒng)后對當前的電流、線電壓、照明電壓進行實時監(jiān)測。

　　3.照明監(jiān)測系統(tǒng):用戶在登錄系統(tǒng)后對辦公室照明開關狀態(tài)、走廊樓梯照明開關狀態(tài)、室外泛光燈開關狀態(tài)、停車場照明開關狀態(tài)進行實時監(jiān)測。

　　4.火災監(jiān)測系統(tǒng):用戶在登錄系統(tǒng)后對消防設備狀態(tài)和煙量進行實時監(jiān)測,并當煙量值增加到一定高度的時候,自動開啟樓宇內(nèi)的緊急電源和緊急電梯,用戶對緊急電源和緊急電梯的狀態(tài)進行監(jiān)測。

　　三、系統(tǒng)性能需求

　　性能上的規(guī)定主要包括以下幾個方面:

　　1.時間特性要求:響應時間、更新處理時間、數(shù)據(jù)的轉換和傳送時間等要求盡可能短。

　　2.精度:由于本系統(tǒng)軟件的應用范圍即需要進行監(jiān)測的對象較多,各數(shù)據(jù)在精度上的要求不同。根據(jù)使用需要,在各項數(shù)據(jù)的輸入,輸出及傳輸過程中,可輸入不同精度的數(shù)據(jù)信息。

　　3.靈活性與可擴展性:當用戶的需求,如操作方式,運行環(huán)境,結果精度,與其他軟件接口等發(fā)生變化時,設計的軟件可做適當調(diào)整,靈活性與可擴展性非常大。

　　四、系統(tǒng)設計

　　1.系統(tǒng)設計的目標。智能大廈樓宇監(jiān)測系統(tǒng)設計的目的在于為用戶提供實時的監(jiān)測信息查詢,主要表現(xiàn)為用戶在登錄系統(tǒng)后提出查詢要求,查詢結果應快速、準確的返回給用戶。在這個過程中,數(shù)據(jù)的實時采集應快速并且準確,及時將采集到的數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息傳送到上位機,上位機通過通信技術將實時信息發(fā)送到數(shù)據(jù)庫,最后需要在瀏覽器顯示到指定位置便于用戶的查看。

　　2.系統(tǒng)結構分析。根據(jù)在需求分析階段所制定出的系統(tǒng)功能和樓宇監(jiān)測系統(tǒng)的特點,經(jīng)過模塊化的分析設計將系統(tǒng)分為:中央空調(diào)監(jiān)測子系統(tǒng)模塊、變配電監(jiān)測子系統(tǒng)模塊、照明監(jiān)測子系統(tǒng)模塊和火災監(jiān)測子系統(tǒng)模塊。其中各個子系統(tǒng)模塊所實時監(jiān)測的信息符合用戶功能的需求。

　　3.串口通信設計。在Windows環(huán)境下,串口是系統(tǒng)資源的一部分。應用程序要使用串口進行通信,必須在使用之前向操作系統(tǒng)提出資源申請要求(打開串口),通信完成后必須釋放資源(關閉串口)。在Windows的系統(tǒng)函數(shù)中,均包含了支持通信中斷的功能。對串口通信而言,Windows為相應的串口設備開放了用戶定義的輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū),應用程序只能對輸入/輸出緩沖區(qū)進行操作,數(shù)據(jù)進出串口的操作均由系統(tǒng)后臺完成。

　　在程序設計中實現(xiàn)串行通訊的基本原理,使用MSComm控件實現(xiàn),此控件提供很多方便操作的屬性和方法,利用它們可以很方便地實現(xiàn)目的。首先初始化串口,比如端口號,波特率等屬性,然后打開端口,通過接受緩沖區(qū)讀上行數(shù)據(jù),通過發(fā)送緩沖區(qū)來寫下行數(shù)據(jù)。最后通過事件驅動來反映數(shù)據(jù)的到達與發(fā)送過程,另外在通訊過程中的錯誤的產(chǎn)生也可以通過CommEvent屬性來管理。

　　4.數(shù)據(jù)庫設計。在本系統(tǒng)地設計過程中若串口接收數(shù)據(jù)與上位機程序分別在不同的計算機上運行,要通過建立數(shù)據(jù)庫互連的方式傳送數(shù)據(jù)。新建名為“jiance”的數(shù)據(jù)庫,對中央空調(diào)監(jiān)測信息、變配電監(jiān)測信息、照明監(jiān)測信息和火災監(jiān)測信息分別建立不同的表,用于存儲實時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息。

　　若接收數(shù)據(jù)程序與上位機的客戶端分別在兩臺主機上同時運行,則數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)庫互連訪問的方法進行傳送。將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫顯示在庫表中。

　　五、結束語

　　智能大廈樓宇監(jiān)測系統(tǒng)是現(xiàn)代樓宇管理中一個重要環(huán)節(jié),如何運用計算機技術更好地為用戶服務,已經(jīng)成為當前研究的熱點問題。本文從系統(tǒng)的特點、管理要求方面,分析了系統(tǒng)各模塊之間的數(shù)據(jù)關系,確定了系統(tǒng)的功能,其涉及面廣、功能性強,影響著該系統(tǒng)管理工作的各個方面,重視該系統(tǒng)的建設,并形成有效的管理機制,保證系統(tǒng)的順利建設,使其更好地為用戶進行服務。

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