通信學論文基于串口通信的智能大廈樓宇監測系統方案設計

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

　　《當代通信》秉承“為企業服務”的宗旨，積極宣傳政府宏觀產業政策、關注產業最新動態趨勢、傳播現代企業管理理念、解讀信息產業營銷策略、預測通信市場發展前景、探索企業創新模式、推介最新通信技術產品、助力信息產業發展。

　　一、系統開發背景和意義

　　近幾年來,隨著我國經濟的發展,對各種建筑的要求越來越高,逐步向智能化方向發展,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,人們利用計算機技術將監控系統(防火、防盜、空調、照明等)、管理服務系統、通信網絡系統和辦公自動化系統綜合考慮,并由計算機進行統一管理和調控,使之能在較長時間內,滿足不同用戶的不同需要,為用戶提供舒適、優質的工作環境和生活環境。

　　智能大廈是通過對建筑的四個基本要求,即結構、系統、服務、管理以及它們之間的內在聯系,以最優化的設計,提供一個投資合理又擁有高效率的優雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。智能大廈系統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整個網絡上的信息交互、綜合和共享,實現統一的人機界面和跨平臺的數據庫訪問。因此,可以真正做到局域和遠程信息的實時監控、數據資源的綜合共享,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(BAS)、通信與網絡系統(CNS)和辦公自動化系統(OAS)。大廈智能化系統必須能全面實現對大樓內綜合集成管理和控制,實現現有及未來應用于建筑物內的各子系統的集成。

　　二、用戶功能需求

　　智能大廈樓宇監測系統主要提供用戶在登錄系統后能實現查詢當前樓宇內中央空調系統、變配電系統、照明系統和火災消防系統中的各個監測對象的實時數值或狀態的功能。智能大廈樓宇監測系統主要提供用戶對各個子系統的實時監測。其具體功能如下:

　　1.中央空調監測系統:用戶在登錄系統后對中央空調的溫度、濕度、室內空氣流速、送風風速、新風、空氣過濾器效率進行實時監測。

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

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

　　4.火災監測系統:用戶在登錄系統后對消防設備狀態和煙量進行實時監測,并當煙量值增加到一定高度的時候,自動開啟樓宇內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進行監測。

　　三、系統性能需求

　　性能上的規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、數據的轉換和傳送時間等要求盡可能短。

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

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

　　四、系統設計

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

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

　　3.串口通信設計。在Windows環境下,串口是系統資源的一部分。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的系統函數中,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和輸出緩沖區,應用程序只能對輸入/輸出緩沖區進行操作,數據進出串口的操作均由系統后臺完成。

　　在程序設計中實現串行通訊的基本原理,使用MSComm控件實現,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,通過接受緩沖區讀上行數據,通過發送緩沖區來寫下行數據。最后通過事件驅動來反映數據的到達與發送過程,另外在通訊過程中的錯誤的產生也可以通過CommEvent屬性來管理。

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

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

　　五、結束語

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

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