通信学论文基于串口通信的智能大厦楼宇监测系统方案设计

　　随着经济的发展,各种建筑逐步向智能化方向发展。人们利用计算机技术监测整个大厦的各种设备的运行状况,可以较好地实现人机交互及智能化。本文是在对智能大厦进行分析的基础上设计并实现其中的楼宇监测,对智能大厦楼宇监测系统的组成、功能进行了分析,并提出了系统设计的方案,利用串口技术实现数据的实时采集。

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　　一、系统开发背景和意义

　　近几年来,随着我国经济的发展,对各种建筑的要求越来越高,逐步向智能化方向发展,形成了所谓的“智能建筑”。智能建筑是指在合理的建筑结构内,人们利用计算机技术将监控系统(防火、防盗、空调、照明等)、管理服务系统、通信网络系统和办公自动化系统综合考虑,并由计算机进行统一管理和调控,使之能在较长时间内,满足不同用户的不同需要,为用户提供舒适、优质的工作环境和生活环境。

　　智能大厦是通过对建筑的四个基本要求,即结构、系统、服务、管理以及它们之间的内在联系,以最优化的设计,提供一个投资合理又拥有高效率的优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能大厦系统集成的设计目标是完全基于建筑物的Internet之上,通过Web服务器和浏览器技术来实现整个网络上的信息交互、综合和共享,实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问。因此,可以真正做到局域和远程信息的实时监控、数据资源的综合共享,以及全局事件的快速处理和一体化的科学管理。

　　智能大厦的智能化构成通常包含三大基本要素,即楼宇自动化系统(BAS)、通信与网络系统(CNS)和办公自动化系统(OAS)。大厦智能化系统必须能全面实现对大楼内综合集成管理和控制,实现现有及未来应用于建筑物内的各子系统的集成。

　　二、用户功能需求

　　智能大厦楼宇监测系统主要提供用户在登录系统后能实现查询当前楼宇内中央空调系统、变配电系统、照明系统和火灾消防系统中的各个监测对象的实时数值或状态的功能。智能大厦楼宇监测系统主要提供用户对各个子系统的实时监测。其具体功能如下:

　　1.中央空调监测系统:用户在登录系统后对中央空调的温度、湿度、室内空气流速、送风风速、新风、空气过滤器效率进行实时监测。

　　2.变配电监测系统:用户在登录系统后对当前的电流、线电压、照明电压进行实时监测。

　　3.照明监测系统:用户在登录系统后对办公室照明开关状态、走廊楼梯照明开关状态、室外泛光灯开关状态、停车场照明开关状态进行实时监测。

　　4.火灾监测系统:用户在登录系统后对消防设备状态和烟量进行实时监测,并当烟量值增加到一定高度的时候,自动开启楼宇内的紧急电源和紧急电梯,用户对紧急电源和紧急电梯的状态进行监测。

　　三、系统性能需求

　　性能上的规定主要包括以下几个方面:

　　1.时间特性要求:响应时间、更新处理时间、数据的转换和传送时间等要求尽可能短。

　　2.精度:由于本系统软件的应用范围即需要进行监测的对象较多,各数据在精度上的要求不同。根据使用需要,在各项数据的输入,输出及传输过程中,可输入不同精度的数据信息。

　　3.灵活性与可扩展性:当用户的需求,如操作方式,运行环境,结果精度,与其他软件接口等发生变化时,设计的软件可做适当调整,灵活性与可扩展性非常大。

　　四、系统设计

　　1.系统设计的目标。智能大厦楼宇监测系统设计的目的在于为用户提供实时的监测信息查询,主要表现为用户在登录系统后提出查询要求,查询结果应快速、准确的返回给用户。在这个过程中,数据的实时采集应快速并且准确,及时将采集到的数据或状态信息传送到上位机,上位机通过通信技术将实时信息发送到数据库,最后需要在浏览器显示到指定位置便于用户的查看。

　　2.系统结构分析。根据在需求分析阶段所制定出的系统功能和楼宇监测系统的特点,经过模块化的分析设计将系统分为:中央空调监测子系统模块、变配电监测子系统模块、照明监测子系统模块和火灾监测子系统模块。其中各个子系统模块所实时监测的信息符合用户功能的需求。

　　3.串口通信设计。在Windows环境下,串口是系统资源的一部分。应用程序要使用串口进行通信,必须在使用之前向操作系统提出资源申请要求(打开串口),通信完成后必须释放资源(关闭串口)。在Windows的系统函数中,均包含了支持通信中断的功能。对串口通信而言,Windows为相应的串口设备开放了用户定义的输入缓冲区和输出缓冲区,应用程序只能对输入/输出缓冲区进行操作,数据进出串口的操作均由系统后台完成。

　　在程序设计中实现串行通讯的基本原理,使用MSComm控件实现,此控件提供很多方便操作的属性和方法,利用它们可以很方便地实现目的。首先初始化串口,比如端口号,波特率等属性,然后打开端口,通过接受缓冲区读上行数据,通过发送缓冲区来写下行数据。最后通过事件驱动来反映数据的到达与发送过程,另外在通讯过程中的错误的产生也可以通过CommEvent属性来管理。

　　4.数据库设计。在本系统地设计过程中若串口接收数据与上位机程序分别在不同的计算机上运行,要通过建立数据库互连的方式传送数据。新建名为“jiance”的数据库,对中央空调监测信息、变配电监测信息、照明监测信息和火灾监测信息分别建立不同的表,用于存储实时产生的数据信息。

　　若接收数据程序与上位机的客户端分别在两台主机上同时运行,则数据可通过数据库互连访问的方法进行传送。将接收到的数据发送到数据库显示在库表中。

　　五、结束语

　　智能大厦楼宇监测系统是现代楼宇管理中一个重要环节,如何运用计算机技术更好地为用户服务,已经成为当前研究的热点问题。本文从系统的特点、管理要求方面,分析了系统各模块之间的数据关系,确定了系统的功能,其涉及面广、功能性强,影响着该系统管理工作的各个方面,重视该系统的建设,并形成有效的管理机制,保证系统的顺利建设,使其更好地为用户进行服务。

　　参考文献:

　　[1]赵雨斌,苗满香,陈宇.基于CAN总线的楼宇智能监控报警系统研究与设计[J].安防科技, 2009, (01).

　　[2]黄玮.智能建筑的发展趋势及若干问题探讨[J].科协论坛(下半月),2008,(07).

　　[3]王宏,荆晓艳,李红涛.智能建筑楼宇自控系统的研究[J].中国仪器仪表, 2008, (06).