基于串口通信的智能大廈樓宇監測系統方案設計

[摘要]隨著(zhù)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(shù)監測整個(gè)大廈的各種設備的運行狀況，可以較好地實(shí)現人機交互及智能化。本文是在對智能大廈進(jìn)行分析的基礎上設計并實(shí)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(jìn)行了分析，并提出了系統設計的方案，利用串口技術(shù)實(shí)現數據的實(shí)時(shí)采集。

[關(guān)鍵詞]串口通信 實(shí)時(shí)采集 數據傳送

一、系統開(kāi)發(fā)背景和意義

近幾年來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，對各種建筑的要求越來(lái)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，人們利用計算機技術(shù)將監控系統(防火、防盜、空調、照明等)、管理服務(wù)系統、通信網(wǎng)絡(luò )系統和辦公自動(dòng)化系統綜合考慮，并由計算機進(jìn)行統一管理和調控，使之能在較長(cháng)時(shí)間內，滿(mǎn)足不同用戶(hù)的不同需要，為用戶(hù)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(guò)對建筑的四個(gè)基本要求，即結構、系統、服務(wù)、管理以及它們之間的內在聯(lián)系，以最優(yōu)化的設計，提供一個(gè)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。智能大廈系統集成的設計目標是完全基于建筑物的Internet之上，通過(guò)Web服務(wù)器和瀏覽器技術(shù)來(lái)實(shí)現整個(gè)網(wǎng)絡(luò )上的信息交互、綜合和共享，實(shí)現統一的人機界面和跨平臺的數據庫訪(fǎng)問(wèn)。因此，可以真正做到局域和遠程信息的實(shí)時(shí)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(xué)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(dòng)化系統(BAS)、通信與網(wǎng)絡(luò )系統(CNS)和辦公自動(dòng)化系統(OAS)。大廈智能化系統必須能全面實(shí)現對大樓內綜合集成管理和控制，實(shí)現現有及未來(lái)應用于建筑物內的各子系統的集成。

二、用戶(hù)功能需求

智能大廈樓宇監測系統主要提供用戶(hù)在登錄系統后能實(shí)現查詢(xún)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(gè)監測對象的實(shí)時(shí)數值或狀態(tài)的功能。智能大廈樓宇監測系統主要提供用戶(hù)對各個(gè)子系統的實(shí)時(shí)監測。其具體功能如下:

1.中央空調監測系統:用戶(hù)在登錄系統后對中央空調的溫度、濕度、室內空氣流速、送風(fēng)風(fēng)速、新風(fēng)、空氣過(guò)濾器效率進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。

2.變配電監測系統:用戶(hù)在登錄系統后對當前的電流、線(xiàn)電壓、照明電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。

3.照明監測系統:用戶(hù)在登錄系統后對辦公室照明開(kāi)關(guān)狀態(tài)、走廊樓梯照明開(kāi)關(guān)狀態(tài)、室外泛光燈開(kāi)關(guān)狀態(tài)、停車(chē)場(chǎng)照明開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。

4.火災監測系統:用戶(hù)在登錄系統后對消防設備狀態(tài)和煙量進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，并當煙量值增加到一定高度的時(shí)候，自動(dòng)開(kāi)啟樓宇內的緊急電源和緊急電梯，用戶(hù)對緊急電源和緊急電梯的狀態(tài)進(jìn)行監測。

三、系統性能需求

性能上的規定主要包括以下幾個(gè)方面:

1.時(shí)間特性要求:響應時(shí)間、更新處理時(shí)間、數據的轉換和傳送時(shí)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(jìn)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(guò)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(hù)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(shí)，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(hù)提供實(shí)時(shí)的監測信息查詢(xún)，主要表現為用戶(hù)在登錄系統后提出查詢(xún)要求，查詢(xún)結果應快速、準確的返回給用戶(hù)。在這個(gè)過(guò)程中，數據的實(shí)時(shí)采集應快速并且準確，及時(shí)將采集到的數據或狀態(tài)信息傳送到上位機，上位機通過(guò)通信技術(shù)將實(shí)時(shí)信息發(fā)送到數據庫，最后需要在瀏覽器顯示到指定位置便于用戶(hù)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(diǎn)，經(jīng)過(guò)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(gè)子系統模塊所實(shí)時(shí)監測的信息符合用戶(hù)功能的需求。

3.串口通信設計。在Windows環(huán)境下，串口是系統資源的一部分。應用程序要使用串口進(jìn)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(kāi)串口)，通信完成后必須釋放資源(關(guān)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(kāi)放了用戶(hù)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(jìn)行操作，數據進(jìn)出串口的操作均由系統后臺完成。

在程序設計中實(shí)現串行通訊的基本原理，使用MSComm控件實(shí)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(shí)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(kāi)端口，通過(guò)接受緩沖區讀上行數據，通過(guò)發(fā)送緩沖區來(lái)寫(xiě)下行數據。最后通過(guò)事件驅動(dòng)來(lái)反映數據的到達與發(fā)送過(guò)程，另外在通訊過(guò)程中的錯誤的產(chǎn)生也可以通過(guò)CommEvent屬性來(lái)管理。

4.數據庫設計。在本系統地設計過(guò)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(guò)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(shí)時(shí)產(chǎn)生的數據信息。

若接收數據程序與上位機的客戶(hù)端分別在兩臺主機上同時(shí)運行，則數據可通過(guò)數據庫互連訪(fǎng)問(wèn)的方法進(jìn)行傳送。將接收到的數據發(fā)送到數據庫顯示在庫表中。

五、結束語(yǔ)

智能大廈樓宇監測系統是現代樓宇管理中一個(gè)重要環(huán)節，如何運用計算機技術(shù)更好地為用戶(hù)服務(wù)，已經(jīng)成為當前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文從系統的特點(diǎn)、管理要求方面，分析了系統各模塊之間的數據關(guān)系，確定了系統的功能，其涉及面廣、功能性強，影響著(zhù)該系統管理工作的各個(gè)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(hù)進(jìn)行服務(wù)。

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