緒論：寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

2監(jiān)控系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分采用模塊化開發(fā)方式。整個(gè)系統(tǒng)共分為初始化、數(shù)據(jù)采集管理、控制與維護(hù)、人機(jī)界面、通信、系統(tǒng)維護(hù)等六個(gè)模塊。在這六個(gè)模塊中，數(shù)據(jù)采集管理模塊及控制維護(hù)模塊是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心模塊。數(shù)據(jù)采集模塊可以分為模擬量采集與處理模塊、數(shù)字量采集與處理模塊、報(bào)警處理模塊三個(gè)部分，分別負(fù)責(zé)系統(tǒng)模擬量和數(shù)字量的采集、匯總、處理、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)等工作，同時(shí)在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和判斷，如果系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)存在發(fā)生故障的可能性，就相應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。系統(tǒng)的控制和維護(hù)模塊的主要功能是接收來自于數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)及初判結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行電源運(yùn)行狀態(tài)的管理，其中包括對(duì)系統(tǒng)的自檢、故障自診斷、程序復(fù)位、系統(tǒng)安全等方面的功能。除此之處，還要完成對(duì)其他模塊的調(diào)度。

篇（2）

2需求分析

按照網(wǎng)絡(luò)化教育系統(tǒng)的任務(wù)、特點(diǎn),將該門課程的虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)各功能模塊設(shè)計(jì)下:(1)配置文件正確性驗(yàn)證。具備系統(tǒng)安裝正確性驗(yàn)證功能,如果配置文件參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤,會(huì)根據(jù)錯(cuò)誤情況提示用戶進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的修改。(2)產(chǎn)生測(cè)點(diǎn)信息。虛擬平臺(tái)能隨機(jī)產(chǎn)生需要定義的測(cè)點(diǎn)以及該測(cè)點(diǎn)的各種虛擬參數(shù),由于在系統(tǒng)配置完畢后需要驗(yàn)證整套系統(tǒng)是否能有效的實(shí)現(xiàn)風(fēng)電瓦斯閉鎖,因此該虛擬數(shù)據(jù)還應(yīng)支持用戶自行修改。(3)測(cè)點(diǎn)定義。結(jié)合系統(tǒng)給出的各類測(cè)點(diǎn),用戶能對(duì)測(cè)點(diǎn)的詳細(xì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。包含模擬量傳感器的報(bào)警值、斷電值、浮點(diǎn)值、預(yù)警值的設(shè)置以及控制口的關(guān)聯(lián);開關(guān)量傳感器的斷線、正常狀態(tài)、非正常狀態(tài)的設(shè)置以及控制口關(guān)聯(lián);控制量的常開與常閉狀態(tài)的設(shè)置;交叉斷電等。(4)報(bào)警信息提示及查詢。對(duì)于虛擬平臺(tái)產(chǎn)生的報(bào)警、斷電等異常信息,系統(tǒng)能通過語(yǔ)音等方式及時(shí)提醒用戶,并具備對(duì)于歷史信息提供查詢的功能。(5)統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理。虛擬平臺(tái)能夠?qū)δM量及開關(guān)量的數(shù)據(jù),分站的運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)形成報(bào)表,并提供打印、導(dǎo)出功能。

3總體設(shè)計(jì)

煤礦安全監(jiān)控虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)采用B/S結(jié)構(gòu),應(yīng)用Web服務(wù)器、JSP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)及網(wǎng)絡(luò)模擬器等技術(shù),構(gòu)建虛擬實(shí)訓(xùn)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)模擬器包可以安裝在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)訓(xùn)室的服務(wù)器上,也可以安裝在校園網(wǎng)的服務(wù)器上。學(xué)生只要在瀏覽器頁(yè)面中輸入服務(wù)器的IP地址,即可登錄到虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行配置和調(diào)試。整個(gè)虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的核心是測(cè)點(diǎn)定義以及正確性驗(yàn)證這部分功能,而用戶的測(cè)點(diǎn)定義必須遵循《煤礦安全規(guī)程》、《AQ1029-2007》以及其他相關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求,并結(jié)合平臺(tái)提供的虛擬數(shù)據(jù)詳細(xì)設(shè)置傳感器的報(bào)警值、斷電值、復(fù)電值等參數(shù)。

4詳細(xì)設(shè)計(jì)

(1)傳感器的設(shè)置。在采煤工作面上隅角設(shè)置瓦斯傳感器1個(gè);在工作面回風(fēng)巷距工作面10米處設(shè)置瓦斯傳感器1個(gè);在工作面回風(fēng)巷末端10-15米的范圍內(nèi)設(shè)置瓦斯傳感器1個(gè)、風(fēng)速傳感器1個(gè),若是自然礦井還應(yīng)增加一氧化碳傳感器1個(gè)、溫度傳感器1個(gè);在工作面進(jìn)風(fēng)順槽工作面移變處設(shè)置饋電傳感器、開停傳感器若干,用于檢測(cè)工作面主要設(shè)備的開停和饋電狀態(tài);工作面回風(fēng)巷長(zhǎng)度若超過1000米,則還應(yīng)在中部增設(shè)瓦斯傳感器1個(gè);煤與瓦斯突出礦井,在工作面進(jìn)風(fēng)順槽處設(shè)置瓦斯傳感器1個(gè);采用串聯(lián)通風(fēng)的采煤工作面,被串工作面的進(jìn)風(fēng)巷10-15米處設(shè)置瓦斯傳感器1個(gè);有專用排瓦斯巷道的工作面,必須在專用排瓦斯靠近回風(fēng)巷10-15米處設(shè)置瓦斯傳感器。以上為虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)自帶的已定義好的虛擬測(cè)點(diǎn),考慮到系統(tǒng)擴(kuò)展性,支持自定義各類模擬量和開關(guān)量傳感器的定義。修改數(shù)據(jù)庫(kù)中的表t_point即可實(shí)現(xiàn)。其中tpointNo為定義測(cè)點(diǎn)編號(hào),fzID為定義分站號(hào),lxID為定義傳感器測(cè)點(diǎn)類型,dwID為定義傳感器量產(chǎn)單位,Val為虛擬數(shù)據(jù)初始值,Wave為虛擬數(shù)據(jù)波動(dòng)比例。(2)測(cè)點(diǎn)定義正確性驗(yàn)證。當(dāng)用戶對(duì)已有的測(cè)點(diǎn)定義完畢,需要虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)對(duì)其正確性進(jìn)行驗(yàn)證,而驗(yàn)證其正確性的依據(jù)是《AQ1029-2007》。如:工作面及上隅角瓦斯傳感器報(bào)警值應(yīng)≥1%,斷電值應(yīng)≥1.5%,復(fù)電值應(yīng)<1%;回風(fēng)巷的瓦斯傳感器報(bào)警值應(yīng)≥1%,斷電值應(yīng)≥1%,復(fù)電值應(yīng)<1%等。

篇（3）

2電路

本系統(tǒng)的電路基于主控電路的配置，包括溫度傳感器DS18B20、nokia5110液晶顯示屏、風(fēng)扇(電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng))、鍵盤、蜂鳴器、濕度傳感器濕度傳感器DHT11、可燃性氣體濃度傳感器MQ－2、加熱器YF3030012160J等。其中風(fēng)扇(電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng))、鍵盤、蜂鳴器等器件開發(fā)板上自帶，只需要配置剩余的器件即可。圖3溫度傳感器模塊原理圖溫度傳感器模塊原理圖如圖3所示，溫度傳感器的測(cè)溫范圍為－55℃－125℃，當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)置值30℃時(shí)，系統(tǒng)將報(bào)警，同時(shí)單片機(jī)通過達(dá)林頓管，啟動(dòng)風(fēng)扇，進(jìn)行換氣，降低室內(nèi)溫度，直到達(dá)到預(yù)期要求;當(dāng)室內(nèi)溫度低于設(shè)置值(20℃)時(shí)，系統(tǒng)將報(bào)警，同時(shí)單片機(jī)通過繼電器，控制12V直流電源，啟動(dòng)加熱器加熱，直到達(dá)到預(yù)期要求。加熱器工作時(shí)的表面溫度為160±10℃;加熱器模塊原理圖如圖4所示。濕度傳感器模塊原理圖如圖5所示，濕度傳感器的測(cè)量范圍20－90%，當(dāng)室內(nèi)氣體濕度高于設(shè)置值(60%)時(shí)，單片機(jī)控制風(fēng)扇的開啟，進(jìn)行換氣，降低濕度，直到達(dá)到預(yù)期要求?？扇夹詺怏w濃度傳感器模塊原理圖如圖6所示，當(dāng)室內(nèi)可燃性氣體濃度高于設(shè)置值(25%)時(shí)，系統(tǒng)將報(bào)警，同時(shí)，單片機(jī)將驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，進(jìn)行換氣，降低可燃性氣體濃度。

篇（4）

引言

本監(jiān)控系統(tǒng)是為鐵路用4kVA/25Hz主從熱備份逆變電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。

4kVA/25Hz主從逆變電源是電氣化鐵路區(qū)段信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，有兩相輸出：110V/1.6kVA局部電壓（A相）；220V/2.4kVA軌道電壓（B相）；兩相均為25Hz，且要求A相恒超前B相90°。由于逆變器是給重要負(fù)載供電，且負(fù)載不允許斷電，故采用雙機(jī)熱備份系統(tǒng)，一旦主機(jī)發(fā)生故障，要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)切換，因此，備份逆變器一直處于開機(jī)狀態(tài)。由于逆變器經(jīng)過了整流，逆變兩級(jí)能量變換，功率較大，且指標(biāo)要求較高，必須要采用先進(jìn)的控制技術(shù)；同時(shí)為了安全實(shí)現(xiàn)主從切換，也必須要有完善的監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)鎖相，保證整機(jī)的安全。

1監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求

根據(jù)實(shí)際情況，本系統(tǒng)主要完成以下功能：

1）主從切換功能主從控制之間實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確無(wú)誤的切換，具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種功能，保證切換時(shí)電壓同頻率，同相位，同幅值；

2）鎖相功能主從機(jī)組局部電壓同頻同相，同一機(jī)組內(nèi)A相恒超前B相90°；

3）完善的保護(hù)功能具有軟起動(dòng)功能，以避免啟動(dòng)瞬間電壓過沖對(duì)逆變器及負(fù)載的沖擊，以及輸出過壓、過流保護(hù)，頻率、相位超差保護(hù)，橋臂直通保護(hù)，過熱保護(hù)等；

4）顯示功能實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行參數(shù)及工作狀態(tài)并具有聲光報(bào)警功能，以提示值班人員及時(shí)排除故障；

5）通信功能具有主從機(jī)組之間通信，與監(jiān)控中心（上位機(jī)）通信等功能；

6）抗干擾功能系統(tǒng)具有良好的抗干擾能力。

2系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

2.1DS80C320單片機(jī)簡(jiǎn)介

DS80C320是DALLAS公司的高速低功耗8位單片機(jī)。它與80C31/80C32兼容，使用標(biāo)準(zhǔn)8051指令集。與普通單片機(jī)相比有以下新特點(diǎn)：

1）為P1口定義了第二功能，從而共有13個(gè)中斷源（其中外部中斷6個(gè)），3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，兩個(gè)全雙工硬串行口；

2）高速性能，4個(gè)時(shí)鐘周期/機(jī)器周期，最高振蕩頻率可達(dá)33MHz，雙數(shù)據(jù)指針DPTR；

3）內(nèi)置可編程看門狗定時(shí)器，掉電復(fù)位電路；

4）提供DIP，PLCC和TQFP三種封裝。

2.2基于DS80C320的監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

按照上述系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了如圖1所示的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，分為微處理器及外設(shè)模塊，模擬量采集模塊，開關(guān)量采集模塊，頻率及相差測(cè)量模塊，控制量輸出模塊，人機(jī)接口模塊，同步信號(hào)模塊以及通信模塊。

1）微處理器及外設(shè)模塊微處理器采用DS80C320，非常適合于監(jiān)控。本系統(tǒng)充分利用前面已提及的特點(diǎn)，簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)與編程，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)系統(tǒng)需要擴(kuò)展了一片8255，一片E2PROM和一片8254。

2）模擬量采集模塊根據(jù)采集精度要求以及被采集量變化緩慢的特點(diǎn)，采用AD公司的高速12位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD574A，其內(nèi)部集成有轉(zhuǎn)換時(shí)鐘，參考電壓源和三態(tài)輸出鎖存器，轉(zhuǎn)換時(shí)間25μs，并通過ADG508A擴(kuò)展模擬量輸入通道。

3）開關(guān)量采集模塊首先經(jīng)光耦進(jìn)行隔離后，再通過與門送入單片機(jī)的外部中斷口，同時(shí)通過8255送入單片機(jī)，采取先中斷后查詢的方式。

4）頻率及相差測(cè)量模塊信號(hào)先經(jīng)過具有遲滯特性的過零比較器轉(zhuǎn)換為方波，然后通過雙四選一開關(guān)4052送入單片機(jī)，通過定時(shí)器T0來計(jì)算頻率和相差。

5）控制量輸出模塊通過光耦控制輸出，實(shí)現(xiàn)可靠隔離。

6）人機(jī)接口模塊包括按鍵和顯示部分。通過簡(jiǎn)單的按鍵選擇，實(shí)現(xiàn)電流、電壓、頻率及相差的顯示。顯示部分采用8279驅(qū)動(dòng)8位七段LED顯示，同時(shí)通過發(fā)光二極管和蜂鳴器提示運(yùn)行狀態(tài)。

7）同步信號(hào)模塊本模塊用來實(shí)現(xiàn)鎖相。單片機(jī)控制8254產(chǎn)生局部同步脈沖和軌道同步脈沖，同步脈沖用來復(fù)位正弦基準(zhǔn)。通過軟件控制同步信號(hào)的頻率，可實(shí)現(xiàn)主從鎖相和局部及軌道的相位跟蹤。具體實(shí)現(xiàn)過程將在下文詳述。

8）通信模塊采用了RS232和RS485兩種通信方式。利用串口0采用RS232實(shí)現(xiàn)與另一機(jī)組監(jiān)控單元的雙機(jī)通信，獲取對(duì)方機(jī)組狀態(tài)信息；利用串口1采用RS485標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，完成傳輸數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程報(bào)警等功能。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)軟件流程

主程序流程圖如圖2所示。系統(tǒng)上電復(fù)位后，首先對(duì)單片機(jī)，芯片及控制狀態(tài)進(jìn)行初始化；然后讀取AC/DC模塊的工作狀態(tài)，若正常則啟動(dòng)DC/AC模塊，否則轉(zhuǎn)故障處理；開啟DC/AC后，讀入其工作狀態(tài)并判斷輸出電壓是否滿足要求，有故障轉(zhuǎn)故障處理，正常則開啟故障中斷；接下來進(jìn)行主從機(jī)組判斷和相位跟蹤，實(shí)現(xiàn)主從相位同步和局部及軌道電壓的鎖相；只有在實(shí)現(xiàn)鎖相后，才采用查詢方式處理鍵盤及測(cè)量顯示。在軟件編制中，鍵盤中斷是關(guān)閉的。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)人機(jī)交互通道采用這種查詢處理方法，完全可以滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)要求。開關(guān)量的輸入采取先產(chǎn)生中斷，后查詢的方法，保證了響應(yīng)的實(shí)時(shí)性和逆變系統(tǒng)的安全性。

3.2系統(tǒng)采用的主要算法和技術(shù)

3.2.1交流采樣算法

測(cè)量顯示大信號(hào)的交流量時(shí)，通過互感器得到適合A/D轉(zhuǎn)換的交流小信號(hào)，然后對(duì)小信號(hào)進(jìn)行采樣，最后對(duì)采樣數(shù)據(jù)采用一定的算法，得到正確的顯示值。均方根法是目前常用的算法，其基本思想是依據(jù)周期連續(xù)函數(shù)的有效值定義，將連續(xù)函數(shù)離散化，從而得出電壓的表達(dá)式

式中：n為每個(gè)周期均勻采樣的點(diǎn)數(shù)；

ui為第i點(diǎn)的電壓采樣值。

3.2.2數(shù)字濾波算法

A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，被采樣的信號(hào)可能受到干擾，從采樣數(shù)據(jù)列中提取逼近真值數(shù)據(jù)時(shí)采用的軟件算法，稱為數(shù)字濾波算法。目前常用的方法有程序判斷濾波、中值濾波、算術(shù)平均濾波、加權(quán)平均濾波、滑動(dòng)平均濾波等。根據(jù)本系統(tǒng)對(duì)采集精度有較高要求以及被采集的模擬量變化緩慢的特點(diǎn)，采用程序判斷濾波法和算術(shù)平均濾波法相結(jié)合的濾波方法，即進(jìn)行多周期采樣，取其算術(shù)平均值作為有效采樣值。每次采樣后和上次有效采樣值比較，如果變化幅度不超過一定幅值，采樣有效；否則視為無(wú)效放棄。

3.2.3單片機(jī)鎖相技術(shù)

本監(jiān)控系統(tǒng)一個(gè)很重要的功能是實(shí)現(xiàn)相位同步，即保證主從機(jī)組的相位同步和機(jī)組內(nèi)局部電壓相位恒超前軌道電壓相位90°。本系統(tǒng)鎖相的基本原理是，對(duì)于頻率相同而相位不同步的兩路信號(hào)，比如A路和B路，若A路為基準(zhǔn)，B路超前（滯后）一定的相位，可以通過適當(dāng)降低（增大）B路信號(hào)的頻率來實(shí)現(xiàn)相位調(diào)整進(jìn)而鎖相，最后再把B路頻率置為原頻率值。

本系統(tǒng)中，單片機(jī)控制8254產(chǎn)生25Hz同步脈沖，同步脈沖用來復(fù)位正弦基準(zhǔn)，使基準(zhǔn)正弦波重新從零值開始。基準(zhǔn)正弦波與三角波比較產(chǎn)生SPWM波，經(jīng)逆變得到與基準(zhǔn)正弦同頻的交流輸出，因此，通過調(diào)整同步脈沖的頻率可改變正弦基準(zhǔn)的頻率，進(jìn)而可改變被調(diào)整輸出電壓的相位。要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的鎖相要求，需要從機(jī)組局部電壓跟蹤主機(jī)組的局部電壓，各機(jī)組軌道電壓跟蹤本機(jī)組的局部電壓。因此，要有主從局部鎖相和局部軌道相位跟蹤兩個(gè)子程序。

鎖相的流程圖如圖3及圖4所示。首先由多路開關(guān)選擇要鎖相的兩路信號(hào)，由單片機(jī)測(cè)量相位差，并對(duì)所得相位差數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的運(yùn)算和處理后，判斷有無(wú)超差。倘若相位超差，則根據(jù)超差范圍確定同步脈沖的頻率值。如果是主從局部鎖相，則應(yīng)同時(shí)改變從機(jī)組局部和軌道的同步脈沖；否則，若為局部、軌道相位跟蹤，則只改變本機(jī)組軌道的同步脈沖。通過調(diào)整同步脈沖，可實(shí)現(xiàn)相位調(diào)整。實(shí)現(xiàn)鎖相后，同步脈沖的頻率置為25Hz返回。

4抗干擾措施

由于該監(jiān)控系統(tǒng)工作于強(qiáng)電環(huán)境，很容易受到各種干擾的影響。干擾一旦串入系統(tǒng)，輕則會(huì)引起誤報(bào)，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，甚至造成重大事故。本系統(tǒng)從硬件和軟件兩方面采取了抗干擾措施，保證了監(jiān)控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

4.1硬件抗干擾措施

1）光電隔離在輸入和輸出通道上采用光耦合器件進(jìn)行信息傳輸，在電氣上將單片機(jī)與各種傳感器、開關(guān)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)隔離開來，可以較好地防止串模干擾。

2）加去耦電路在電源進(jìn)線端加去耦電容，削弱各類高頻干擾。

3）合理布置地線系統(tǒng)中的數(shù)字地與模擬地分開，最后在一點(diǎn)相連，避免了數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾。

4）數(shù)字信號(hào)采用負(fù)邏輯傳輸騷擾源作用于高阻線路時(shí)易形成較大干擾，而在數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)中，輸出低電平時(shí)內(nèi)阻要小些，因此，定義低電平為有效（使能）信號(hào)，高電平為無(wú)效信號(hào)，可減少干擾引起的誤動(dòng)作，提高控制信號(hào)的可靠性。

4.2軟件抗干擾措施

1）利用可編程硬邏輯看門狗將單片機(jī)從死循環(huán)和跑飛狀態(tài)中拉出，使單片機(jī)復(fù)位。而DS80C320提供了內(nèi)部可編程硬邏輯看門狗，不須外加電路，就能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的超時(shí)復(fù)位。同時(shí)，DS80C320還為一些重要的看門狗控制位提供了訪問保護(hù)，防止單片機(jī)失控后對(duì)這些重要的控制位進(jìn)行非法操作，進(jìn)一步保證了程序的安全性。

2）對(duì)于數(shù)字信號(hào)采集，利用干擾信號(hào)多呈毛刺狀且作用時(shí)間短這一特點(diǎn)，多次重復(fù)采集，直到連續(xù)兩次或兩次以上采集結(jié)果完全一致才認(rèn)為有效。數(shù)字信號(hào)輸出時(shí)，重復(fù)輸出同一個(gè)數(shù)據(jù)，其重復(fù)周期盡可能短，使外部設(shè)備對(duì)干擾信號(hào)來不及作出有效反應(yīng)。

3）對(duì)模擬量的采樣和處理，采用數(shù)字濾波技術(shù)。

篇（5）

一般來說，樓層越高，建筑的占地面積就會(huì)越大，否則安全性就會(huì)大大降低。特別是一些摩天大樓的設(shè)計(jì)，往往看起來就好比一座大山，但是無(wú)論是低層建筑還是高層建筑，建筑的采暖、采光、和通風(fēng)情況都必須達(dá)到基本的要求，否則高層建筑本身就會(huì)事與愿違，變得沒有必要。高層建筑的采暖不能完全依賴天然的太陽(yáng)光的熱量，由于高層建筑面積較大，其建筑的內(nèi)部往往不可能直接受到太陽(yáng)光的熱量影響，所以其熱量的來源就需要高層建筑的暖通設(shè)備來提供。而暖通設(shè)備的核心就是不斷地向高層建筑內(nèi)部注入暖風(fēng)，因此通風(fēng)條件是暖風(fēng)是否可以有效的傳送的關(guān)鍵。同時(shí)通風(fēng)也是保證高層建筑內(nèi)部環(huán)境清潔的核心，當(dāng)暖通系統(tǒng)將干凈清潔暖風(fēng)空氣注入到高層建筑的每一寸空間時(shí)候，同時(shí)也是去除掉高層建筑中國(guó)污濁空氣的過程，這個(gè)過程不僅可以保證高層建筑內(nèi)的氣溫適宜人體居住，也是保證人的身體健康的關(guān)鍵。

1.2暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要類型

高層建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)的類型根據(jù)高層建筑設(shè)計(jì)的不同也有所不同，主要分為三種類型，第一種是全水系統(tǒng)，第二種是全空氣系統(tǒng)，第三種是空氣-水的綜合系統(tǒng)。暖通空調(diào)的全水系統(tǒng)是指高層建筑中的空氣溫度和濕度都會(huì)由水進(jìn)行調(diào)節(jié)。其利用的原理是水的比熱容更大，單位面積水可以容納更多的熱量，換言之水問的身高和降低都很緩慢，所以高層建筑就可以利用晚上的水循環(huán)將熱量源源不斷的輸送到建筑當(dāng)中。高層建筑暖通空調(diào)的全空氣系統(tǒng)比全水系統(tǒng)更加直接，這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)是直接將空氣的溫度加熱到適宜人體居住的溫度，讓后通過復(fù)雜的運(yùn)輸系統(tǒng)，直接注入到高層建筑內(nèi)部，同時(shí)抽走或者將冷空氣和污濁的空氣擠走，保證在高層建筑里的人可以隨時(shí)享受到溫暖且新鮮的空氣。而高層建筑暖通空調(diào)的水-空氣系統(tǒng)就是將同時(shí)借助水和空氣兩種方式同時(shí)供暖，取長(zhǎng)補(bǔ)短，其效果也往往會(huì)更好。

2高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作

高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)乎高層建筑的安全性和居住的舒適性，其設(shè)計(jì)工作非常關(guān)鍵，但是由于高城建筑的復(fù)雜性，其設(shè)計(jì)工作要比一般的建筑要困難得多。首先，高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)高層建筑的設(shè)計(jì)了如指掌，對(duì)于高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常清晰，只有這樣才能科學(xué)的對(duì)于高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行布局，保障系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)和安全。其次，高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)關(guān)注建筑所在地的環(huán)境情況。處于南方和處于北方或者處于高原和處于盆地的高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)差距很大，設(shè)計(jì)師必須提前對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境進(jìn)行深入的調(diào)查，讓高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境契合的更好，不僅可以節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，也會(huì)增加建筑的舒適性。最后，高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)充分的了解市場(chǎng)的行情。因?yàn)楦邔咏ㄖ照{(diào)系統(tǒng)的用材會(huì)有很多不同的選擇，每種材料的效果不同其價(jià)格也不同，而設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分的了解每種材料的優(yōu)缺點(diǎn)和價(jià)格才能建立模型選擇最佳的材料來施工。

3高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

3.1高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全第一

任何一項(xiàng)設(shè)計(jì)和施工都要將安全擺在第一位，正所謂人命關(guān)天。高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)并非是一般的系統(tǒng)，其系統(tǒng)的用料會(huì)涉及到很多依然易燃物品，所以設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該充分的考慮火災(zāi)的因素，否則一旦建筑遇到火災(zāi)這些筑暖通空調(diào)系統(tǒng)將會(huì)增加很多額外風(fēng)險(xiǎn)。此外高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性還表現(xiàn)在建筑內(nèi)部的空氣質(zhì)量和濕度是否對(duì)于人體是最佳的，所以就要求暖風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是否能夠保證空氣的來源是干凈的，無(wú)毒無(wú)害是關(guān)鍵。此外溫度的設(shè)計(jì)也要和室外溫度契合不能過高也不能過低，否則人在建筑內(nèi)生活久了就很難一下適應(yīng)室外的溫度，這樣對(duì)人體的傷害非常大，因此高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該考慮這些因素。

3.2高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)保原則是關(guān)鍵

高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的施工用料很大，在如今人們環(huán)保關(guān)鍵越來越強(qiáng)的今天，對(duì)于系統(tǒng)施工的材料選取應(yīng)該盡可能的按照環(huán)保的要求做。此外，高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)該秉承節(jié)能的原則，其設(shè)計(jì)是否能夠充分的考慮到對(duì)自然熱源的利用，是否在實(shí)際中更多的體現(xiàn)節(jié)能的意識(shí)，是否在很多環(huán)節(jié)都能充分的使用環(huán)保設(shè)備，是否在設(shè)計(jì)的時(shí)候建立科學(xué)的模型計(jì)算，確保暖風(fēng)運(yùn)輸系統(tǒng)最短路徑，這些都是保證高層建筑整體環(huán)保節(jié)能的關(guān)鍵所在。

3.3高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性是基本要求

一個(gè)高層建筑的建設(shè)本身應(yīng)當(dāng)是盈利的，這也是保證高層建筑安全和舒適度必不可少的因素。又讓馬兒跑又讓馬兒不吃草在當(dāng)今社會(huì)是萬(wàn)萬(wàn)行不通的。高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)是否真的體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性，是否能夠最大程度的降低施工的成本也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。理性的分析，高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)雖然非常重要但是也并不應(yīng)該占據(jù)整個(gè)高城建筑工程預(yù)算過多資源，因此高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)就是施工成敗的關(guān)鍵。而對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性就需要設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)達(dá)到要求，其專業(yè)技術(shù)非常過硬，才能夠充分的考慮各方面的因素，以達(dá)到利益最大化的目的。

篇（6）

1.1智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)框圖（圖1）

1.2智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)要介紹上圖為智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)框圖，在智能建筑監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)六個(gè)子系統(tǒng)（照明、供配電、冷熱源、空調(diào)、給排水、電梯）的監(jiān)控，并可控制其運(yùn)行。由中央控制器統(tǒng)一全分布式控制運(yùn)行，但由于每個(gè)子系統(tǒng)都由路由器分開，所以也可獨(dú)立運(yùn)行，控制系統(tǒng)涉及智能建筑各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)化控制，可實(shí)現(xiàn)高檢測(cè)功能。

1.3各設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能

1.3.1供配電系統(tǒng)

主要功能為智能建筑提供電力。樓層配電設(shè)備分布在各樓層，電設(shè)備一般放置在建筑底層。監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)配電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、配電電源、每個(gè)電源蓄電池的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)變化進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各樓層電設(shè)備電源運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，若發(fā)生故障會(huì)產(chǎn)生警報(bào)并記錄故障數(shù)據(jù)。

1.3.2照明系統(tǒng)

主要功能是為智能建筑照明。其設(shè)備建設(shè)于建筑物的各個(gè)平面上，方便實(shí)現(xiàn)各角度全方位照明。照明監(jiān)控分為室內(nèi)和室外兩部分，室外照明分為公共照明部分，通過監(jiān)控可根據(jù)室外照度值設(shè)定開關(guān)時(shí)間，也可通過更改程序?qū)崿F(xiàn)不同照明燈具的啟動(dòng)時(shí)間。室內(nèi)照明監(jiān)控可通過監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，采用總線控制方式，設(shè)定程序?qū)Σ煌瑘?chǎng)景開啟不同的照度。

1.3.3冷熱源系統(tǒng)

為智能建筑供給冷源和熱源，其噪音較大，設(shè)備一般置于建筑底層地下室內(nèi)。通過對(duì)冷熱源系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和冷熱源供給量的監(jiān)控和分析，可通過程序控制實(shí)現(xiàn)不同季節(jié)冷熱源供給量和供給時(shí)間。

1.3.4空調(diào)系統(tǒng)

保障智能建筑的環(huán)境溫度處于適宜狀態(tài)，空調(diào)設(shè)備一般置于各樓層高處位置，地下室也可以配置?？刂谱酉到y(tǒng)主要對(duì)空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管的工作參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，控制和設(shè)定主機(jī)房的溫度、濕度和運(yùn)行時(shí)間。同時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)還具備空調(diào)漏水監(jiān)視功能，可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的漏水監(jiān)測(cè)和控制。

1.3.5給排水系統(tǒng)

既能為智能建筑提供水源，又能排除建筑產(chǎn)生的污水，排水設(shè)備一般置于建筑物的地下室或建筑頂層，也可設(shè)置在樓宇?yuàn)A層位置。監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)控水泵的工作狀態(tài)，并對(duì)水池的液位隨時(shí)檢測(cè)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或者水池液位異常時(shí)，子監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)向中央控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并將故障數(shù)據(jù)記錄反饋，自動(dòng)顯示故障發(fā)生區(qū)域和故障詳細(xì)情況。1.3.6電梯系統(tǒng)是為高層建筑提供上下交通的便利系統(tǒng)，設(shè)備一般置于建筑的垂直豎井內(nèi)。電梯監(jiān)控子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)視電梯啟動(dòng)、停止、方向等，動(dòng)態(tài)顯示出電梯實(shí)時(shí)狀況，一旦發(fā)生故障，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)對(duì)電梯設(shè)備電動(dòng)機(jī)、電磁制動(dòng)器等進(jìn)行檢測(cè)，自動(dòng)報(bào)警并顯示故障地點(diǎn)、狀態(tài)、時(shí)間等信息，并將故障記錄記憶并反饋給中央控制器。

2建筑設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要素

2.1各監(jiān)控子系統(tǒng)控制功能參數(shù)明細(xì)

將上文中所述設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)功能要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和匯總，確認(rèn)各子系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)的分布位置和分布數(shù)量，將子系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置類型、數(shù)量、相關(guān)設(shè)備、安裝需求、使用地點(diǎn)等詳細(xì)列出，并備份保留。依據(jù)各子監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)備實(shí)際特點(diǎn)，以系統(tǒng)高效性、可靠性、實(shí)用性為前提，以滿足子系統(tǒng)功能需求為標(biāo)準(zhǔn)，以建筑設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的節(jié)能環(huán)保為核心，以建筑設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)便捷性和低成本性為主要指標(biāo)，詳細(xì)將設(shè)備子系統(tǒng)的各種功能參數(shù)、控制參數(shù)、技術(shù)參數(shù)列出并進(jìn)行歸檔，為日后整體系統(tǒng)搭建安裝提供依據(jù)。

2.2監(jiān)控系統(tǒng)控制器、傳感器和執(zhí)行器的確定

按照監(jiān)控系統(tǒng)被控設(shè)備的控制標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量，結(jié)合安裝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置和篩選，設(shè)計(jì)出被控設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)控制器控制區(qū)域內(nèi)部的監(jiān)控點(diǎn)分布圖，并根據(jù)實(shí)際要求確定選擇現(xiàn)場(chǎng)控制器。除了現(xiàn)場(chǎng)控制器，還要確定現(xiàn)場(chǎng)傳感器和執(zhí)行器使用標(biāo)準(zhǔn)，傳感器和執(zhí)行器是對(duì)被監(jiān)控設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的基本組成部分，傳感器可監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)和數(shù)據(jù)變化，執(zhí)行器對(duì)此進(jìn)行分析和反饋，可以說兩者在自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中屬于核心構(gòu)件。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備特性，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備要采用高精度和高可靠性的智能型傳感器和執(zhí)行器，以提高整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制質(zhì)量。非關(guān)鍵設(shè)備上可以采用傳統(tǒng)傳感器和執(zhí)行器，如此可減少成本，降低整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)。

2.3建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建智能建筑設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建如上圖2所示，建筑設(shè)備LON現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)是現(xiàn)實(shí)意義上實(shí)現(xiàn)了分布式監(jiān)控。此系統(tǒng)不同類型的控制器節(jié)點(diǎn)都具備高智能化特性和網(wǎng)絡(luò)通訊能力。由于控制器各節(jié)點(diǎn)具備通訊能力，能夠使節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)相互通訊功能，構(gòu)成完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)中的控制機(jī)構(gòu)和管理機(jī)構(gòu)可以通過總線現(xiàn)場(chǎng)連接為一個(gè)整體，彼此之間可以相互協(xié)作，共同完成自動(dòng)化監(jiān)控任務(wù)，兩者可實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)和信息的共享。

2.4建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)硬件支持

智能建筑自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建必須有硬件支持，在硬件方面，主要選用以下器件：中央監(jiān)控器（計(jì)算機(jī)，監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，處理子系統(tǒng)反饋的綜合數(shù)據(jù)下達(dá)控制指令）；監(jiān)控顯示屏（將監(jiān)控圖像實(shí)時(shí)顯示，便于觀察和分析故障狀況）；鍵盤（更改程序或設(shè)定程序，典型的輸入設(shè)備）；鼠標(biāo)（輸入設(shè)備）；不間斷電源（為監(jiān)控中央系統(tǒng)和子系統(tǒng)供電，保障監(jiān)控系統(tǒng)不間斷運(yùn)行，保證整體系統(tǒng)的可靠性）；網(wǎng)絡(luò)路由器（中繼器、橋接器、配置型路由器等聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分布）；控制總線（無(wú)屏蔽雙絞線、控制總線LON）；控制節(jié)點(diǎn)（視具體情況而定）。

2.5建筑設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)軟件支持

建筑設(shè)備自動(dòng)化中央監(jiān)控器軟件功能具備操作級(jí)別和身份識(shí)別管理功能。軟件系統(tǒng)采用8位通行字進(jìn)行鑒別和管理，對(duì)操作人員實(shí)現(xiàn)權(quán)限設(shè)置，只允許有權(quán)限操作人員在一定范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)瀏覽，并對(duì)訪問者身份信息、訪問時(shí)間、訪問內(nèi)容進(jìn)行識(shí)別和記錄，且具備交互式菜單，為操作人員提供清晰的數(shù)據(jù)目錄，節(jié)省操作時(shí)間，便于高效作業(yè)；中央控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)還具備邏輯格式數(shù)據(jù)顯示功能，可描述短語(yǔ)、數(shù)值、單位等數(shù)據(jù)，對(duì)不正常數(shù)據(jù)報(bào)警顯示；具有高效數(shù)據(jù)分離終端，控制特定數(shù)據(jù)在特定端口運(yùn)行，只允許一個(gè)操作人員或打印機(jī)進(jìn)行處理；具備特殊指令操作功能，響應(yīng)命令，邏輯顯示并進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

篇（7）

狹義的安防監(jiān)控系統(tǒng)僅僅指視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是指應(yīng)用光纖、同軸電纜或微波在其閉合的環(huán)路內(nèi)傳輸視頻等信號(hào)，并從攝像到圖像顯示和記錄構(gòu)成獨(dú)立完整的系統(tǒng)。它能實(shí)時(shí)、形象、真實(shí)地反映被監(jiān)控對(duì)象，它可以在惡劣的環(huán)境下代替人工進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)視，通過錄像機(jī)記錄下來。同時(shí)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備對(duì)非法入侵進(jìn)行報(bào)警。這是一種監(jiān)控當(dāng)中的最重要也是最有效的手段之一，但是不是安防監(jiān)控的唯一，也有自己的一些缺點(diǎn)。廣義的樓宇安防監(jiān)控系統(tǒng)是指所以對(duì)小區(qū)安全進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警的系統(tǒng)的全稱，其中不僅包括視頻監(jiān)控，也包括對(duì)講系統(tǒng)、紅外線監(jiān)控、報(bào)警系統(tǒng)等等，主要包括的要素有：攝像傳輸顯示監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、對(duì)講系統(tǒng)等。筆者認(rèn)為：當(dāng)前樓宇智能化趨勢(shì)要求各種控制系統(tǒng)高度集成，順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)意義上的安防監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該是廣義上的，而且是高度集成的安防系統(tǒng)，不僅有視頻設(shè)備，還有有針對(duì)小區(qū)周邊地區(qū)進(jìn)行監(jiān)控的紅外線、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等構(gòu)成的集成系統(tǒng)，所以僅研究視頻系統(tǒng)是片面的。

2.發(fā)展前景

從市場(chǎng)需求來看，隨著社會(huì)服務(wù)的發(fā)展，小區(qū)業(yè)主對(duì)安全的考慮越來越重視，而傳統(tǒng)的巡查制度管理困難，成本高昂，所以安全防控系統(tǒng)對(duì)于小區(qū)管理極其重要，是為了各大型建筑、居民建筑以及別墅式建筑的發(fā)展趨勢(shì)。其次，現(xiàn)代通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，智能化建筑技術(shù)的提升與普及，樓房的安防監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速。未來的發(fā)展市場(chǎng)前景廣闊，將成為建筑必備設(shè)施，而且技術(shù)手段更加先進(jìn)，與數(shù)字技術(shù)的聯(lián)系更加緊密。從國(guó)家政策層面來講，政府構(gòu)建和諧社區(qū)的目標(biāo)將推動(dòng)安防監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展與普及。，例如：北京市2010年社區(qū)主要道路視頻監(jiān)控設(shè)施覆蓋面達(dá)到80%以上；社區(qū)平房、未封閉樓房安裝使用門磁報(bào)警器、樓宇對(duì)講器系統(tǒng)等設(shè)施達(dá)到80%以上。

二．國(guó)內(nèi)樓宇安防監(jiān)控發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

中國(guó)安防監(jiān)控技術(shù)大致起源于上世紀(jì)60年代初故宮博物院的安防報(bào)警系統(tǒng)。之后的若干年，中國(guó)安防監(jiān)控一直是以防盜報(bào)警系統(tǒng)為主。目前從市場(chǎng)來講，樓宇安防監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為城市建筑的必選項(xiàng)目，也是小區(qū)建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目，這幾年技術(shù)發(fā)展也非常迅速，智能化建筑的發(fā)展推動(dòng)了此項(xiàng)目的發(fā)展。但是，目前國(guó)內(nèi)的安防監(jiān)控體系制造商競(jìng)爭(zhēng)激烈，一些規(guī)模較大的通信、IT、家電企業(yè)紛紛推出視頻監(jiān)控產(chǎn)品，傳統(tǒng)視頻監(jiān)控市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局逐漸發(fā)生變化。更多領(lǐng)域的廠商進(jìn)入視頻監(jiān)控領(lǐng)域，說明視頻監(jiān)控市場(chǎng)本身蘊(yùn)藏著巨大的機(jī)會(huì)。但相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的高度競(jìng)爭(zhēng)，視頻監(jiān)控市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)還處在相對(duì)較低的層面，參與競(jìng)爭(zhēng)的廠商實(shí)力，包括企業(yè)規(guī)模、研發(fā)能力、營(yíng)銷能力等普遍不強(qiáng)，主要依靠?jī)r(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。隨著數(shù)字視頻壓縮編碼技術(shù)的不斷成熟，從上世紀(jì)90年代中后期開始，基于數(shù)字視頻壓縮編碼技術(shù)的硬盤錄像機(jī)開始出現(xiàn)在安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域，基于多媒體計(jì)算機(jī)的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)以及基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)亦成為現(xiàn)代電視監(jiān)控系統(tǒng)的主流。如今，國(guó)內(nèi)很多從事電視監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)或系統(tǒng)集成的廠家已經(jīng)在上述綜合型電視監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)上投入了很大的精力，并已取得初步成果。未來，數(shù)字化、IP化、智能化是視頻監(jiān)控發(fā)展的趨勢(shì)，視頻監(jiān)控的IT化趨勢(shì)也將更加明顯。

三．樓宇監(jiān)控安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

智能化安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須充分應(yīng)用現(xiàn)代電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與高科技通信技術(shù)，使得監(jiān)控的效果更佳。

（1）模塊化

必須堅(jiān)持完整地一次性完成總方案設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的綜合布線和諸多自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)工程系統(tǒng)線纜布局，應(yīng)同步地與土建工程同步進(jìn)行實(shí)施預(yù)埋。防止邊施工邊修改，施工后在修改的情況出現(xiàn)。對(duì)于智能化大樓的建設(shè)，樓宇監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還需要與其他的設(shè)備如通信、辦公、自動(dòng)控制等多方面地有機(jī)自動(dòng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化集成管理，這是安防系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。

（2）超前化

如果條件不成熟，也應(yīng)該預(yù)留管道與接口，為未來施工留下余地。尤其要注意系統(tǒng)和自控設(shè)備的功能超前、創(chuàng)新實(shí)用、高效優(yōu)化的組合。在建立完善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化全面綜合布線的前提下，整個(gè)智能化管理系統(tǒng)的主設(shè)備、關(guān)鍵部件及終端控制設(shè)施，可根據(jù)住戶的實(shí)際經(jīng)濟(jì)能力，按分期分批逐步實(shí)施原則進(jìn)入安裝、調(diào)試運(yùn)行。

（3）實(shí)用性

所開發(fā)的實(shí)用功能應(yīng)能為用戶實(shí)實(shí)在在地感受和使用，以人為本，充分體現(xiàn)幽雅舒適便利快捷的工作環(huán)境，并因此而提高工作效率，同時(shí)應(yīng)與國(guó)情相符，與城市的基礎(chǔ)設(shè)施和周邊環(huán)境適應(yīng)。在保證整個(gè)系統(tǒng)先進(jìn)性、可靠性的前提下，力爭(zhēng)做到性能價(jià)格比的最優(yōu)化。

2.整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要素

樓宇監(jiān)控安防系統(tǒng)主要有幾個(gè)方面的設(shè)備單元通過電路整合而成，主要包括：樓宇視頻監(jiān)控系統(tǒng)、樓宇對(duì)講系統(tǒng)、樓宇報(bào)警系統(tǒng)等，以及各個(gè)部分均有相關(guān)的部件和設(shè)備組成。

（1）樓宇視頻監(jiān)控系統(tǒng)

攝像機(jī)設(shè)備是樓宇安防監(jiān)控體系的主要設(shè)備，也是數(shù)量最多的設(shè)備，它就如整個(gè)樓宇監(jiān)控的眼睛，24小時(shí)緊盯著樓宇的關(guān)鍵區(qū)域的動(dòng)靜。同時(shí)，它把視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信號(hào)，傳輸給顯示器，顯示器設(shè)備中的軟件系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行處理，形成同步的集成視頻。這樣，只需要一兩個(gè)監(jiān)控人員就可以環(huán)視整個(gè)樓宇關(guān)鍵區(qū)域發(fā)生的異常情況。視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)所傳輸?shù)膱D像信息具有切換、記錄、重放、加工和復(fù)制等功能。

（2）樓宇門戶對(duì)講系統(tǒng)

對(duì)講系統(tǒng)是一種成本低廉的安防系統(tǒng)。是在各單元口安裝防盜門，小區(qū)總控中心的管理員總機(jī)、樓宇出入口的對(duì)講主機(jī)、電控鎖、閉門器及用戶家中的可視對(duì)講分機(jī)通過專用網(wǎng)絡(luò)組成，以實(shí)現(xiàn)訪客與住戶對(duì)講。住戶可遙控開啟防盜門，各單元梯口訪客再通過對(duì)講主機(jī)呼叫住戶，對(duì)方同意后方可進(jìn)入樓內(nèi)，從而限制了非法人員進(jìn)入。同時(shí)，若住戶在家發(fā)生搶劫或突發(fā)疾病，可通過該系統(tǒng)通知保安人員以得到及時(shí)的支援和處理。

（3）周圍紅外線探測(cè)系統(tǒng)

一些建筑周邊地區(qū)難以用視頻設(shè)備實(shí)現(xiàn)完全監(jiān)控，所以對(duì)于建筑或者小區(qū)周邊安裝紅外探測(cè)器，利用主動(dòng)紅外移動(dòng)探測(cè)器對(duì)越界行為進(jìn)行監(jiān)控，并連接到監(jiān)控中心的報(bào)警中心，當(dāng)有人非法進(jìn)入時(shí)，探頭即自動(dòng)感應(yīng)，觸發(fā)報(bào)警，主機(jī)顯示報(bào)警部位，同時(shí)聯(lián)動(dòng)相應(yīng)的探照燈和攝像機(jī)，并在主機(jī)上自動(dòng)切換成報(bào)警攝像畫面，報(bào)警中心監(jiān)控用計(jì)算機(jī)彈出電子地圖并作報(bào)警記錄。

（4）信號(hào)傳輸系統(tǒng)

傳輸部分是安防監(jiān)控系統(tǒng)圖像、聲音、紅外線等多種信號(hào)的傳輸路徑。主要由同軸電纜、互聯(lián)網(wǎng)線路等組成。視頻傳輸部分要求在前端攝像機(jī)攝錄的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，同時(shí)要求傳輸具有損耗小，可靠的傳輸質(zhì)量，圖像在錄像控制中心能夠清晰還原顯示。傳輸線路的設(shè)計(jì)應(yīng)避開惡劣或磁場(chǎng)強(qiáng)的環(huán)境或易使管線損傷的地段，與其他管線不要交叉。在線路敷設(shè)方式上，對(duì)于擴(kuò)建、改建工程可采用明敷設(shè)，可采用鋼管或PVC管或線槽保護(hù)電纜。

（5）安防監(jiān)控中心

控制部分就是安防監(jiān)控系統(tǒng)的指揮中心，就是系統(tǒng)的大腦。它將視頻攝像機(jī)獲得的信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一集成到這個(gè)指揮中心，負(fù)責(zé)視頻信號(hào)的處理、記錄、遙控等。同時(shí)，中心負(fù)責(zé)門戶對(duì)講系統(tǒng)的集中管理，負(fù)責(zé)集成報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)控以及供電系統(tǒng)的維護(hù)等。指揮中心對(duì)內(nèi)與業(yè)主聯(lián)網(wǎng)，對(duì)外還可與公安"110"處警中心實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)視頻監(jiān)控、對(duì)講系統(tǒng)、紅外探測(cè)等系統(tǒng)提出報(bào)警信息的時(shí)候，監(jiān)控中心將立即自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，包括進(jìn)行語(yǔ)音警告、警報(bào)器蜂鳴，同時(shí)在監(jiān)控中心現(xiàn)實(shí)發(fā)生警報(bào)的位置，視頻自動(dòng)錄像，鏈接110指揮中心等。

（6）輔助供電系統(tǒng)

電源的供給對(duì)于保證整個(gè)閉路監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起到至關(guān)重要的作用，一旦電源受破壞即會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。系統(tǒng)的供電可以采用集中供電和分散供電兩部分，用戶可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行選擇。

3.系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計(jì)要求

（1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

攝像機(jī)的布控是設(shè)計(jì)關(guān)鍵。布控設(shè)計(jì)的時(shí)候主要考慮這樣幾個(gè)因素：監(jiān)控范圍的關(guān)鍵性與完整性、設(shè)備安裝的美觀性、設(shè)備安裝的隱蔽性。關(guān)鍵性只要是指設(shè)備要安裝在樓宇的關(guān)鍵區(qū)域，這個(gè)區(qū)域要能夠?qū)θ藛T必經(jīng)的出入之處以及容易發(fā)生安全問題的死角進(jìn)行監(jiān)控；完整性是指攝像機(jī)的分布要形成互相銜接，較少監(jiān)控的盲區(qū)與死角；美觀性是指攝像機(jī)的位置、形狀、角度要得體、大方美觀、與環(huán)境協(xié)調(diào)，一些內(nèi)部元器件要安裝在防護(hù)罩內(nèi)；隱蔽性是指攝像機(jī)的安裝盡力放在不易關(guān)注的地方，要照顧一般人員的感受，不要咄咄逼人地隨時(shí)注視著業(yè)主，同時(shí)對(duì)于一些不法分子進(jìn)行隱蔽的監(jiān)視，可以讓其防不勝防地暴露在顯示器上。例如：攝像機(jī)的布防設(shè)計(jì)類型主要有：

a.大廳布控。

在大廳中央安裝吸頂式集成式攝像機(jī)，將攝像機(jī)、云臺(tái)、解碼器等部件均安裝在半球型防護(hù)罩內(nèi)，能作水平360º、垂直90º運(yùn)行旋轉(zhuǎn)。如果使用可變焦的攝像機(jī)鏡頭，基本上能夠?qū)Υ髲d的情況一目了然。

b.電梯布控。

電梯是容易激發(fā)違法分子犯法動(dòng)機(jī)的易發(fā)點(diǎn)。處于美觀與隱蔽的考慮，電梯內(nèi)可以安裝針孔型攝像機(jī)，它能與樓層顯示器實(shí)施方便的連接，可正確清楚地觀察與記錄在電梯運(yùn)行時(shí)進(jìn)出人員的實(shí)際情況。

c.走廊布控。

走廊也適合安裝集成攝像機(jī)，安裝在走廊的頂端或者一段的角落。走廊不一定需要很大的旋轉(zhuǎn)視角，但是需要變焦鏡頭（具體看走廊通道的長(zhǎng)度），因?yàn)樽呃鹊牧炼认鄬?duì)較差，所以需要安裝亮度較高的攝像機(jī)，以便在比較暗的燈光情況下也能看清樓內(nèi)通道內(nèi)人員的面容和相關(guān)活動(dòng)情況，由于它具備隱蔽的特點(diǎn)，不影響大樓美觀大方得體的布局。

d.樓宇周邊地區(qū)布控。

樓宇的周邊地區(qū)比較復(fù)雜，需要根據(jù)具體地形進(jìn)行布控，做好防風(fēng)防雨防曬措施，可以在樓宇的墻面，周圍的路燈上，綠化地帶內(nèi)等地段進(jìn)行安裝，特別是要關(guān)注停車場(chǎng)這樣的地段，進(jìn)出大樓的相關(guān)人員都可觀察與記錄下來。

（2）門戶對(duì)講系統(tǒng)設(shè)計(jì)

視頻監(jiān)控屬于小區(qū)集中監(jiān)控系統(tǒng)，而樓宇對(duì)講系統(tǒng)屬于業(yè)主主動(dòng)防御系統(tǒng)，具有積極的意義。通過樓寓對(duì)講系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制開門，來訪者在單元的可視門口機(jī)上選通住戶，由住戶確任后，按開門鍵開啟單元門。選購(gòu)樓宇對(duì)講系統(tǒng)應(yīng)該針對(duì)不同的住宅結(jié)構(gòu)、小區(qū)分布和功能要求來選擇，有些適宜于非封閉式管理的住宅，能夠?qū)崿F(xiàn)呼叫、對(duì)講和開鎖功能，并具有夜光指示的功能。封閉式管理的小區(qū)則可選用帶有安全報(bào)警功能的室內(nèi)機(jī)，用戶可根據(jù)各自需要安裝門磁、紅外探頭、煙霧報(bào)警、煤氣泄漏報(bào)警裝置等。一般在戶數(shù)容較小的的多層房中采用直按式多線式產(chǎn)品，則既可達(dá)到對(duì)講的基本功能，也可以合理配置節(jié)約系統(tǒng)投資成本。未來如要擴(kuò)展為聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，只需在每個(gè)單元樓里，配置1臺(tái)通訊轉(zhuǎn)換器，即可將室內(nèi)機(jī)傳出的求助信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送到小區(qū)管理中心，在系統(tǒng)主機(jī)上顯示和存儲(chǔ)房號(hào)。為方便工程布線，根據(jù)不同的小區(qū)分布，大系統(tǒng)總線可采用星型布線和環(huán)型布線。為解決大系統(tǒng)信號(hào)衰減，在同一根電纜上視頻雙相傳輸雙項(xiàng)放大可采用智能化信號(hào)增強(qiáng)器。封閉式的小區(qū)還可設(shè)置管理中心。管理中心機(jī)可儲(chǔ)存報(bào)警記錄，可隨時(shí)查閱報(bào)警類型、時(shí)間和報(bào)警住戶的樓棟號(hào)和房號(hào)，中心機(jī)可監(jiān)控和呼叫整個(gè)小區(qū)與樓棟門口。

（3）紅外線探頭

小區(qū)園區(qū)及周界不可能都安裝攝像機(jī)監(jiān)控設(shè)備，所以攝像監(jiān)控區(qū)總會(huì)有盲區(qū)。所以，選擇防止越界的地點(diǎn)安裝紅外線探頭，采用遠(yuǎn)距離主動(dòng)紅外對(duì)射探頭，利用接口與總線相連，實(shí)現(xiàn)小區(qū)的周邊防范。一旦小區(qū)周邊有非法侵入，報(bào)警主機(jī)發(fā)出報(bào)警，指出報(bào)警的區(qū)域、時(shí)間、探頭編號(hào)等。該系統(tǒng)主要由紅外對(duì)射探頭、系統(tǒng)主機(jī)及警號(hào)等組成。當(dāng)周界有報(bào)警時(shí)，保安中心的報(bào)警控制主機(jī)，發(fā)出報(bào)警聲并顯示報(bào)警區(qū)域編號(hào)。系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)，便于以后的擴(kuò)展。系統(tǒng)具有防剪線功能，一旦出現(xiàn)剪線或損壞，能及時(shí)向管理中心報(bào)警。系統(tǒng)由紅外、微波雙探測(cè)器及閃光報(bào)警器構(gòu)成，信號(hào)送至防控中心，并與電視系統(tǒng)合用矩陣控制系統(tǒng)/畫面分割器、電視墻等控制設(shè)備。

（4）自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是建立在視頻監(jiān)控、對(duì)講系統(tǒng)、紅外線探頭監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立的信號(hào)警告系統(tǒng)。自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與電視監(jiān)控系統(tǒng)相連接，將從用戶對(duì)講系統(tǒng)、戶外紅外線探頭系統(tǒng)、消防火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)方面接受到的報(bào)警信號(hào)通過系統(tǒng)將信號(hào)送至電視監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)，電視監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)的圖像切換到主監(jiān)視器上。同時(shí)報(bào)警系統(tǒng)可按分區(qū)單獨(dú)撤防布防。通過在大樓出入口、各層樓梯間出入口、走道、房門口等部位設(shè)置探頭、攝影機(jī)，在室內(nèi)安裝火災(zāi)探頭，通過這些設(shè)備完成報(bào)警監(jiān)測(cè)。當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警裝置，同時(shí)配語(yǔ)言報(bào)警單元，實(shí)現(xiàn)模擬人工報(bào)警，將警報(bào)通知公安部門。

4.互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安防監(jiān)控中的運(yùn)用

從樓宇安防設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)來看，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的嵌入是未來發(fā)展的主要趨勢(shì)。目前，大樓內(nèi)安裝的監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)用戶監(jiān)控要求的不同大致可分為兩種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：主要提供大樓內(nèi)部的安全保衛(wèi)和物業(yè)管理需要，可利用大樓內(nèi)的局域網(wǎng)絡(luò)；對(duì)于個(gè)人用戶，還比較關(guān)注的是可在辦公室等異地，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的支持隨時(shí)可以監(jiān)控到家里的安全和小孩生活的情況。利用樓宇內(nèi)部現(xiàn)有的局域網(wǎng)資源，可將前端的攝像機(jī)和報(bào)警設(shè)備(如煙感、紅外、門磁等)接入視頻服務(wù)器，通過視頻服務(wù)器的數(shù)字壓縮處理，可將視頻信號(hào)直接連入局域網(wǎng)內(nèi)。在監(jiān)控中心，安裝網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)在后臺(tái)運(yùn)行視頻監(jiān)控服務(wù)器程序，主要完成現(xiàn)場(chǎng)圖像接收，用戶登錄管理，優(yōu)先權(quán)的分配，控制信號(hào)的協(xié)調(diào)，圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)控，錄象的存儲(chǔ)、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。保安和物業(yè)管理人員可利用自己的辦公微機(jī)，在網(wǎng)絡(luò)中隨時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境。通過網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以將一些公共區(qū)域的情況開放給業(yè)主，業(yè)主經(jīng)過系統(tǒng)授權(quán)，可觀看到指定的監(jiān)控畫面。

四．設(shè)計(jì)案例——***花園小區(qū)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作為廣州十大明星樓盤之一的***花園小區(qū)，其開發(fā)商從系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)際需求出發(fā)，在綜合比較分析國(guó)內(nèi)監(jiān)控市場(chǎng)上各種監(jiān)控模式及解決方案的基礎(chǔ)上，在小區(qū)樓盤中采用基于網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的第三代全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)。按照實(shí)際需求規(guī)劃配置108臺(tái)攝像機(jī)，分別對(duì)小區(qū)內(nèi)部樓道、樓內(nèi)大堂與電梯口、地下室停車場(chǎng)、小區(qū)周邊出入口等重要地點(diǎn)進(jìn)行視頻圖像監(jiān)控。系統(tǒng)共配備27臺(tái)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，分別安放在各樓棟的弱電房?jī)?nèi)。樓棟內(nèi)以及附近地下車庫(kù)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)每4臺(tái)攝像機(jī)就近接入弱電房?jī)?nèi)的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器連入小區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)將數(shù)字圖像信號(hào)發(fā)送到監(jiān)控中心。

根據(jù)上述開發(fā)商要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位和設(shè)備廠家協(xié)商做出以下解決方式：

1、由于網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器后臺(tái)的"網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)"管理軟件具備最多16畫面分割顯示功能，而本系統(tǒng)總共有108路視頻圖像，全部要求實(shí)時(shí)錄像和顯示，因此，監(jiān)控中心配置8臺(tái)電腦并安裝配套的"網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)"管理軟件，其中1臺(tái)作為監(jiān)控主機(jī)，執(zhí)行系統(tǒng)管理以及對(duì)前端網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器設(shè)置的功能，實(shí)時(shí)調(diào)用顯示任意一路視頻圖像或回放任意一路的歷史錄像資料，執(zhí)行對(duì)任意監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)云臺(tái)鏡頭的控制，但不執(zhí)行錄像功能；另外7臺(tái)電腦作為監(jiān)控副機(jī)（其中6臺(tái)每臺(tái)負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)指定的16路視頻圖像的顯示、錄像功能，另外1臺(tái)負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)余下的12路視頻圖像的顯示、錄像功能。）執(zhí)行指定視頻圖像的顯示、錄像功能。

2、監(jiān)控副機(jī)均配備17英寸顯示器，顯示器固定安放在電視墻柜里，全屏顯示直接組合成監(jiān)視墻（即電視墻）；監(jiān)控主機(jī)的顯示器直接擺放在操作臺(tái)上以便于日常操作管理；監(jiān)控電腦機(jī)箱全部放置在機(jī)柜里。

3、考慮到操作臺(tái)空間的有限性，再加上日常控制操作以監(jiān)控主機(jī)為主，因此所有電腦通過切換器共用一套鼠標(biāo)鍵盤實(shí)現(xiàn)控制管理操作。

篇（8）

1)冷凍水系統(tǒng):冷凍水輸配系統(tǒng)采用恒定溫差變流量的二級(jí)泵系統(tǒng)，一級(jí)泵為定流量。根據(jù)使用功能及各環(huán)路阻力特性設(shè)置了三組二級(jí)泵，分別為:a．住院樓;b．門診、醫(yī)技樓;c．手術(shù)部、ICU等凈化區(qū)域(四管制系統(tǒng))。每組泵設(shè)一臺(tái)備用泵，二級(jí)泵根據(jù)最不利環(huán)路壓差信號(hào)變頻運(yùn)行。2)熱水系統(tǒng):采用變流量一級(jí)泵系統(tǒng)，系統(tǒng)變流量依據(jù)遠(yuǎn)端壓差。冷、熱水系統(tǒng)循環(huán)泵分別設(shè)置。兩管制、四管制系統(tǒng)分別設(shè)置換熱機(jī)組及管路?？照{(diào)冷熱水系統(tǒng)水平主管段采用同程式，垂直立管采用異程式。采用高位膨脹水箱定壓、補(bǔ)水。主干管及主分支管回水管處設(shè)置靜態(tài)平衡閥，用以調(diào)節(jié)水系統(tǒng)平衡。同時(shí)，空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組設(shè)置動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。風(fēng)機(jī)盤管亦設(shè)置動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)兩通雙位閥。3)冷卻水系統(tǒng):采用開式機(jī)械循環(huán)，超低噪聲橫流冷卻塔集中設(shè)置在住院樓南樓屋面，冷卻水32℃/37℃。4)蒸汽凝結(jié)水:經(jīng)過換熱機(jī)組產(chǎn)生的80℃凝結(jié)水，接至衛(wèi)生熱水換熱機(jī)組，預(yù)熱洗浴用水，降溫至35℃的凝結(jié)水儲(chǔ)存至－2層制冷機(jī)房的凝結(jié)水箱，作為車庫(kù)沖洗用水等其他洗滌用水。5)水處理:空調(diào)冷熱水系統(tǒng)的補(bǔ)水設(shè)軟水處理。制冷機(jī)組入口冷水、冷卻水總管上設(shè)旁流動(dòng)態(tài)離子過濾水處理器，對(duì)空調(diào)冷水/冷卻水進(jìn)行除垢、殺菌滅藻、除銹等處理，冷卻水系統(tǒng)設(shè)置智能在線清洗裝置。

1．2空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

1)病房、門診、辦公等采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。新風(fēng)系統(tǒng)按區(qū)域分散設(shè)置，不跨越防火分區(qū)，新風(fēng)支管設(shè)機(jī)械式定風(fēng)量閥，向室內(nèi)定量供應(yīng)空調(diào)新風(fēng);室外新風(fēng)入口處設(shè)置電動(dòng)密閉調(diào)節(jié)閥、電子空氣消毒凈化裝置。2)輸液大廳、大堂等大空間場(chǎng)所采用全空氣系統(tǒng)，上送上回，空調(diào)機(jī)組變頻控制，根據(jù)人流量和室外空氣狀態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)空調(diào)送風(fēng)量。過渡季設(shè)置排風(fēng)機(jī)組，實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行。3)消防安保中心、物管用房、變配電用房等，單獨(dú)設(shè)置風(fēng)冷熱泵型分體空調(diào)器。4)手術(shù)室、產(chǎn)房、ICU等潔凈區(qū)域部分采用獨(dú)立凈化空調(diào)系統(tǒng)。

2自動(dòng)控制

2．1空調(diào)冷水系統(tǒng)

1)機(jī)組、水泵、冷卻塔控制。機(jī)組冷水及冷卻水出水管上設(shè)電動(dòng)開、關(guān)閥及水流開關(guān)，冷卻塔進(jìn)水管上設(shè)電動(dòng)開、關(guān)閥。冷水機(jī)組、冷水泵、冷卻水泵和冷卻塔聯(lián)鎖運(yùn)行。啟動(dòng)順序:各電動(dòng)蝶閥打開冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)冷卻水泵啟動(dòng)冷凍水泵啟動(dòng)冷水機(jī)組啟動(dòng)。停機(jī)順序相反。2)機(jī)組、水泵、冷卻塔群控。冷水總供水管及回水管上裝設(shè)溫度傳感器，冷水供水管上設(shè)流量傳感器。通過設(shè)計(jì)的冷水流量及供回水溫差、微機(jī)計(jì)算出的系統(tǒng)冷量，與軟件的設(shè)定值比較，以確定最優(yōu)的主機(jī)開啟臺(tái)數(shù)及啟動(dòng)與其配套的水泵和冷卻塔。3)冷水二級(jí)泵系統(tǒng)控制策略。二級(jí)泵為變流量運(yùn)行，其控制信號(hào)來自最不利環(huán)路干管的供回水壓差信號(hào)系統(tǒng)，該壓差信號(hào)與設(shè)定值比較，在有偏差時(shí)，將會(huì)自動(dòng)調(diào)整相關(guān)水泵的轉(zhuǎn)速，以令該壓差回到設(shè)定范圍，從而保證末端供水流量的穩(wěn)定，而又實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)能。

2．2空調(diào)熱水系統(tǒng)

1)換熱機(jī)組二次側(cè)出水管上設(shè)溫度傳感器，其溫測(cè)信號(hào)傳遞給一次側(cè)蒸汽入口處的自力式溫度調(diào)節(jié)閥以調(diào)節(jié)溫控閥的開度，控制蒸汽流量。2)空調(diào)熱水為一級(jí)泵變流量運(yùn)行，其控制信號(hào)來自最不利環(huán)路干管的供回水壓差信號(hào)系統(tǒng)，該壓差信號(hào)與設(shè)定值比較，在有偏差時(shí)，將會(huì)自動(dòng)調(diào)整相關(guān)水泵的轉(zhuǎn)速，以令該壓差回到設(shè)定范圍，從而保證末端供水流量的穩(wěn)定，而又可有效的最大限度的節(jié)能。同時(shí)，用戶側(cè)泵的流量發(fā)生變化時(shí)，將影響到板式換熱器一次側(cè)的供回水溫度的變化，為了維持一次側(cè)的溫差恒定，熱水一次側(cè)泵變流量運(yùn)行。

2．3空調(diào)末端

1)風(fēng)機(jī)盤管/吊柜(回風(fēng)工況)控制。通、斷水流或選擇風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)低、中、高速運(yùn)行，以維持室內(nèi)的溫度，同時(shí)調(diào)節(jié)各個(gè)末端設(shè)備之間的壓力平衡。冬夏季工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換。2)新風(fēng)機(jī)控制。由設(shè)在主送風(fēng)管上的溫度傳感器，經(jīng)DDC控制器控制其回水管上的兩通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以保持送風(fēng)設(shè)定溫度的穩(wěn)定。電動(dòng)閥與風(fēng)機(jī)連鎖。冬夏季工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換。3)柜式、組合式空調(diào)器控制。由設(shè)在回風(fēng)總管上的溫度傳感器，經(jīng)DDC控制器控制其回水管上的兩通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥以保持室內(nèi)設(shè)定溫度的穩(wěn)定。電動(dòng)閥與風(fēng)機(jī)連鎖，冬夏季工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換。由DDC控制器根據(jù)設(shè)置在回風(fēng)管上的二氧化碳濃度傳感器信號(hào)控制新風(fēng)、回風(fēng)及排風(fēng)管上電動(dòng)風(fēng)閥開度，以保證室內(nèi)新風(fēng)量及節(jié)約能源。過渡季節(jié)由DDC控制器根據(jù)室內(nèi)溫度信號(hào)控制新風(fēng)、回風(fēng)及排風(fēng)管上電動(dòng)風(fēng)閥開度，由DDC控制器根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)壓信號(hào)變頻控制系統(tǒng)中的所有風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以維持室內(nèi)溫度。

2．4空調(diào)系統(tǒng)防凍設(shè)計(jì)及控制

在冬季空調(diào)水系統(tǒng)試壓及調(diào)試期間，系統(tǒng)不運(yùn)行時(shí)，其水系統(tǒng)應(yīng)放空泄水以免凍裂末端設(shè)備銅管。在空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)入口處設(shè)置電動(dòng)風(fēng)閥與其系統(tǒng)風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，在空調(diào)系統(tǒng)表冷器后設(shè)置防凍開關(guān)?？照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，DDC控制器根據(jù)其信號(hào)控制空調(diào)器回水管上的電動(dòng)二通閥開度。

篇（9）

1.設(shè)備不統(tǒng)一

相對(duì)獨(dú)立研發(fā)，通過添加一些簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程操作功能，稱其產(chǎn)品數(shù)字家庭系統(tǒng)。一個(gè)家庭在多個(gè)獨(dú)立的專有數(shù)字系統(tǒng)信息中，多個(gè)重疊數(shù)字家庭系統(tǒng)用戶在功能上往往比較混亂。

2.產(chǎn)品不穩(wěn)定

國(guó)內(nèi)數(shù)字產(chǎn)業(yè)在數(shù)字家庭方面的發(fā)展中，并沒有一個(gè)統(tǒng)一的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在這樣的一個(gè)市場(chǎng)環(huán)境下，許多中型小型企業(yè)獨(dú)立經(jīng)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)，加上市場(chǎng)炒作，不注意用戶的實(shí)際體驗(yàn)，很多是簡(jiǎn)單增加在某一性能或功能基礎(chǔ)上就投入市場(chǎng)，產(chǎn)品間的聯(lián)系不強(qiáng)，互不相容，甚至互相干擾，不利于數(shù)字家庭系統(tǒng)的修改和擴(kuò)展，只能給用戶帶來不好的影響。

二、智能系統(tǒng)在家居設(shè)計(jì)中的狀態(tài)

從今天的產(chǎn)品體系看，國(guó)內(nèi)還未樹立完整的智能數(shù)字理念，市場(chǎng)提供的產(chǎn)品間大都無(wú)一定的功能與形式的聯(lián)系，各類產(chǎn)品都獨(dú)自研發(fā)與更新。部分產(chǎn)品研發(fā)程序中過多地在電器的使用初級(jí)階段加入指令命令，沒有一個(gè)完善的整體處理系統(tǒng)。構(gòu)架內(nèi)各類設(shè)備與電器產(chǎn)品聯(lián)系較少，超控性能較低，使用效率不高，同時(shí)在核心的遠(yuǎn)程命令體驗(yàn)上的問題需要改進(jìn)。從使用者的角度出發(fā)，智能數(shù)字家庭系統(tǒng)的出現(xiàn)首要功能是把人從煩瑣的家庭工作解放出來，更多地來享受生活和工作之余歸家的放松；同時(shí)能掌握家庭中的每一個(gè)信息數(shù)據(jù)，并分析相應(yīng)的智能家電設(shè)備的智能操作以完成某些任務(wù)。此系統(tǒng)應(yīng)用前景非常廣闊，適應(yīng)不同國(guó)家、地區(qū)人生活的功能需求；同時(shí)更應(yīng)該注意到不同國(guó)家、地區(qū)、民族、季節(jié)等方面的不同，根據(jù)用戶的需求量身定做對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)控方式、信息源代碼，保證信息記錄與搜索的必要功能。

（一）智能家居系統(tǒng)的性能需求

1.系統(tǒng)10s從每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性小數(shù)點(diǎn)后1位小數(shù)。

3.快速響應(yīng)用戶的請(qǐng)求。

4.問題處置利用圖像控制。

5.各類參數(shù)信息建立在系統(tǒng)內(nèi)，便于搜索。

（二）智能數(shù)字家庭系統(tǒng)功能層次

不同層的智能家居系統(tǒng)根據(jù)用戶需求，根據(jù)硬件處理能力分配任務(wù)。系統(tǒng)劃分為兩層平臺(tái)。一級(jí)使用嵌入式開發(fā)板硬件支持平臺(tái)，與此同時(shí)，選擇電腦作為二級(jí)處理系統(tǒng)平臺(tái)。由于嵌入式設(shè)備的處理能力和內(nèi)容容量限制，選擇使用這個(gè)系統(tǒng)級(jí)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集平臺(tái)，與一些復(fù)雜程度不高的智能家用電器的開啟和關(guān)閉，發(fā)送數(shù)據(jù)到輔助平臺(tái)，從個(gè)人電腦（PC）接受數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。所以利用PC機(jī)應(yīng)用一個(gè)二級(jí)硬件設(shè)備、圖像安保，目的是為使用者及時(shí)處置相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)處理數(shù)據(jù)的保存任務(wù)。在前期硬件設(shè)計(jì)過程中多級(jí)平臺(tái)建設(shè)必須具有以下原則。

1.透明模擬。利用Java語(yǔ)言研發(fā)可供使用的仿真體系，并能夠運(yùn)行至少兩個(gè)Windows和Linux操作系統(tǒng)上，系統(tǒng)抽象OSGI組件技術(shù)和設(shè)備的使用服務(wù)，以Bundle的形式。仿真平臺(tái)是面向服務(wù)為主的，所以不必關(guān)心虛擬設(shè)備和服務(wù)真實(shí)設(shè)備。

2.可配置性。SmartHome是一個(gè)動(dòng)態(tài)的設(shè)備，具有各種不確定因素的各式各樣的工作。出現(xiàn)各種類型的檢測(cè)要求。檢測(cè)工作中會(huì)出現(xiàn)能搭檔的數(shù)據(jù)模式。

3.模擬環(huán)節(jié)方便性能平臺(tái)是二維圖像版式。SHEmu平臺(tái)是圖形界面視覺顯示領(lǐng)域的設(shè)備，設(shè)備工作狀態(tài)之間具有互操作性，Xml通過配置文件來記錄設(shè)備的不同狀態(tài)，相應(yīng)的圖像資源在GU視圖與其中某一個(gè)文件相搭配，實(shí)現(xiàn)不同視圖對(duì)應(yīng)不同設(shè)備的關(guān)系。

4.數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)。SHEmu提供數(shù)據(jù)的分類，數(shù)據(jù)庫(kù)的管理通過消息記錄和初始信息來實(shí)施。

篇（10）

1系統(tǒng)介紹

1.1 CAN總線與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)的發(fā)展?fàn)顩rCAN總線是一種有效支持分布式控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，是德國(guó)BOSCH公司從20世紀(jì)80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而設(shè)計(jì)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，歷經(jīng)技術(shù)規(guī)范2.0A和2.0B后已形成CAN國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO11898)

。CAN遵循OSI模型，按照OSI基準(zhǔn)模型，CAN機(jī)構(gòu)分為2層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。按照IEEE802.2和802.3標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)鏈路層又劃分為邏輯鏈路控制層(LLC)和媒體訪問控制層(MAC)；物理層又劃分為物理信令層(PLS)、物理媒體附屬裝置層(PMA)和媒體相關(guān)接口層(MDI)。由于CAN具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使得它在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

目前，基于CAN總線獲得廣泛應(yīng)用的應(yīng)用層協(xié)議有DeviceNet和CANOpen等。CAN具有以下主要特點(diǎn)[2]：(1)CAN為多主工作方式，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)送信息，而不分主從；

(2)在報(bào)文標(biāo)識(shí)符上，CAN上的節(jié)點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求；

(3)CAN采用非破壞總線仲裁技術(shù)。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息出現(xiàn)沖突時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間；(4)CAN節(jié)點(diǎn)只需通過對(duì)報(bào)文標(biāo)識(shí)符濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一對(duì)多點(diǎn)及全局廣播幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)；(5)CAN報(bào)文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低；

(6)CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。

現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)合使得企業(yè)的管理可以深入到測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)，在這種互聯(lián)方式下，由以太網(wǎng)構(gòu)建信息網(wǎng)，通過兩者的有機(jī)聯(lián)接，從而構(gòu)成一個(gè)中型/大型的遠(yuǎn)程監(jiān)控/數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)[3]。

1.2系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)由溫度、濕度測(cè)控器、CAN以太網(wǎng)通信轉(zhuǎn)換器、服務(wù)器和客戶端組成，如圖1所示。

溫度、濕度測(cè)控器主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度數(shù)據(jù)的采集、處理、控制、顯示、報(bào)警以及通過CAN總線與通信轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

CAN、以太網(wǎng)通信轉(zhuǎn)換器主要負(fù)責(zé)CAN總線數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，并將CAN的數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)發(fā)送到服務(wù)器上。

服務(wù)器負(fù)責(zé)監(jiān)控結(jié)果數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和報(bào)表的存儲(chǔ)，同時(shí)，向客戶端提供訪問服務(wù)。

客戶端通過瀏覽器上因特網(wǎng)訪問服務(wù)器上的數(shù)據(jù)并進(jìn)行通信和控制。

2硬件設(shè)計(jì)溫度、濕度測(cè)控器主要分為數(shù)據(jù)采集、控制和CAN總線通訊3部分

溫度、濕度測(cè)控器的溫度、濕度傳感器采用瑞士圖2溫度、濕度測(cè)控器的硬件框圖Fig.2 Structure of temperature and humidity controllerSENSIRION公司的SHT10，傳感器包括1個(gè)電容式聚合體測(cè)濕元件和1個(gè)能隙式測(cè)溫元件，并與1個(gè)14位A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路在同一芯片上實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。SHT10具有超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

每個(gè)SHT10傳感器都在極精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。兩線制串行接口和內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。溫度、濕度測(cè)控器的MCU采用微芯公司的PIC18F2580，它是整個(gè)溫度、濕度測(cè)控器的運(yùn)算控制單元，它采用16位的RISC指令系統(tǒng)、哈佛總線結(jié)構(gòu)、兩級(jí)流水線取指等技術(shù)，具有32 KB快閃存內(nèi)存、4 KB的RAM、片內(nèi)看門狗、內(nèi)部EEPROM、CAN控制器等豐富的片內(nèi)資源，抗抗干擾性能強(qiáng)，功耗低，速度高[4]。PIC18F2580主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集與控制，并與通信轉(zhuǎn)換層適配器進(jìn)行實(shí)時(shí)CAN總線數(shù)據(jù)的通信。

CAN與以太網(wǎng)通信轉(zhuǎn)換層硬件框圖如圖3所示，它的處理器采用NXP公司的ARM7TDMI-S核的單片機(jī)LPC2378，是一款支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的16/32位ARM7TDMI-S CPU，處理器時(shí)鐘高達(dá)72MHz。片內(nèi)含有高達(dá)512 KB的片內(nèi)Flash和58 KB的片內(nèi)SRAM存儲(chǔ)器，具有強(qiáng)大的通信接口：10/100M以太網(wǎng)媒體訪問控制器(MAC)，2路CAN-bus接口。

增強(qiáng)型外設(shè)4個(gè)32位捕獲/比較定時(shí)器、1個(gè)帶有2 KB電池SRAM的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘、看門狗定時(shí)器和1個(gè)片內(nèi)4 MHz的RC振蕩器。LPC2378的強(qiáng)大功能為CAN和以太網(wǎng)的通信轉(zhuǎn)換帶來了極大方便[5]。

3軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的對(duì)象主要包括3部分：溫度、濕度測(cè)控器的檢測(cè)控制和CAN通信，CAN以太網(wǎng)通信轉(zhuǎn)換，B/S平臺(tái)。

3.1溫度、濕度測(cè)控器的軟件設(shè)計(jì)溫度、濕度測(cè)控器的軟件流程

它主要包括初始化子程序、CAN數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送程序、顯示程序、鍵盤掃描程序、控制程序。CAN數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送對(duì)實(shí)時(shí)性要求比較高，故采用中斷方式進(jìn)行處理。微處理器PIC18F2580在程序開始首先要對(duì)CAN控制器模塊進(jìn)行初始化。主要通過測(cè)控器本身的地址標(biāo)識(shí)的讀取來對(duì)CAN控制器的過濾器和屏蔽器進(jìn)行配置。屏蔽器用于確定標(biāo)識(shí)符中的哪一位被過濾器檢查，這樣，一旦1條有效的信息被信息緩沖器MAB接收，信息的標(biāo)識(shí)符區(qū)域?qū)⑴c過濾器值相比較，若相匹配，則信息將被裝入接收緩沖器。微控制器收到CAN數(shù)據(jù)后，根據(jù)相應(yīng)命令進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，如設(shè)置相應(yīng)報(bào)警溫度濕度、執(zhí)行相應(yīng)控制等，然后，做出相應(yīng)的應(yīng)答。

控制程序主要是通過串行接口對(duì)SHT10進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，并把讀取數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，運(yùn)用bang-bang控制通過驅(qū)動(dòng)電路控制中央空調(diào)，使得房間保持一定的溫度和濕度。3.2 CAN與以太網(wǎng)通信轉(zhuǎn)換軟件設(shè)計(jì)3.2.1 LPC2378的CAN控制器與CAN總線間的數(shù)據(jù)傳輸LPC2378的CAN控制器帶有1個(gè)完整的發(fā)送和接收緩沖器串行接口，它是1個(gè)雙重接收緩沖器，有了這個(gè)雙重的接收緩沖器，芯片可以在對(duì)1個(gè)報(bào)文進(jìn)行處理時(shí)，可接收另一個(gè)報(bào)文，但它不含有驗(yàn)收濾波器。驗(yàn)收濾波器是獨(dú)立的器件，它對(duì)所有CAN通道進(jìn)行CAN標(biāo)識(shí)符過濾。

數(shù)據(jù)從CAN控制器發(fā)送到CAN總線由CAN控制器自動(dòng)完成。發(fā)送程序采用中斷方式，中斷方式發(fā)送程序分為發(fā)送主程序和中斷服務(wù)程序。主程序用于控制信息的發(fā)送，中斷服務(wù)程序負(fù)責(zé)發(fā)送臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)中的暫存信息。中斷流程圖見圖5。

μC/OS-Ⅱ是一個(gè)包含時(shí)間管理、任務(wù)調(diào)度等基本功能的小型、輕量級(jí)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的內(nèi)核，而且LPC2378是基于ARMTDMI的ARM的內(nèi)核，其內(nèi)核與存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)都很適合操作系統(tǒng)的運(yùn)行[6]。

以太網(wǎng)控制器采用uC/IP的協(xié)議棧，主要使用TCP/IP協(xié)議。TCP/IP是面向連接的協(xié)議，它在2個(gè)TCP之間創(chuàng)建1條虛連接，TCP在運(yùn)輸層使用流量控制和差錯(cuò)控制機(jī)制來保證數(shù)據(jù)的可靠性[7]。TCP提供全雙工服務(wù)，即數(shù)據(jù)可在同一時(shí)間雙向流動(dòng)?？刂破髯鳛榭蛻舳税l(fā)起連接。通過TCP/IP數(shù)據(jù)的收發(fā)中斷見圖6。

對(duì)于TCP數(shù)據(jù)包，LCP2378取出數(shù)據(jù)，并存入數(shù)據(jù)區(qū)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)分析后，通過CAN控制器發(fā)到CAN總線上，對(duì)于從CAN總線上接收的數(shù)據(jù)，同樣存入相應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)，將數(shù)據(jù)按照TCP/IP進(jìn)行封裝發(fā)送。

圖6與以太網(wǎng)通信的中斷方式的數(shù)據(jù)收發(fā)Fig.6 Data exchange with Ethernet through Interruption4實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)研制成功后，與多個(gè)帶有32個(gè)節(jié)點(diǎn)CAN總線子網(wǎng)系統(tǒng)和以太網(wǎng)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。主要針對(duì)TCP/IP協(xié)議和CAN協(xié)議的數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)對(duì)其性能和穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證。圖7所示為使用ZLGCANTest工具監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)截圖。

圖7 CAN總線數(shù)據(jù)截圖Fig.7 CAN field bus screenshot整個(gè)系統(tǒng)正式投入運(yùn)行后，到目前為止已經(jīng)投入運(yùn)行半年時(shí)間，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或者由于總線沖突導(dǎo)致的節(jié)點(diǎn)自動(dòng)脫離總線的現(xiàn)象。

5結(jié)論

(1)所設(shè)計(jì)的基于CAN總線與以太網(wǎng)互聯(lián)的實(shí)時(shí)溫度、濕度監(jiān)控系統(tǒng)在某數(shù)據(jù)中心得到應(yīng)用，系統(tǒng)中采用的底層使用CAN總線通信，中間層使用以太網(wǎng)通信，上層通過服務(wù)器與因特網(wǎng)連接，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試和運(yùn)行，并與其他通信方式相比較，CAN總線通信方式穩(wěn)定性良好，可靠性高。

(2)由于原數(shù)據(jù)中心測(cè)控裝置分布較分散，房間數(shù)量多，導(dǎo)致房間溫度、濕度控制不穩(wěn)定甚至導(dǎo)致事故發(fā)生。采用該系統(tǒng)以后，不僅所有的房間溫度、濕度可以乾地遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性大大提高。

(3)實(shí)踐證明，基于CAN總線與以太網(wǎng)互聯(lián)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)是可行的，符合未來監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。另外，該系統(tǒng)也可以應(yīng)用于其他需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

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篇（11）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，航空業(yè)在近些年也得到了空前的發(fā)展，國(guó)內(nèi)各大機(jī)場(chǎng)每天的航班起降次數(shù)也有非常顯著的增加，這就給機(jī)場(chǎng)的安全可靠運(yùn)行提出了更高的要求。機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航站是機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵組成部分，通常情況下每個(gè)機(jī)場(chǎng)都需要很多個(gè)地面導(dǎo)航站為其服務(wù)。導(dǎo)航站通過無(wú)線傳輸技術(shù)，向空中飛行的飛機(jī)發(fā)送其所在位置、高度等等信息，以保證飛機(jī)能夠安全飛行以及安全著陸。此外，導(dǎo)航站中的設(shè)備還配有備份動(dòng)力系統(tǒng)以及空調(diào)系統(tǒng)等部件，這些部件工作時(shí)對(duì)于所處的環(huán)境有著一定的要求。譬如周圍環(huán)境的溫度、濕度、工作電壓、工作電流等。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式均是由工作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接查看，這樣不僅工作效率低，而且不能夠?qū)崟r(shí)掌握導(dǎo)航站設(shè)備運(yùn)行的情況，一旦出現(xiàn)問題不能夠及時(shí)進(jìn)行解決，極大的影響著飛機(jī)的安全飛行。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)導(dǎo)航站設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高工作人員的工作效率，本文設(shè)計(jì)了一種機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航站集中監(jiān)控系統(tǒng)。下面就該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行簡(jiǎn)要的描述。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航站集中監(jiān)控系統(tǒng)的核心就是計(jì)算機(jī)，模塊化設(shè)計(jì)是系統(tǒng)軟、硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思想，同時(shí)系統(tǒng)還使用了多個(gè)傳感器以及自動(dòng)控制電路，通過LAN、E1、RS485實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航站設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，以及監(jiān)測(cè)控制中心對(duì)導(dǎo)航站設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

2 系統(tǒng)所要監(jiān)控的內(nèi)容

機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航站集中監(jiān)控系統(tǒng)所需要監(jiān)控的主要內(nèi)容大致可以分為三大塊：動(dòng)力監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控以及報(bào)警監(jiān)控。實(shí)施監(jiān)控的主要方法為以下四種：a）遙測(cè)：監(jiān)控中心可以控制系統(tǒng)所配置的多種傳感器以及大量的監(jiān)控設(shè)備來對(duì)所需要監(jiān)控的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程采集。b）遙訊：監(jiān)控中心通過該方式可以獲得導(dǎo)航站設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)以及設(shè)備的原有參數(shù)。c）遙調(diào)：監(jiān)控中心可以通過該方式對(duì)導(dǎo)航站設(shè)備的各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)。d）遙控：監(jiān)控中心通過該方式對(duì)導(dǎo)航站設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

本文所涉及的機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航站集中監(jiān)控系統(tǒng)主要由四大部分組成：監(jiān)控中心客戶端、數(shù)字視頻與環(huán)境參數(shù)采集器（DVES）、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用服務(wù)器以及底層監(jiān)控設(shè)備。在實(shí)際應(yīng)用中，不同機(jī)場(chǎng)的規(guī)模以及所建設(shè)的導(dǎo)航站數(shù)量均有所不同，所以要想提高監(jiān)控系統(tǒng)的適用性，就必須對(duì)系統(tǒng)組網(wǎng)以及靈活性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)每個(gè)單元的連接方式可以用下圖表示：

系統(tǒng)的一個(gè)監(jiān)控單元就由一個(gè)DVES和與之相連的底層監(jiān)控設(shè)備所組成，一個(gè)監(jiān)控單元對(duì)應(yīng)著監(jiān)控一個(gè)導(dǎo)航站，但一個(gè)監(jiān)控中心客戶端卻連接了多個(gè)控制單元，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)導(dǎo)航站的監(jiān)控。

3.2 系統(tǒng)組成

a）監(jiān)控中心客戶端：所謂監(jiān)控中心客戶端，實(shí)際上就是一個(gè)安裝運(yùn)行機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航站集中監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，監(jiān)控人員可以通過這個(gè)客戶端獲取所需要的監(jiān)控信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行集中管理。而且，不同的監(jiān)控中心客戶端相互之間可以獨(dú)立運(yùn)行。監(jiān)控人員可以在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行多個(gè)監(jiān)控客戶端，通過局域網(wǎng)或者Internet實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)DVES的連接，掌握底層監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行過程中的任何數(shù)據(jù)。此外，系統(tǒng)還可以使用DCOM技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控記錄進(jìn)行分布式保存，進(jìn)一步完善監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。

b）DVES：DVES在結(jié)構(gòu)上可以分為兩個(gè)部分：DVS以及串行數(shù)據(jù)接口卡。它是導(dǎo)航站監(jiān)控系統(tǒng)中的重要組成部分，承擔(dān)著監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集的重要任務(wù)。

DVS數(shù)字視頻服務(wù)器是使用Socket 完全封裝傳輸控制協(xié)議的多線程服務(wù)器端，其主要作用就是對(duì)所采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并傳輸。DVS的開發(fā)過程會(huì)使用一些封裝了必要數(shù)據(jù)處理以及傳輸接口方法的SDK開發(fā)包。串行數(shù)據(jù)接口卡是通過RS232與DVS實(shí)現(xiàn)連接的，它實(shí)質(zhì)上適宜用可以即插即用的單片機(jī)系統(tǒng)。串行數(shù)據(jù)接口卡的結(jié)構(gòu)可以用下表表示：

c）數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用服務(wù)器：機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航站集中監(jiān)控系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)量與系統(tǒng)所底層連接的監(jiān)控設(shè)備多少成正比例關(guān)系，所以對(duì)于具有眾多監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)而言，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是一種較好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)就是使用了分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)與監(jiān)控中心客戶端直接的連接是通過DCOM接口來實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)用戶可以直接查看具體的交換過程。

以上對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念、監(jiān)控對(duì)象以及系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航站集中監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于機(jī)場(chǎng)的安全運(yùn)行有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。今后，筆者將對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際使用情況進(jìn)行跟蹤研究，以期進(jìn)一步提高系統(tǒng)的運(yùn)行性能及適用性。