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物联网技术中的STM微控制器全面解析

物联网技术中的STM微控制器全面解析

物联网技术中的STM微控制器全面解析物联网(Internet of Things,简称IoT)作为近年来飞速发展的概念,正在深刻改变着我们的生活和工作方式。

而在物联网技术的实现过程中,STM微控制器(STM Microcontroller)作为一种重要的硬件平台,扮演着至关重要的角色。

本文将对STM微控制器进行全面解析,旨在帮助读者更好地了解其在物联网技术中的应用和作用。

一、STM微控制器的概述STM微控制器是由意法半导体(STMicroelectronics)公司开发的一类集成电路芯片,具有高度集成、低功耗、高性能等特点。

该微控制器广泛应用于物联网领域,能够实现传感器数据采集、信号处理、网络通信等功能,为物联网系统的构建提供强有力的技术支持。

二、STM微控制器的特点1. 高度集成:STM微控制器整合了处理器核心、内存、外设接口等多个功能单元,使得物联网设备的设计更加简化和紧凑。

2. 低功耗:为了适应物联网设备长时间工作的需求,STM微控制器采用了先进的低功耗技术,能够在大部分情况下保持低功耗状态,延长设备的使用寿命。

3. 高性能:尽管STM微控制器功耗低,但其性能并不逊色。

它具备较高的运算能力和较大的存储容量,能够胜任各种复杂的物联网应用场景。

4. 多种外设接口:STM微控制器内部集成了丰富的外设接口,包括通信接口(如UART、SPI、I2C等)、模拟输入输出接口和数字输入输出接口等,为连接和控制外围设备提供了很大的便利。

三、STM微控制器在物联网中的应用1. 物联网终端设备:STM微控制器作为物联网终端设备的核心控制器,能够实现传感器数据采集、数据处理和网络通信等功能。

它可以用于智能家居、智能监控、智能交通等领域,提升设备的智能化程度和用户体验。

2. 物联网网关设备:STM微控制器可用于物联网网关设备的设计,实现多种无线通信协议的兼容和转换。

通过与云平台的连接,实现终端设备与云端的数据传输和控制,为物联网系统的部署和管理提供支持。

物联网技术中的STM微控制器详解

物联网技术中的STM微控制器详解

物联网技术中的STM微控制器详解1. 引言物联网技术的发展使得我们的生活更加便捷和智能化。

而在物联网系统中,微控制器是不可或缺的核心组件之一。

本文将详细介绍物联网技术中的STM微控制器,包括其基本概念、特点、应用以及未来发展方向。

2. STM微控制器概述STM微控制器是由ST公司开发的一类32位单片机,具有较高的性能和可靠性。

其采用了现代的ARM架构,提供了丰富的外设接口和强大的计算能力,适用于各种物联网应用场景。

3. STM微控制器特点3.1 高性能:STM微控制器采用32位处理器架构,具有高速的运算和响应能力,能够满足物联网系统对复杂算法和实时性的需求。

3.2 低功耗:为了适应物联网设备的长时间运行,STM微控制器采用了先进的功耗控制技术,能够在保证性能的前提下降低功耗,延长设备的续航时间。

3.3 多种外设接口:STM微控制器提供了丰富的外设接口,如UART、SPI、I2C等,方便与其他设备进行通信和数据交互。

3.4 灵活的软件开发环境:ST公司为STM微控制器提供了易于使用的开发工具和软件库,开发者可以快速进行软件开发和调试,提高开发效率。

4. STM微控制器应用案例4.1 智能家居:在智能家居系统中,STM微控制器可以作为主控终端,负责控制家庭设备的联动和管理。

通过各种传感器的数据采集和处理,实现智能灯光、空调、门锁等设备的远程控制和自动化管理。

4.2 工业自动化:在工业自动化领域,STM微控制器广泛应用于PLC控制器、机器人和传感器等设备中。

其高性能和可靠性保证了工业设备的稳定运行和精确控制,提高了生产效率。

4.3 智慧农业:STM微控制器可以应用于农业物联网系统中,实现土壤湿度、温度等环境参数的监测和控制。

通过远程监控和自动化控制,实现智能的农业生产和资源优化利用。

5. STM微控制器的未来发展随着物联网技术的不断发展和应用场景的不断扩大,STM微控制器将继续发展壮大。

未来,我们可以期待以下几个方面的发展:5.1 集成度提升:STM微控制器将逐步提高集成度,将更多的外设和功能集成到芯片中,减小整体尺寸,提高性能。

理解STM系列微控制器的工作原理和架构

理解STM系列微控制器的工作原理和架构

理解STM系列微控制器的工作原理和架构STM系列微控制器是一种广泛应用于嵌入式系统设计中的芯片,它的工作原理和架构对于了解和应用该系列芯片至关重要。

在本文中,我们将深入探讨STM系列微控制器的工作原理和架构。

一、STM系列微控制器的工作原理STM系列微控制器是基于ARM架构的芯片,它采用了先进的32位处理器技术,具备高性能和低功耗的特点。

其工作原理可以概括为以下几个方面:1. 内核结构:STM系列微控制器的内核结构包括处理器核心、内存管理单元、系统控制寄存器等。

处理器核心负责执行指令,内存管理单元负责管理存储器的读写操作,系统控制寄存器用于设置和配置系统的各种参数。

2. 存储器系统:STM系列微控制器拥有多种不同类型的存储器,包括闪存存储器、随机存储器(RAM)和非易失性存储器(NVM)。

闪存存储器用于存储程序代码和数据,RAM用于临时存储数据,NVM用于存储非易失性的配置数据。

3. 外设接口:STM系列微控制器提供了丰富的外设接口,包括通用输入输出口(GPIO)、通用异步收发器(UART)、模拟数字转换器(ADC)等。

这些外设接口可以与外部设备进行数据交互,实现微控制器与外界的通信功能。

4. 系统时钟:STM系列微控制器通过内部时钟模块生成运行时所需的系统时钟,用于同步各个部件的操作。

系统时钟的频率可以根据需求进行调节,以满足不同应用场景下的要求。

二、STM系列微控制器的架构STM系列微控制器的架构设计合理,模块丰富,具有良好的可扩展性和可重用性。

其架构可以分为以下几个方面:1. 内核架构:STM系列微控制器的内核架构采用了先进的ARM Cortex-M系列核心,包括Cortex-M0、Cortex-M3和Cortex-M4等。

这些核心具有高性能、低功耗、高代码密度等特点,适用于不同的应用场景。

2. 存储器架构:STM系列微控制器的存储器架构包括多级缓存、闪存存储器、RAM和NVM等。

多级缓存可以提高处理器的运行效率,闪存存储器用于存储程序代码和数据,RAM用于临时存储数据,NVM用于存储非易失性的配置数据。

物联网时代的明星产品STM微控制器

物联网时代的明星产品STM微控制器

物联网时代的明星产品STM微控制器在物联网时代,STM微控制器成为了明星产品之一。

作为一种嵌入式系统的核心组件,STM微控制器融合了传感器、处理器、通信模块等多种功能于一体,为物联网应用提供了强大的支持和便利。

一、物联网时代的背景随着互联网的迅猛发展,物联网时代的到来已经成为趋势。

物联网通过将各种设备、传感器、信息采集装置等通过网络进行连接,实现信息的互通和远程控制。

这一技术的发展,使得智能家居、智慧城市、智能交通等应用得以快速发展。

二、STM微控制器的基本介绍STM微控制器是意法半导体公司(STMicroelectronics)出产的一种嵌入式系统产品。

该微控制器集成了处理器核心、片上存储器、通信模块和数字模拟接口等多种功能单元,能够满足不同物联网应用的需求。

1. 处理器核心:STM微控制器采用先进的ARM Cortex-M系列处理器核心,具有高性能、低功耗的特点。

其中,Cortex-M系列的最新版本Cortex-M33采用了高效能的指令集、优化的流水线结构,能够提供出色的计算和控制性能。

2. 片上存储器:STM微控制器内置了闪存和RAM存储器,用于存储程序代码、数据和运行时内存。

闪存存储器具有非易失性,可以保证程序的长期安全存储,而RAM存储器则用于临时存储数据。

3. 通信模块:STM微控制器支持多种通信接口,包括UART、SPI、I2C等,可以与其他设备进行快速、可靠的数据交换。

同时,它还支持无线通信技术,如Wi-Fi、蓝牙、LoRaWAN等,可以实现设备与云端的远程连接。

4. 数字模拟接口:STM微控制器提供了丰富的数字模拟接口,支持各种传感器的连接和信号采集。

这些接口可以接收模拟信号、进行模数转换,并通过处理器核心进行处理和分析。

三、STM微控制器在物联网应用中的优势STM微控制器以其强大的功能和可靠性,在物联网应用中具有以下优势:1. 低功耗:STM微控制器采用先进的功耗管理技术,可以在低功耗状态下运行,延长设备电池寿命,降低能耗成本。

STM系列微控制器及其应用领域简介

STM系列微控制器及其应用领域简介

STM系列微控制器及其应用领域简介STM(STMicroelectronics)系列微控制器是一类广泛应用于多个领域的高性能芯片。

本文将介绍STM系列微控制器的基本特点以及其在各个应用领域中的应用情况。

一、STM系列微控制器的基本特点STM系列微控制器是STMicroelectronics公司针对嵌入式系统设计而开发的产品。

其主要特点如下:1. 高性能:STM系列微控制器采用先进的处理器架构和高速运算能力,能够实现高效的数据处理和复杂的算法运算。

2. 低功耗:STM系列微控制器在设计之初便考虑了能耗的问题,通过优化电路结构和功耗管理技术,实现了较低的功耗水平。

3. 多样化选择:STM系列微控制器提供了多种型号和封装,可以满足不同应用场景下的需求。

同时,STMicroelectronics还提供了完善的开发工具和支持,方便开发者进行产品设计和调试。

4. 安全可靠:STM系列微控制器拥有丰富的硬件安全功能和软件保护机制,能够有效防范黑客攻击和数据泄露的风险。

二、STM系列微控制器的应用领域1. 工业自动化STM系列微控制器在工业自动化领域中广泛应用。

例如,工厂自动化控制系统、工业机器人、智能仓储系统等都需要可靠的控制器来完成复杂的运算和控制任务。

STM系列微控制器的高性能和可靠性使其成为了首选的解决方案。

2. 汽车电子STM系列微控制器在汽车电子领域中有重要的地位。

现代汽车中涉及到的引擎控制、车身电子系统、安全系统等都离不开高性能的微控制器。

STM系列微控制器的高性能、低功耗和可靠性,使其成为了汽车电子系统中的主要选择。

3. 消费电子STM系列微控制器在消费电子领域中也有广泛的应用。

例如智能手机、平板电脑、智能家居等产品中,STM系列微控制器作为控制核心,能够实现复杂的功能和优化的用户体验。

4. 通信设备STM系列微控制器在通信设备领域中也有广泛应用。

无线通信设备、网络设备、光纤通信设备等都需要高性能的微控制器来进行数据处理和控制。

STM系列微控制器的功能和应用介绍

STM系列微控制器的功能和应用介绍

STM系列微控制器的功能和应用介绍STM系列微控制器是意法半导体(STMicroelectronics)公司推出的一系列高性能、低功耗的微控制器产品。

得益于其强大的处理能力和丰富的功能,STM系列微控制器在各个领域的应用中广泛被采用。

本文将对STM系列微控制器的功能和应用进行详细介绍。

一、STM系列微控制器的功能特点1. 强大的处理能力:STM系列微控制器采用了先进的处理器核心,包括ARM Cortex-M系列等,具有高性能和低功耗的特点。

这些处理器核心配备了丰富的指令集和高效的执行单元,能够满足各种复杂任务的处理需求。

2. 丰富的外设接口:STM系列微控制器内置了大量的外设接口,包括通用输入输出引脚(GPIO)、模拟和数模转换器(ADC和DAC)、通用串行总线接口(SPI、I2C、USART等)等。

这些外设接口可以连接各种传感器、执行器和外部设备,实现与外界的通信和控制。

3. 多种存储器选项:STM系列微控制器提供了多种存储器选项,包括闪存、RAM和EEPROM等。

闪存用于存储程序代码和数据,RAM用于临时数据存储,而EEPROM可用于非易失性数据存储。

这些存储器选项满足了不同应用场景下的数据存储需求。

4. 丰富的调试和开发工具:STM系列微控制器提供了丰富的调试和开发工具,包括调试接口、开发板、软件开发工具等。

这些工具能够帮助开发人员进行软硬件调试、编程和仿真,提高开发效率和质量。

二、STM系列微控制器的应用领域1. 工业自动化:STM系列微控制器在工业自动化领域中应用广泛。

它们可以用于控制各种工控设备,如PLC、机器人、传感器等。

其强大的处理能力和丰富的外设接口使得STM系列微控制器能够满足各种复杂的控制需求。

2. 智能家居:STM系列微控制器可以应用于智能家居系统,实现对灯光、空调、安防等设备的智能控制。

其低功耗和高性能的特点使得微控制器能够在智能家居系统中起到节能和提升用户体验的作用。

STM微控制器为智能工厂的智能控制提供支持

STM微控制器为智能工厂的智能控制提供支持

STM微控制器为智能工厂的智能控制提供支持智能工厂作为现代工业发展的重要方向,致力于利用先进技术来提高生产效率、降低成本并实现自动化控制。

在智能工厂中,STM微控制器扮演着关键的角色,为智能控制系统提供了强大的支持。

本文将介绍STM微控制器在智能工厂中的应用及其所提供的支持。

一、STM微控制器简介STM微控制器,全称STMicroelectronics微控制器,是由STMicroelectronics公司开发和生产的一款高性能、低功耗的微控制器。

它集成了处理器核、存储器、外设接口等多种功能于一体,可以实现各种复杂的控制操作。

在智能工厂中,STM微控制器广泛应用于自动化控制系统、物联网设备等领域。

二、STM微控制器在智能工厂中的应用1. 生产线自动化控制在智能工厂的生产线中,STM微控制器可用于实现生产过程的自动化控制。

通过与各类传感器的连接,STM微控制器可以实时获取生产线上的各种参数数据,如温度、湿度、压力等,并通过内置的算法进行数据处理和分析。

其强大的数据处理能力和高可靠性确保生产线的稳定运行,并在必要时进行自动调整和优化,提高生产效率和产品质量。

2. 设备监控与维护智能工厂中的各种设备需要进行实时监控和维护,以确保其正常运行并及时处理故障。

STM微控制器可以通过与设备的接口进行连接,实时监测设备的运行状态和性能指标。

一旦发现异常,STM微控制器可以自动发出报警信号,并通过网络传输数据至操作人员的终端设备,方便及时处理。

此外,STM微控制器还可以记录设备的运行数据和故障信息,为设备维护提供指导和决策支持。

3. 能源管理与节约智能工厂需要合理管理和利用能源资源,以实现能源的节约和环境保护。

STM微控制器可用于监控和控制能源设备的运行,如供电系统、照明系统等。

通过实时监测能源消耗情况和设备运行状态,STM微控制器可以进行智能化的能源调度和优化,确保能源的有效利用。

此外,STM微控制器还可以实现能源管理的远程监控和控制,方便管理人员对能源消耗进行实时分析和调整。

STM微控制器实现物联网智能化的核心工具

STM微控制器实现物联网智能化的核心工具

STM微控制器实现物联网智能化的核心工具物联网(Internet of Things,简称IoT)是近年来快速发展的一个领域,它将各种对象通过互联网连接起来,构建一个智能化的系统。

而在物联网的实现过程中,STM微控制器作为一种核心工具,扮演着重要的角色。

本文将探讨STM微控制器在物联网智能化中的应用,以及其所带来的技术和社会影响。

一、STM微控制器概述STM微控制器是意法半导体(STMicroelectronics)公司开发的一种单芯片微型计算机系统,它融合了处理器、存储器、输入输出接口等关键组件,具备强大的计算和控制能力。

STM微控制器以其低功耗、高性能和丰富的外设接口而在物联网应用中得到广泛应用。

二、STM微控制器在物联网中的应用1. 设备连接与数据采集物联网系统中的各种设备需要通过网络进行连接和数据传输,而STM微控制器作为物联网设备的核心处理单元,能够实现设备间的无缝连接,并负责数据的采集和处理。

通过STM微控制器,我们可以轻松实现传感器数据的获取、设备状态的监控以及环境信息的收集等功能。

2. 实时控制与智能决策物联网系统需要对各种设备进行实时控制,而STM微控制器所具备的高性能和快速响应的特点,使得它能够实现对设备的远程控制和智能决策。

通过STM微控制器的智能算法和实时反馈机制,我们可以对设备进行精确的控制,提高物联网系统的效率和稳定性。

3. 安全与隐私保护在物联网应用中,安全和隐私保护是至关重要的,而STM微控制器提供了一系列安全功能和机制,帮助我们保护物联网系统的安全性。

它支持数据加密、身份认证等安全措施,能够有效地防止数据泄露和黑客攻击,保护用户的隐私权。

三、STM微控制器带来的技术和社会影响1. 技术进步STM微控制器的应用促进了物联网技术的不断发展,使得物联网系统更加智能化和便捷化。

它为传感器网络、智能家居、智能交通等领域的发展提供了坚实的技术基础,推动着物联网技术向更高层次迈进。

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第四章BACnet专用控制器软硬件系统4.1 BACnet专用控制器硬件系统4.1.1硬件结构本控制器的硬件平台为嵌入式STM32V5开发板,主要由STM32F103微控制器组成,该微控制器带有以太网接口和RS485接口,其他还包括电源模块、ADC(数/模转换器)模块、存储器单元等错误!未找到引用源。

硬件模型如下图所示:路由器工作站图控制器硬件构成4.1.2 STM32MCU简介本控制器主芯片选用基于ARM Cortex-M3 32位RISC内核的高性能STM32F103VET6。

因为拥有内置的ARM内核,因此它与所有的ARM工具和软件兼容,所以软件开发平台我们选取Keil μVision5。

芯片的主要特性如下:●工作频率为72MHz;●工作电压为2.0V--3.6V,工作温度在-40°C至+105°C的范围;●它具有100引脚封装,有着多达80个快速I/O端口和联接到两条APB总线的外设;●内置高速存储器(128K字节的闪存和20K字节的SRAM);●2个12位的ADC,用于对输入电源和负载电流检测,具有双采样和保持功能,A/D测量范围:0-3.6 V,片上集成了温度传感器;●拥有4个通用16位定时器、2个看门狗定时器以及一个PWM定时器,所以在时序方面能够达到BACnet需求。

●3个USART接口,其中一个用于MS/TP总线的串口收发;●2个I2C(SMBus/PMbus)和2个SPI同步串行接口(1兆位/秒);●内嵌4至16MHz高速晶体振荡器、带校准功能的32kHz RTC振荡器、40kHz的RC振荡器、经出厂调校的8MHz的RC振荡器;●一个USB和一个CAN接口;●支持三种低功耗模式:睡眠模式、停机模式和待机模式,用以保证低功耗应用的省电要求。

●调试模式包括:串行线调试(SWD)和JTAG接口,本文使用JTAG调试。

4.1.3 RS485通信模块本控制器中使用的RS-485收发器芯片为SP3490。

SP3490是+3.3V低功耗的全双工收发器,符合RS-485电气规范,能够满足本文控制器有关串行通信的需求,数据传输速率可高达10Mbps(带负载),可实现低功耗操作,而且同时不会降低性能。

其他特性还包括:●可与+5V的逻辑电路共同工作;●-7V~+12V的共模输入电压范围;●±200mV 的接收器输入灵敏度;●允许在同一串行总线上连接32个收发器等;●兼容LTC490 和SN75179。

图4-2 RS-485接口电路4.1.4电源模块通过稳压器AMS1117-3.3输入+5V,提供3.3V的固定电压输出,为了降低电磁干扰,电容C1-C5为CPU提供BANK电源滤波。

VREF+采用VDDA电源基准。

LED灯显示当前电源连通状态。

为RTC的备份电源采用V1 3.3V锂离子片状电池。

该稳压器应用范围广泛,可用于高效线性稳压器、后置稳压器、用于交换式电源、5V至3.3V线性稳压器、有源SCSI终端等。

图4-3 电源模块电路4.1.5时钟源电路共需要两路时钟输入,一路是CPU处理器的工作时钟,另一路提供给RTC 电路。

低速外部时钟源(LSE)为32.768KHz晶体谐振器B2。

C10、C11谐振电容选择6P。

外部晶体/陶瓷谐振器(HSE)为8MHz晶体谐振器B1,C8、C9谐振电容选择10P,系统的时钟经过PLL模块将时钟提高到72MHz。

图4-4 时钟源电路4.1.6 JTAG 接口JTAG(Joint test action group)也是一种国际标准测试协议(IEEE 1149.1兼容),主要用于芯片代码的烧写和测试。

因为ARM 内核的处理器中都集成了JTAG 调试模块,本文选用的STM32处理器就是如此,所以对于ARM 系统来说,使用JTAG 的调试模式最方便。

同时JTAG 调试具有很多的优点,比如软件硬件均可调试,十分便捷、无需任何监控程序、可以重复利用JTAG 硬件测试接口,还能够在RAM 和ROM 中设置断点。

综上考虑,本文选取了JTAG 作为本控制器的调试模式,控制器的JTAG 接口电路如下图:图4-5 JTAG 接口电路 4.2 BACnet 专用控制器软件设计本文中的控制器是一个按照BACnet 互操作性要求设计的BACnet 专用控制器(B-ASC ),采用了主流的软硬件技术,具有模拟输入/输出、数字输入/输出。

控制器的软件设计以嵌入式实时操作系统µC/OS-Ⅱ为基础,采用多任务机制,通过任务调度和任务监视,具有较好的实时性和可靠性。

软件层面的模型如下图4-6:网络与服务Device Communication Control 或Read Property 或Write Property Result+或者Result -I-have 或者I-am图4-6 控制器软件模型4.2.1需求分析由于使用一致性类和功能组的概念进行BACnet系统的说明和设计有一定难度且较为抽象,所以为了更清晰明了的对BACnet网络中的DDC控制系统进行说明和描述,ASHRAE 13 DDC(ASHRAE Guideline-13,Special Direct Digital Control System)总结了DDC系统的体系结构、输入/输出接口结构、通信、程序配置和系统测试等方面,定义了一种设计及说明DDC控制系统的标准化方法错误!未找到引用源。

该方法将对楼宇自控系统内任意设备间的交互内容描述总结为以下5个互操作域:(1)“数据共享”(Data Sharing)互操作域;(2)“报警与事件管理”(Alarm and Event Management)互操作域;(3)“时间安排”(Scheduling)互操作域;(4)“趋势或日志”(Trending)互操作域;(5)“设备与网络管理”(Device and Network Management)互操作域。

BACnet协议共定义了6个类型的BACnet标准设备:①操作员工作站(Operator Workstation,B-OWS)②楼宇控制器(Building Controller,B-BC)③高级应用控制器(Advanced Application Controller,B-AAC)④专用控制器(Application Specific Controller,B-ASC)⑤智能执行器(Smart Actuator,B-SA)⑥智能传感器(Smart Sensor,B-SS)这6种标准设备各自实现不同类别的互操作域(Interoperation Area)。

本文设计的控制属于BACnet专用控制器(B-ASC),它所实现的功能用互操作域描述如下:(1)数据共享:允许其他设备访问所有对象的属性值;允许其他设备(如操作员工作站B-OWS)修改所有或部分对象的属性值;(2)报警与事件管理:不要求支持该项功能;(3)时间安排:不要求支持该项功能;(4)趋势与日志:不要求支持该项功能;(5)设备与网络管理:只允许设置状态和控制参数。

具体到实际中,一个典型的BACnet控制器应具备以下几个方面的功能:(1)通信功能:正确收发报文,能够和网络内其他的BACnet设备进行通信。

(2)监视功能:监视与它相连的控制设备的状态,并能够将其状态信息传达到网BACnet络中。

(3)控制功能:能够控制与其相连的底层设备的运行状态。

4.2.2基于BACnet协议的控制器通信本文使用了BACnet的一个开源协议进行二次开发,最新版本的源码可以从网站下载,本文使用的源码版本为bacnet-stack-0.8.2。

该开源协议栈可移植到多种体系结构的芯片中,可实现BACnet服务器、客户机和路由器等功能,使用时根据需要进行选择。

协议栈同时实现了大部分的BACnet协议标准服务的编码和解码函数,对于比如模拟输入/输出、数字输入/输出等常用的BACnet对象也得到应用,可以满足本文的开发使用需求。

BACnet协议栈在本文所设计控制器中的整体实现过程如下图4-7所示:图4-7 协议栈实现示意图根据手上STM32开发板的硬件配置和考虑到实验室应用环境中的数据参数,我们在程序中建立了五种BACnet 对象:一个Device 对象、Binary_Input 对象、Binary_Output 对象、Analog_Input 对象、Analog_Output 对象。

Binary_Input 对象对应如回风机运行状态和故障状态,Binary_Output 对象对应开发板上的继电器输出,控制相连接开关的启停,Analog_Input 对象对应连接传感器输入的模拟量值例如温度、湿度、压力等,Analog_Output 对象对应输出的模拟量信号如回风机频率调节等。

Device 对象则是对设备的概括描述,包含了基本信息。

对控制器中BACnet 参数的配置包括MAC 地址、设备对象实例等。

设备对象实例没有硬性要求,只要不和互联网络内其他设备重复即可,此处设置为103;因为实验室内还有另外5个标准MS/TP 设备,所以为了有序而将MAC 地址设置为6。

控制器与其他BACnet 设备间的通信基于不同的应用服务,具有不同的互操作功能。

本文的BACnet 专用控制器主要具有数据共享和网络管理两部分互操作内容。

通过ReadProperty 、WriteProperty 、Who-Is 、Who-Has 等完成服务发起方和服务执行方之间的操作。

4.2.3 PID 控制算法作为楼宇自控系统,需要对很多环境参数进行控制,例如温度、湿度、压力等,而控制器在运行时可以集成一些控制算法来实时控制设备运行状态。

在自控系统中,数据参数会一直处于变化状态,很难建立出一个精确的数学模型,采用PID 控制算法在此时就可以起到较好的效果。

因为该算法的简单、鲁棒性强等优点,目前在楼宇DDC 控制器中应用最为广泛。

一般PID 算法的表达式为:()()()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎰dt t de T dt t e T t e K t tp D 0I 1u (4.1) 对应模拟控制器的传递函数为:()()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++==S T S T K s E s U D I p 11s D (4.2) 式中的参数,u(t)为调节器的输出信号;e(t)为调节器输入的偏差信号,等于测量值与给定值之差;K p 为调节器的比例系数;T I 为调节器的积分时间常数;T D 为调节器的微分时间常数;基本PID算法根据控制器输出和执行机构的对应关系,又分为位置型和增量型两种,相比较而言,增量式PID算法运算。

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