智能楼宇监控系统(毕业设计论文)

毕业论文

论文题目：智能楼宇监控系统

本文还介绍了智能建筑系统的硬件和软件，重点介绍了EBI系统、直接数字控制器（DDC）和末端设备，并特别分析了各系统软件的功能。论文最后为对智能楼宇监控系统的分析研究的总结，并由此以小见大，对智能建筑做了前景展望。

摘要

智能建筑的“智能化”是指在建筑物内进行信息管理和信息综合利用的能力。它是随着现代计算机技术、现代控制技术、现代通信技术、现代图形显示技术的发展而发展起来的一种完美建筑。由于其在舒适性、快捷性、安全性上的技术优势，当今社会兴起了智能建筑建设热潮。

本文首先阐述了智能建筑的概念、建设目标和个系统功能描述。然后，论文通过对潍坊某酒店的研究着重于分析讨论智能楼宇监控系统，特别是深入地分析了各监控系统的控制原理，以及各监控系统功能的实现，在此基础上，论文描述了上述各监控系统的具体设计。首先，论文根据潍坊某酒店需要设计出系统需求，然后选择相应的技术并规划系统所应具备的功能，接着选择厂家和产品，最后整理出系统所需设备。

本文还介绍了智能建筑系统的硬件和软件，重点介绍了EBI系统、直接数字控制器（DDC）和末端设备，并特别分析了各系统软件的功能。论文最后为对智能楼宇监控系统的分析研究的总结，并由此以小见大，对智能建筑做了前景展望。

关键词：智能建筑，监控系统，EBI

ABSTRACT

“The intelligentization” of intelligent buildings means the capabilities of information management and information utilization in the buildings.It is a kind of perfect construction which develops with modern computer technology, modern control technology, modern communication technology, modern graphics technology. Due to its technical superiority in the term of comfort ,agility and security ,intelligent buildings are in the making in modern society.

This thesis firstly described the concept , building goals and every system function of intelligent buildings .Then ,by the research in one hotel in Weifang city ,the thesis focused on discussion of intelligent building control system, particularly the analysis of the monitoring system control theory in depth ,and the realization of the monitoring system functions .On that basis, the thesis described the specific design of monitoring system above.Firstly,the thesis designed the system requirements according to the need of the hotel in Weifang .After that ,I selected the corresponding technology and planned the function in the system , then selected the manufacturers and products, and finally sorted out the system requirements for equipment and funding.

This thesis also introduced the hardware and software of the intelligent building systems, which focused on the EBI system, direct digital control (DDC) and the terminal equipment, and analyzed the function of every system software in particular .Finally ,the thesis concluded the analysis and research of the intelligent building control system, from one small clue, one can see what is coming,and looked into the future of intelligent buildings.

KEY WORDS: Intelligent buildings , Monitoring system , EBI

目录

摘要.............................................................................................................................. I ABSTRACT .................................................................................................................. II 第1章绪论. (1)

1.1智能建筑的概念 (2)

1.2智能建筑的建设目标 (3)

1.3本文涉及工作背景和作者的主要工作 (4)

第2章系统功能描述 (6)

第3章各系统功能的实现 (8)

3.1 电力供应系统的监控 (8)

3.2室内温度、湿度的检测 (8)

3.3制冷系统 (9)

3.4 空调系统 (9)

3.5 新风系统 (11)

3.6送、排风系统 (12)

3.7 给排水系统 (12)

3.8智能照明 (13)

3.9 电梯和扶梯监视 (13)

第4章工程范围和系统结构 (14)

4.1工程范围 (14)

4.2系统结构 (15)

第5章系统硬件介绍 (16)

5.1 EBI系统介绍 (16)

5.2 系统硬件 (16)

5.2.1 中央操作站 (16)

5.2.2 直接数字控制器（DDC）和末端设备 (17)

第6章系统软件 (22)

6.1 系统软件概述 (22)

6.2 系统软件功能 (23)

6.2.1 监控报警管理功能 (23)

6.2.2 操作编程功能 (24)

6.2.3 节能控制功能 (28)

6.2.4 数据管理辅助功能 (29)

6.2.5 安全保障、设备管理辅助功能 (30)

第7章结论与展望 (31)

致谢 (32)

参考文献 (33)

附录 (34)

附录1 设备清单 (34)

附录2 系统结构图 (35)

第1章绪论

随着科学技术的日新月异，特别是计算机技术的迅猛发展，人们越来越追求信

息社会和安全舒适的生活方式。1984年，美国康奈涅格(Connecticut)州哈特福德(Hartford)市建成了世界首座智能大厦(Intelligent Building)。次年日本东京的

一座智能大厦相继建成，从而智能建筑引起了世界各国的关注。

目前正在兴起的智能建筑或智能大厦建设热，体现了社会信息化和经济国际化

的需要。智能建筑能提供给人们全面的、高质量的、安全的、舒适的生活与工作环境，提供各种综合服务功能，提高工作效率。它是现代高科技的结晶，是建筑艺术、控制技术和信息技术完美的结合。有关的设计、施工与验收规范尚在讨论之中。

智能建筑主要的特征，就在于它的“智能化”(Intelligence)实现了信息(Information)，资源(Resources)和任务(Task)的共享。

图1.1智能建筑“智能化”特征示意图

1.1智能建筑的概念

目前，在国内的楼宇建设中正流行着一股“智能化”的热潮，许多房地产商在

介绍自己的楼盘时，通常贯以“3A”智能建筑或“5A”智能建筑的广告词。但

什么是智能建筑?我认为以下两种说法从不同的角度阐述了智能建筑:

(1)美国计算机与信息科学家麦里森教授在他的《智能建筑发展趋势》一文中

说:“智能建筑是一幢或一组大楼，其内拥有居住、工作、教育、医疗、娱乐等一

切设施；大楼拥有内部的电信系统，为大楼居住人员提供广泛的计算机和电信服务；

大楼还拥有供暖、通风、照明、保安、消防、电梯控制和进出大楼的监控等子系统，

从而为大楼内的居住人员建立一个更加富有创造性，更高的效率和更为安全舒适的

环境。”

(2)国际智能建筑物研究机构则作出了如下的阐述:“通过对建筑物的四个基本

要素，即结构、系统、服务和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，它能

够帮助业主和管理者意识到，他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人声安

全等方面得到最大利益的回报。”

为了达到上述定义中的目标，一幢智能建筑必须具备下列功能和相应的系统:

中央计算机管理系统(CentralComputerManagementSystem -CCMS):借助建筑物

内的计算机网络，包括LAN (Local AreaNet ) ， WAN (Wide Area Net)将楼宇设

备自动化系统(BAS通信自动化系统(CAS)，办公自动化系统(OAS)集中管理。

楼宇设备自动化系统(Building Automation System-BAS):自动监控建筑物内

机电设备的运行并使之达到最佳状态，同时确保建筑物的安全(出入控制、消防)。

通信自动化系统(Communication Automation System-CAS):借助通信网络(电

话网络与计算机网络)，包括低速和高速通信网络、卫星通信提供语音、数据、文

字以及图像等信息服务。

办公自动化系统(Office Automation System-OAS):为建筑物内的用户提供管

理信息和网络，从而实现办公电子化，办公自动化，提高办公室工作效率。

建筑物综合布线系统(Premises Distribution System-PDS):它是建筑物信号

与信息传送的物理介质网，是智能建筑的计算机化、网络化的基础。它直接关系到

信息服务的能力[1]。

图1.2智能化建筑各子系统示意图

1.2智能建筑的建设目标

建设智能建筑的目标是什磨?这是在考虑建设智能建筑之前所必须回答的问题。我认为建设智能建筑的目标主要体现在以下三个方面:

（1）提供安全、舒适、快捷的优质服务

（2）建立先进与科学的综合管理机制

（3）节省能耗和降低人工成本

图1-3至1-5分别描述了与上述三性有关的子系统。

图1.3舒适性相关子系统

图1.4安全性相关子系统

图1.5快捷性相关系统

1.3本文涉及工作背景和作者的主要工作

本论文通过对潍坊市某酒店的研究，着重于分析讨论智能楼宇监控系统的设计和实现。

此酒店智能监控系统的监控任务为：

能稳定和准确地自动调节酒店内各项参数（如温度、湿度、新风等），记录和统计系统的运行参数及系统运行趋势和规律，不断优化系统运行。为酒店内工

作人员和顾客提供高效率、舒适、便利的工作和生活环境，保证酒店内的舒适性、安全性要求。

对酒店内各种重要的机电设备实现集中管理、优化配置，使系统在全自动的状态下运行。全天候监测酒店内所有设备及各个子系统的运行状态，以最小的人力物力达到最完善的管理效果。

对整个酒店的设备进行监控，提供可靠的、经济的最佳能源供应方案，管理不同时间内设备用电量大小，使设备始终处于最佳运行状态及最佳利用率，大量减少不必要的能源浪费。

最大限度地降低酒店设备的运行成本。设备在系统的统一管理之下始终处于最佳运行状态。系统会按照设备的运行情况打印维护保养报告，提示管理人员对设备及时进行维护，延长设备的使用寿命。

提高酒店内人员与设备的整体安全水平，坚持“以人为本”的原则。对设备的运行状态进行实时监视，可使管理人员及时发现设备故障、问题与意外，消灭故障于隐患之中，保证人身的安全。一旦设备有故障发生，计算机可以报告故障发生的位置及故障发生的原因，以便维护人员快速排除故障，恢复设备正常运行。

作者通过对上述潍坊市某酒店智能监控系统的研究，在接下来的章节将详细介绍智能楼宇监控系统的设计和实现。

第2章系统功能描述

通过自控系统对潍坊市某酒店内冷热源、空调系统的最佳控制，温、湿度的自

动调节，新风量的控制，以及供排水、照明等合理设计从而保证潍坊市某酒店各个

区域和功能满足环境的要求，同时楼宇自控系统可以根据不同区域的特点和动态信

息进行日程安排，自动设定设备控制策略，使设备运行数量与环境控制要求相匹配。系统采取优化运行方式确保节能，从而降低运行费用。系统管理建筑设备使其管理

现代化，包括管理功能、显示功能、设备操作功能、实时控制功能、统计分析功能

及故障诊断功能，并使这些功能自动化，从而实现物业管理现代化，降低人工成本。

第3章各系统功能的实现3.1 电力供应系统的监控

监控内容与功能实现

表3.1电力供应系统监控内容与功能实现

监控内容与功能实现

表3.2热水系统监控内容与功能实现

1监控接口

制冷机组群控子系统提供协议，通过局域网与楼宇控制系统联系。楼宇设备管理系统只是与冷冻机组的中央控制器进行全面数据交换，来达到各监控点和监控设备的监视及控制功能[2]。

2监控内容与功能实现

表3.3制冷系统监控内容与功能实现

3.4 空调系统

1.监控原理图

图3.1空调机组监控原理2.监控内容与功能实现

表3.4空调机组监控内容与功能实现

3.5 新风系统

1.监控原理图

图

3.2新风机组监控原理

2.监控内容与功能实现

表3.5新风机组监控内容与功能实现表

3.6送、排风系统

1.监控原理图

图3.3送、排风机监控原理

2.监控内容与功能实现

表3.6通风系统监控内容与功能实现

3.7 给排水系统

监控内容与功能实现

表3.7给排水系统监控内容与功能实现

3.8智能照明

监控内容与功能实现

表3.8智能照明监控内容与功能实现

3.9 电梯和扶梯监视

监视内容与功能实现

表3.9电梯和扶梯系统监视内容与功能实现

第4章工程范围和系统结构

4.1工程范围

本次研究对象潍坊市某酒店智能监控系统采用楼宇设备自控系统（BAS），是利用计算机控制技术组成的高度自动化的综合管理系统。工程范围包括规划酒店建筑物内的机电设备（空调冷源系统、空调通风系统、给排水系统、照明系统、高低压配电系统以及电梯系统等）进行远程监视、报警和分散控制、统一管理，实现对各设备的实时检测、逻辑控制、状态显示、数据统计等。可确保建筑物内舒适、安全的办公环境，同时实现高效、节能、便利的物业管理[3]。

表4.1 楼宇设备自控系统工程范围

系统是客户机/服务器的体系结构，它的服务器、工作站、客户机，都运行在微软公司的Windows 2000的环境下。

操作员通过操作工作站软件观察和操作楼宇自控系统。工作站软件独立运行在一台或多台PC机上，通过网络连接到系统服务器。系统通过连接打印机来输出报警或各类报表。

本工程楼宇设备自控系统的中央操作站设在首层消防及安保控制中心。系统通过现场总线将各种功能的系列控制器相连，完成空调冷源系统、空调通风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯系统等的监视与控制。现场接有各种传感器、执行器、阀门、电气执行机构等设备，因此，这是一个三层系统。系统服务器/中央控制站为网络层/管理层，DDC控制器为控制层，现场传感器，执行器为现场层。

1、管理层网络

采用标准的TCP/IP以太网构成局域网，中央站与工作站为服务器/客户

机结构，通过以太网及相应的网关实现中央站、工作站、及第三方设备、相关子系统间的及集成系统的数据通信、资源共享和综合管理功能。

系统由于其结构及开放性易于实现与其他相关系统和独立设置的智能化

系统间的数据通信、系统集成以及与其他厂商设备和系统的连接。

数据传输速率为10/100M，与网络设备也有关。

2、监控层网络

系统的控制器通过现场总线与中央通讯，能实现控制器间的通讯，即同

层通讯，便于系统参数的共享及不同控制器间的联动控制。

中央工作站可通过现场总线把信息传送至任何指定的分站。

系统可根据所提供接口实现与其他著名厂商如冷冻机、变配电、电梯等

的设备和系统的连接。

监控层网络也可以根据实际监控需要建立其子网。