深圳市博万机电设计事务所（普通合伙）
摘要：随着我国经济快速发展，智能楼宇已经从写字楼发展到了智能社区，随着中国智能楼宇市场的竞争格局的打开，跨行业的合作更加广泛，一批批新技术新产品进入建筑智能化领域，无线技术，数字化技术产品被广泛采用，使智能建筑的实用价值得到了广泛提升，楼宇自动化系统也将朝着网络化、数字化、集成化、生态化方向发展。尤其是这些年来，由于楼宇用户的要求和需求水平越来越高，楼宇智能化中电气自动化的应用在我国展开了跨越式的健康有序的发展。同时，这种综合了服务与管理乃至系统结构优化配置于一体的楼宇智能化模式，不仅给用户带来了舒适安全与节能高效的办公场所以及生活环境，而且还能够从最大程度上满足广大用户的各种不同要求及其个性化需求。为此，本文对楼宇自动化控制系统的设计进行了探讨，并分析了关键技术的设计问题，以供相关技术人员参考。
关键词：楼宇；自动化控制系统；总体设计；关键技术；应用
1、智能建筑资源的管理和控制系统的设计
目前而言，传统的建筑中因人员过于集中对能源的消耗是非常之大的，造成了许多能源的浪费，所以在可持续发展视域下对于建筑的节能是一个必须要解决的重要问题。建筑节能是一项非常复杂和系统的工程，它涉及了如建筑、结构、能源设备、管理和其它相关专业等各个方面的因素。因此，智能建筑中楼宇自动化设计就必须要满足这许多因素的需求，要想实现建筑节能的成功首先需要对建筑中各种设备进行有效的智能化管理模式，通过宏观调控管理来有效的降低建筑中能源的浪费，从而实现建筑节能。但是也不能一味的为了节能而降低住户的需求，例如在房间内的采暖设备和空调是建筑必须要有的设施，很多可以让住户住的更加舒适的设备都是不可缺少的。那么如何对这些必要的设施进行节能呢？这就需要建筑选择相应合理有效的围护结构和建筑的布局，来确保室外室内配置空调设备的安全性和有效性，采暖设备运行的时候也需要确定一个合理的采暖运行方案来保证采暖的顺利进行，这样才能够更加经济合理的最大化利用能源，实现节能降耗的功效。采暖设备和空调对能源的消耗问题不仅仅与外界的温度与气象条件有关，同时也与建筑结构对环境的控制标准有着极其密切的联系。智能建筑楼宇自动化设计为了能够达到更好的节能降耗的效果，可以通过相应的设备在一定的范围和条件之下控制建筑内的温度。在建筑对能源的损耗中绝大部分来自于建筑的能源设备所消耗的能源，所以说智能建筑楼宇自动化设计节能必须要将建筑的能源设备换成可以节能的设备。虽然节能设备与普通的能源设备相比，价格上要高很多，可是从可持续发展角度和长远的角度来看，随着时间的推移，这一部分差价就会被节约的能源所抵消掉，所以说选择节能设备无论在可持续发展上还是从经济效益上来看都是非常合理有效的。
2、楼宇自动化控制系统的总体设计
通过楼宇自动化系统，楼宇内的供配电系统、照明系统、空气调节系统、电梯系统、冷水机组系统和防盗报警系统均可以实现科学控制，并能够实现监测与管理的功能，从而达到安全、可靠、节能与舒适的设计目标，降低楼宇设备的损耗。本文阐述的楼宇自动化控制系统主要采用了LonWork技术，将LonWork作为控制平台，以LON作为控制系统的总线，通过中央工作站、智能节点和互联网服务等方面共同构成本系统的总体构架。
楼宇自动化控制系统主要分为以下三个部分：
（1）中央工作站。这一部分主要包含电脑和打印机，还包括不间断电源。通过中央工作站，可以实现楼宇设备的网络管理，实现自动化管理的各种功能，并通过LonMarker实现组网，对各控制节点进行控制与管理。除了自动控制的方法以外，中央工作站还能进行手动控制，动态显示各种设备的运行状况与各项参数指标，及时发现楼宇自动化控制系统中存在的问题，遇到参数值不正常的情况会及时报警并打印，以便技术人员更有针对性地解决问题。
（2）互联网服务器。本文中的楼宇自动化控制系统采用了Echelon公司的服务器，型号为iLon600，能够实现IP网络与LonWork之间的对接，进而实现无缝隙连接。这一服务器能够实现数据转换的功能，并能够形成供IP通道传输的数据链，实现信息的及时传达。计算机系统中的LonMarker也能够通过IP通道读取服务器中的信息，将各子系统中的网络变量进行读取，也能够对子系统节点的相关参数进行调整，从而改善系统运行的状态，达到有效控制的目的。
（3）场智能节点。在楼宇自动化控制系统中，能够独立控制各智能节点，并通过LonWorks实现数据通讯，点对点地将各智能节点联系到一起，实现即时通讯与协调控制，从而避免各系统节点出现故障问题，防止出现系统瘫痪。在此情况下，如果遇到中控站停机的情况，自动化控制系统也可以维持正常运行，这也提高了网络控制系统的安全性。另外，为了降低布线的工作量，从而将成本降至最低，也为了能够促进维护与调试工作的正常开展。
3、楼宇自动化控制系统的关键技术设计
3.1现场智能节点的开发
在LonWorks这一技术体系中，网络智能节点技术是核心技术，也是楼宇自动化控制系统的关键部分。通常来讲，现场智能节点的开发包含两个种类：第一，基于芯片的节点开发。对于这一智能节点技术来说，需要将收发器安装在神经元芯片上，由收发器来完成数据传输的任务，从而为现场设备通信打下基础。第二，主机节点开发。在这一智能节点中，神经元芯片将作为一种通信处理设备，并实现更为复杂的设备测控作用，这一过程需要借助与高档主机的资源来完成。在这一节点开发技术中，控制体系与内容更为复杂化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体来说，在神经元芯片中包含的TP/FT-10F闪控模块将发挥重要作用，与AT89C2051共同作为核心控制模块，并借助I/O扩展模块，实现自动化控制系统的扩展功能。所谓I/O扩展模块，也是以单片机技术为基础的智能控制模块，它能够更有针对性地满足系统的要求，对端口种类、数量和排序等内容进行调整与完善，进行不断完善自动化控制系统的节点布局状态。
在智能控制节点布局中，单片机发挥了主处理器的作用，能够实现数据信息的搜集与控制，并能够通过神经元芯片实现数据传输的功能，及时将控制信息传递，对外围的驱动电路也能够实现动态控制。在本文提到的楼宇自动化控制系统中，神经元芯片的型号为MC 143150，它不仅能够支持外部存储器存储数据，而且能够实现通信管理的功能。在这一系统下，神经元芯片向单片机传输信息，在得到反馈后将信息转化到LonWorks系统中，以数据包的形式在网络上传送。另外，本楼宇自动化控制系统采用了FLASH EPROM类型的存储器，能够提高数据信息的安全性，避免发生断电后数据丢失的问题，并选用了与之相适应的AT 29 C 512作为时序配合设备。在收发器的类型选择上，楼宇自动化控制系统采用的型号为FTT-10A，这一设备在未加电的情况下，将会呈现高阻状态避免网络通信受到干扰。在通信系统的设计中，本楼宇自动化系统采用的是SPI模式的通信技术，将SPI接口、电路作为同步全双功串行接口，而Neurow ire对象由神经元芯片予以控制。
3.2软件设计
3.2.1智能节点编程
如果要运用AT89C 2051作为单片机，就需要运用C51作为编程方式，实现数据处理的功能。具体说来，AT89C 2051采用了Neuron C的编程方法，能够有效完成数据传输与处理的任务。另外，AT89C 2051还运用了NodeBuilder 技术作为节点开发的工具，并对系统进行设计与调试。以ANSIC技术为基础，NodeBuilder 还能够实现一些拓展功能，是一种典型的事件基础编程方式。在这一编程系统中，程序将以When作为开始，并以此确定任务次序，之后再对对象进行设定与应用。
3.2.2系统组网集成
本次楼宇自动化控制系统的设计主要采用了LonMaker for Windows作为基础工具，对系统中的智能节点进行管理与控制，并实现了系统的组网集成功能，便于设备的维护与管理。这一组网集成过程中，将用LNS系统作为服务器结构，并利用更为简便的操作界面来完成用户操作过程。这一组网基础方式包含两种网络安装方法，一种是设计安装，一种是现场安装。基于技术人员自身的特点与用户需求，在结合组网灵活程度等实际条件的基础上，本次楼宇自动化控制系统采用了设计安装的方法。
3.2.3上位机监控
本次楼宇自动化控制系统采用了LM+LNS DDE Server+作为监控软件，并利用它进行动态信息传输，在Windows的操作平台中，这一监控体系能够通过应用程序及时发布并获取信息，从而实现的数据的交互与共享。另外，这一通信协议也能够通过这一监控平台发布指令。借助于LNS DDE server服务器也可以实现各部分的兼容，将suitelink兼容到lonworks网络系统中，实现各部分操作界面与工具的兼容处理。这不仅便于用户操作，而且也增强了系统的直观性，是一种更为便捷化和智能化的操作界面系统。
4、智能建筑楼宇自动化应用实例
目前，我国各大城市的智能建筑都是由两座相似的塔楼建筑联合在一起构建而成的。我们以某工程的一栋智能建筑为例，该建筑主要是由两座塔楼构成的，其中一座塔楼建筑中地上30层是酒店，外观基本呈椭圆形，另一座塔楼建筑在地面上共有47层是办公楼，外观基本呈圆柱形。两座塔楼的连接处是由五层裙楼连接起来的，当然在地面以下还有两层互相连接的建筑，总的来看该智能建筑的整体面积大约为10万m2。因此，可以看出这栋智能建筑大厦是包含了娱乐、办公和酒店等三种功能的综合型智能大厦。据相关资料和实际调查可以发现该建筑已经完成了办公自动化系统、安防系统和楼宇自动化系统的建设工作。这里我们以该智能建筑大厦的楼宇自动化系统来做具体的研究可以发现，大厦内楼宇自动化系统设计和应用的好坏将会直接的影响到大厦内各种设施是否能够正常有序的工作。通过与其它智能大厦进行对比之后我们发现，有的智能大厦的楼宇自动化系统的设计和应用不够合理，这些大厦内的管理人员所做的工作明显要比其它大厦要多许多，而且在节约能源方面的效果也比较差，所以对智能建筑来说选择一个性价比更高的楼宇自动化系统设备的供应商对建筑的楼宇自动化系统作用的发挥具有非常重要的作用。
5、结束语
综上所述，楼宇自动化控制系统的设计具有很强的复杂性，是一个专业性很强的工作，只有科学合理的设计才能提高楼宇建筑的安全性与舒适性，提供一个更加安全与环保的环境。在设计工作中，要选择更加科学与合理的方法来设计，提高设计方案的灵活性与可靠性，为智能大厦的构建打下良好的基础。
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论文作者:林常敏
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/7
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