智能建筑中的智能化系统是新科技的代表，是顺应时代的产物。智能建筑成为一个整体出现时，智能化系统会有序的、科学的分布在建筑的应用中，发挥它应有的功能和作用。以下是我整理的人工智能的论文的相关 文章 ，欢迎阅读!
建筑智能化设计的相关探讨
【摘要】智能建筑中的智能化系统是新科技的代表，是顺应时代的产物。智能建筑成为一个整体出现时，智能化系统会有序的、科学的分布在建筑的应用中，发挥它应有的功能和作用。智能化系统在智能建筑中起着重要的作用，在管理过程中，要科学管理、综合考究、有效安排、合理利用。以求达到最佳效果，确保建筑项目安全施工。本文将综合阐述有关智能建筑中智能化系统的设计概念、以及在设计和施工的过程中应该注意的相关问题。
【关键词】智能建筑;智能化系统;设计
一、建筑智能化系统的设计原则
(一)先进性。智能建筑的智能化系统是随着信息电子科学技术的发展而不断发展的，因此，在系统设计时应当分析智能化系统的发展状况，吸收开放的先进设计理念，以完善智能建筑功能的发挥。
(二)可靠性。在智能化系统设计时应当采用模块化设计理念，将智能化系统的各个子系统相互隔离，以确保在部分子系统发生故障的过程中不会影响其他子系统或链路的正常运行，由此提高系统运行的可靠性。
(三)标准化。随着智能化系统的快速发展，相关的系统设计标准也相继制定。在系统设计中应当严格按照系统标准进行设计，以方便系统的施工与维护。
(四)实用性。智能化系统的设计应当能够充分实现接收有线电视、图像、监控设备、多媒体通信、安全防范、语音、数据等功能，确保其在完善用户的信息沟通与娱乐的同时能够提高用户环境的安全性。
(五)经济性。智能化系统内部包含着多个子系统，其子系统又包含多种构件和设备，因此在系统设计过程中应当在考虑质量保证的同时尽量节省投资成本。
(六)扩展性。在电子信息技术的迅速发展状况下，当前的智能化系统设计内容会出现一定程度的约束与局限。所以，在进行智能化系统设计时应当考虑设计内容的可扩展性，确保智能建筑能够在未来的技术发展下得到更新扩展。
二、建筑智能化系统的设计
(一)供电系统设计
智能化系统的子系统通常需要进行单独供电，因此需要重视供电系统的设计。一般计算机网络系统会采用UPS 进行集中供电，在不间断电源机房其供电出线也需要进行集中供电，而供电进线则满足一定的容量要求即可;对于未使用不间断电源供电的的工作站，也应当采用单独回路进行供电，以避免电路混用危害系统运行，如安全防范系统应当使用单独回路进行集中供电，以保证其与消防联动系统在应对紧急情况时能够正常工作。
(二)接地系统设计
智能建筑的接地将直接影响到设备与工作人员安全、系统工作的可靠性与稳定性、信息传输的质量等。在建筑接地系统设计时应当根据建筑的功用与智能化系统工作要求进行设计，保证能够为其在应用部位提供响应接地端。其需要安装的有静电接地系统、辅助等电位铜排、防雷接地系统、安全保护接地系统、工作接地系统、直流接地系统等部分。其包括两种接地方式：
1、联合接地方式，其在应用中需注意：由于计算机等设备的抗雷击性能不高，且其系统包含超大规模的集成电路容易造成抗高频干扰差，很可能会受到其他系统的干扰，所以应当对计算的直流电源采用单独接地的方式;在使用联合接地方式时其接地电阻有可能会大于1Ω，所以对有特殊要求的智能化子系统均要采用单独接地。
2、单独接地方式，在使用统一接地时主要利用自然接地体，若不再使用人工接地体其应当满足以下条件：接地电阻应当在1Ω以下，即小于规定值;建筑基础内部的钢筋应当互相连接形成电气通路及闭合环，且闭合环英应当与地面保持0.7m以上的距离;建筑基础表面未设置绝缘防水层。由于单独接地方式具有施工简单方便、接地可靠、节省成本等优点，因此在智能建筑接地系统设计中得到了较广泛的应用。
(三)智能化管理间与智能化竖井
通常计算机网络系统对于数据通信线路有必要的长度与性能要求，在智能建筑智能化系统设计中，一般使用铜质双绞线作为计算机系统的水平线路，而铜质双绞线会影响到网络传输的带宽，所以根据布线标准与规范，应当保证网络交换机与计算机之间使用的铜质双绞线长度在100m的范围以内;根据管路的弯度与竖直条件，智能化管理间到建筑物的边缘距离应当在60m的范围内;在网络管理间应当安置相应的网络机柜，其周围要留设合理的安装与维护空间，其平面面积应当在5～10m2之间。
(四)综合布线系统设计
在综合布线系统设计中，一般的语音电缆或水平子系统数据电缆应当采用支持带宽100M的D级别系统和5e类的UTP电缆，以满足大量用户的扩展要求;其水平线缆的总长度应当在100m范围以内，其中水平布线电缆的最佳长度为90m，电信间配线架上的跳线与接线软线长度应当不小于5m，对于情况不明确的公共空间其电缆应当按照以下公式进行计算：
C=(102-H)/1.2 W=C-5
其中H表示水平电缆的长度;C表示设备电缆、工作区电缆与电信间跳线的长度总和;W表示工作区电缆的最大长度，其值应当在22m以下;D表示设备电缆与电信间跳线的总长度。
三、目前智能建筑存在的问题
(一)国产化系统集成产品
现在占据国内智能建筑市场的产品仍然属于国外的几家公司，如美国的江森自控、IBM、朗讯科技和Honeywell等。国产系统集成产品没有主动权，这就很难使智能建筑完全真正地适应中国国情。
(二)技术障碍
在整个智能建筑领域仍然存在着一些技术上的缺陷，比如网络频宽的限制：数据传输量迅速增加和多媒体的使用，要求有宽阔的通讯空间;使用天线局域网络也要重新分配宝贵的音波频律。在新网络科技如ATM、Frame-relay等问世后，通讯空间的问题可获部分解决，但缺乏全面而完整的数据模型，各个建筑物自动化和应用系统之间仍然无法有效地交换数据。另外数据安全性和无缝话音与数据通讯之间还存在着矛盾，很多机构非常关注其内部资讯系统的安全性，以及保护其电脑和话音系统免被非法接达的问题，但如果把某建筑物隔离起来提供保护的话，就会导致无法使用更先进的通讯工具。
(三)人才缺乏
从事智能建筑的人才包括设计专门管理人才、安防产品技术支持工程师、布线、安防产品开发高级工程师、销售工程师(负责安防、综合布线产品的区域市场销售工作)、防盗报警、监控产品、大屏幕开发高级工程师、软件开发工程师(主要负责楼宇自控系统软件开发)，而最为紧缺的是智能建筑系统设计管理人才。它需要懂得电子、通讯和建筑三方面专业知识的复合型人才。就智能建筑项目来说，工程的设计和施工是两个方面。而既懂工程设计，又懂施工方案的人，却是少而又少。设计与施工如何衔接和连贯好，关系到工程的进度与质量。
智能建筑是高科技的产物，智能建筑学科是多学科的交叉和融汇，人才培养应该是多层次、多方位的，只有强调理论与实践紧密结合，设计与技术紧密结合，施工与产品紧密结合，才能培养出新一代的智能建筑人才。
四、结束语
智能建筑设计中的智能化系统是一项科技水平高施工难度大的高科技建筑，无论是对智能化系统的规划还是对其进行管理，都要进行优化控制，以达到智能建筑的最优化设计。智能化系统施工设计质量好坏将直接关系着智能建筑整体质量和使用寿命。因此，相关研究和设计人员应当加强智能化系统的综合分析与管理， 总结 智能化系统施工中的 经验 与问题，以不断提高智能化系统施工设计水平和质量。
参考文献：
[1] 翟伟盛，浅谈智能化系统管理及维护，消费导刊，2009年10期
[2] 金红峰，浅谈智能化系统管理及维护的一点心得，艺术科技，2007年03期
[3] 邵胜华，智能化建筑智能化安装工程管理探究[J] 理论研究，2010(7)
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智能手机，具备手机的通话功能，融合3C（Computer、Communication、Comsumer），并且有PDA的大部分功能，能够进行个人信息管理、无线数据通信的浏览和电子邮件等功能。智能手机有足够的屏幕尺寸和带宽，方便随身携带，可以了解娱乐、电影、股票、新闻、天气、交通、商品，对图书、音乐图片加以下载等等。智能手机必将成为未来手机发展的新方向，有很好的势头，但是利弊并存，值得我们恰当选择。
一、手机智能化的利
我们认为今天的手机智能化，是时代发展的需要，高科技给手机智能化带来了机遇，极大方便了老百姓的生活。具体来说，智能手机利益明显体现在以下几个方面：
第一，促进了经济发展。科技是第一生产力，在智能手机方面，成绩
特别突出。高科技带来了高效益，手机智能化首先使手机生产企业增加效益，也使经营企业、信息服务企业效益大增。例如，简单的一般手机只要200元左右，但是IPhone5就需要6000多元，上网等服务费用也大幅度提高，河南省郑州的富士康为美国加工IPhone5，据说世界70%的IPhone5来自郑州，不仅扩大了就业和税收，而且使郑州机场的货运大增。正因如此，各个地方大力发展手机智能化，成为新的产业和经济增长点。
第二，方便了老百姓生活。智能手机有足够的屏幕尺寸和带宽，方便随身携带，可以迅速了解新闻、天气、电视剧、交通、商品，手机银行使网络购买物品更便捷，老百姓也可以足不出户进行交易，同时可以对应用程序、音乐图片、电影等加以下载，成为休闲、办公、商务、旅行的好伙伴、亲密朋友。我们正在享受信息时代的幸福生活。
第三，显示了高科技的力量。手机使我们进入信息社会，拉近了遥远的千山万水，认识了陌生的朋友，它不仅是工具，而且是享受、休闲，真正实现了“秀才不出门，便知天下事。”一个小小的手机，可以为我们多方面的、周到的服务，可以跨越海洋，体现了当今的科技无处不在，科技已经渗透到了我们生活和工作的方方面面，人们已经享受到、离不开高科技了。
第四，成为监督的手段。广大老百姓可以用手机记录腐败现象，对社会管理进行重要的监督。现在很多官员不敢到饭店消费，就是手机监督的见证。人们还通过手机，随时随地，进行拍摄（照片和录象），再现很多不良社会现象，讽刺和鞭挞不正之风，对于净化社会环境，培养正气，都发挥了不可替代的作用。
二、手机智能化的弊
手机智能化带来的弊端，也很明显，突出表现在：
第一，考试作弊。无论是高考、公务员考试，还是其他的考试，都存在手机作弊问题，尽管过去在考场进行手机屏蔽，但是仍然防不胜防，成为今天教育考试最大的难题，给考生作弊提供了便利的工具，是始料未及的，以致于2013年高考规定所有带手机进入考场的均以作弊处理。
第二，成本增加。上面谈到，最一般手机只要200元左右，但是IPhone5就需要6000多元，是一般手机的30倍，这无疑会增加消费者的负担，这样的高消费，让顾客一方面满足了便利、愉快的利益，另一方面使顾客付出更大的成本。
第三，版权的侵害。免费的、广泛的下载，使原创者的利益不能得到保护，不利于知识和科技创新。从消费者的角度来说，人们都希望什么都免费、无偿使用、利益最大，但是这是原创者利益同时遭受最大的损失，这样是对他人劳动的剥削，是很不公正的行为。所以，我们应该按照相关法律，严格执行，尊重和保护知识的价值，防止伤害他人的利益。
第四，个人隐私和安全威胁。一个携带手机者，可以被定位，个人信息可以被黑客利用和侵犯，成为犯罪者的新场所，也成为市场地下交易的新领域，有的骗子利用这样的工具，又骗钱，又骗色，问题特别严重。电话号码、QQ号、银行帐号、保险单号、个人日记、私密照片、自拍视频……，智能手机，使办公室和家庭里电脑存在的大部分问题，延伸到我们身边、手边，成为可怕的“阴影”。手机掌管了自己太多的秘密，就像《手机》里面说的，手机变成手雷，不知道什么时候炸响了。在丰富的网络信息面前，有的人无所适从，有的人在众多的个人信息面前迷失自我，对个人意义有不同程度的伤害。
第五，对健康的威胁。现在很多小朋友对手机都有很多依赖性、上瘾，即使在公共汽车上，也是在手机上忙的不亦乐乎，伤害了他们的眼睛，影响了他们的休息。手机亮度不够、字体过小等原因，长时间使用手机过后，导致眼睛疾病的群体不仅在逐年增加，而且朝年轻化的趋势发展。如果经常开手机，夜晚睡觉的时候放在头边，平时放在心脏部位，辐射大，对人的身体造成不利影响，主要是可能造成对大脑和心脏的伤害，值得我们警惕。过度使用和依赖手机，对身心有不利作用。手机不在身边的时候都会莫名的焦虑，总感觉会有什么事情发生，自己会错过些什么。
第六，知识信息的危机。现在，的信息来源过度依靠手机，不查阅图书，知识误差大，不利于科学的正常、精确的传播和发展。在校学生有了手机后，上课前要想着关机，以防影响课堂秩序；下课后要想着放好手机，以免丢失或失窃；课余时间还得一遍遍的打开、删除各类短信，交流一下各种游戏，怎能安心学习？在科学的时代，经常有不科学、反科学、违背科学的现象发生，和时代的需要和历史趋势格格不入的。通过手机上的道听途说很多，没有深入调查研究，有的很片面，有的是谣言，属于不负责，这样的传播不合法、不道德、不文明。很多学生（从小学到大学）习惯于网络语言，错别字很普遍，大家也习惯手机交流，不用纸张写信件、写情书，传统文化和交流风格变化了，强烈冲击着人际关系的传统模式，忽视了人文精神，导致人与人之间的关系淡漠，丧失了很多古典的人生交往情趣。例如，书信、情书，过去很普遍，可以收藏、长久品位，甚至成为文物，现在已经逐渐退出历史舞台，成为很稀少的东西。三、手机智能化选择
我们认为智能手机是工具、物品，面临这样的问题，不是手机本身的缺陷，主要的也不是科技问题，而是社会问题。利弊同时存在，孰是孰非，利弊的比例多少，都是需要进一步考察的。如何恰当处理这些利弊，不能简单对待。我们应该进行理性的思考和合理的选择。我们的建议主要是两点：
1、做智慧的消费者。现在的手机市场，自由选择的机会和范围特别多，不一定是最贵的手机就是最好的，而是最适合自己的，是最好的。例如，老年人，很多选择大字号的一般手机，主要满足电话联系功能，价格便宜，就很好。我们使用手机，很多功能没有充分利用，不是越新潮就越好，完全没有必要追求最新的款式。面对市场上琳琅满目、眼花缭乱的智能手机，我们应该根据个人财力、实际需要，做个明白的、智慧的消费者。现在，很多青年，尤其是有的大学生，追求时髦和大屏幕，经常更换手机，甚至一年内更换3次，给家长带来沉重的负担，也诱发偷窃手机的犯罪，成为十分危险的行为。这样不明智的做法，应该根除。
2、做聪明的开发商。智能手机应该是多样化、多层次的，避免单一化、固定化。产品设计、更新换代，都需要考虑消费者的利益，进行市场消费群体细分。同时，生产商要树立企业的社会责任观念，主张可持续化，提倡低成本、低碳、绿色消费，不过度刺激消费，更不进行误导消费。产品的开发，应该根据国情、老百姓的生活水平、大众需要和特殊需要，从不同层面进行。
总之，智能手机是高科技产品，是信息发展的结果，它有科技作用的两面性——积极的和消极的，我们应该学习爱因斯坦的有关论述，正确分析它的作用，合理引导，最大限度发挥智能手机的价值，避免和克服智能手机的弊端，才能营造更好的社会生活空间。
智能化技术在电气工程中的应用论文
第一篇
一、智能化技术在应用过程中的优势探讨
1）不用建立控制模型。控制器是传统的自动化过程必不可少的，如果被控制对象动态方程较复杂，传统的控制自动化过程就无法对其进行准确的控制，以至于在对此进行模型设计时会出现很多无法估量、无法预测等问题。如果没有解决好这些问题，就会直接影响所设计出来模型的精确性，将直接导致实际工作中工作效率的大幅降低。而智能化控制器的使用可以减少对被控对象模型的设计工作，从而在源头上解决了无法估量等问题，保证不再需要建立控制模型。
2）便于调整控制电气系统。智能化技术可以影响控制和调节时间，同时对系统的控制程度也能调节，从而能大大地提高其自身的工作性能。此外，在对电气设备进行调节控制的过程中，智能化技术进行自行调节通常只需要改变相关数据，而不需要专业的技术人员进行操作。甚至，它还可以在一定程度上进行远距离的控制，这体现了电气工程无人控制的自能化这一最终目标。因此，智能化技术在运用过程中具有便于对电气系统进行调整控制的极大好处。
3）有较强的一致性。智能化技术有较强的一致性，尤其是在处理不同数据的问题上，智能化技术的一致性表现的更加明显。在所输入的数据较为陌生的情况下，通过智能化技术也可以获取到较高的估值。控制效果在很大程度上取决于被控制对象的相同与否。智能化技术在对部分对象进行控制时即使没有及时采取相关的措施，也能有较好的控制效果，有时也会出现控制对象的改变导致控制达不到预计的效果的现象产生。
二、智能化技术在电气工程中的应用举例
1）智能化控制。在电气工程中运用智能化技术，在实现电气工程控制远程化、无人操作化、等目标的同时还给智能化控制创造了一个良好的发展契机。智能化技术在电气工程中的广泛应用也在一定程度上更加说明了智能化技术较好的优越性。智能控制的应用就是一个很好的说明。
2）设计技术优化。在电气工程中，经常会涉及到各种电气设备的设计。而电气设备的设计过程是很复杂的，这在要求设计人员具有电气、磁力、电路等有关学科知识之外，还要能将这些知识合理地运用到实际的设计工作中去，同时还要求设计者拥有较高的工作经验。目前的设计技术大多通过计算机辅助设计来完成，这样的设计技术在减少了设计时间的同时还能保证所设计的方案具有较高的质量和性能保障。因此，自能化在电气工程中还可以应用于优化设计之中。
3）故障诊断。电气工程系统在运行过程中，设备会不可避免地出现一些故障，运用智能化技术，可以对其进行全面、准确的诊断。如电气设备中重要设备之一的变压器，需要检测人员及时地对其进行检测和维修，但这也不是完善的，而智能化技术的应用可以很好地解决这个问题。通过智能化技术的运用，可以及时了解和诊断出电气设备的故障所在。在此过程中，通常是检测和分析变压器中渗漏油的分解气体，这可以较快捷地大范围地确定变压器发生故障的原因，再进一步把故障原因细化，最终便能找出故障的具体位置和原因，给检修工作提供重要依据。因此，智能化技术在电气工程中的使用还具有加快故障的诊断和检修速度的作用。
三、结语
总而言之，智能化技术在电气工程中的应用不仅仅加强了电气设备进行自能化控制的技术，它还为电气工程高效、快速地发展打下了坚实的基础。目前，智能化技术在电气工程中的应用越来越广，与人们的实际生活的关系也越来越大，因此，现阶段研究智能化技术在电气工程中的应用很有必要。
第二篇
一、智能化技术简述及应用现状
1.1智能化技术概念
所谓的智能化技术在我国的各个领域都发挥着重要的作用,无论是针对医学中的控制系统,还是电力工程中的各项工程研究,智能化技术都凭借自身所具有的各种优势受到广大人民的喜爱。从另一方面来说,电力系统在我国的国民经济中占据主要地位,但是,越是这种重要的组成部分,所潜藏的问题也就越多,并且还在操作过程中存在一定的危险性,智能化技术的出现正好解决了这一问题。智能化技术在电力系统中的应用不仅能够解决操作过程中出现的问题,还可以提高其系统的安全性能,有效促进该工程中的人力资源管理,从而针对有限资源进行合理利用。因此,可以这样对智能化技术进行总结:智能化在我国电力系统中的应用非常广泛,如果不断对其进行技术上的相关研究,将会更加进步。
1.2应用现状
在电力系统中对智能化技术进行应用,可以实现以下几种控制功能。
1.2.1应用智能化技术可以对所用到
的相关数据进行很好的采集。通过借助智能化技术采集到的信息可以说具有绝对程度上的可靠性和安全性,同时,过程中还可以将采集到的数据根据系统的相关要求进行分析、处理,并将结果进行存储。这一过程中还可以将画面进行显示,也就是说通过系统和设备间的运行将所模拟的画面进行展示,并且按照工作的发展趋势和工作的系列要求形成画面,以便供工作人员进行参考。
1.2.2应用智能化技术可以对系统进
行管理和故障的处理。在系统运行过程中,技术人员可以通过该技术对电力系统进行管理,一旦出现故障问题还可以通过智能化技术进行记录,并且还能够在一定程度上保证该系统的有效性,在对故障进行记录的过程中产生相应的保护系统,从而避免同样故障的发生。
1.2.3应用智能化技术可以对其进行
在线分析。在系统运行过程中,智能化技术能够对其进行数据的在线分析和修改,同时还可以针对那种不正确的数据进行重新计算,以便达到相应的计算值。从另一方面来说,智能化技术能够对系统进行强而有力的监控,一旦运行过程中出现故障问题可以通过鸣笛的方式进行警告,从而帮助工作人员可以尽快发现系统中的故障,并采取相关措施进行解决。
二、智能化技术的发展前景
2.1智能化技术在电气工程中的应用
在电力工程的运行过程中,对系统进行控制的环节非常多,如果过程中实行人工控制不仅工作量比较大,而且还可能产生一定的操作问题。因此,针对这些问题在系统控制过程中应用智能化技术,可以有效的促使整个系统在运行过程中产生不必要的麻烦,从而充分发挥出智能化技术的相关优势,并且还可以借助该技术实行人员上的精简,有针对性的实现无人操作的管理模式。同时,应用智能化技术可以使其在运行过程中准确检测出即将出现的问题,并采取主要措施进行预防,从而消除所有可能出现的安全隐患。
2.2智能化技术在电力工程设计中的应用
通常来说,在电力系统工程中,如果想要对系统进行设计工作是非常复杂、困难的,不仅需要设计参与者具有专业的技术知识和丰富的设计经验,还需要在此过程中投入大量的人力、物力和财力。但是,就目前而言,随着计算机技术的不断发展应用,智能化技术更是得到广泛推广使用,在电气设备中通过对智能化技术的应用可以对其进行很好的解决。系统设计过程中,通过对智能化技术的应用,不仅可以提高该系统设计的相关速度,还可以提高它的工作质量,同时,设计过程中还可以节省大量的资金投入。并且,通过智能化技术设计出的系统精确度也比较高,制造出的产品也具有一定的精确性,这也就间接的促使其在一定程度上降低了使用过程中的维修次数,从而延长了该产品的使用寿命。所以,智能化技术在电气系统设计过程中的应用具有非常大的.价值,这就要要求该工程人员在设计过程中引起高度重视,以免出现意外事故导致工程无法正常进行,造成资金上的大量浪费。
2.3智能化技术在电气故障中的应用
如果只是单纯的使用电力系统进行工作,一旦发生故障问题就会停止整个工作,这就会导致该工程严重延期。因此,将智能化技术应用到该系统当中,可以有效解决过程中可能出现的问题,并及时根据问题采取措施进行解决。因此,在一定程度上将智能化技术应用到电气工程故障中的解决过程中,可以对其进行很好的解决,同时,还可以对故障进行预防,及时针对可能出现的故障进行措施上的选择,这可以说是电力工程中最重要的组成部分。
2.4智能化技术在电力系统中的应用
在电力系统的工作过程中,智能化技术可以说是渗透到该系统的方方面面,其中应用最为广泛的是专家系统。所谓的专家系统本身就是一个比较复杂的工作系统,不仅对相关知识进行收集,还有着绝对的工作经验和系统工作过程中的一系列规定,从而在遇到问题时可以有针对性的对其进行解决等,因此,将智能化技术应用到专家系统中是非常有效的措施,不仅可以确保工作过程中的安全性、可靠性,还能够在一定程度上更好地适应社会发展的需要。总之,智能化技术在电力工程中的应用是非常广泛的。一般来说,如果将该技术应用的比较好,那么将会更加促使电力工程的发展壮大,反之,如果应用不好将会在很大程度上导致其电力工程的停滞不前。
三、结语
综上所述,智能化技术在我国电力工程有着非常大的发展前景,但是,在我们的工作中还是需要根据该工程的实际情况对智能化技术进行合理利用,只有这样有针对性的利用该技术,才能更好地促使电力企业的发展,提高其综合竞争力。通过上述所讲的系列内容主要是想说明:在如今飞速发展的社会,如果无法对本企业进行技术上的创新,将很难在社会上立足,因此,企业应该有针对性的对其技术进行创新,在为自身企业带来经济效益的同时,促进国家的经济健康发展。
基于嵌入式技术楼宇智能化控制系统*
摘要:为了解决智能楼宇控制点种类和数量多的问题,设计了基于嵌入式技术的智能楼宇控制系统,系统采用MODBUS通
讯协议,485/232总线结构,最大通讯距离达1200m,通过区域控制器与控制模块数目自由组合组成控制网络的方法成功
解决这个问题,效果良好。
关键词:智能楼宇 MODBUS协议 485/232总线 区域控制器
0 引 言
智能楼宇最早出现在美国,我国的智能楼宇起源于
20世纪90年代,楼宇智能化是现代工业高科技的结晶,
是未来“信息高速公路”的主节点,是进入“数字时代”新
兴的产物。所谓楼宇自动化系统是对中央空调系统、通风
系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、电梯系统进行
监控。随着高新信息技术和计算机网络技术的高速发展,
对建筑物的结构、系统、服务及管理的最优化组合的要求
越来越高[4]。系统控制的方式由过去的中央集中监控,转
而由高处理能力的现场控制器所取代的集散控制系统,本
文设计的楼宇自动化智能控制系统是专门为楼宇智能化
所设计,同霍尼韦尔、西门子等楼宇控制产品相比结构灵活,
控制简便,并且易于针对个体需求进行软件的二次开发。
1 网络结构
控制系统结构如图1所示,分为三个控制层。上层为
PC远程集中监控,下层为控制模块,中间层为现场区域控
制器。层与层之间通过RS232/485总线联网。
远程集中监控平台主要功能为提供即时的数据显示、
历史数据的保存维护和查询显示、故障报警和故障历史查
询、参数修改和查询。PC远程监控平台为主要人机界面,
所以上位机软件设计体现了如下三个优点:一是将控制网
络WEB化,可以将不同来源、不同格式的信息转变为统一
的格式,供具有统一界面的客户机浏览器浏览,以更好地
适应信息化社会的使用需要;二是建立了基于SQL SERV-
ER数据库的管理信息系统,提高了信息管理的功能;三是
采用开放式设计的网络结构,可以更方便地与其他系统
(如安保系统、消防系统)进行集成。软件基于delphi平台
开发,加载大量图形操作,简单方便。
控制模块包括四种,即数字量输入模块(Digital In-
put)、数字量输出模块(DigitalOutput)、模拟量输入模块
(Analog Input)、模拟量输出模块(AnalogOutput)。控制模
块是控制系统的主要执行机构,即采集数字量信号和模拟
量信号,也输出数字量信号和模拟量信号。因此每种模块
各自拥有单独的控制芯片,既接受现场区域控制器的控制
命令,又需要根据控制命令完成模块的输入输出功能。
中间层现场区域控制器既与PC远程监控平台进行通
讯,接受控制命令并上传实时数据,又通过控制模块采集
数据、执行控制命令。显然,现场区域控制器是整个控制
系统的核心枢纽,其重要性不言而喻,因此整个区域控制
器的软硬件设计无疑成为整个系统的重点和难点。
2 区域控制器
2.1硬件电路
区域控制器硬件电路主要由CPU、上下位机通讯接
口、EEPROM和时钟、键盘和触摸屏、液晶以及数字量/模
拟量输入输出单元组成。硬件结构如图2所示。
区域控制器CPU选用STC89C516RD2,这是一款新一
代抗干扰/高速/低功耗的单片机,指令代码完全兼容传统
8051单片机[1-3]。
区域控制器自身带有一定数目的数字量/模拟量输入
输出单元,可以在智能楼宇控制系统中作为控制模块的补
充,同时也可以使区域控制器单独作为产品配套控制器使
用,灵活多变。
时钟和EEPROM通过I2C总线与区域控制器CPU连
接。I2C总线用两条线(SDA和SCL)在芯片和模块间传
递信息。SDA为串行数据线, SCL为串行时钟线,这两条
线必须用一个上拉电阻与正电源相连,其数据只有在总线
不忙时才可传送。CPU是主设备,时钟和EEPROM是从
设备[9]。
上位机通讯接口由控制器CPU通过SPI总线访问异
步通讯芯片MAX3100来实现。SPI总线采用三线同步接
口。主要特点是可以同时发出和接收串行数据;可以当作
主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标
志;写冲突保护;总线竞争保护等;下位机通讯接口以串行
口中断的方式实现半双工通讯。
为了满足多种输入方式,控制器同时带有键盘和触摸
屏,即可以以按键方式键入控制命令,也可以直接点击触
摸屏实现。键盘采用独立式键盘;触摸屏选用电阻式触摸
屏,电阻式触摸屏屏幕主要由两个导电层组成,当手指触
摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发
生变化,在X和Y两个方向上产生信号,然后由触摸屏控
制器侦测到这一接触点并计算出(X,Y)的位置。
2.2软件流程
智能楼宇控制系统所控制的点位种类多样,如温度、
湿度、流量、开关等。硬件电路依据数字量、模拟量以及输
入、输出提供了通用的接口,因此具体识别控制每个点位
则完全由软件完成。现场区域控制器作为整个系统的控
制核心,既要检测自身输入输出单元,完成显示,报警等功
能,又要根据上位机(PC)、控制模块提供信息发出控制决
策。因此软件流程包括初始化、故障检测与处理、控制算
法实现、上下位机通讯等
(图3),初始化包括数值
初始化、中断初始化,通讯
初始化,显示初始化;故障
检测包括通讯故障,反馈
故障,逻辑故障等;控制部
分主要是程序算法的实
现,对输入输出的智能控
制,包括键盘/触摸屏输入
及液晶输出,上位机通讯
即远程PC与区域控制器
通讯,而下位机通讯则是
区域控制器与控制模块之
间通讯[5-6]。
楼宇自动化控制系统
故障种类多样,故障处理方法又各有不同,因此故障的检
测和处理就成为程序设计的一个难点,针对这种情况,程
序采用了查表法(表1),成功的解决了这一难题。
楼宇自动化控制系统
故障种类多样,故障处理方法又各有不同,因此故障的检
测和处理就成为程序设计的一个难点,针对这种情况,程
序采用了查表法(表1),成功的解决了这一难题。
表中分5列,第一列为故障号;第二列为故障处理方
法,如1(停机),2(关机), 3(重启)···;第三列判断是
否联动,如0(否), 1(是),主要判断一些相互有关联的部
分出现故障是否需要同步处理;第四列所谓的报警延时主
要指某一现象视为故障的重复出现时间,目的是为了消除
抖动引起的误报;第五列延迟寄存器则存放报警延时,如
1(0.1秒级延时寄存器), 2(秒级延时), 3(分级延时)。
每条故障都要对应于表中的一条,实际应用中只需填写表
格,快捷方便。
上下位机通讯程序都采用MODBUS通讯协议[7-8],
Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通
过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太
网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标
准。通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设
备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。
如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议
发出。控制器通信使用主—从技术,即仅一设备(主设
备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设
备查询提供的数据作出相应反应。此系统中当主设备为
上位PC机时,现场区域控制器为从设备,当现场区域控制
器为主设备时,控制模块为从设备。Modbus协议建立了
主设备查询的格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有
要发送的数据、一错误检测域。从设备回应消息也由Mod-
bus协议构成,包括确认要行动的域、任何要返回的数据、
和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误,或
从设备不能执行其命令,从设备将建立一错误消息并把它
作为回应发送出去。
例如:当主设备(现场区域控制器)发送如表2请求
时,此控制器连接的所有控制模块都接受这请求,但是只
有地址为1的控制模块对此请求应答,其他地址的控制模
块自动丢弃这帧数据,经CRC检验数据正确后,根据功能
码来处理此帧数据,此例中功能码为06,即向此寄存器地
址写寄存器数据,完成后从设备需回应与主机请求相同的
信息。
置区域控制器和各种控制模块数量,结构灵活多变,可以
适应多种输入输出信号,根据用户的实际需求开发控制软
件,真正达到量身定做成为一大特色。本智能控制系统已
经在多个楼宇智能化控制中使用,控制准确,运行稳定;另
外,区域控制器也可单独使用,作为产品配套控制器,成功
应用于除湿机、冷干机、Vocs气体清除装置等。
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数控车床智能控制系统的研究 摘要:针对目前现有数控车削加工过程中加工、测量、编程相互分离,导致生产效率低,智能化和自动化程度不高以 及对机床操作人员要求较高的现状和不足,对数控车床智能控制系统的研究进行了综述。 关键词:车床数控系统;在线测量; DSP;自动编程 0 引言 从20世纪80年代末以来,国内开始充分利用计 算机的软件资源来提高数控系统的性能。先后借助于 MS-DOS和W indows操作系统平台来开发基于个人计 算机(PC)的新一代数控系统[1]。 一般系统采用当前先进的PC+NC开放式体系结 构,选用高速DSP作为CPU来完成实时性的NC内 核任务,实现电机实时控制以及在线检测,而由PC 机来完成非实时性的任务,诸如编程模块中的图形信 息提取,通过USB串行通信实现上、下位机信息的 交互[2]。 1 数控车床智能控制系统结构 1·1 数控车床智能控制系统总体体系结构 富的资源和强大的运算能力和下位机DSP实时性强 的特点[3],整套系统功能配置合理,性价比高。系统 功能结构如图1所示。 1·2 系统工作流程 详细的系统工作流程如图2所示。 2 测量系统 通过引入测量系统,提高了数控车床的精度、生 产效率和自动化程度,同时基于测量的加工路径规划 功能使得数控车床的加工操作更加简便,使数控车床 具有了智能性。 2·1 测量的实现 测量实现的物理基础:工件为不透明物体,当有 光发射、接收元件组成的测量装置扫过其轮廓时,显 然在工件轮廓外光不被遮挡,接收元件可收到光;在 工件轮廓内光将被挡住,接收元件接收不到光,因 此,工件的轮廓位置可以由光的有无变化,进而由传 感器转化为电压的高低变化,来探测确定。如图3所 示。 2·2 测量方法 测量要完成的任务是要确定工件坐标系的原点位 置以及工件轮廓尺寸信息,并根据尺寸信息分析出刀 具参数信息,实现刀具补偿值的自动修正。 测量步骤如下: (1)数控机床启动后刀架先回机床零点,并通 过换刀命令使测量装置处于工作位置,即测量装置面 向待加工件。 (2)确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位 置。 (3)工件尺寸的测定,可以确定任何位置处工 件的轮廓尺寸信息。 (4)测量结束后,刀架返回换刀点,通过换刀 命令使刀架转位,使下一工序使用的刀具处在工作位 置处,然后进行正常切削加工即可。 3 上位机(PC)功能的设计与实现 3·1 国内外研究现状 自动编程系统一般分为对话式数控语言编程系统 和图形交互自动编程系统。国际上流传最广、影响最 深的数控编程语言是APT语言,但随着计算机图形 编程和CAM软件的发展, APT语言已逐渐被淘汰。 随着计算机技术的迅速发展,计算机图形处理能 力有了很大增强,一种新的编程技术——— “图形交 互自动编程”便应运而生。图形交互自动编程系统 以机械计算机辅助设计(CAD)软件为基础,利用 CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制到 计算机上,形成零件的图形文件,然后调用数控编程 模块,采用人机交互的方式在计算机屏幕上指定被加 工的部位,再输入相应的加工参数,计算机便可进行 必要的数学处理并编制数控加工程序,同时在计算机 屏幕上显示刀具的加工轨迹。这种编程方法具有速度 快、精度高、直观性好、使用简便、便于检查等优 点,现已成为目前国内外先进的CAD/CAM (计算机 辅助制造)软件所普遍采用的数控编程方法。 国外的图形自动编程系统起步较早,且发展迅 速,有些产品已经获得了较广泛的应用。如美国 AUTO-CODEMECHANICAL公司的AUTO-CODE图形 自动编程系统,德国OPEN MIND公司的hyperMILL 数控机床(加工中心)图形自动加工系统,英国 Pathtrce公司的EdgeCAM forMDT数控自动编程系统 和美国的MERRYMECHANICAL公司的SPM-81TM钣 金CAD/CAPPICAM系统等。以上系统大都采用美国 Autodesk公司的AutoCAD或MDT (Mechanical Desk- top)作为开发平台和造型工具进行开发。 国内的图形自动编程软件的开发起步较晚,但近 几年发展较快。通用系统有北京华正公司的CAXA制 造工程师系列软件191,北京清华京渝天河公司的 PCAutoCAM系统等;另外大多数为专用数控编程系 统,如北京市机电研究所的VMC-750主轴箱体自动 编程系统,重庆ONLYSOFT的线切割自动编程系统 等。 图形自动编程系统是高效的数控编程手段,是数 控系统向集成化、智能化发展的必要环节,是当今数 控编程技术发展的主要潮流之一,是CAD/CAM研究 的重要领域。国外自动编程软件价格非常昂贵,国内 许多中小企业仍然采用繁琐、复杂、效率低的手工编 程。为此,在PC机上研究并开发数控车床自动编程 系统,能够实现CAD/CAM的集成。使系统具有读取 DXF文件、自动生成NC代码、二维仿真等功 能[4-5]。建立切削参数数据库,使自动编程系统可以 得到合理优化的切削用量,实现了整个系统信息集 成。 3·2 系统的总体框架结构与工艺流程 系统框架结构如图4所示,它主要包括AutoCAD 图形生成、提取图形数据信息、工艺干预、NC代码 生成、动态校验和数控加工程序输出6个功能模块。 机,主轴电机、刀架电机以及机床操作面板和机床 上开关I/O等。此外,还有测量接口电路。考虑到系 统可控制伺服的要求,控制接口要求有D/A输出和 脉冲串输出,同时有接受正交编码器的QEPI接口。 系统通过USB接口与PC机实现通讯,通过PC的丰 富功能实现系统的自动工艺规划、自动编程以及友好 的操作界面[6]。完成系统从CAD图形———工艺规 划———刀轨规划———编程后处理———数控加工的完整 过程。 4·1 硬件结构框图(图5) 4·2 软件实现 如图6所示,系统功能模块分为串行通讯、预处 理、加减速、轨迹插补、伺服输出、刀具补偿等分功 能模块,并通过加工信息缓冲区、轨迹缓冲区、插补 缓冲区交换信息,顺序进行最终驱动电机运行。 5 结束语 通过对数控车床智能控制系统的研究进行综述, 得到以下结论: (1)采用PC+DSP运动控制卡开放式体系结构, 面向用户的上位机(PC)界面友好,功能强大[7]。 用于电机控制的下位机(NC)采用DSP,实时性强。 上下位机采用USB串行通信。系统具有开放性、可 扩展性和模块化的特点。 (2)现有的数控系统和测量系统功能是相互分 离的,而且其仅用于工件定位、尺寸测量等固定 能,没有实现和数控系统的有机结合。本文提出一种 新型基于在线测量的数控系统,可以将测量信息直接 反馈到控制系统,由其实现刀具加工路径的智能规 划,减少机床操作人员对加工过程的干预。 (3)该系统的基于在线测量的车削加工路径智能 规划及自动编程功能,将极大简化数控车床操作,减 轻数控车床操作工人的劳动强度,提高设备生产率。 (4)该控制系统方案既可用于改造传统普通车 床,也可与新一代的经济型数控车床配套使用,符合 我国当前国情,能给制造企业带来可观的经济效益, 具有十分广阔的应用前景和市场价值。 参考文献 【1】毛军红,李黎川,吴序堂·机床数控软件化结构体系 [J]·机械工程学报, 2000, 36 (7): 48-51· 【2】Tao Cheng, Jie Zhang, et al·IntelligentMachine Tools in a Distributed Network Manufacturing Mode Environment [J]·The International JournalofAdvancedManufacturing Technology, 2001, 17: 221-232· 【3】J·Zuo, Y·P·Chen, et al·Building Open CNC Systems with Software IC Chips Based on Software Reuse [ J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2000, 16: 643-648· 【4】Mark·T·Hoske·New CNC Controller is‘Fully Open’ ControlEngineering, 1996, 43 (15): 69-70· 【5】R·E·Chalmer·Open-architecture CNC Continues Advan- cing [J]·Manufacturing Engineering, 2001, 126 (7): 48-52· 【6】王太勇,等·分布式智能协作体系结构构建集成化开 放结构数控系统的研究[J]·机械科学与技术, 2004 (12)· 【7】Y·Altintas·ModularCNC Design for IntelligentMachine Tools [J]·Annals of the CIRP, 1994, 43 (1)·
