1、现代楼宇自动化系统设计李易轩(青海大学，青海 810016)摘 要：当今智能建筑将建筑技术、自动控制技术与计算机网络技术等多种技术融合 ,形成了楼宇自动化系统 (BAS)。本文阐述了楼宇自动化系统的功能 ,规划了 BAS 中央站的基本功能模块 ,详细设计了中央操作站、离散网络节点 DNN、和直接数字控制器 DDC。关键词：楼宇自动化系统 ;现代楼宇 ;网络Design and Realization of Vehicle License Plate Recognition SystemLiYiXuan(Qinghai University,Qinghai810016， China)Abstra
2、ct: This paper firstly introduce the four steps of license plate recognition, which include license plate orientation, license plate lean revise, character segmentation and recognition. We analyses their specific methods and the results of experiments. Key words: vehicle license plate recognition; L
3、PR; car management in community0 引言现代大楼建筑面积宏大 ,建筑功能复杂 ,为了保证整个建筑群的良好舒适的环境和便利的生活、工作空间 ,配置了大量的机电设备。大量设备必将引起管理复杂 ,成本增加、能耗巨大。楼宇自动化系统 (BAS)是建筑技术、自动控制技术与计算机网络技术相结合的产物 ,当代智能建筑大量地采用了 BAS 技术 1。在建筑物内应用楼宇自动控制系统 ,通过电脑控制程序对全楼的设备进行监视和控制 2,统一调配所有设备用电量 ,可以实现用电负荷的最优控制 ,有效节省电能 ,减少不必要的浪费。楼宇自控系统采用集中电脑控制 3,在投入使用后可以大量减少运行
4、操作人员和设备维护维修人员 ,并能及时处理设备出现的问题。据经验估计在建筑内配置楼宇自控系统之后 ,可以减少三分之二的设备运行、维护人员。在建筑内配置楼宇自控系统之后 ,设备的运行状态始终处于系统的监视之下 ,楼宇自控系统可提供设备运行的完整记录 ,同时可以定期打印出维护、保养的通知单 ,这样可以保证维护人员实时保养设备 ,加长设备运行寿命 ,降低建筑的运行费用。此外 ,先进的楼宇自控系统可以将保安管理、停车管理消防报警系统联网 4集成在同一系统中 ,提高大厦本身的安全和人员生命的安全。1 楼宇自控系统的作用楼宇自控系统通过配置系统的硬件和软件 ,实现测量各类工艺、设备状态的参数、设置并控制设
5、备启停、提供设备运行报告等功能 ;监视并显示系统监控设备的工作状态 ,故障时提供报警 ,并对现场自动控制组织的安全调整 ;根据工艺流程合理调整能量的使用 ,根据运营要求提供内部最佳集中管理策略 ,管理分析当前和过去运行过程 ,提供计算和预测工具 ,优化操作参数 ,组合并建立新的运行方式。楼宇自控系统能够实现楼宇自控系统与其他系统数据交换 ,对受控实现设备遥控操作。2 楼宇自控系统设计依据和标准建筑大厦设计依据的标准通常按照 高层民用建筑设计防火规范 (GB 50045), 民用建筑电气设计规范 (JGJ/T16-92), 智能建筑设计标准 (GBJ08-47-95), 电气装置安装工程施工机验
6、收规范 (GBJ/232-90、 92), 采暖、通风与空气调节设计规范 (GBJ19-87) 。 BAS 系统以标准的以太网 (IEEE802. 3)作为物理标准 ,TCP/IP 为网络通讯协议 ,并采用Windows NT 作为操作系统。 BAS 系统的网络配置遵循分散控制、集中监视、资源和信息共享的基本原则 ,是一个工业化标准的集散型控制系统。所采用的 BAS 的系统结构符合 JGJ/T1692 第 26. 2. 2. 6 条 ,即系统应采用中央站为核心 ,DDC 与中央站实现数据通信 ,DDC 应设在受控对象附近且 DDC 间能实现同层通信。3 中央站功能中央站通常设计为具备监视功能、
7、控制功能、先进的报警功能、综合管理功能、以及通信及优化运行等功能。3. 1 监视功能控制系统数据采样时间最小为 5 秒 ,动态数据采样时间最小为 5 秒。采用 Windows NT 操作平台 ,实现全中文化的图形化操作界面 ,监视整个BA 系统的运行状态 ,提供现场图片、工艺流程图 (如空调控制系统图 )、实时曲线图 (如温度曲线图 ,可几条同时显示 ,时间可任意推移 )、监控点表、绘制平面布置图 ,以形象直观的动态图形方式显示设备的运行情况。可根据实际需要提供丰富的图库 ,并提供图形生成工具软件 ,绘制平面图或流程图并嵌以动态数据 ,显示图中各监控点状态 ,提供修改参数或发出操作指令。可提供
8、多种途径查看设备状态 ,如通过线图或表格 ,支持 “活动的 ”线图 /表格 ,多个 “活动的 ”线图可同时打开 ,拖放鼠标可完成记录设置。3. 2 控制功能能在控制系统中央通过对图形的操作对现场设备进行手动控制 ,通过选择操作可进行运行方式的设定。比如 :设备的 ON/OFF 控制 ;选择现场手动方式或自动运行方式 ;通过交换式菜单可方便地修改工况参数。3. 3 先进的报警功能当系统出现故障或现场的设备出现故障及监控的参数越限时 ,控制系统均产生报警信号 ,报警信号始终出现在显示屏最下端 ,为声光报警 (可选择 ),操作员必须进行确认报警信号才能解除 ,但所有报警多将记录到报警汇总表中 ,供操
9、作人员查看。报警共分多个优先级别 ,报警可设置实时报警打印 ,也可按时或随时打印。3. 4 综合管理功能控制系统对有研究与分析价值、应长期进行保存的数据 ,采用流行的通用标准关系型数据库软件包和系统服务器硬盘作为大容量存储器建立数据库。系统提供运行状态监视、管理水平评估、运行参数进一步优化的系列汇总报告 ,作为设备管理自动化的依据 ,为节约使用能源提供依据 ,为设备管理和维护提供依据。3. 5 通信及优化运行功能中央站采用 Windows NT 操作系统 ,现场总线 485 连接和 TCP/IP通信协议 ,通过 ODBC,API 等接口方式与其他子系统及 IBMS 服务器通信 ,传送综合管理、
10、能源计量、报警等数据 ,并接收其他系统发出的联动及协调控制命令 ,以便控制整个大厦设备的优化运行。系统中央站与 DDC 间可直接通讯 ,无需采用其他任何的转接设备 ,提高了整个系统的可靠性及运行的速度。 RS485 总线的通讯速率为 19. 6Kbps,能够满足画面刷新对通讯速率的要求。4 系统构成4. 1 中央操作站控制系统操作站终端运行在 W indows95/98 或 NT 环境下 ,通过内装操作系统 ,用户能够方便地查询和处理设备信息 ,浏览动态图形、设备数据记录 (历史数据浏览和动态数据浏览 ),并利用报警管理器处理设备的故障报警等。设备的数据记录自动生成图表格式 ,用户可以自由选择
11、在线打或可根据用户设置为有报警产生则自动打印的方式。这样 ,可方便用户查询。4. 2 离散网络节点 (DNN)DNN 是一个管理网络通讯的设备。它把系统中每一个子网及操作员终端挂到 BAS LAN 上 ,并允许在网络上任何设备之间运行真正的 点对点 通讯。当需要在局域网中对本地现场处理机访问时 ,网络接口单元提供一种终端 /调制解调器至局域网的方便连接方法。 DNN 选用Invensys楼宇管理系统的通讯路由器 ,备有 5 个通讯端口 ,可以方便地与Invensys的用户和控制器互连 ,适用于各种不同的网络类型 (局域或广域 )。DNN 采用完全 IP 寻址方式。在单网结构中 ,每台 DNN
12、最多可以连接 25台控制器 ,而在多子网结构里 ,DNN 最多也能连接 14 台控制器。在本文的方案设计里 ,系统采用的是多子网结构 ,所以每台 DNN 根据实际设备的分布情况选择就近的控制器连接 ,连接数量控制在 14 台以下 (包括 14 台 )。基于英特网路由信息协议 (RIP)而设计 ,DNN 具备调试简单方便的特点。初始化设置其 IP 地址和节点编号后 ,在日常网络操作过程中 ,DNN 自动优化路径选择。4. 3 DDC 功能DDC 的硬件及软件配置均能保证分站按独立方式运行 ,真正实现危险分散的集散型控制。 DDC 所配置的软件支持现场各种控制功能支持最主要的 HVAC 的节能控制
13、 ,同时也能实现与系统终端及 DDC 间的同层通信。UNC496 是全智能型独立工作的控制器 ,它是专门为多点数的现场和应用而特别设计。它结合了 1 位微处理技术 ,允许网络上任何设备之间运行真正的 点对点 通讯。每个控制器能监控多达 96 个单独备测控点 ,通过在六个插槽中插入不同的输入 /输出模块可以任意组合 I/O 数量 ,根据设备的监控要求灵活配置。模拟点转换成数字模式 (开 /关 )的能力可使控制器更具灵活性。 UNC496 不断地检测传感器记载数据 ,检查状态和自动地决定任何必须的控制动作。在初始编程并下载文件后 ,它能与系统内其它的设备分开独立工作。只有在必需上载数据 (如报警或
14、记录资料 )或终端操作者的要求下 ,控制器才与所选择的终端进行通讯。每个现场处理机均拥有自身的时钟、日历和内存 ,以便达到完全独立的操作。这种独立操作可进一步由 EEPROM 数据备份选件来确保。这种电可擦可编程只读存储器 (EEPROM)用来永久保存现场点文件。一旦存储于由电池维持的内存中的现场数据 (点文件 )丢失 ,内存可马上从 EEPROM 中调出文件并重新储存在内。在操作站终端也可以对控制器的操作进行在线编程 ,即时下载生效。当 UNC496 完成初始化编程之后 ,控制器存储操作文件自动完成现场设备的监控工作。控制器可配置多达 250 个软件点 ,包括时间程序点 ,假日程序点 ,PI
15、D 控制模块 ,轮值点 ,编程程序点等 ,功能强大。通过这些软件点和硬件I/O 点的相互逻辑互连 ,使现场设备的控制达到稳定 ,节能的效果。这是一种全部模块化的大型直接数字控制器 ,采用 16 位微处理器 ,是可自由编程、并可现场进行独立控制的直接数字控制器。该控制器为模块化设计 ,具有灵活的组合特性 ,方便系统扩展和用户根据实际需要配置。除了在 HVAC 控制方面的应用 ,在能源管理上也有广泛应用 ,包括优化的设备启 /停 ,夜间净化 ,最大负荷控制等。UNC532 是全智能型独立工作的控制器 ,它是专门为低点数的现场和应用而特别设计。它运用了 16 位微处理技术 ,允许网络上任何设备之间运
16、行真正的 点对点 通讯。每个控制器能监控多达 32 个单独备测控点。输入和输出可根据设备的监控要求灵活配置。模拟点转换成数字模式 (开 /关 )的能力可使控制器更具灵活性。 UNC532 不断地检测传感器 ,记载数据 ,检查状态和自动地决定任何必须的控制动作。在初始编程并下载文件后 ,它能与系统内其它的设备分开独立工作。只有在必需上载数据 (如报警或记录资料 )或终端操作者的要求下 ,控制器才与所选择的终端进行通讯。每个现场处理机均拥有自身的时钟、日历和内存 ,以便达到完全独立的操作。这种独立操作可由 EEPROM 数据备份确保 ,一旦内存中存储数据的现场数据 (点文件 )丢失 ,马上从 EE
17、PROM 中调出文件并重新储存在内存中。UNC532 完成初始化编程之后 ,控制器存储操作文件自动完成现场设备的监控工作 ,并可以在操作站终端对控制器的操作进行在线编程。此外 ,控制器可配置多达 50 个软件点 ,包括时间程序点 ,假日程序点 ,PID 控制模块 ,轮值点 ,编程程序点等 ,功能强大。为了保证系统在掉电情况下仍然能够正常工作 ,系统采用 UPS 电源 ,在正常供电出现故障时为系统提供可靠的后备电源 ,确保 BAS 系统的正常运行。5 结束语现代楼宇自动化程度愈来愈高 ,BAS 系统带来的效益愈来愈大 ,现代楼宇自动化必将成为现代楼宇的重要组成部分。本文对现代楼宇 BAS 系统功
18、能作了简要的阐述 ,对系统核心构成做了概要设计 ,应用在实际中 ,取得了突出的效益。如何根据楼宇的功能和需求设计实用的、经济的、可靠的 BAS 系统是一个十分值得研究的课题 ,具有突出的前景。参考文献1吴兴 .楼宇自动化系统概述 J.科技情报开发与经济 , 2008, 18(29): 189-1902黄晓耘 ,杨先军 .楼宇设备自动化系统 (BAS)设计与实践 J.智能建筑 , 2005, 3王鸣 .楼宇自动化系统智能节点的设计 J.自动化仪表 , 2008, 29(02), 57-60, 704李克 .浅述楼宇自动化系统及其总线控制 J.科技广场 , 2008, sl(07): 240-242
