基于CAN算法的智能建筑控制系統(tǒng)設計

徐超

【摘 要】智能建筑是現(xiàn)今建筑行業(yè)的主流方向，也是社會潮流的引領(lǐng)方向，當前，我國智能建筑得到了快速發(fā)展，需要不斷提高智能建筑控制系統(tǒng)設計水平，以有效提高我國智能建筑的發(fā)展速度。鑒于此，論文從多角度出發(fā)，對智能建筑的需求展開分析，并對智能建筑控制系統(tǒng)的實現(xiàn)與設計展開研究，以期為我國智能建筑提高控制系統(tǒng)設計水平提供幫助。

【Abstract】Intelligent building is the mainstream direction of the construction industry， leading the direction of social. At present， the intelligent building in China has been rapid development， we need to continuously improve the level of intelligent building control system design， in order to effectively improve the speed of development of intelligent building in China. In view of this， this paper from multi-point of view， analyzes the demand for intelligent building， and studies the realization and design of intelligent building control system， in order to control the design level of to intelligent building control system in our country.

【關(guān)鍵詞】智能建筑；控制系統(tǒng)；智能控制系統(tǒng)

【Keywords】intelligent building； control system； intelligent control system

【中圖分類號】TP216 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）10-0187-02

1 引言

在我國城市化建設和社會經(jīng)濟發(fā)展中，建筑行業(yè)有著極其重要的地位，起到了至關(guān)重要的推動作用。伴著我國科技水平的不斷提高，建筑行業(yè)也進入了一個全新的發(fā)展階段。建筑逐漸向智能化、信息化方向發(fā)展，即在傳統(tǒng)建筑的基礎(chǔ)上增加現(xiàn)代化信息技術(shù)實現(xiàn)智能化的管理而建造的建筑，從而降低了建筑的成本，節(jié)約了建筑的材料。智能建筑的宗旨是為人們提供更加舒適、有效、安全的居住環(huán)境，這也使得我國智能建筑得到了快速發(fā)展，然而，我國智能建筑和國外發(fā)達國家智能建筑相比發(fā)展起步較晚，仍存在諸多缺陷，尤其是智能控制系統(tǒng)的設計。因此，本文基于CAN算法下，對智能建筑控制系統(tǒng)進行設計。

2 智能建筑簡介

智能建筑是指為了給用戶提供一個更加便捷、舒適、高效的居住空間，采用現(xiàn)代化信息技術(shù)，通過根據(jù)用戶的需求進行管理、服務、系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)等優(yōu)化組合，由現(xiàn)代控制技術(shù)、通訊技術(shù)、現(xiàn)代電腦技術(shù)、電線建筑技術(shù)等設計建造而成。智能建筑提供的環(huán)境包括了交通環(huán)境、節(jié)能環(huán)境、信息環(huán)境、人文環(huán)境、自然環(huán)境等，為人們的生產(chǎn)生活提供一個優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。其目的是為了促進人與自然和諧發(fā)展，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，利用現(xiàn)代化科技設計高效、科學、合理的集成系統(tǒng)，為人們的生產(chǎn)生活創(chuàng)造出一個安全、便利、舒適的環(huán)境。我國智能建筑發(fā)展起步較晚，建筑的理念主要是切合生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展理念，其突出可持續(xù)發(fā)展性、先進性、實用性、環(huán)保性等主要特點。我國智能建筑和國外發(fā)達國家相比，對節(jié)能減排的要求更為嚴格，在我國城市化發(fā)展中，智能建筑起到了至關(guān)重要的作用，運用到了更多的現(xiàn)代化科技技術(shù)，例如數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信、無線局域網(wǎng)、可視化技術(shù)、智能卡技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、計算機網(wǎng)絡等，在傳統(tǒng)建筑的基礎(chǔ)上賦予建筑更加智能化的設計，有利于加快智能建筑發(fā)展的速度[1]。

3 智能建筑控制系統(tǒng)需求分析

智能建筑的目標是為人們提供低能耗、高效率、健康、舒適的居住環(huán)境。其采用了天然的資源或廢棄的材料，并利用現(xiàn)代化的新工藝設計建造。地形資源是智能建筑在設計建造中需要充分考慮的因素，需要結(jié)合當?shù)丨h(huán)境，使建筑融于其中，并且需要利用自然資源，從空間設計、結(jié)構(gòu)設計、通風設計等進行建造[2]。同時還需要通過現(xiàn)代化網(wǎng)絡控制技術(shù)，實現(xiàn)對建筑的管控、通訊、設備等進行遠程的控制。更加有利于對機電設備、生活環(huán)境進行實時監(jiān)控和監(jiān)測，從而實現(xiàn)對智能建筑各項設備、環(huán)境的全面控制。由此可以看出，智能建筑控制系統(tǒng)具有極其重要的作用。智能化建筑控制系統(tǒng)的主體設計是：基于CAN算法下設計的智能建筑控系統(tǒng)系主要有辦公自動化系統(tǒng)和通訊自動化系統(tǒng)，通過局域網(wǎng)的交換機采用網(wǎng)絡控制技術(shù)和智能化技術(shù)，可對落雨管理中央系統(tǒng)進行控制，中央控制系統(tǒng)包括配電監(jiān)控、給排水監(jiān)控、供熱監(jiān)控、空調(diào)監(jiān)控、應急監(jiān)控、電梯運行監(jiān)控、安保巡更、防盜警報、自動滅火控制、火災自動報警等系統(tǒng)[3]。

4 智能建筑系統(tǒng)實現(xiàn)與設計

4.1 智能控制硬件系統(tǒng)設計

系統(tǒng)的構(gòu)成包括CAN通訊、晶振、復位、電源、顯示、鍵盤、轉(zhuǎn)換電路、D/A信號調(diào)節(jié)、A/D信號調(diào)節(jié)。硬件系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)信息的即時采集，還可以接受遠程運行指令和遠程修改參數(shù)。鍵盤模塊的設計：鍵盤的各個按鍵應相互獨立，是為了實現(xiàn)在線修改參數(shù)而設置的，通過鍵盤實現(xiàn)參數(shù)修改而設定的。顯示模塊設計是為了能夠使操作人員及時了解到參數(shù)的變化、系統(tǒng)的運行狀態(tài)而設計的，由時序發(fā)生器、字符發(fā)生器、顯示寄存器、地址技術(shù)器、忙標志、數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器等組成，還需要對字符抵制范圍、工作電壓范圍等進行設定，并且需要與圖形字符的字模相匹配[4]。信號調(diào)節(jié)設計是為了輸入電壓信號而做成的通用控制模塊，主體是A/D輸入電路，另外信號流調(diào)節(jié)電路，從而對電流信號進行調(diào)理，實現(xiàn)A/D信號達到輸入的范圍。電源模塊設計：數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、CAN模塊、微控制模塊都受到了電源模塊的影響，電源模塊的穩(wěn)定性、抗干擾能力、可靠性都直接影響了其他模塊是否能夠正常運行。CAN通訊設計：硬件系統(tǒng)的設計需要通過CAN收發(fā)器轉(zhuǎn)換成標準的CAN電平，通過雙絞線實現(xiàn)CAN通訊介質(zhì)的連接，選用的VCAN總線接收器[5]。endprint

4.2 智能控制軟件系統(tǒng)設計

智能建筑控制系統(tǒng)軟件設計總體設計主要采用C#語言進行編寫，通過在VS2010環(huán)境下進行調(diào)試。主要包括CAN發(fā)送、D/A、控制算法、鍵盤掃描、初始化等模塊。初始化模式包括終端初始化、D/A初始化、液晶初始化、總線初始化、端口初始化、A/D初始化、CAN初始化、晶振初始化、CPU初始化等，CPU初始化主要是為了配置中斷初始化所需的全局中斷，端口初始化，主要是配置輸出方式，晶振初始化主要是配置震蕩電路的穩(wěn)定，A/D初始化主要是為了配置氣動轉(zhuǎn)換模式、模擬通道、參考電壓。控制算法模塊是影響整個控制系統(tǒng)性能的主要因素，對于不同的算法有不懂的控制量，選擇合適的控制算法，能夠達到更好的控制效果。D/A模塊是將數(shù)據(jù)發(fā)送到票總線上，并將總線接收到了信息存入緩沖區(qū)，經(jīng)過轉(zhuǎn)化可驅(qū)動制定機構(gòu)的信號。CAN模塊將數(shù)字量分別寫入DAC2H、DAC1L、DAC0H、DAC0L，CAN通訊模塊需要通過與企業(yè)節(jié)點相連接，才能實現(xiàn)通訊[6]。

5 結(jié)語

通過本文的論述對智能建筑有了較為全面的認識。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科技水平的不斷提高，智能建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑的潮流。智能建筑能夠降低建造的成本、提高能源的使用率、降低能源的消耗，提高居住和辦公的舒適度。而智能建筑控制系統(tǒng)的設計水平?jīng)Q定了智能建筑各項設備的應用和監(jiān)測水平，很大程度上決定了智能建筑的實用效果。因此，需要不斷的提高智能建筑控制系統(tǒng)設計的水平。望此次研究的內(nèi)容能為實際提高智能建筑控制系統(tǒng)的設計有所幫助。

【參考文獻】

【1】鄭保山，杜潤本.基于CAN總線的智能清掃車車身控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].機電一體化，2016，12（12）：43-47.

【2】趙飛麒，馮寧，黃健華.基于CAN總線的焊線機自動上下料控制系統(tǒng)的分布式設計與實現(xiàn)[J].裝備制造技術(shù)，2016，11（12）：37-40.

【3】蔣俊祁.基于嵌入式的分布式電源節(jié)能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2017，01（06）：88-92.

【4】鄭養(yǎng)波，康梅.基于并行冗余的CAN總線發(fā)動機試驗臺控制系統(tǒng)設計[J].南昌大學學報（工科版），2017，05（01）：61-65.

【5】劉貽華，鄺家凱.基于CAN和LIN網(wǎng)絡的車門控制系統(tǒng)主控單元的優(yōu)化設計[J].熱帶農(nóng)業(yè)工程，2016，11（Z1）：63-68.

【6】王廣海，夏晶晶.基于CAN總線的果蔬氣調(diào)保鮮運輸車分布式控制系統(tǒng)設計[J].科技通報，2016，09（06）：57-62.endprint