現代建筑弱電管網智能控制系統設計

汪 軍

（江蘇安全技術職業學院，江蘇 徐州 221011）

0 引 言

現代建筑弱電管網是城市電網建設中的主要設備，針對其穩定性方面的研究受到相關應用部門的密切關注。弱電管網智能控制能有效保證弱電管網的穩定性，為其安全運行提供重要保障，現代建筑弱電管網智能控制系統應勢而生[1]。我國以往針對弱電管網智能控制系統的研究并不少見，但研究比較局限，主要通過改變運行速率來控制弱電管網。傳統弱電管網智能控制系統在現實應用中存在控制波特率低的缺點，主要原因為未建立相應的控制數據通信協議，無法實現弱電管網智能控制[2]。本文通過設計一種新型弱電管網智能控制系統，從根本上提高其控制波特率，進而提高控制效率，為實現弱電管網智能控制的節本增效提供支持。

1 現代建筑弱電管網智能控制系統硬件設計

弱電管網智能控制系統的硬件優化主要針對以太網、微型控制器以及顯示器展開優化設計。

1.1 以太網

系統硬件設計過程中選擇以太網作為網絡支撐，為系統內的數據傳輸與數據管理提供一個完善的硬件環境，實現系統數據的遠程高效率傳輸。在傳統研究成果的基礎上使用雙絞線網絡將官網與系統內交換設備進行連接，擴大網絡覆蓋范圍[3]。同時，使用硬件模型對弱電信號進行控制，實現數據轉換模塊內數字信號的有效轉換，從而完成系統硬件環境的布設。

1.2 微型控制器

微型控制器是控制系統的核心硬件，本文采用二級板兩層模式優化設計微型控制器，基于LonWorks技術內置神經元芯片[4]。控制器屬于一種微型結構，由核心芯片和傳感信息裝置等構成。通過此方面的研究可集成處理網絡信息，確保系統穩定運行，并縮短系統的綜合運行時長，提升系統運行效率，滿足系統需求[5]。微型控制器主要為弱電管網智能控制提供驅動，將神經元芯片發出的控制信號與電路相連，將弱電管網智能控制信號轉換為控制當量，從而智能控制弱電管網。

1.3 顯示器

顯示器用于展示系統運行結果和微型控制器輸出的弱電管網智能控制數據[6]。本文設計中的顯示器型號為MN26840-001，尺寸為32寸，共有24路，通過串口通信能夠直接獲得弱電管網控制數據。

2 現代建筑弱電管網智能控制系統軟件設計

本文設計的系統軟件流程如圖1所示。

圖1 系統軟件流程圖

2.1 弱電管網智能控制數據自動采樣

系統軟件優化中預先采集弱電管網智能控制信號，并將采集到的信號通過通信網絡傳遞到控制主站，由控制主站分析上報的控制信號，并確定控制頻率和控制區段[7]?？紤]到弱電管網智能控制信號類型眾多，本文通過最小化輻射功率達到除雜和降噪的目的，進一步保障信號的精度。此過程可表示為：

式中，R為目標函數；n指的是弱電管網智能控制信號集；i指的是控制點位個數；P指的是信號的初級聲源聲壓；PH指的是信號的次級聲源聲壓。通過式（1），在保證弱電管網智能控制能量平衡的前提下，可以將其作為同步信號。

2.2 處理弱電管網智能控制數據

在采集控制信號的基礎上，還需要將弱電管網智能控制信號轉換為控制數據，并進一步處理弱電管網智能控制數據[8]。本文按照Myspl_num4將控制信號從一個數據服務器連接到另一臺服務器上，并按照數據的分類與存儲方式同步轉換控制信號與數據。由于控制信號與數據的同步轉換并不是一個獨立的行為，因此弱電管網智能控制數據的處理具有多數據異步并存的優勢，為下文建立Lontalk通信協議奠定基礎。

2.3 建立弱電管網智能控制Lontalk通信協議

在處理完控制數據后，基于LonWorks技術建立弱電管網智能控制Lontalk通信協議，為控制數據的傳輸提供支持[9]。由于弱電管網智能控制數據中的字符長度較短，且包含的信息量較少，因此本文設計的Lontalk通信協議為單通道模式，通過發送控制數據，再由接收端接收的方式實現弱電管網智能控制Lontalk通信[10]。在此過程中，需監測控制數據傳輸通道中的參數變化，一旦波動過大，必須立即停止數據傳輸，并查明造成數據波動的具體原因，從而提出相應的解決措施，保證控制數據的穩定傳輸。

2.4 弱電管網智能控制功率相關性分析

當弱電管網處于工作狀態時，弱電管網智能控制存在能量平衡的現象，與物質平衡具有一定的相似性[11]。在做功過程中，弱電管網的非線性特征體現得尤為明顯，其智能控制功率計算為：

式中，N為控制功率；k指的是弱電管網電源額定電壓；P指的是弱電管網電源流經電流；Q指的是弱電管網電源頻率；R為目標函數，μ指的是弱電管網的蓄熱系數；t指的是弱電管網的運行時長。

2.5 實現弱電管網智能控制

在完成弱電管網智能控制功率相關性分析后，為進一步提高控制效率，以上文計算得出的控制功率為依據發送控制數據。在確保原構件數量可滿足需求的條件下，對不同形式的網絡指標進行調度與轉換，并設置網絡節點，在此過程中需結合不同指令的語義，根據傳輸地址定位節點目標，以此確保網絡端口的良好通信。同時，執行對網絡端口的通信操作，向目標節點發送信息與二進制代碼，并對端口控制的數據進行送達處理，使用node表示代碼文件，采用自由傳輸的方式傳輸數據，在接收響應后實現弱電管網智能控制。

3 實例分析

3.1 實驗準備

構建實例分析，實驗對象選擇某現代建筑弱電管網，將使用本文設計控制系統對現代建筑弱電管網執行相應的控制行為設置為實驗組，將使用傳統控制系統對現代建筑弱電管網執行相應的控制行為設置為對照組，使用MATALB軟件進行測試，通過對比控制波特率的方式判斷兩種系統的控制效率。

3.2 實驗結果與分析

整理實驗數據如表1所示。

表1 控制波特率對比表

由表1可知，本文設計的控制系統控制波特率明顯高于對照組，更具實際應用價值。

4 結 論

弱電管網智能控制作為現代建筑弱電管網建設的重點內容，需借助硬件和軟件的支持，提高控制的實效性。本文設計的控制系統在現實中是具有現實意義的，能夠為更好地開展現代建筑弱電管網智能控制工作提供一定的幫助與引導。在后續的研究中，相關人員需加以拓展，進一步提高研究的全面性，從而為現代建筑弱電管網的安全穩定運行提供系統化的理論支持。