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時間：2023-04-01 10:30:34
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一、國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況
目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。
二、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
（一）性能發(fā)展方向
（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機(jī)床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化。包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。（3）工藝復(fù)合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機(jī)床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。（4）實時智能化。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為。
（二）功能發(fā)展方向
（1）用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。（2）科學(xué)計算可視化?？茖W(xué)計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。（3）多媒體技術(shù)應(yīng)用。多媒體技術(shù)集計算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。
（三）體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
（1）集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。（2）模塊化。硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。（3）網(wǎng)絡(luò)化。機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機(jī)床上對其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機(jī)床的畫面可同時顯示在每一臺機(jī)床的屏幕上。（4）通用型開放式閉環(huán)控制模式。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機(jī)實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
三、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)
當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系。
參考文獻(xiàn)
長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，cnc只能作為非智能的機(jī)床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過cad/cam及自動編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。cad/cam和cnc之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中cnc只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正cad/cam中的設(shè)定量，因而影響cnc的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)cnc系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了cnc向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。
2 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
2.1 性能發(fā)展方向
(1)高速高精高效化 速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機(jī)床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化 包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。
(3)工藝復(fù)合性和多軸化 以減少工序、輔助時間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機(jī)床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。
(4)實時智能化 早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為。科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實時系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實時響應(yīng)的、更現(xiàn)實的領(lǐng)域發(fā)展，而實時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實時智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實時智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動設(shè)定和刀具自動管理及補償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預(yù)測和預(yù)算功能、動態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。
2.2 功能發(fā)展方向
(1)用戶界面圖形化 用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前internet、虛擬現(xiàn)實、科學(xué)計算可視化及多媒體等技術(shù)也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。
(2)科學(xué)計算可視化 科學(xué)計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于cad/cam，如自動編程設(shè)計、參數(shù)自動設(shè)定、刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
(3)插補和補償方式多樣化 多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標(biāo)插補、2d+2螺旋插補、nano插補、nurbs插補(非均勻有理b樣條插補)、樣條插補(a、b、c樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關(guān)的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)取?/p>
(4)內(nèi)裝高性能plc 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能plc控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)plc用戶程序?qū)嵗?，用戶可在?biāo)準(zhǔn)plc用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。
(5)多媒體技術(shù)應(yīng)用 多媒體技術(shù)集計算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。
2.3 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
(1)集成化 采用高度集成化cpu、risc芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐穎pga、epld、cpld以及專用集成電路asic芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應(yīng)用fpd平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和crt抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。
(2)模塊化 硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如cpu、存儲器、位置伺服、plc、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。
(3)網(wǎng)絡(luò)化 機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機(jī)床上對其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機(jī)床的畫面可同時顯示在每一臺機(jī)床的屏幕上。
(4
)通用型開放式閉環(huán)控制模式 采用通用計算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機(jī)實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、cad/cam、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
3 智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)
當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。
智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)將計算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、cad/cam、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系。
作者單位：張?。ū本┦袞|直門外望京路4號，北京機(jī)床研究所數(shù)控工程中心，郵編：100102）
魏紅根（北京機(jī)床研究所）
【分類號】：TP273.5；TH-39
隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)越來越成熟，同時推動了機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在我國各個行業(yè)的生產(chǎn)和工藝過程中都應(yīng)用到了機(jī)電一體化技術(shù)，提高了生產(chǎn)效率，改變了人們的生活。在科學(xué)技術(shù)競爭激烈的今天，智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)機(jī)電系統(tǒng)的成本高、效率低的工作模式，極大地提高了機(jī)電一體化系統(tǒng)的工作效率，推動了機(jī)電一體化系統(tǒng)不斷進(jìn)步和發(fā)展。
一、智能控制技術(shù)的主要特點和控制理論
在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，智能控制技術(shù)對于我們來講已經(jīng)不陌生，它被廣泛地應(yīng)用在了我們生活中各個方面。智能控制技術(shù)就是一種可以在無人操作和干預(yù)的情況下，通過智能軟件驅(qū)動和運行智能機(jī)械設(shè)備，實現(xiàn)控制命令的一種自動控制智能技術(shù)。智能控制技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)的重要發(fā)展和應(yīng)用。傳統(tǒng)的智能控制技術(shù)只能應(yīng)用在機(jī)電一體化系統(tǒng)的最底層，在工作時需要人工的干預(yù)和操作。智能控制技術(shù)綜合了多個學(xué)科的高新技術(shù)，充分實現(xiàn)了在各個領(lǐng)域的智能化。
智能控制技術(shù)的主要特點：
（1）智能控制技術(shù)應(yīng)用在系統(tǒng)的高層控制單元，并不是簡單的機(jī)械工作。
（2）智能控制設(shè)備具有較好的非線性特性，功能更加全面。
（3）智能控制設(shè)備可以根據(jù)不同系統(tǒng)的需要改變結(jié)構(gòu)，適應(yīng)整個系統(tǒng)的運行。
（4）智能控制設(shè)備具有自我尋優(yōu)的特點。
（5）智能控制技術(shù)具有很強的組織控制功能和學(xué)習(xí)功能，可以滿足不同領(lǐng)域多樣化、多功能化的需要。
（6）智能控制技術(shù)是一個新型的控制領(lǐng)域，具有很大的發(fā)展空間和潛力。
智能控制技術(shù)是一門涉及多個領(lǐng)域的新興學(xué)科，以計算機(jī)科學(xué)技術(shù)、自動控制技術(shù)、人工智能理論為基礎(chǔ)，形成了智能控制技術(shù)的控制理論，主要包括了模糊控制理論、智能集成控制理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論、智能自動控制理論、混沌控制理論、遺傳算法等，通過這幾種智能控制理論的融合，形成了智能控制技術(shù)的主要理論和方法。
二、智能控制技術(shù)與傳統(tǒng)控制技術(shù)的主要區(qū)別
1、智能控制技術(shù)是傳統(tǒng)控制技術(shù)的高級階段
傳統(tǒng)控制技術(shù)是主要應(yīng)用在各個領(lǐng)域生產(chǎn)工業(yè)的地層，主要完成一些簡單的重復(fù)性機(jī)械工作，主要實現(xiàn)能夠代替人力的功能。智能控制技術(shù)在傳統(tǒng)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用計算機(jī)，實現(xiàn)了智能化。智能控制技術(shù)的結(jié)構(gòu)更加開放、多變，具有很強的組織控制能力、綜合處理信息能力和學(xué)習(xí)能力。
2、智能控制技術(shù)和傳統(tǒng)控制技術(shù)在控制對象和任務(wù)目標(biāo)方面都有很大不同
智能控制技術(shù)的主要控制對象是高級的計算機(jī)系統(tǒng)，通過復(fù)雜的程序系統(tǒng)，以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的非線性、不確定性、多功能的智能化控制命令為主要任務(wù)目標(biāo)。傳統(tǒng)控制技術(shù)的控制對象比較單一，通常只適用于線性、確定性的控制對象。
3、智能控制技術(shù)和傳統(tǒng)控制技術(shù)的設(shè)計重點不同
智能控制技術(shù)的設(shè)計重點主要在于對不同控制對象和任務(wù)目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行識別、描述，通過數(shù)據(jù)庫和程序代碼，完成控制命令，實現(xiàn)任務(wù)目標(biāo)。傳統(tǒng)的控制技術(shù)主要運用了動力學(xué)方程和運動學(xué)方程等數(shù)學(xué)函數(shù)，來操作控制對象，實現(xiàn)單一的目標(biāo)任務(wù)。智能控制技術(shù)可以實現(xiàn)混合控制，可以通過廣義的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行混合的數(shù)學(xué)控制過程，利用開閉環(huán)結(jié)構(gòu)，通過定性定量的決策和控制，最終實現(xiàn)多模型、多狀態(tài)的控制方式。
4、智能控制技術(shù)和傳統(tǒng)控制技術(shù)的學(xué)習(xí)方式不同
智能控制技術(shù)主要是通過結(jié)合專業(yè)人士的成功經(jīng)驗，不斷地學(xué)習(xí)和改進(jìn)來獲取知識。傳統(tǒng)控制技術(shù)主要是利用各種方程式、定律和原理來獲取知識。智能控制技術(shù)擁有模仿人的智能化功能，對于控制決策、控制對象的狀態(tài)和控制環(huán)境的知識，可以綜合運用，傳統(tǒng)控制技術(shù)只能根據(jù)單一的控制命令來完成簡單的控制任務(wù)。
三、智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
1、智能控制技術(shù)在數(shù)控領(lǐng)域的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控行業(yè)間的競爭日益激烈，要求數(shù)控系統(tǒng)不僅僅要有較高的穩(wěn)定性、可靠性、安全性和高精度性，而且要實現(xiàn)多樣化的智能功能，因此智能控制技術(shù)在數(shù)控領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。智能化的數(shù)控系統(tǒng)具有綜合處理信息、擴(kuò)展模擬處理智能知識、智能決策、感應(yīng)控制環(huán)境的功能，在數(shù)控領(lǐng)域中可以通過數(shù)據(jù)庫、程序代碼，通訊網(wǎng)絡(luò)等途徑，實現(xiàn)自我學(xué)習(xí)、自我組織、自我控制、自我適應(yīng)、自我修復(fù)、自我識別等功能。數(shù)控領(lǐng)域中很多的控制對象和控制任務(wù)沒有明確的數(shù)學(xué)模型，也不能很好地建立數(shù)學(xué)模型，使用傳統(tǒng)的控制技術(shù)無法實現(xiàn)任務(wù)目標(biāo)，把智能技術(shù)應(yīng)用在數(shù)控領(lǐng)域就可以很好地解決這個問題，實現(xiàn)任務(wù)目標(biāo)，很好地實現(xiàn)控制效果。
在數(shù)控領(lǐng)域中運用智能控制技術(shù)的模糊控制理論，對于一些信息比較模糊的控制任務(wù)有著顯著的效果，通過模糊控制理論進(jìn)行優(yōu)化控制數(shù)控系統(tǒng)的加工過程，并且可以用于診斷數(shù)控機(jī)床的運行故障，保證數(shù)控系統(tǒng)的運行安全。另外，智能控制技術(shù)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)中插補運算和故障診斷有著重要的作用，可以利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性神經(jīng)元調(diào)節(jié)控制數(shù)控系統(tǒng)中開環(huán)閉環(huán)的結(jié)構(gòu)增益。數(shù)控系統(tǒng)中的插補運算是整個數(shù)控系統(tǒng)的核心模塊，它可以根據(jù)生產(chǎn)零件的加工起點和終點、形狀、速度等狀態(tài)信息，在加工起點和終點之間的位置插補一些中間點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)點的密集化處理。
2、智能控制技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用
機(jī)器人通常要實現(xiàn)時變、強耦合和非線性的動力學(xué)特性，具有多方面的傳感器信息，多種變量的控制系統(tǒng)參數(shù)，實現(xiàn)多樣化、智能化的控制任務(wù)，這些要求都使得智能控制技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。智能控制技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域的各個方面都有重要的應(yīng)用，例如機(jī)器人在行走過程中視覺傳感器信息處理、自主障礙控制，行走的路徑規(guī)劃，行走軌跡的定位跟蹤，機(jī)器人的行為動作狀態(tài)，動作姿勢控制等。通過智能控制技術(shù)實現(xiàn)機(jī)器人的自我學(xué)習(xí)、自我調(diào)整、自我適應(yīng)的功能。
例如，機(jī)器人在碼垛時對于智能控制技術(shù)的應(yīng)用。機(jī)器人碼垛作業(yè)，是由機(jī)器人、機(jī)器人夾具、標(biāo)準(zhǔn)箱輸送設(shè)備對標(biāo)準(zhǔn)箱姿態(tài)的預(yù)處理，三者共同協(xié)調(diào)完成的作業(yè)。三者的工作節(jié)拍必須一致，避免任何一種工序出現(xiàn)等待，才能保證碼垛作業(yè)按設(shè)計有效的進(jìn)行，達(dá)到設(shè)定的碼垛速度，機(jī)器人碼垛作業(yè)流程圖如圖4所示。
由分揀系統(tǒng)分揀出的標(biāo)準(zhǔn)箱按種類分別送至1、2、3三個取件通道，每個通道為一種種類。通道末端設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)箱姿態(tài)預(yù)處理抓取工位，當(dāng)抓取工位標(biāo)準(zhǔn)箱姿態(tài)已處理如圖1、圖2、圖3所示時，給出姿態(tài)完成信號；同時控制系統(tǒng)接到碼垛工位空托盤到位完成信號。接到兩個完成信號后，控制系統(tǒng)啟動碼垛機(jī)器人到達(dá)1、2、3號抓取工位并啟動夾具抓取標(biāo)準(zhǔn)箱，當(dāng)真空檢測達(dá)到預(yù)定值，控制系統(tǒng)給出機(jī)器人碼垛運動信號，機(jī)器人將抓取的標(biāo)準(zhǔn)箱，按規(guī)定的垛型分別碼垛至723、718、715碼垛工位的托盤上。運動中真空檢測一直在監(jiān)視夾具真空度，保證牢固抓取標(biāo)準(zhǔn)箱。標(biāo)準(zhǔn)箱碼垛完成后，機(jī)器人返回零位待機(jī)狀態(tài)。機(jī)器人抓取標(biāo)準(zhǔn)箱碼垛運行中，若夾具真空度下降至低于高速運行設(shè)定值，機(jī)器人減速運行；若真空度下降至低于低速運行設(shè)定值，機(jī)器人運動停止并保持停止?fàn)顟B(tài)，防止掉箱。同時控制系統(tǒng)發(fā)出報警，人工進(jìn)行干預(yù)后，復(fù)位后機(jī)器人回到待機(jī)工位，等待指令。
3、智能控制技術(shù)在交流伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用
在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，交流伺服系統(tǒng)是一個重要的組成部分。交流伺服系統(tǒng)主要實現(xiàn)信號處理后轉(zhuǎn)換成機(jī)械設(shè)備的動作，對于整個機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制質(zhì)量、控制效果和控制功能有著重要的影響。交流伺服系統(tǒng)是一個復(fù)雜的運行系統(tǒng)，對于交直流電動機(jī)有著時變參數(shù)和負(fù)載擾動的特點，并且控制對象非線性、不確定，因此不能得到交流伺服系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，這時將智能控制技術(shù)應(yīng)用到交流伺服系統(tǒng)中，結(jié)合交流伺服理論，實現(xiàn)了交流伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠的運行，提高了系統(tǒng)各方面的性能指標(biāo)。
通過運用智能控制技術(shù)的模糊控制算法，大大提高了交流伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的靈敏度和性能，并且保證了系統(tǒng)具有良好的抗干擾能力，實現(xiàn)了交流伺服系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)、自我控制和自我調(diào)整。
結(jié)束語：
智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用，隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，一定會推動著機(jī)電一體化系統(tǒng)朝著高度智能化和功能化的方面不斷發(fā)展，為我國各個領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)科學(xué)發(fā)展發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)：
奇勝家居智能化系統(tǒng)是通過對C-Bus智能控制系統(tǒng)、安防控制系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的結(jié)合，在家居中實現(xiàn)如下控制功能：
1.燈光控制
2.家電控制（電動窗簾、空調(diào)、AV設(shè)備等）
3.綜合安防
并可以將上述控制集成起來，通過以下一些操作設(shè)備進(jìn)行控制，如：
1.C-Bus控制面板
2.有線觸摸屏
3.無線觸摸屏
4.電話
5.網(wǎng)絡(luò)
我們先來簡單介紹一下各種控制所能實現(xiàn)的功能：
1.燈光控制：利用C-Bus智能控制系統(tǒng)，不僅能和普通照明控制一樣對燈光進(jìn)行開關(guān)、調(diào)光，而且還能實現(xiàn)定時、總開關(guān)、場景預(yù)設(shè)以及遙控等功能。運用紅外線傳感器和亮度傳感器能控制燈光自動開關(guān)、調(diào)節(jié)亮度。
2.家電控制：將家中的電動窗簾、空調(diào)和家庭影視等家電設(shè)備控制都集成起來，統(tǒng)一通過墻面上的C-Bus控制面板控制，不再在墻上安裝五花八門、各式各樣的面板?；蚴峭ㄟ^無線觸摸屏、電話、網(wǎng)絡(luò)在家里家外遙控，屏棄一切遙控器。而且無線觸摸屏比遙控器更直觀、操作更簡便，充分做到了實用、易用、人性化。
3.綜合安防：當(dāng)有人非法闖入住宅或發(fā)生火災(zāi)、煤氣泄漏等緊急情況、家人按動緊急報警按鍵時，家居智能化系統(tǒng)將發(fā)出聲光報警，并可根據(jù)報警類別，自動向戶主的手機(jī)或小區(qū)監(jiān)控中心、119、110等報警，連續(xù)撥號直至確認(rèn)該信息被收到，同時報警電話會用語音提示功能告知報警所在區(qū)域及類別。
4.攝像監(jiān)視：在兒童房或家中主要通道設(shè)置攝像探頭，起到保護(hù)兒童安全和防盜等作用。
5.邏輯功能：奇勝家居智能化系統(tǒng)同時具有邏輯判斷的能力，從而實現(xiàn)家居電器的智能化控制，如系統(tǒng)根據(jù)土壤濕度探針和風(fēng)速計的反饋，控制花園的澆灌裝置在土壤變干燥，而風(fēng)速低于設(shè)定值時啟動，給草坪澆灌。在處理安防報警時，系統(tǒng)根據(jù)各個防區(qū)在時間和空間位置之間的關(guān)系，自動進(jìn)行邏輯判斷以刪除誤報警。這些功能的設(shè)置就像家里多了個聰明的“管家”，將您的家照顧得妥妥當(dāng)當(dāng)。
奇勝家居智能化系統(tǒng)可以簡單快捷地實現(xiàn)上面這些功能，那我們又通過何種方式向這個“管家”發(fā)號施令呢？
1.C-Bus控制面板：代替原有燈光、窗簾、空調(diào)等電器的墻面開關(guān)，它通過編程可以控制家居智能化系統(tǒng)所控制的所有電器?？刂泼姘宓拿總€按鍵上有LED燈，能顯示電器的開關(guān)狀況，且每個鍵通過軟件可設(shè)置出多種功能：開關(guān)、調(diào)光、定時、場景設(shè)置或家電總開關(guān)等。比如我們設(shè)置一個按鍵為“看電視”的場景，只需按這個按鍵，電視打開，燈光調(diào)至適合于看電視的效果、窗簾自動關(guān)閉，同時音響功放打開，原來需要四個操作步驟才能做到的事，現(xiàn)在只需一個動作就解決了。您只要按鍵一下，剩下的都由系統(tǒng)來執(zhí)行。
2.有線觸摸屏：不僅具有C-Bus控制面板的功能，而且通過圖文界面，主人能更直觀的控制電器并了解它們的工作狀態(tài)。如置于主人的床頭，臨睡前，不用挨個房間查看燈、窗簾等是否關(guān)閉，在觸摸屏的界面上一目了然。
3.無線觸摸屏：無線觸摸屏比有線屏更進(jìn)一層，就像是一個家庭控制中心，同時代替了所有的遙控器，燈光、窗簾、家電及安防等設(shè)備都可通過無線觸摸屏控制，而且通過此觸摸屏還能無線上網(wǎng)，收發(fā)E-mail。攝像探頭和可視對講的畫面也能在觸摸屏上顯示。當(dāng)主人在客廳看電視時，茶幾上放置的觸摸屏不僅可以遙控電視、音響，還能觀察到孩子在其它房間里的活動情況。當(dāng)有客人來訪時，還能顯示出來訪者的畫面，不必起身離座，在觸摸屏上即可將戶門打開。
4.電話：只要給家中撥打一個電話，奇勝家居智能化系統(tǒng)就能告知您家中電器設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)，您也能通過電話控制家中的電器設(shè)備，選擇家居智能化系統(tǒng)的工作模式，并能接收系統(tǒng)發(fā)出的帶語音提示性質(zhì)的報警。
5.網(wǎng)絡(luò)：通過Internet訪問您的個人主頁，您就像坐在家中一樣，遙控著聰明的“管家”，哪怕是遠(yuǎn)在千里之外，也一切盡在輕松掌握之中。您能開關(guān)電器，知道家里的窗簾是否關(guān)閉，從攝像探頭傳來的畫面上查看家中是否有不速之客。
那么我們又是如何通過奇勝的C-Bus智能控制系統(tǒng)、Minder家居安防系統(tǒng)及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)上述功能的呢？
首先我們來了解一下C-Bus智能控制系統(tǒng)，它是一種總線型的系統(tǒng)，所有元件只需通過五類雙絞線為介質(zhì)的總線按自由拓?fù)洌ǜ删€型、星型、混合型等，但不接受環(huán)型）形式聯(lián)接，就組成了一套C-Bus控制系統(tǒng)。C-Bus元件均內(nèi)置微處理器和存儲單元，每個元件在網(wǎng)絡(luò)中均有惟一的地址碼以供識別。我們可以對每個元件進(jìn)行編程，將控制參數(shù)分散存儲在各元件的芯片中。通過輸出元件控制各回路負(fù)載。輸入單元通過群組地址和輸出組件建立對應(yīng)聯(lián)系。當(dāng)有輸入操作時，輸入單元將其轉(zhuǎn)變?yōu)镃-Bus信號在C-Bus系統(tǒng)總線上以載波的形式向整個總線廣播，所有的輸出單元接收并做出判斷，控制相對應(yīng)的回路動作。
C-Bus系統(tǒng)中包含了三類元件：系統(tǒng)元件、輸出元件、輸入元件。
1.系統(tǒng)元件：主要是各種接口，如計算機(jī)接口將C-Bus信號轉(zhuǎn)換成計算機(jī)RS232端口信號；網(wǎng)絡(luò)接口將C-Bus信號轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)的TCP/IP信號；電話接口將C-Bus系統(tǒng)與市電網(wǎng)聯(lián)接，實現(xiàn)電話遠(yuǎn)程遙控。
2.輸出元件：有開關(guān)輸出、調(diào)光輸出、模擬量輸出和紅外線輸出，開關(guān)輸出可以控制燈或窗簾等家電開關(guān)；調(diào)光輸出用于控制燈光調(diào)光；模擬量輸出不僅可以控制熒光燈類燈光調(diào)光，而且可以用于某些電器的模糊控制，如百頁窗的開啟角度等；紅外線輸出可以通過專用的紅外線學(xué)習(xí)器將所需控制電器的遙控器紅外線代碼學(xué)出后，存入紅外線輸出元件中，從而實現(xiàn)紅外遙控控制家電。
3.輸入元件：有C-Bus控制面板、有線觸摸屏和紅外探測器、亮度傳感器等。C-Bus控制面板按按鍵數(shù)量分為兩鍵、四鍵和八鍵面板，可接受紅外遙控功能，控制面板上的每個按鍵均可通過編程實現(xiàn)對燈光調(diào)光開關(guān)控制、窗簾開關(guān)控制、空調(diào)電視等的開關(guān)調(diào)溫調(diào)臺控制，還能設(shè)定場景效果。如將在主臥室的一個按鍵設(shè)為睡覺場景，主人按了這個按鍵后，燈光緩慢關(guān)滅、窗簾關(guān)閉、空調(diào)調(diào)節(jié)至睡眠狀態(tài)?？刂泼姘宓拿總€按鍵都有十幾種功能備選，其中在場景功能的編程中，我們可以用一個按鍵控制多個家電和多個燈光回路，定義好每個燈光回路或家電的狀態(tài)之后，我們再按壓此按鍵時，其所控制的燈光及家電將自動進(jìn)入所設(shè)的狀態(tài)，這就實現(xiàn)了我們所要求的場景控制。
有線觸摸屏的功能及編程方式類似于控制面板，但在控制界面上更為人性化、更為友好。我們在控制頁面上可以編輯各種圖形或文字說明，還可粘貼上所控制區(qū)域的平面圖，并將燈與電器的圖例放置在相應(yīng)位置。這樣我們不僅能通過點擊觸摸屏上的圖例對燈和各種電器實現(xiàn)控制，而且還能根據(jù)圖例知道它們的狀態(tài)，如燈光調(diào)節(jié)到了百分之多少等。
紅外探測器、亮度傳感器用于實現(xiàn)“人來開燈，人走關(guān)燈”和根據(jù)環(huán)境亮度調(diào)節(jié)燈光。
了解了智能控制系統(tǒng)，讓我們再來看看Minder家居安防系統(tǒng)，它包括安防主機(jī)、控制鍵盤、擴(kuò)展模塊及各種安防探頭。我們將安防探頭按防區(qū)分別接入主機(jī)的輸入端子，將聲光報警器接入主機(jī)的輸出端子，再將控制鍵盤用五類雙絞線與主機(jī)聯(lián)接就組成了一套安防系統(tǒng)，通過控制鍵盤進(jìn)行設(shè)防和撤防。在發(fā)生報警后，系統(tǒng)不光能發(fā)出聲光報警，而且能自動根據(jù)報警類型撥打不同的報警電話，如發(fā)生了非法闖入，系統(tǒng)在給主人撥打電話的同時還能給110匪警臺撥打電話。我們可以通過編程給每一個防區(qū)設(shè)置不同的報警級別，并建立各區(qū)在時間和空間上相互配合的邏輯，以刪除誤報警。
Minder家居安防主機(jī)具有很強的邏輯編程功能，且其輸入端子不僅能接入干接點信號，而且能接入各種模擬信號，如我們可以將土壤濕度探測器、風(fēng)速探測器等與Minder主機(jī)聯(lián)接，主機(jī)就能根據(jù)我們預(yù)先設(shè)置的邏輯關(guān)系判斷是否需要給花園的草坪灌溉。Minder主機(jī)還能直接通過C-Bus總線與C-Bus控制系統(tǒng)聯(lián)接，使之成為C-Bus系統(tǒng)的一員，從而實現(xiàn)兩者的聯(lián)動控制，如當(dāng)發(fā)生報警，Minder主機(jī)可以控制所有的燈光點亮；我們也可以在離家時，按C-Bus控制面板上的“離家場景”按鍵，此時不僅所有的燈光窗簾關(guān)閉，同時安防系統(tǒng)也進(jìn)行了設(shè)防。
通過上面對產(chǎn)品的介紹，我們了解了奇勝家居智能化系統(tǒng)主要組成部分的基本原理及功能，接下來我們來介紹一下整個系統(tǒng)是如何搭構(gòu)的。
如圖，根據(jù)需要在控制箱內(nèi)安裝C-Bus輸出元件，輸出回路用于控制燈光、窗簾等設(shè)備的調(diào)光或開關(guān)；在電視或空調(diào)的附近安裝C-Bus紅外線輸出插座，輸出紅外線信號控制電視或空調(diào)；將這些C-Bus元件通過C-Bus總線接入C-Bus控制系統(tǒng)。
接下來我們根據(jù)需要在墻面上設(shè)置C-Bus輸入元件，如有線觸摸屏、控制面板等，同樣是通過C-Bus總線將輸入元件接入C-Bus系統(tǒng)中，即可對輸出元件實現(xiàn)控制。再將Minder家居安防系統(tǒng)通過C-Bus總線聯(lián)接到C-Bus系統(tǒng)中，這樣就形成了一套能實現(xiàn)家電及安防控制的家居智能化系統(tǒng)。但還沒有遠(yuǎn)距離遙控功能，我們可以加入電話接口與市話網(wǎng)聯(lián)接，實現(xiàn)電話遠(yuǎn)程遙控；加入網(wǎng)絡(luò)接口和家庭服務(wù)器與Inter網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程遙控。我們在系統(tǒng)中加入無線網(wǎng)接入點（AP）和帶無線網(wǎng)卡的無線觸摸屏或PDA掌上電腦就能實現(xiàn)近距離的無線遙控，就是我們前面所說的家庭控制中心，其界面及功能與有線觸摸屏類似。到此這一套完整的奇勝家居智能化系統(tǒng)就組合完畢了。通過這樣的一套系統(tǒng)，我們就能實現(xiàn)開篇所述的所有功能。
接下來，我們向大家再介紹一個工程實例，可以了解如何設(shè)計奇勝家居智能化工程。一個花園別墅小區(qū)共300棟別墅，7種戶型，建筑面積從350m2到700m2，均為地下一層、地上三層結(jié)構(gòu)。甲方要求的家居智能化系統(tǒng)包括智能家庭安防、家庭消防、家庭影院控制、別墅照明燈光控制、空調(diào)及鍋爐控制、庭院澆灑控制、窗簾控制、網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)等內(nèi)容，且做到可以通過電話、網(wǎng)絡(luò)遙控家電。
根據(jù)要求，我們首先設(shè)計出家居智能化系統(tǒng)圖（如下圖）：
1、簡述智能控制技術(shù)
智能控制技術(shù)（ICT：Intelligent Control Technology）是控制理論發(fā)展的一個新高度，開創(chuàng)了控制理論的新時代。智能控制技術(shù)解決的對象主要是那些用無法用傳統(tǒng)方法解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題?！爸悄芸刂啤敝傅氖窃跓o外界因素干擾的情況下能夠自主地驅(qū)動智能機(jī)器來實現(xiàn)控制目標(biāo)的自動控制技術(shù)。常用的智能技術(shù)主要包括模糊邏輯控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，學(xué)習(xí)控制，專家系統(tǒng)，分層遞階控制等等。以智能控制為核心的智能控制系統(tǒng)具備一定的智能行為，例如：自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織等等。它主要用來解決工程上難以用數(shù)學(xué)方法精確描述的、隨機(jī)的、模糊的、復(fù)雜的、柔性的控制問題。此外，工程機(jī)械中也經(jīng)常應(yīng)用智能控制系統(tǒng)，其深度和廣度也是不可小覷的。
2、智能控制系統(tǒng)類別形式與特點
目前智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)相對普遍了，那么當(dāng)前采取的智能控制系統(tǒng)都有哪些呢？
2.1分級控制系統(tǒng)
分級控制系統(tǒng)又稱為分級階梯控制系統(tǒng)，是美國普渡大學(xué)提出的控制理論。它的理論是在自適應(yīng)控制和自組織控制的基礎(chǔ)上提出的。它由低到高分為組織級、協(xié)調(diào)級和執(zhí)行級這三個級別。具體情況如下所述：
1）執(zhí)行級：根據(jù)上級發(fā)出的命令，執(zhí)行確定的某些動作，并完成組織分配的各項任務(wù)。
2）協(xié)調(diào)級：此級由控制管理分層和控制監(jiān)督分層組成。主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各項任務(wù)，以保證各項任務(wù)得以高質(zhì)量完成。
3）組織級：它是通過用戶和人機(jī)接口進(jìn)行交互，執(zhí)行最高決策的控制功能，對協(xié)調(diào)級和執(zhí)行級的任務(wù)進(jìn)行組織，監(jiān)視并指導(dǎo)協(xié)調(diào)級和執(zhí)行級這兩個級別的行為。
2.2學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)
學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)是通過對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行判別、認(rèn)知和調(diào)整后，利用對信號循環(huán)輸入以及數(shù)據(jù)處理來保證良好的運行效果。它是一種自動控制系統(tǒng)，能在運行過程中逐步獲得受控過程以及環(huán)境的非預(yù)知信息，積累控制經(jīng)驗，不斷更新各種數(shù)據(jù)和資源，并且能在一定的評價標(biāo)準(zhǔn)體系下進(jìn)行分類、估值、決策和不斷改善。
2.3專家控制系統(tǒng)
專家控制系統(tǒng)是人機(jī)相結(jié)合的一種形式，它能將人的知識、經(jīng)驗、技能融合進(jìn)計算機(jī)系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，計算機(jī)數(shù)據(jù)庫含有某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R和經(jīng)驗和技能，且次系統(tǒng)能像人的大腦一樣對各種數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行分析、處理，然后利用這些知識、經(jīng)驗和技能來解決該領(lǐng)域的高水平復(fù)雜疑難問題。
2.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是指由大量的人工神經(jīng)元互聯(lián)而組成的網(wǎng)絡(luò)，這些人工神經(jīng)元與生物神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞相類似，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也可以由大量象生物神經(jīng)元的處理單元并聯(lián)互聯(lián)而成。智能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式主要運用了人工神經(jīng)元模式、神經(jīng)細(xì)胞模式。其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要功能是模仿真人和智能控制。
機(jī)電一體化智能控制中的智能控制技術(shù)通常具有以下一種或者幾種特點：
（1）分層遞階的組織結(jié)構(gòu)：“智能遞增，精度遞減”的原理在智能控制系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)中得到了充分體現(xiàn)，此原理也是智能控制系統(tǒng)的一大特色。其協(xié)調(diào)層次與其所體現(xiàn)的智能成正比，二者相互促進(jìn)、共同提高。
（2）多模態(tài)控制：智能控制系統(tǒng)通常采用多態(tài)控制，這種多態(tài)控制通常具有具有開、閉環(huán)控制相結(jié)合，定量控制與定性決策相結(jié)合，數(shù)學(xué)模型和非數(shù)學(xué)廣義模型相結(jié)合的特點。
（3）自學(xué)習(xí)能力：學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)是能夠?qū)σ粋€過程或者環(huán)境的未知特征所固有的信息進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且能將其所得到的信息與其以往的經(jīng)驗相結(jié)合，用于進(jìn)一步的估計、分類、控制或者決策的一種系統(tǒng)，它的整套模式使系統(tǒng)的性能得以改善和提高。和人們的學(xué)習(xí)能力一樣，智能控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)功能也參差不齊，高層次的學(xué)習(xí)功能主要包括知識的更新與遺忘，它使系統(tǒng)的資源處于不斷更新的狀態(tài)，是一個動態(tài)的過程；低層次的學(xué)習(xí)功能則主要包括對控制對象參數(shù)的學(xué)習(xí)，它是一個相對的靜態(tài)過程。
（4）自適應(yīng)能力：智能控制系統(tǒng)中的智能行為實質(zhì)是一種映射關(guān)系，反應(yīng)了從輸入到輸出之間對應(yīng)關(guān)系，我們可以把它看成是一種不依賴模型的自適應(yīng)估計。因此，它具有很好的適應(yīng)性能。由于系統(tǒng)具有插補功能，所以即使當(dāng)系統(tǒng)的輸入不是以前見過的例子時，甚至當(dāng)系統(tǒng)中某些部分出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)也能夠不受干擾，像沒遭到破壞之前一樣正常地工作，給出適當(dāng)?shù)妮敵?。如果智能系統(tǒng)更加強大的話，它還能夠自我找出故障，甚至還具備自我修復(fù)的功能，體現(xiàn)了智能控制系統(tǒng)更加強大、更加完善的適應(yīng)性能。
3、智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前機(jī)電一體化中的智能控制技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為一種潮流與趨勢，數(shù)控機(jī)床和智能機(jī)器人就是反應(yīng)這種趨勢的最好的例子。數(shù)控機(jī)床的智能化體現(xiàn)在各類傳感器對切削加工過程中以及加工過程前后的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和比較，并且通過計算機(jī)系統(tǒng)對檢測出來的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析整合，做出正確的判斷與綜合處理，自動對異常現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)整與加工，以保證加工過程的順利進(jìn)行與完成，從而保證加工出合格、高品質(zhì)的產(chǎn)品。智能機(jī)器人是通過視覺、聽覺、觸覺等各類傳感器檢測工作狀態(tài)，根據(jù)實際變化過程反饋的數(shù)據(jù)、信息然后做出正確的判斷和決定。此外，智能控制系統(tǒng)在工程機(jī)械中的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，其控制方法也是十分巧妙的，具體情況如下所述：
1）挖掘機(jī)通過檢測液壓系統(tǒng)的運行參數(shù)來識別載荷的大?。喝鐧z測液壓系統(tǒng)中泵的輸油壓力，泵的控制壓力，以及各機(jī)構(gòu)的情況與狀態(tài).有的還檢測先導(dǎo)手柄的系統(tǒng)流量和位移的情況等等。挖掘機(jī)控制器根據(jù)采集的信息，通過模擬控制理論理出所需要的信息和數(shù)據(jù)，為下一步的工作提供依據(jù)，以保證以后的工作得以順利進(jìn)行。
2）基于CAN總線的汽車起重機(jī)智能控制系統(tǒng)中采用總線分段。雙CAN總線協(xié)議結(jié)構(gòu)，既可以對起重機(jī)的動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等做出全面系統(tǒng)的監(jiān)測，又可以避免總線沖突，實現(xiàn)有效、快速通信。各種不同型號的汽車起重機(jī)需要具有不同配置的軟件，對此我們要注意區(qū)分。
結(jié)語
無論是國內(nèi)還是國外，對于機(jī)電一體化中對智能控制系統(tǒng)方面的研究已經(jīng)很深入，不管是在現(xiàn)代機(jī)械上還是在典型機(jī)械上。相較于傳統(tǒng)的釣控制方法智能控制系統(tǒng)更具有柔性和靈活性，優(yōu)勢很突出且實用性很強。以微處理器為核心的智能控制系統(tǒng)，在微電子技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)以及信息技術(shù)等領(lǐng)域展現(xiàn)出了更為廣闊的發(fā)展前景和更具優(yōu)勢的發(fā)展空間。
中圖分類號：TU855
近年來，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代自動控制技術(shù)和通信技術(shù)在現(xiàn)代化建筑的設(shè)計建造中得到了廣泛的應(yīng)用，從而推動了人們生活方式的改變，特別是隨著各種智能系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，使居民的居住環(huán)境向著信息化、自動化、安全化乃至智能化的方向發(fā)展。
國內(nèi)，隨著人們對智能化樓宇系統(tǒng)需求的增加，越來越多的生產(chǎn)商開發(fā)了不同種類和功能的自動化設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、智能監(jiān)控系統(tǒng)等，然而在智能樓宇系統(tǒng)的設(shè)計和施工時，根據(jù)不同功能劃分的系統(tǒng)被分別安裝，一方面造成不同生產(chǎn)商的設(shè)備之間互不兼容，在系統(tǒng)信息交互等方面存在諸多困難；另一方面由于不同功能的子系統(tǒng)間彼此獨立，導(dǎo)致系統(tǒng)資源共享實現(xiàn)困難。這種異構(gòu)的系統(tǒng)方案造成了智能樓宇設(shè)備使用的諸多不便，為了解決子系統(tǒng)之間以及硬件設(shè)備之間的互連和互操作性問題，就要求構(gòu)成智能樓宇的電氣設(shè)備的各個異構(gòu)子系統(tǒng)具有開放式結(jié)構(gòu)，所采用的協(xié)議和接口都要標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，使資源達(dá)到充分的共享，高效率的完成規(guī)定的任務(wù)。
1智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析
智能監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)運用樓宇智能化電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，為業(yè)主和用戶提供良好的工作和居家環(huán)境，并使樓宇內(nèi)的供配電、給排水、空調(diào)通風(fēng)、電梯、照明等系統(tǒng)設(shè)備始終處在最佳運行狀態(tài)，確保樓宇內(nèi)各個子系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和智能性。以達(dá)到舒適、安全、健康、經(jīng)濟(jì)和節(jié)能的目的，因此電氣化智能化的樓宇系統(tǒng)廣泛受到建筑設(shè)計、施工方的重視。
智能監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對各監(jiān)控與管理可提供設(shè)備運行管理和樓宇經(jīng)營管理，同時對樓宇進(jìn)行節(jié)能控制。智能監(jiān)控系統(tǒng)主要包括電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、供配電控制系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)構(gòu)成，如圖1所示。
樓宇智能化電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要是對樓宇內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水等機(jī)電設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視、控制與管理、以保證這些設(shè)備安全可靠地工作。
保證樓宇智能化系統(tǒng)順暢、穩(wěn)定運行的基本條件是安全可靠的軟硬件系統(tǒng)。例如，供配電子系統(tǒng)在要確保樓宇基本供電的同時，還保證樓宇內(nèi)電路的穩(wěn)定性和電流的安全性。因此，必須在系統(tǒng)中同時嵌入各種監(jiān)控設(shè)施，主要對樓宇內(nèi)各個開關(guān)的閉合狀態(tài)，電路中電流的大小以及升降壓設(shè)備的溫度等進(jìn)行實時和全面的監(jiān)控，從而保證樓宇內(nèi)供配電的穩(wěn)定安全，真正到達(dá)系統(tǒng)的智能化管理。
現(xiàn)代樓宇的節(jié)能是智能化樓宇面臨的新課題。大型建筑的能耗主要包括照明、空調(diào)、供熱、通風(fēng)以及其他電器設(shè)備的使用等，為了使智能化樓宇的能耗明顯降低，有必要通過使用各種節(jié)能設(shè)備和綠色能源，對樓宇的能耗進(jìn)行智能化控制。實踐證明，對各種設(shè)備的進(jìn)行節(jié)能控制能夠取得明顯的節(jié)能效果。例如，在小區(qū)內(nèi)應(yīng)該對走廊，停車場等人員流動較小的區(qū)域設(shè)計回路分組控制電路，并使用聲控和其他感應(yīng)式傳感器等；在樓宇的空調(diào)系統(tǒng)中，設(shè)計空調(diào)設(shè)備的最佳啟動、停止控制電驢，對空調(diào)實施有效的節(jié)能控制，在減小系統(tǒng)能耗的同時還能降低樓宇電路系統(tǒng)的負(fù)荷，提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命；對于智能樓宇的給排水系統(tǒng)，可以設(shè)計出不同水箱、容器等的水位和水壓的監(jiān)測電路，并設(shè)計相應(yīng)的水泵啟動、停止控制系統(tǒng)，對樓宇的給排水進(jìn)行節(jié)能控制。
圖1智能樓宇系統(tǒng)示意圖
CBD等綜合性大樓是智能樓宇系統(tǒng)應(yīng)用最多的方向。在綜合性樓宇建筑中，一般都設(shè)包括辦公室、寫字間、會議室、飯店、公寓等，造成樓宇系統(tǒng)管理和監(jiān)控的困難，特別是火災(zāi)等的監(jiān)控更方面，如果人們的防火意識淡薄或者放松警惕，就會增加火災(zāi)的發(fā)生。
2智能化樓宇電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的綜合設(shè)計
2.1基于CORBA的系統(tǒng)方案的總體設(shè)計
智能化樓宇電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，是指通過包含電氣監(jiān)控系統(tǒng)和智能化控制系統(tǒng)，對樓宇建筑內(nèi)的主要電氣設(shè)備，供配電線路的等實施自動化的檢測、控制和保護(hù)，并通過通信系統(tǒng)等，發(fā)展通信等綜合性的自動化功能，提供系統(tǒng)全局信息資源平臺；基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實施內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)多種信息的融合應(yīng)用，實現(xiàn)樓宇內(nèi)相關(guān)業(yè)務(wù)操作的自動化與智能化，實現(xiàn)全面的更高層次的企業(yè)信息集成方案；在此基礎(chǔ)上，對樓宇的電氣設(shè)備等進(jìn)行綜合管理，進(jìn)而實現(xiàn)管理的智能化、節(jié)能化等。
基于上述目的和原則，系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃將充分利用CORBA技術(shù)的優(yōu)點，并以現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計的面向?qū)ο笤砗湍K化設(shè)計的思想，在ORB軟總線的基礎(chǔ)上，利用CORBA提供的不同的系統(tǒng)服務(wù)，并針對電氣監(jiān)控與電能量管理的公共服務(wù)，構(gòu)建出一個符合業(yè)務(wù)邏輯和要求的工程對象?；贑ORBA的系統(tǒng)設(shè)計方案如圖2所示.
圖2樓宇智能化監(jiān)控系統(tǒng)組成示意圖
2.2數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的設(shè)計
數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的功能主要是監(jiān)督控制，對樓宇的電氣設(shè)備運行進(jìn)行實施和全方位的監(jiān)視?？紤]到數(shù)據(jù)采集及其監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸多采用遠(yuǎn)程通信方式，具備有遠(yuǎn)程通信和大范圍分布的基本特點。由于遠(yuǎn)程通信方式的數(shù)據(jù)處理量很大，因此需要安設(shè)通信信號前處理設(shè)備，從而能夠盡量減輕系統(tǒng)中心服務(wù)器的載荷。另外，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控控制系統(tǒng)的監(jiān)控范圍龐大，數(shù)據(jù)系統(tǒng)繁雜，因此不能追求系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力，更多情況下應(yīng)該同時考慮系統(tǒng)軟件和硬件的多點監(jiān)控能力和系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性。
一般情況下，SCADA子系統(tǒng)會根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的需要，對不同的通信線路、通信協(xié)議等的訪問進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)采集，同時，SCADA子系統(tǒng)還會向上級的CORBA總線提供多種接口，通過使其他的協(xié)議和服務(wù)器，對上級系統(tǒng)進(jìn)行訪問。因此，SCADA子系統(tǒng)相對與下級子系統(tǒng)來說是禁閉的，但對其上級系統(tǒng)會提供統(tǒng)一的服務(wù)。因此，SCADA子系統(tǒng)可以被上級的服務(wù)器，通過不同的接口進(jìn)行訪問、控制和數(shù)據(jù)交換。
3總結(jié)
智能建筑的特征是將各種與信息相關(guān)的樓宇設(shè)備通過建筑內(nèi)的綜合布線系統(tǒng)連接起來，并保持這些設(shè)備與建筑的協(xié)調(diào)，從而舒適的信息化空間得以構(gòu)成，人們在信啟、社會中的快節(jié)奏和開放性需要得以滿足。本文主要研究了此類樓宇智能化監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計、與施工應(yīng)用中的若干問題，首先總結(jié)了樓宇智能化監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和功能，隨后基于CORBA的系統(tǒng)方案對智能化樓宇電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計，最后指出了樓宇智能化監(jiān)控系統(tǒng)在施工應(yīng)用過程中的需要注意的問題。本文的研究對智能化樓宇監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]李馨蓉.智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)整體方案設(shè)計[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用,2002(5).
傳統(tǒng)的小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)很多都存在只上了個別子系統(tǒng)，而且各子系統(tǒng)相對獨立，它們之間的信息還處于不能共享的狀態(tài)，操作和管理人員需要熟悉和掌握各個不同系統(tǒng)及對象的技術(shù)，使用成本較高，功能不實用和不全面，維護(hù)和運行費用較高。
如何利用數(shù)字化技術(shù)，把孤立的子系統(tǒng)集成在一起，降低運營成本，實現(xiàn)信息共享？本文將深入討論智能小區(qū)數(shù)字化監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計原則、硬件結(jié)構(gòu)和軟件功能等內(nèi)容。
一 系統(tǒng)設(shè)計原則
數(shù)字化監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計要堅持應(yīng)用適度超前的先進(jìn)、適用、優(yōu)化集成的成套技術(shù)體系和設(shè)備體系，應(yīng)用的產(chǎn)品要成熟可靠，具有易集成、擴(kuò)展、操作、維修的特性，同時盡可能降低系統(tǒng)整體造價的原則，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)子系統(tǒng)的設(shè)備、功能和信息的管理集成，使其成為互相關(guān)聯(lián)、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，系統(tǒng)資源達(dá)到充分共享，實現(xiàn)真正意義的統(tǒng)一、實用、高效、便利。
在系統(tǒng)設(shè)計中要遵循以下幾點原則：
實用性：系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)使小區(qū)能最大限度地滿足住戶的生活需求。
先進(jìn)性：應(yīng)用國內(nèi)外較先進(jìn)技術(shù)，保證智能化系統(tǒng)的先進(jìn)性。
可靠性：所選用的技術(shù)及配套設(shè)備必須成熟可靠，以保證整個系統(tǒng)的長期正常運行，故障率低。
易操作性：將自動與手動有機(jī)結(jié)合、相互補充，力求用戶操作簡便。
集成性和可擴(kuò)展性：保證各個子系統(tǒng)的集成和信息共享，結(jié)構(gòu)具有可擴(kuò)展性和兼容性，實現(xiàn)對各子系統(tǒng)的集中管理、分散監(jiān)控的目的。
二 數(shù)字化監(jiān)控管理系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
由于數(shù)字化技術(shù)和相關(guān)設(shè)備已日臻成熟，數(shù)字化、簡單化、實用化的設(shè)計理念也在不斷深入人心，目前，已到了數(shù)字化技術(shù)普及的年代。前一段時間很多用戶擔(dān)心硬盤錄像系統(tǒng)的可靠性，普遍采用了數(shù)字設(shè)備和模擬設(shè)備混合設(shè)計思路來提高系統(tǒng)的可靠性，不足之處是系統(tǒng)安裝較復(fù)雜，成本也較高，對數(shù)字化的普及較為不利。而今天數(shù)字化設(shè)備的可靠性已得到了很大的提高，基于數(shù)字化、簡單化的方案設(shè)計可以達(dá)到實用化的要求。圖1為智能小區(qū)監(jiān)控管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
1.數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)
在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)將以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托，并以瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，來構(gòu)建智能小區(qū)監(jiān)控管理系統(tǒng)。因為隨著小區(qū)的寬帶接入日益成熟，未來IPV6技術(shù)也會迅速普及，限制數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)帶寬問題將會得到較好地解決，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)將會更廣泛地應(yīng)用于智能小區(qū)監(jiān)控管理系統(tǒng)之中。
2.數(shù)據(jù)處理中心
數(shù)據(jù)處理中心的硬件由一個或多個服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)組成，它是整個監(jiān)控管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，也是各種信息和數(shù)據(jù)處理中心，也是系統(tǒng)的核心。服務(wù)器將使用WINDOWS 2000 SERVER操作系統(tǒng)，采用高穩(wěn)定性的WINDOWS SERVICE 方式設(shè)計，全部功能均模塊化，還可根據(jù)實際情況進(jìn)行服務(wù)器的冗余重構(gòu)，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。
3.數(shù)字視頻顯示矩陣
傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)常常有一個監(jiān)控中心，也就是需要一個視頻圖象顯示矩陣，為了兼容一些模擬系統(tǒng)，充分利用已有資源，數(shù)字化系統(tǒng)可通過增加解碼設(shè)備將數(shù)字信號還原成模擬信號，再接入多路電視墻。但是，未來的發(fā)展方向?qū)⑹恰凹泄芾恚稚⒈O(jiān)控”的模式。數(shù)字視頻顯示矩陣將漸漸成為過去，以后，配置數(shù)字視頻顯示矩陣的系統(tǒng)會越來越少，對于新建系統(tǒng)可建議用戶省去此部分，增添一些遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備更有意義。
4.視頻服務(wù)器
視頻服務(wù)器裝置在模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)向數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級改造過程中被廣泛使用，功能也是各式各樣，性能價格比也有不同，目前，國內(nèi)產(chǎn)品較多，也占有一定優(yōu)勢，在很多較大規(guī)模的智能小區(qū)的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)中被廣泛使用。
5.硬盤錄像機(jī)DVR
隨著數(shù)字圖像監(jiān)控技術(shù)和相關(guān)設(shè)備的迅猛發(fā)展，數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR性能近幾年也得到了大幅度地提高，目前，已經(jīng)成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的核心產(chǎn)品，完全有可能取代統(tǒng)治市場多年的模擬設(shè)備，大量的DVR設(shè)備已使用在智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)，DVR的使用是數(shù)字化監(jiān)控的一個重要標(biāo)志。
6.網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)
模擬攝像機(jī)加上視頻服務(wù)器就相當(dāng)于一個網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，它是一個集成化的數(shù)字設(shè)備，只要和網(wǎng)絡(luò)相連即可，不需要鋪設(shè)與視頻矩陣相連的電纜，也不需要與DVR相連的同軸電纜。
7.遠(yuǎn)程監(jiān)控臺
遠(yuǎn)程監(jiān)控臺實際上是任何能夠上網(wǎng)并有授權(quán)的電腦，這也是智能小區(qū)監(jiān)控管理系統(tǒng)的最大特色，也是“集中管理、分散監(jiān)控”的具體體現(xiàn)。
三 智能小區(qū)軟件功能
軟件平臺在智能小區(qū)數(shù)字化監(jiān)控管理系統(tǒng)中處于更為重要的地位，傳統(tǒng)小區(qū)監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要不足也是體現(xiàn)在軟件功能不強，軟件平臺建設(shè)沒有得到足夠的重視。智能小區(qū)建設(shè)要“硬件”和“軟件”雙管齊下，特別是信息化平臺要用電子商務(wù)全面提升物業(yè)管理水平。
1.視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)
系統(tǒng)以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)，構(gòu)成統(tǒng)一和便捷的信息交換平臺，各監(jiān)控管理人員均可以在授權(quán)下通過本、異地控制臺方便地瀏覽和監(jiān)控實時信息。視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)主要對監(jiān)控部位進(jìn)行跟蹤觀察及連續(xù)錄像，以達(dá)到對重點區(qū)域監(jiān)控管理的目的，前端攝像機(jī)將圖像傳送到控制監(jiān)控中心，監(jiān)控中心值班人員通過數(shù)碼硬盤錄像，顯示器監(jiān)看，監(jiān)控中心控制器指揮，中心監(jiān)視系統(tǒng)采用多媒體視像顯示技術(shù)，由計算機(jī)控制，管理及進(jìn)行圖像記錄分析，使中心管理人員充分了解小區(qū)內(nèi)的實時動態(tài)信息，并提供突發(fā)事故事后分析的寶貴錄像資料。
視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要功能如下：
?可實現(xiàn)本、異地視頻圖像監(jiān)控，存儲，顯示等DVR功能。
?預(yù)設(shè)群組聯(lián)機(jī)功能，可快速同時監(jiān)控不同遠(yuǎn)方的圖像。
?可實現(xiàn)遠(yuǎn)程云臺鏡頭控制、遠(yuǎn)程圖像下載、遠(yuǎn)程報警。
?可分層、分區(qū)進(jìn)行密碼授權(quán)管理。
?可提供統(tǒng)一的各種信息的查詢、共享、備份、維護(hù)、統(tǒng)計等功能。
對于監(jiān)控點眾多的系統(tǒng)，攝像機(jī)多，用戶數(shù)也多，這將給整個系統(tǒng)管理和維護(hù)帶來很大不便。因此，將采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對整個系統(tǒng)進(jìn)行配置與管理，也就是通過建立一個數(shù)據(jù)模型，來存放相互間具有一定關(guān)系的數(shù)據(jù)，如監(jiān)控點的分布信息，攝像機(jī)分布情況與監(jiān)控點關(guān)系，用戶的名稱、密碼、權(quán)限及其其它相關(guān)屬性、日志信息等。系統(tǒng)根據(jù)用戶信息表可獲取用戶的權(quán)限信息與優(yōu)先權(quán)信息，從而可控制用戶的操作。
2.物業(yè)管理系統(tǒng)
物業(yè)管理系統(tǒng)主要包括業(yè)務(wù)管理、客戶服務(wù)和辦公管理三大部分，它可使相關(guān)的物業(yè)信息在多方面得到共享。其主要功能如下：
業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)可提供維修管理、二次裝修管理、保安管理、消防管理、保潔管理、報警管理、綠化管理、住戶管理、公共信息管理、物業(yè)日志管理、特殊業(yè)務(wù)管理、房產(chǎn)管理等。
客戶服務(wù)子系統(tǒng)包含物業(yè)收費系統(tǒng)、房產(chǎn)管理系統(tǒng)、物業(yè)中介系統(tǒng)、保姆信息系統(tǒng)、客戶投訴系統(tǒng)等。該軟件可提供水、電、物業(yè)管理費催款請求，房屋租賃信息查詢和中介，保姆信息查詢和中介，客戶投訴處理結(jié)果反饋等。
辦公管理子系統(tǒng)包含工作協(xié)調(diào)系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、文檔資料管理系統(tǒng)、人事工資管理系統(tǒng)等。該軟件可提供物業(yè)公司的日常工作管理、公司員工管理、公司資產(chǎn)利用評測、公司工作效率考評等功能。
3.網(wǎng)站服務(wù)系統(tǒng)
網(wǎng)站服務(wù)系統(tǒng)提供了基于INTERNET技術(shù)的一個高效、穩(wěn)定、開放、安全的信息共享平臺，它能夠與視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)和物業(yè)管理系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，達(dá)到各子系統(tǒng)的真正無縫聯(lián)接。在網(wǎng)上形成一個虛擬智能小區(qū)，與現(xiàn)實小區(qū)一起，用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方法延伸和充實了小區(qū)的內(nèi)涵。
網(wǎng)站服務(wù)系統(tǒng)主要包括如下幾方面：
?小區(qū)新聞：小區(qū)最新動態(tài)，社會熱點新聞報道，使大家能夠以最快的方式了解小區(qū)的現(xiàn)狀和周邊的變化。
?網(wǎng)上物業(yè)管理：把物業(yè)管理系統(tǒng)搬到網(wǎng)上，大家可利用網(wǎng)絡(luò)，方便地使用物業(yè)管理系統(tǒng)，方便地查詢各項管理費用，物業(yè)管理人員也可以通過網(wǎng)上進(jìn)行各種費用催繳等工作，還可在網(wǎng)上進(jìn)行交互式投訴，疑問咨詢，各種業(yè)務(wù)調(diào)查，甚至對物業(yè)管理效率的評估等，以利于不斷提高物業(yè)管理的水平。
?信息服務(wù)：結(jié)合本小區(qū)特點的一些信息查詢，例如，本小區(qū)的電子地圖，各部門的工作職能及服務(wù)范圍，還有房屋買賣、租賃情況及保姆信息等。此系統(tǒng)是開放型系統(tǒng)，可隨客戶需求不斷增改，只要住戶及有關(guān)方面有需求，即可方便地提供相應(yīng)的服務(wù)。
?電子公告板：以專門的公告形式一些重要的政府公告、政策宣傳、大型活動安排、停水、停電、設(shè)備維修等通告，還有一些緊急通知。
?網(wǎng)上控制：按照授權(quán)相關(guān)人員可以對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。例如，物業(yè)管理人員可通過互聯(lián)網(wǎng)上的瀏覽器進(jìn)行小區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
中圖分類號TN93 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2014）123-0020-02
1智能化總控系統(tǒng)概述
智能優(yōu)化總控系統(tǒng)采用的事大型核心數(shù)字矩陣和網(wǎng)絡(luò)音頻路由的雙路由總控系統(tǒng)，相互備份，以便同步切換和統(tǒng)一控制，系統(tǒng)的安全性與可靠性也隨著后置加上四選一設(shè)備而大大提高。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，加之網(wǎng)絡(luò)音頻路由系統(tǒng)的綜合性能突出、價格低廉、布置簡單，總控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化是發(fā)展的必然趨勢，也是總控系統(tǒng)構(gòu)建發(fā)展的方向，廣播領(lǐng)域在網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)上也有了可靠的實踐和深入探索?？偪叵到y(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，有數(shù)字無源音分、數(shù)字音頻矩陣以及網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣，實現(xiàn)全臺直播間、轉(zhuǎn)播、外轉(zhuǎn)等對信號的匯集、分配、傳輸、調(diào)度等功能，智能化監(jiān)測監(jiān)控應(yīng)急系統(tǒng)就是在這些構(gòu)架的基礎(chǔ)上設(shè)計的，性能卓越，智能化總控系統(tǒng)也是通過整合而來的，實現(xiàn)對全臺業(yè)務(wù)的全程監(jiān)測監(jiān)控，工作內(nèi)容有：音頻工作站系統(tǒng)監(jiān)測、關(guān)鍵點音頻信號監(jiān)測監(jiān)聽等，在各項工作的嚴(yán)格監(jiān)控情況下，確保電臺信號播出的安全性，充分體現(xiàn)智能化總控系統(tǒng)的優(yōu)越性能。
2智能化總控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成
智能化總控系統(tǒng)工作時，分工明確，且各個功能獨立性高，互不干擾，每個分工由各個子系統(tǒng)完成，子系統(tǒng)之間的整合讓網(wǎng)絡(luò)總控系統(tǒng)具備自動化能力，就是所謂的智能化總控系統(tǒng)。系統(tǒng)具體組成如下所述。
2.1網(wǎng)絡(luò)化音頻傳輸系統(tǒng)
音頻信號的網(wǎng)絡(luò)化切換與傳輸室該子系統(tǒng)的主要任務(wù)，對各個音頻路由進(jìn)行監(jiān)測和控制，可監(jiān)測到每一路的音頻實時信號。在信號傳輸過程中的安全保證是由子系統(tǒng)與矩陣系統(tǒng)構(gòu)成互備結(jié)構(gòu)達(dá)成的。
2.2空中信號質(zhì)量監(jiān)測監(jiān)錄系統(tǒng)
信號傳輸都會在空中信號落腳，因此對空中信號的監(jiān)測，可以間接獲取監(jiān)錄時廣播播出的真實情況，對于廣播電臺來說，能播出聲音是不夠的，還要求空中信號達(dá)到總局要求的指標(biāo)范圍。
2.3網(wǎng)絡(luò)化信號監(jiān)測系統(tǒng)
對網(wǎng)絡(luò)化信號的監(jiān)測是采用該子系統(tǒng)的CAS1000網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸與切換功能，可以對各項關(guān)鍵信號實時監(jiān)測，所有過程都是自動完成，且有故障報警功能。信號的監(jiān)測場所一般在總控室，也能通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)立在其他辦公室進(jìn)行監(jiān)測，達(dá)到信號遠(yuǎn)程監(jiān)測的目的。讓技術(shù)管理水平上升一個新的高度。
2.4智能化音頻信號DSP處理系統(tǒng)
該子系統(tǒng)的目的是通過設(shè)置的兩臺CNP800網(wǎng)絡(luò)音頻處理器保證音頻信號的傳輸質(zhì)量。作為一款新型網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字音頻處理器――CNP800，其功能室與CAS1000音頻路由器交換網(wǎng)絡(luò)音頻信號，對音頻信號處理的軟件由路由來設(shè)置。
2.5工作站狀態(tài)監(jiān)測遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)負(fù)責(zé)全臺廣播的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視工作。在工藝用房內(nèi)由工作人員來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視工作站狀態(tài)，實時掌握工作站的工作狀況，并對異常進(jìn)行處理，及時上報工作情況。并及時糾正工作人員在操作上出現(xiàn)的一些失誤或工作站出現(xiàn)故障時進(jìn)行處理，以提高工作效率，從而防止事故的發(fā)生。開機(jī)工作中數(shù)量的統(tǒng)計可由該子系統(tǒng)來實時把握，全面對工作站的使用時間、效率以及狀況體系進(jìn)行監(jiān)測。尤其體現(xiàn)在該系統(tǒng)的遠(yuǎn)程遙控功能，既提高了工作站的集中度，又解決的維護(hù)上的一些困難，是相當(dāng)有用的功能。
2.6設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)
實現(xiàn)各項設(shè)備集中監(jiān)測是該子系統(tǒng)的目的，包括UPS電源、音頻路由器、調(diào)音臺、音分等的設(shè)備。此外，還能夠監(jiān)測關(guān)鍵設(shè)備的工作溫度和環(huán)境溫度。自動對設(shè)備異常情況的發(fā)生做警報。設(shè)備溫度是對設(shè)備的工作狀態(tài)的直接反映，是監(jiān)測設(shè)備的一種方法。設(shè)備故障的出現(xiàn)很可能是溫度產(chǎn)生了異常，所以設(shè)備故障的這種預(yù)警機(jī)制大大提高了設(shè)備工作的安全性。
2.7應(yīng)急控制和智能化故障分析系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要是對網(wǎng)絡(luò)信號進(jìn)行監(jiān)測，出現(xiàn)故障時自動報警，并對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，由智能系統(tǒng)對故障匹配最佳的解決措施，達(dá)到最好處理效果，保證設(shè)備工作的效率。網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣可以通過備份管道的切換對信號故障進(jìn)行有效切斷和移除。應(yīng)急音源子系統(tǒng)會自動將出現(xiàn)故障的備份通道進(jìn)行應(yīng)急播出處理，并自動備份。此外，系統(tǒng)自帶的手機(jī)短信通知功能可以及時將系統(tǒng)的故障情況發(fā)送給相關(guān)人員，以便及時進(jìn)行處理。
2.8應(yīng)急音源系統(tǒng)
每個廣播節(jié)目在播出時可以利用該子系統(tǒng)的自動判斷功能了解情況，并作出相應(yīng)的應(yīng)急措施，系統(tǒng)會自動匹配與當(dāng)前錄播節(jié)目的原本的錄播節(jié)目來播出，倘若是直播節(jié)目，會轉(zhuǎn)為相應(yīng)的音樂來進(jìn)行應(yīng)急，確保廣播的播出效率和質(zhì)量。
3智能化總控系統(tǒng)功能分析
3.1實現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)化音頻傳輸、監(jiān)測和切換
采用目前比較先進(jìn)的Cobranet網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)，整合出更為出色的全網(wǎng)絡(luò)化音頻矩陣與傳輸系統(tǒng)，使系統(tǒng)變得更加明了，擺脫了大量的中間環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)后期擴(kuò)容以及維護(hù)都是大有好處的。
3.2全程監(jiān)測關(guān)鍵音頻信號，并自動化處理故障
對全臺音頻信號的傳輸情況由值班人員來掌控。系統(tǒng)自帶信號故障處理的備案，并對故障發(fā)出及時警報，并按照備案進(jìn)行應(yīng)急處理，自動執(zhí)行備份信號的切換，避免錯播或者停播現(xiàn)象的發(fā)生。
3.3設(shè)備接口模塊化，確保系統(tǒng)安全
模塊化的CAS設(shè)備的信號輸入輸出口，具有相當(dāng)好的獨立性，模塊之間互不影響，此外冗余的網(wǎng)絡(luò)接口是CAS設(shè)備的特點，可在安全時間內(nèi)，將出現(xiàn)異常的主網(wǎng)路信號自動切換到網(wǎng)絡(luò)接口，確保信號的不間斷性。從而提高網(wǎng)絡(luò)矩陣的安全性，使廣播播出跟家安全可靠。
3.4良好的可擴(kuò)展性
智能化總控系統(tǒng)只需接入新信號源，還可配置支持Corbranet協(xié)議的硬件設(shè)備，設(shè)備兼容性強，體現(xiàn)出擴(kuò)展性好，設(shè)備添加范疇廣，即可將新的數(shù)字或模擬信號引入網(wǎng)絡(luò)矩陣中，或是與其他網(wǎng)絡(luò)連接，使監(jiān)控管理更加全面便捷。
圖書館屬于公共建筑，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全要求高、設(shè)備數(shù)量眾多，非常需要建設(shè)智能化系統(tǒng)。圖書館建筑的智能化程度，決定著其運行效率與安全等級，樓宇自控系統(tǒng)是其關(guān)鍵系統(tǒng)之一，起著重要的作用。
本文以一圖書館工程實例介紹樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計，此項目規(guī)劃占地2.1萬平方米，建筑面積約9.8萬平方米，地下2層、地上10層，建筑總高度約50米。設(shè)有辦公室、信息咨詢部、閱讀部、活動推廣部、數(shù)字資源與技術(shù)保障部、物業(yè)管理等多個部門。
1 樓宇自控系統(tǒng)的需求分析
樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計具有很大的靈活性，應(yīng)根據(jù)建筑物的整體功能需求和物業(yè)管理方式確定控制水平，根據(jù)建筑物內(nèi)不同區(qū)域的要求和受控設(shè)備的分布特點，選擇技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠、經(jīng)濟(jì)合理的控制系統(tǒng)方案，避免投資的盲目性。
本樓宇自控系統(tǒng)擬對圖書館內(nèi)的各機(jī)電設(shè)備（包括：空調(diào)通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等），采用集散系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理，以實現(xiàn)對設(shè)備進(jìn)行可靠而經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化控制，進(jìn)而延長設(shè)備的使用壽命、節(jié)約能耗和簡化管理。
系統(tǒng)必須具有開放性、可擴(kuò)充性、標(biāo)準(zhǔn)化，采用開放性的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議?？刂浦骶W(wǎng)和分布網(wǎng)要求采用BACnet/IP通訊協(xié)議，BAS分站則采用BACnet MS/TP或LONWORKS通訊協(xié)議。最終系統(tǒng)具備開放性、兼容性和擴(kuò)展性具。
系統(tǒng)的管理訪問支持 B/S或同時支持 B/S 和 C/S，允許設(shè)置多個工作站，對系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和控制。
根據(jù)圖書館的使用要求，提供針對性的管理功能，包括：檢修提醒報警、越限報警、控制失效報警。
1.1 空調(diào)通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的需求分析
本工程中空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)考設(shè)備包括：冷源系統(tǒng)、空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組、送/排風(fēng)機(jī)等。
冷源系統(tǒng)包括 4 臺冷機(jī)、5 臺冷凍泵、5臺冷卻泵、4 臺冷卻塔、1 個膨脹水箱、1個軟化水箱及2臺補水泵等設(shè)備。冷源系統(tǒng)由專用的群控系統(tǒng)管理，樓宇自控系統(tǒng)（BAS）只需通過BACnet、OPC 等開放的通訊協(xié)議接口，讀取設(shè)備相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)監(jiān)測。監(jiān)測的主要內(nèi)容：冷機(jī)、冷凍/冷卻泵、冷卻塔的運行狀態(tài)，冷凍水供回水總管的流量、溫度、壓力，冷卻水的供回水溫度等。
新風(fēng)機(jī)組的監(jiān)控需求包括：風(fēng)機(jī)的啟?？刂?、水閥的控制、狀態(tài)監(jiān)測及報警；空調(diào)機(jī)組的監(jiān)控需求包括：風(fēng)機(jī)的控制、水閥的控制、新/回風(fēng)閥開度的控制、狀態(tài)監(jiān)測及報警；送排風(fēng)機(jī)的監(jiān)控需求包括：風(fēng)機(jī)的啟?？刂?、狀態(tài)監(jiān)測及報警。
1.2 給排水系統(tǒng)的需求分析
本工程給排水系統(tǒng)包括：36個集水井、72臺排污泵，分布在負(fù)二層；消防1個水池、2個生活水箱（配有5臺生活水泵）、1臺直飲水泵。排污泵的啟停由液位開關(guān)自動控制，BAS對消防及生活給水設(shè)備只監(jiān)不控。監(jiān)測內(nèi)容：排污泵的狀態(tài)（運行、手/自動和故障報警）生活水泵組的運行狀態(tài)、故障報警，生活水箱和集水井的超高、超低水位；報警提示：集水井水位過高、消防水池或生活水箱水位過低時發(fā)出報警；生活水泵、排污泵的運行狀態(tài)與控制要求不一致時發(fā)出報警；互為主備的排污泵一臺發(fā)生故障報警時另一臺不能自動投入運行時系統(tǒng)發(fā)出報警；當(dāng)水泵累計運行時間越限時，系統(tǒng)發(fā)出提示消息。
1.3 第三方系統(tǒng)集成
本工程中冷源系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、不間斷電源、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)等第三方系統(tǒng)需要通過集成接入樓宇自控系統(tǒng)（BAS），要求BAS通過軟件讀取各系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，并詳盡、準(zhǔn)確、實時的記錄數(shù)據(jù)。
2 樓宇自控系統(tǒng)的方案設(shè)計
2.1 樓宇自控系統(tǒng)的基本組成
為提高可靠性，本系統(tǒng)采用分布式集散型控制系統(tǒng)，系統(tǒng)由中央管理站（服務(wù)器/工作站）、各種DDC（Direct Digital Controller，直接數(shù)字控制器）及各類傳感器、執(zhí)行器等組成，能夠完成多種控制及管理功能，是一種智能化控制管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
中央管理計算機(jī)（又稱上位機(jī)、系統(tǒng)服務(wù)器）通常設(shè)置在中央控制室，由PC主?C、顯示器及打印機(jī)組成，是樓宇自控系統(tǒng)的核心。中央管理計算機(jī)實時監(jiān)測來自現(xiàn)場設(shè)備的所有信息數(shù)據(jù)和報警信息，并發(fā)出各種控制指令給現(xiàn)場控制器，對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和記錄，并通過各種輸出設(shè)備通知工作人員。
DDC控制器是一種可獨立運行的數(shù)據(jù)采集和控制裝置，由處理器、輸入輸出通道和各種接口電路等組成。DDC控制器是樓宇自控系統(tǒng)的核心和實現(xiàn)控制功能的關(guān)鍵部件，通常分散設(shè)置在受控設(shè)備的附近，是系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備的接口。DDC通過各種輸入通道采集實時數(shù)據(jù)，再按一定的控制規(guī)律進(jìn)行運算，最后發(fā)出控制信號，控制受控設(shè)備的運行。 DDC的輸入輸出接口分為四類，分別是：模擬輸入（AI），數(shù)字輸入（DI），模擬輸出（AO），數(shù)字輸出（DO）。
傳感器和執(zhí)行器是安裝在受控設(shè)備里的傳感元件和執(zhí)行元件，是樓宇自控系統(tǒng)的末端設(shè)備。傳感器對一些直接反映系統(tǒng)性能的物理量，如溫度、濕度、壓力等進(jìn)行檢測，并將檢測到的物理量輸入到DDC，DDC則輸出控制信號傳送給各執(zhí)行器，進(jìn)而控制受控設(shè)備。
2.2 各子系統(tǒng)的設(shè)計
2.2.1 空調(diào)通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)
1）風(fēng)機(jī)的監(jiān)控
現(xiàn)場控制器（DDC）通過事先編制的啟?？刂泼睿ㄟ^數(shù)字輸出（DO）控制風(fēng)機(jī)的啟停，并將風(fēng)機(jī)主電路上交流接觸器輔助觸點的狀態(tài)輸入到DDC的數(shù)字輸入（DI），監(jiān)測風(fēng)機(jī)的運行狀態(tài)；主電路上熱繼電器的輔助觸點信號作為風(fēng)機(jī)過載停機(jī)報警信號，通過DDC的數(shù)字輸入（DI）反饋到系統(tǒng)中來。
2） 送、回風(fēng)溫濕度監(jiān)測及水閥的控制
在送、回風(fēng)口各設(shè)置一個溫濕度傳感器，其輸出信號接至DDC的模擬輸入（AI），對送、回風(fēng)的溫濕度進(jìn)行監(jiān)測。比較回風(fēng)溫度與設(shè)定溫度的差值，采用PID 等控制算法，通過模擬輸出（AO）控制二通閥的開度。
3） 新/回風(fēng)閥開度比例控制
空調(diào)機(jī)組的新/回風(fēng)閥開度比例控制信號為模擬輸出（AO）信號。
4）狀態(tài)監(jiān)測及報警
通過DDC的數(shù)字輸入通道（DI）采集空調(diào)機(jī)組/新風(fēng)機(jī)組的風(fēng)機(jī)手/自動狀態(tài)、風(fēng)機(jī)壓差、過濾網(wǎng)堵塞報警信號。系統(tǒng)會將監(jiān)控數(shù)據(jù)自動記錄下來生成表格，便于以后查找、打印或者作進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。
空調(diào)通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)各設(shè)備的監(jiān)控點位如表1所示。
2.2.2 給排水系統(tǒng)
1）采集生活水泵組和排污泵的運行、故障報警、手自動狀態(tài)等信號，集水井水位（超高、超低水位）信號，通過DDC的數(shù)字輸入（DI）到BAS，在系統(tǒng)界面上實時顯示。
2）通過軟件的報警提醒功能設(shè)置報警點，如：啟停泵異常、設(shè)備累積運行時間越限等，提醒工作人員現(xiàn)場排查或檢修。
給排水系統(tǒng)的監(jiān)控點位如表2所示。
2.2.3 第三方系統(tǒng)集成
冷源、電梯、發(fā)電機(jī)、不間斷電源等第三方系統(tǒng)需要通過集成網(wǎng)關(guān)接口接入BA系統(tǒng)，這四個第三方系統(tǒng)分別由各自廠家通過其專用的監(jiān)控系統(tǒng)自行監(jiān)控和管理，再將各監(jiān)測數(shù)據(jù)通過集成網(wǎng)關(guān)接口提供給BA系統(tǒng)，各系統(tǒng)設(shè)置一個 BACnet網(wǎng)關(guān)用于與BA系統(tǒng)的連接和通訊。
3 樓宇自控系統(tǒng)的選型及配置
3.1 樓宇自控系統(tǒng)的選型
樓宇自控系統(tǒng)的選擇既要滿足業(yè)主的要求，又必須符合“智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)”（GB/T50314-2006），應(yīng)全面考慮系統(tǒng)的可靠性、開放性、可擴(kuò)展性及技術(shù)的先進(jìn)性。
在選用產(chǎn)品時，首先應(yīng)從該建筑物的要求出發(fā)，充分分析和考慮市場可供商品的市場定位和特性，選擇適合的產(chǎn)品。首先要對產(chǎn)品進(jìn)行性能/價格比較，其次對樓宇自控系統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)業(yè)主的投資預(yù)算和實際需求，選擇最具有節(jié)能功能、方便管理的樓宇自控系統(tǒng)方案。
樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)備配置及選型優(yōu)劣，不僅對樓宇機(jī)電設(shè)備的運轉(zhuǎn)和能源利用的效率有影響，而且影響建筑物的樓宇自動化水平。選擇合適的產(chǎn)品將有利于系統(tǒng)的建設(shè)及日后的維護(hù)。系統(tǒng)選型應(yīng)遵循如下原則：
1）穩(wěn)定性：保證系統(tǒng)不僅長期可靠地運行，而且各項指標(biāo)也保持長期穩(wěn)定，進(jìn)而減少設(shè)備的維護(hù)維修費用。在滿足成本控制后，關(guān)鍵部件（如：控制軟件、各類控制器及擴(kuò)展模塊、傳感器等）應(yīng)選用技術(shù)成熟的產(chǎn)品。
2）經(jīng)濟(jì)性：在滿足建筑物舒適性條件下，合理組織設(shè)備運行，降低大樓運行時產(chǎn)生的費用，體現(xiàn)出采用樓宇自控系統(tǒng)后所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。
3）先進(jìn)性：選用的系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)該簡單，便于工程安裝和系統(tǒng)調(diào)試、以及日后的維護(hù)與系統(tǒng)升級。
4）可擴(kuò)展性：系統(tǒng)設(shè)計方案具前瞻性，充分考慮系統(tǒng)日后的擴(kuò)充，當(dāng)用戶有新的需求時，可在不改變現(xiàn)有系統(tǒng)的前提下實現(xiàn)用戶的擴(kuò)充要求。
目前，樓宇自控系統(tǒng)品牌眾多、產(chǎn)品多樣化，市場上的主流產(chǎn)品以國外品牌為主，主要有霍尼韋爾（Honeywell）、江森自控（Johnson Control）、西門子（Siemens）、Delta、TAC、KMC等。其中，霍尼韋爾、江森自控和西門子三家公司因進(jìn)入中國市場早、品牌知名度大等原因在我國的市場占有率高，但同時這幾個品牌的產(chǎn)品價格也很高。相對樓宇自控領(lǐng)域的這“三大巨頭”，加拿大Delta控制公司進(jìn)入中國市場較晚（2002年進(jìn)入中國市場），但該公司具有多年的樓宇自控經(jīng)驗，是一家生產(chǎn)樓宇自控系統(tǒng)產(chǎn)品的專業(yè)生產(chǎn)商，其產(chǎn)品性價比較高。根據(jù)工程的實際情況及投資預(yù)算，本項目樓宇自控系統(tǒng)的工程實現(xiàn)將采用加拿大Delta控制公司的ORCA系統(tǒng)。
3.2 樓宇自控系統(tǒng)的配置
本工程BA系統(tǒng)總I/O容量為1500～2000點，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按中型規(guī)模的BA系統(tǒng)定位。由于Delta ORCA系統(tǒng)大、中、小型軟件對應(yīng)的I/O監(jiān)控點總數(shù)分別為無限點、500～2500點、500點以下，本項目應(yīng)選用帶歷史數(shù)據(jù)的中型Web server 軟件。
樓宇自控系統(tǒng)的硬件設(shè)備包括DDC控制器（含擴(kuò)展模塊、DDC輔控箱）、傳感器及輔材。硬件?O備的配置選項除了要達(dá)到智能化系統(tǒng)招標(biāo)文件的技術(shù)要求外，還應(yīng)考慮系統(tǒng)工程造價，選用性價比較高的產(chǎn)品和配置方案。在配置控制器時，可結(jié)合各受控設(shè)備的樓層及分區(qū)分組進(jìn)行配置，選用合適的應(yīng)用控制器及擴(kuò)展模塊，每臺控制器監(jiān)控點數(shù)預(yù)留有不少于15%的裕量，以備系統(tǒng)今后的擴(kuò)容。系統(tǒng)中DDC輔控箱為定制設(shè)備，由箱體、安裝底板、空開熔斷器、變壓器、繼電器及端子排等輔控元件組成，各箱體及元件數(shù)量根據(jù)實際需要而定。各類傳感器應(yīng)采用與DDC控制器相匹配的、靈敏度高、穩(wěn)定性好、壽命長的傳感器。為保障樓宇自控系統(tǒng)中信號的傳輸距離及質(zhì)量，應(yīng)選用合適的信號線和通信線。
根據(jù)本圖書館建筑功能分區(qū)，為便于建筑設(shè)備管理系統(tǒng)（BMS）對大樓內(nèi)的BA系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)行集成和管理，BA控制中心設(shè)置在負(fù)一層控制室，對全樓的設(shè)備行監(jiān)視和控制。
1 前言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量不斷的提高，由于電力是人們生活的必須能量，因此對電力的需求量不斷的增加，電力系統(tǒng)的壓力也因此不斷增加。保障電力系統(tǒng)的科學(xué)化、穩(wěn)定化已經(jīng)成為了人們迫切需要解決的問題。事實上，傳統(tǒng)模式下的電網(wǎng)管理系統(tǒng)已經(jīng)不能夠適應(yīng)目前先進(jìn)的技術(shù)管理。隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，隨之而來的是大量的系統(tǒng)故障監(jiān)測與信息反饋控制等方面的需求，這些問題和故障反而促進(jìn)了電力系統(tǒng)的自動化智能控制技術(shù)的發(fā)展。
2 我國變電站電力系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
只有正確地認(rèn)識到目前存在的問題和不足，才能夠?qū)@些問題進(jìn)行有針對性的改進(jìn)，進(jìn)而有效地促進(jìn)我國電力系統(tǒng)自動化智能控制的發(fā)展和進(jìn)步。近幾年來，我國電力行業(yè)正在快速的發(fā)展和進(jìn)步，大量的自動化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。變電站電力系統(tǒng)自動化智能控制的應(yīng)用對于推動我國電力發(fā)展有著重要的作用，便于內(nèi)部的各類設(shè)備進(jìn)行操控和管理，并實現(xiàn)有效進(jìn)行監(jiān)控，同時通過利用計算機(jī)的處理，實現(xiàn)對電網(wǎng)故障的分析和排除，有效提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
我國電力系統(tǒng)自動化控制的現(xiàn)狀主要表現(xiàn)為：首先，我國大部分變電站已經(jīng)基本可以實現(xiàn)對電網(wǎng)進(jìn)行遙測、遙信、遙控以及遙調(diào)等傳統(tǒng)四遙功能，其中更有一部分的網(wǎng)省公司的設(shè)備運行已經(jīng)可以實現(xiàn)在線的檢測和控制等技術(shù)，在國際上也處于領(lǐng)先地位，但仍有較大數(shù)量的傳統(tǒng)保護(hù)設(shè)備存在。其次，傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)架構(gòu)存在著明顯缺點，不同廠家通用性不強，應(yīng)用程序必須處理大量不同的通信規(guī)約、數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)訪問形式。而且采用的協(xié)議功能有限，經(jīng)常需要擴(kuò)充，在實際運行維護(hù)中，很難給其他廠家的應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)接口，且在新添裝置或功能時需要對整個自動化系統(tǒng)進(jìn)行配置。最后，多數(shù)應(yīng)急故障處置依舊依靠傳統(tǒng)的人工決策，不能根據(jù)電網(wǎng)即時變化情況實施有效的處置措施，部分僅能實現(xiàn)簡單的無功補償或斷路器投切，不能根據(jù)電網(wǎng)情況全面計算數(shù)據(jù)，提供備選方案供人員決策與處置，造成處置效率低，處置不及時等情況出現(xiàn)。
3 變電站電力系統(tǒng)自動化智能控制的應(yīng)用
談到電力系統(tǒng)自動化智能控制就不得不談到IEC61850，IEC61850是目前新一代變電站自動化系統(tǒng)的國際化標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)范了設(shè)備的行為、自描述特征以及數(shù)據(jù)的命名、定義和通用配置語言。它不再單純是通信規(guī)約，而是成為數(shù)字化變電站的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)致力于通過對對象的統(tǒng)一建模，增強設(shè)備間的互操作性，實現(xiàn)不同廠家設(shè)備的接入。但由于市場現(xiàn)狀以及實際投資的影響，往往在理解與執(zhí)行上有出入。因此在應(yīng)用過程中依舊有著很多的問題，應(yīng)用過程也因此受到了很多的阻礙。既便如此，電力系統(tǒng)自動化智能控制技術(shù)的發(fā)展作為必然趨勢，很多廠商不斷地尋找方法克服種種難題。目前，電力系統(tǒng)自動化智能控制技術(shù)主要的應(yīng)用分為以下幾個方面：
3.1 集中式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
集中式結(jié)構(gòu)控制作為目前智能變電站的主要控制形式，應(yīng)用范圍較為廣泛。所謂集中式結(jié)構(gòu)控制就是在對變電站進(jìn)行控制的過程中，通過計算機(jī)功能的應(yīng)用實現(xiàn)對數(shù)據(jù)接口的擴(kuò)展，進(jìn)而獲得需要的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息。與此同時，集中式結(jié)構(gòu)控制也能夠有效地保證對已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計和分析，并對計算機(jī)進(jìn)行自我保護(hù)和控制。事實上，集中式結(jié)構(gòu)控制需要的往往不僅僅是一立的計算機(jī)，而是一個集群，集群中的每一部分都需要負(fù)責(zé)各自的算法任務(wù)，這就要求集群中各計算機(jī)需要確保分工明確。
3.2 分布式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
分布式結(jié)構(gòu)控制同樣也是較為常見的自動化控制模式，但這種模式本身卻和集中式結(jié)構(gòu)控制有著很大的不同。這些不同主要表現(xiàn)在分布式結(jié)構(gòu)控制需要對電網(wǎng)原有的功能進(jìn)行增加，也就是說，當(dāng)計算機(jī)群體越大時，相應(yīng)的擁有的功能也就越多，終端系統(tǒng)通過信息傳遞將任務(wù)和功能分配到各個計算機(jī)中。實現(xiàn)了計算機(jī)的獨立，同時終端的系統(tǒng)會對每一臺計算機(jī)得到的數(shù)據(jù)情況進(jìn)行統(tǒng)計匯總，然而并不需要針對這些信息做出干預(yù)和處理。這種模式的優(yōu)點主要在于能夠在同一時段實現(xiàn)對眾多數(shù)據(jù)進(jìn)行快速有效的處理，效率高，安全性好。但是這一種方法有自己的局限性，不適用于較高電壓等級的變電站。
3.3 分布分散式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
分布分散式結(jié)構(gòu)模式中則主要被應(yīng)用在僅分為變電站層、間隔層兩種層級的變電站系統(tǒng)內(nèi)。事實上，分布分散式結(jié)構(gòu)模式在系統(tǒng)開發(fā)與現(xiàn)場應(yīng)用時，能夠在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)一定程度的創(chuàng)新和改進(jìn)，其中以元件和斷路器間隔的設(shè)計上可改動的地方尤其多，系統(tǒng)能夠?qū)嗦菲鏖g隔的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化的較為全面的采集和分析。在這些功能的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)對保護(hù)和控制功能的匯總，大大節(jié)約了電纜線路的運用，從而降低電磁干擾提升信息傳遞的精準(zhǔn)度。與此同時，分布分散式結(jié)構(gòu)模式設(shè)置過程較為簡便，可實現(xiàn)部分功能預(yù)裝，在現(xiàn)場施工時大大降低了施工的難度，也提高了現(xiàn)場的施工效率。
而事實上，無論選擇什么模式的自動化智能控制技術(shù)都需要根據(jù)實際的需求來進(jìn)行縝密的思考和判斷，選擇最為適合現(xiàn)狀的模式進(jìn)行應(yīng)用。
4 結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為基礎(chǔ)能源的電力系統(tǒng)壓力與日俱增，要想提高電網(wǎng)運行質(zhì)量與水平，則需要對此實現(xiàn)電力系統(tǒng)快速的調(diào)整和控制。而電力系統(tǒng)自動化智能控制技術(shù)作為主流的控制手段，將帶給電力系統(tǒng)更為廣泛的發(fā)展空間。目前我國電力系統(tǒng)在系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用上，已經(jīng)取得了初步的成就。這些應(yīng)用無不顯示出智能控制技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性，降低了人力資源的消耗，是未來電力系統(tǒng)的主要發(fā)展形勢。行業(yè)有關(guān)人員針對國鵲繽應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行進(jìn)一步的努力和研究，以此實現(xiàn)對電力輸配電網(wǎng)的加強，給電網(wǎng)運行、經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更為可靠的支持和幫助。
參考文獻(xiàn)
[1]劉敏.綜合自動化控制技術(shù)在智能變電站電力調(diào)度中的應(yīng)用研究[J].中國科技信息，2014（17）.
中圖分類號：TL503.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
一般來說，智能建筑往往是從樓宇的智能化開始的，嵌入式技術(shù)的應(yīng)用使得智能建筑內(nèi)的各種電氣設(shè)施如空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等等，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行實時監(jiān)控，取代了分散管理，既節(jié)省了能源、節(jié)省了人力的浪費，又提高了建筑的舒適性與安全性。
一、嵌入式技術(shù)概述
嵌入式是一種專用的計算機(jī)系統(tǒng)，一般情況下，嵌入式系統(tǒng)是將一個控制程序存儲在ROM中處理器控制板，是智能裝置或設(shè)備的一部分。近年來，嵌入式技術(shù)被廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，如手表、微波爐、錄像機(jī)、工控、多媒體、網(wǎng)關(guān)、汽車等，有的還植入了操作系統(tǒng)。
嵌入式技術(shù)的應(yīng)用距今已有30多年的歷史，主要以計算機(jī)技術(shù)為應(yīng)用基礎(chǔ)，由嵌入式微處理器、硬設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件等部分構(gòu)成。在人們的工作、生活中，如工業(yè)控制、交通管理、信息家電、家庭智能管理系統(tǒng)、POS網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)、環(huán)境監(jiān)測、機(jī)器人等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著我國房地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，嵌入式技術(shù)同樣被廣泛應(yīng)用于智能建筑當(dāng)中，為人們的生活帶來更多舒適性體驗。樓宇智能化的概念已經(jīng)越來越深入人心，鳥巢、水立方，上海金茂大廈、世博會中國館、環(huán)球金融中心等應(yīng)用樓宇智能化的建筑不斷出現(xiàn)。目前樓宇智能化在北京、上海、廣州、深圳等一線城市高檔住宅中應(yīng)用普遍，成為高檔物業(yè)新潮流，樓宇中通訊、監(jiān)控、管理自動化程度越來越高。
二、基于嵌入式技術(shù)的智能樓宇的組成
1、建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（BA）
樓宇智能系統(tǒng)實現(xiàn)建筑物內(nèi)的各種機(jī)電設(shè)備的自動控制，對建筑物內(nèi)部的供水、變配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、測量，以保證大樓水電的正常供應(yīng)，并能通過對空調(diào)、外墻照明等系統(tǒng)的綜合控制達(dá)到節(jié)約能源、減輕管理人員勞動強度的效果。該系統(tǒng)通過信息網(wǎng)絡(luò)組成分散控制、集中監(jiān)視與管理集中系統(tǒng)對筑物內(nèi)部的設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)管，能夠隨時按需調(diào)整建筑物內(nèi)部的溫度、濕度、照明強度和空氣清新度，提供一個安全、舒適、高效而且節(jié)能的工作環(huán)境。
2、通訊自動化系統(tǒng)(CA)
通訊系統(tǒng)是保證建筑物內(nèi)圖像、數(shù)據(jù)、語音、傳輸?shù)幕A(chǔ)。該系統(tǒng)以數(shù)字程控交換機(jī)為核心的、以話音為主，兼有數(shù)據(jù)與通信的電話網(wǎng)，連接各種報告數(shù)據(jù)處理設(shè)備的計算機(jī)局域網(wǎng)、計算機(jī)廣域網(wǎng)、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、無線電話網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等向使用者提供快捷、有效、安全和可靠的信息服務(wù)，包括語言文本、圖形、圖像及計算機(jī)數(shù)據(jù)等多媒體的通信服務(wù)。保證建筑物內(nèi)語音、數(shù)據(jù)、圖像傳輸?shù)幕A(chǔ)，同時與外部通信網(wǎng)相連，與外界互通信息。
3、辦公自動化系統(tǒng)（OA）
辦公自動化系統(tǒng)是運用計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、多媒體技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，使人們的部分辦公業(yè)務(wù)借助于各種辦公設(shè)備，并由這些辦公設(shè)備與辦公人員構(gòu)成服務(wù)于某種辦公目標(biāo)的人機(jī)信息系統(tǒng)。辦公自動化系統(tǒng)由多功能電話機(jī)、高性能傳真機(jī)、各類終端、個人電腦、文字處理機(jī)、服務(wù)器、存儲設(shè)備等各種辦公設(shè)備、信息傳輸與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和相應(yīng)配套的系統(tǒng)軟件、工具軟件、應(yīng)用軟件等組成。
4、火災(zāi)報警與消防聯(lián)動自動化系統(tǒng)（FA）
火災(zāi)報警系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中起著極其重要的安全保障作用?；馂?zāi)報警系統(tǒng)是智能建筑中的一個子系統(tǒng)但其又完全脫離其他系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)的情況下獨立運行和操作，完成自身所具有的防災(zāi)和滅火的功能，具有絕對的優(yōu)先權(quán)。通過建筑物內(nèi)不同位置的煙感和溫感探測裝置提供的信號進(jìn)行確認(rèn)后報警，同時啟動火災(zāi)聯(lián)動系統(tǒng)，包括關(guān)閉空調(diào)、開啟排煙裝置、啟動消防專用梯并且啟動消防系統(tǒng)運作、緊急廣播疏散人群，從而使得盡可能的減少生命、財產(chǎn)損失。
5、安全保衛(wèi)自動化系統(tǒng)（SA）
安全保衛(wèi)自動化系統(tǒng)是通過安全防范、一卡通、公共應(yīng)急廣播等系統(tǒng)對建筑物及周邊內(nèi)日常出現(xiàn)的事件進(jìn)行分析整理，通過文字、圖像、聲音等方式傳送到管理中心交管理人員處理，該系統(tǒng)能夠?qū)ㄖ锛爸苓吀鱾€方面不同種類的信息全方位監(jiān)控，并能根據(jù)事件種類做出相應(yīng)聯(lián)動將各個相關(guān)專業(yè)緊密的聯(lián)系在一起，能夠很大程度上節(jié)約人力、物力，真正做到系統(tǒng)自動。
三、基于嵌入式技術(shù)的樓宇智能化的發(fā)展趨勢
我國每年新增的建筑面積約20億平方米，加之政府對樓宇智能化建設(shè)規(guī)范化、科學(xué)化的引導(dǎo)，業(yè)內(nèi)普遍看好樓宇智能化的發(fā)展。21世紀(jì)的住宅、居家新思潮――節(jié)能、環(huán)保、綠色、智能，在2010年上海世博會得到充分展示、各國場館展示了大量城市家居生活的新理念、新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝，尤其是節(jié)能、低碳、綠色、智能等技術(shù)成為亮點、眾多場館集中應(yīng)用國際先進(jìn)的太陽能、LED照明、冰蓄冷、地源熱泵、屋面雨水收集利用、江水源循環(huán)冷卻降溫、氣動垃圾回收、綠地節(jié)水灌溉和可再生材料使用等多項節(jié)能技術(shù)和手段，展示了未來低碳、綠色智能城市建筑的前景和成功范例。在這樣的趨勢下，未來的智能樓宇發(fā)展方向要從深度和廣度方面來談。
1、通信技術(shù)
數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用與移動通信系統(tǒng)的結(jié)合,實現(xiàn)電視會議、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程醫(yī)療和遠(yuǎn)程教學(xué)。
2、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用包括：改善智能建筑內(nèi)樓宇自控系統(tǒng)、綜合保安系統(tǒng)、火災(zāi)報警等異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的控制與聯(lián)動結(jié)構(gòu)；用控制網(wǎng)絡(luò)的分布式和嵌入式智能化技術(shù)為樓宇治理自動化提供新的治理模式；通過控制網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)治理與機(jī)電設(shè)備運行過程控制；利用信息網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用集成，以實現(xiàn)對智能建筑內(nèi)的機(jī)電設(shè)備與安全報警治理的遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。
3、節(jié)能控管系統(tǒng)
樓宇節(jié)能控管系統(tǒng)是將現(xiàn)代IT技術(shù)、智能樓宇控制技術(shù)及現(xiàn)代樓宇節(jié)能技術(shù)有機(jī)融合，采用開放的TCP／IP通訊協(xié)議，以BORRY專利技術(shù)――通用網(wǎng)絡(luò)控制器(NDDC)為核心，實現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化．并創(chuàng)新性地將樓宇自控與節(jié)能管理融于一體的網(wǎng)絡(luò)節(jié)能控制系統(tǒng)。通過網(wǎng)絡(luò)對建筑物內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及電梯系統(tǒng)等眾多分散設(shè)備的運行狀況、安全狀況、能源使用狀況實行集中監(jiān)控、管理和分散控制，在滿足樓宇舒適環(huán)境的同時，實現(xiàn)樓宇各耗能子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化及專家級的管理與服務(wù)，達(dá)到系統(tǒng)高效節(jié)能運行的目的。
4、物業(yè)治理技術(shù)
基于寬帶的物業(yè)治理是充分應(yīng)用信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將建筑智能化系統(tǒng)和計算機(jī)物業(yè)治理系統(tǒng)集成到綜合信息服務(wù)平臺上，實現(xiàn)具有集成性、交互性、動態(tài)性的物業(yè)治理模式。
5、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
該項技術(shù)利用微波、激光、紅外線作為傳輸介質(zhì)，擺脫了線纜端聯(lián)接受地理位置制約的局限性。其在智能建筑中的應(yīng)用表現(xiàn)為：在智能建筑內(nèi)的餐飲、娛樂、購物等商業(yè)POS機(jī)的無線局域網(wǎng)的連接，實現(xiàn)移動電話瀏覽網(wǎng)頁，以及無線會議電視及視像信號的傳輸、交互和接入服務(wù)等功能。而廣度是指隨著時代的前進(jìn)與發(fā)展，“智能建筑”的概念范圍也在不斷地發(fā)展與充實。早期智能大廈主要是指“樓宇自動化系統(tǒng)”。隨著科技的發(fā)展，建筑智能化技術(shù)在住宅建筑中的大量應(yīng)用，供人們居住的具有智能化、信息化、數(shù)字化功能的住宅小區(qū)不斷涌現(xiàn)，智能小區(qū)改變了“智能建筑”原有的涵義，成為“智能建筑”的另一重要組成部分。“十二五”規(guī)劃中，提出了建設(shè)智慧城市的理念，這又拓展了智能樓宇所能涉及的范圍，通過技術(shù)革新和智能管理建設(shè)智能樓宇是智慧城市不可或缺的一部分?；谇度胧郊夹g(shù)的智能樓宇而構(gòu)建起來的未來智慧城市將涉及多項智能服務(wù)領(lǐng)域，實現(xiàn)智能化電力、交通等公共服務(wù)，手機(jī)綁定一卡通，便能刷門禁、車禁、購物；無論身在何處，用手機(jī)都可開關(guān)電器、窗簾；企業(yè)用不著倉庫存儲，只需通過電腦控制物流……這些電影情節(jié)，將在智能城市中逐步上演。未來，城市服務(wù)將以創(chuàng)新的方式融入人們的生活；城市管理將變得更加快捷高效，將誕生更多新興的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，出現(xiàn)更新的科技服務(wù)托管模式。“智能+互聯(lián)城市”的全新理念，意味著今后人們開始超乎想象的高新科技生活。
三、結(jié)語
基于嵌入式技術(shù)的智能樓宇是科技時代的必然產(chǎn)物，是信息技術(shù)與現(xiàn)代建筑的有機(jī)結(jié)合。在未來的建筑發(fā)展中，傳統(tǒng)的建筑模式必將被樓宇智能化所代替，這也是社會發(fā)展的必然性，面對信息化時代的到來，智能化、自動化技術(shù)將深入滲透到建筑行業(yè)中，未來，智能化樓宇將大放異彩，擁有無限廣闊的前景。
參考文獻(xiàn)
