CN101510090A - 建筑智能电气安装系统 - Google Patents

Abstract

一种数字化的建筑智能电气安装系统，属于建筑自动化和信息通信技术领域。现有技术中所实现的只是建筑领域中某一种功能或者是在一个领域的管理和控制，并没有一种真正适合于各种建筑领域，并且把多种电气设备通过一条总线进行安装管理的系统。本发明的目的就是提供一种三总线电气安装系统，【英文简称为3－bus EIS(3－bus electric install system)】，将楼宇内的电器设备、灯光照明、安全防护、环境监测等设备连成一体，通过统一的总线式网络结构和控制平台，实现对这些设备的集中监控及管理，并能通过通信接口与相关系统，如公用电话网、因特网等进行通讯，从而构成现代化的智能建筑体系。本发明包括电源供应器、电源管理单元、系统三总线、各功能模块单元及PC机。各功能模块由系统三总线相连，上位机通过电源管理单元预置各功能模块之间的控制逻辑关系。

Description

建筑智能电气安装系统

所属领域

本发明涉及一种智能型数字化的楼宇总线安装系统，属于建筑自动化和信息通信技术领域。

背景技术

随着数字化城市的发展，城市公用信息平台的形成，目前对建筑群智能化和信息化的要求越来越多。办公、居住、商用、厂房等多种建筑物群形成的数字化街区、数字化园区、数字化建筑群不断涌现，使智能建筑由单体的智能建筑走向建筑群的智能化、数字化。

现代建筑中，随着各种功能设施的多样化，电气安装、控制线路也日趋复杂。如何在满足强大功能的同时，尽量使安装工作简化，并且能保证系统良好的灵活性和低廉的运行成本，已成为现代建筑电气安装技术的发展趋势。而目前现有技术中尚未有这样一套专门用于各种建筑领域(包括住宅、写字楼、酒店以及各种场馆)的智能化电气安装总线系统。公开号为CN1392753的专利文件描述的是一种基于总线的照明控制方法及系统，是一种针对于照明控制方面的总线技术。公开号为CN1430384的专利文件描述的是一种智能家庭网络控制总线，但是，该总线指针对于数字化社区智能控制装置技术领域。

由此可以看出，现有技术中所实现的只是建筑领域中某一种功能或者是在一个领域的管理和控制，并没有一种真正适合于各种建筑领域，并且把多种电气设备通过一条总线进行安装管理的系统。

发明内容

本发明的目的就是提供一种三总线电气安装系统，【英文简称为3-bus EIS(3-bus electric install system)】，将楼宇内的电气设备、灯光照明、安全防护、环境监测等设备连成一体，通过统一的总线式网络结构和控制平台，实现对这些设备的集中监控及管理，并能通过通信接口与相关系统，如公用电话网、因特网等进行通讯，从而构成现代化的智能建筑体系。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案采用如下方式实现：

一种电气智能安装总线系统，包括三总线、电源供应器、电源管理单元、各功能模块单元及PC机。其结构特点在于，所述的各功能模块单元通过三总线由接线端子连接在一起。PC机通过标准RS232串口与电源管理单元的通讯接口进行连接，配置所述各功能模块单元之间的控制逻辑关系。上述各功能模块单元包括电话单元、网关单元、日光灯调光单元、白炽灯调光单元、开关量控制单元、温湿度检测单元、数字量输入单元等。上述电话单元通过电话线接口与指定的电话进行相互的数据交换。上述的网关单元通过网关接口与互联网进行相互的数据交换。上述PC机通过RS232串口控制电源管理单元选择市电或者蓄电池为系统供电。上述的白炽灯调光单元和日光灯调光单元，负责控制系统内所有白炽灯和日光灯的开关和亮度调节。上述的开关量控制单元包括大功率的设备输出模块和中小功率的设备输出模块。主要负载对系统内开关量的控制。上述数字量输入单元可接入各种探头，包括CO检测、烟感、红外被动、门磁等。上述温湿度检测单元用来完成对环境参数检测，包括温度测量和湿度测量。

上述总线采用的是三线制总线标准，包括直流24V电源线、直流地线和信号线，通讯的速率为19200bps。

本发明通过建立统一的网络结构和控制平台，灵活的接入方式，来实现高可靠性、低成本的电气控制和状态信息交换。本发明通过采用上述方法及装置将楼宇内的电气设备、灯光照明、安全防护、环境监测等设备连成一体，通过统一的总线式网络结构和控制平台，实现对这些设备的集中监控及管理，以期提供一个理想的现代化的生活空间。另外，本发明的装置成本低，组网结构方便，可使用统一的接口模块与遥控器。本发明还具备远程控制和监测功能、灵活的扩展能力、方便的编程环境和操作性、高可靠性和安全性、简单的安装方式等，这些都给用户带来很大的益处。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

参看图1，建筑智能电气安装系统，包括总线电源供应器1、系统电源管理单元2、系统三总线3、各功能模块单元N及PC机4。

所述功能模块单元由系统三总线3连接在一起。

所述PC机4通过标准的RS232接口与电源管理单元2进行通讯，PC机4利用专用的PC机配置软件通过电源管理单元2进行数据的上传/下载，对整个系统进行管理。

所述电源供应器1为220V转24V开关电源，为系统总线即电源管理单元2提供24V直流电源。

所述电源管理单元2，负责蓄电池5与24V直流电之间的切换及对总线供电，市电掉电后总线系统的节电管理，PC机4与总线系统之间的通讯中转。PC机4通过系统配置软件与建筑智能电气安装系统进行通讯，读取系统中各功能模块单元的各种信息，根据用户的要求，在PC机上可设置各功能模块单元之间的控制逻辑关系，将此逻辑关系下载到各功能模块单元中，撤掉PC机4后，整个系统上的各功能模块单元即可按照预先设置的逻辑关系协调的工作。也可通过PC机4上的网络诊断程序对系统进行故障诊断，找出系统中若干故障的发生原因。

所述功能模块单元N，包括电话单元6、网关单元7、风机盘管控制单元8、温湿度检测单元9、数字量输入单元10、窗帘控制单元11、开关量控制单元12、白炽灯调光单元13、日光灯调光单元14及无线收发单元15等。各功能模块单元中均带有描述该模块基本功能的数据及驱动程序。

每个功能模块单元均采用具有双向的通讯能力的Freescale MC9S08AW32芯片，它既可以将自己的信息发送到网上，也可以接收网络上任何功能模块单元所传送的信息。在网络中不存在主从关系，每一功能模块单元通过竞争机制抢占总线，发送自己的信息。功能模块单元的数量可容纳255个。本发明可以完成点到点，点到多点及广播式等方式的数据通讯，实现各功能模块之间的数据交换，通过功能模块内的实时操作系统，使得整个系统得以协调的运转。每个功能模块单元内的实时操作系统，负责完成通讯总线的竞争、发送及接收数据、数据校验、实时任务的分配及执行、资源管理等功能。

各功能模块单元在上电时，根据需要，将读取各自功能模块单元中的数据及驱动程序，由PC机4配置后，在实时操作系统的管理下按照给定的任务执行。各功能模块单元中有输入通道负责采集各种参数或信息，并将这些信息发送到总线上，总线中的其它功能模块单元接收到这些信息后，根据给定的逻辑做出相应的处理，通过这些功能模块单元中的输出通道来完成预定的功能。功能模块单元中带有通讯程序、时钟中断服务程序、Flash擦除写入校验程序、自检程序、配置处理程序、电源管理程序、基本初始化程序、模块侦测与模块接口处理程序，常用应用驻留程序等主要工作程序。PC机4通过标准RS232串口控制所述电源管理单元2选择市电或者蓄电池5为系统总线供电、市电掉电后系统的节电管理，以及通过PC机4上的网络诊断程序进行故障诊断，找出系统中若干故障的发生原因。

所述电话单元6通过电话线接口16与指定的电话机17进行相互的数据交换，用户可以将事先设定的报警信息以语音的方式主动地发送到指定的电话机17(可同时设定2个不同的电话，以防其中一个被占用，但它只要打通其中一个则将忽略另外一个)。在外面用户可通过电话机17与楼宇里的电话单元6相连，可以控制楼宇内设备的开启与关闭，也可查询楼宇内设备的状态。

所述网关单元7与互联网进行相互的数据交换。网关单元7可以实现电气智能安装总线系统与局域网的协议转换。在外面可直接登录本发明的服务网站，经过必要的安全认证后在网页上既可控制楼宇内的设备，也可查询楼宇内的设备状态。

上述的白炽灯调光单元13和日光灯调光单元14，负责控制系统内所有白炽灯和日光灯的开关和亮度调节。

上述的开关量控制单元12包括大功率的设备输出模块和中小功率的设备输出模块。主要负载对系统内开关量的控制。

上述的窗帘控制单元11，负责对电动窗帘或百叶窗的控制。

上述的风机盘管控制8，负责对楼宇里中央空调风机盘管的控制，并且和温湿度检测单元9进行关联，实现空调的智能化管理。

上述的数字量输入单元10包括可接入各种探头，包括CO探头、烟感探头、红外被动探头、门磁探头等。

上述无线收发单元15包括无线信号的接收和发送。采用的是ZIGBEE IEEE802.15.4协议的无线通讯技术。目的是为实现与无线遥控器即手持控制终端之间的信息交互，以实现对系统内设备的多角度无线控制。

本发明中采用的网络总线是自行设计的三线制总线，包括电源线(24V)，地线与信号线，通讯的速率为19200bps，基本可以满足本发明的要求。

上述PC机4的配置软件主要包括系统配置软件。

系统配置软件主要用来对建筑智能电气安装系统提供初始化配置，经过初始化配置后的总线系统能按照预定的配置要求正常的工作。其配置过程如下：

(1)添加新的系统网络地址；

(2)系统各功能模块单元配置信息的读入(上载)；

(3)建立区域；

(4)单元模块配置；

(5)显示模块通道；

(6)通道分区；

(7)通道配置(包括：设置属性、定义控制关系、定时等)；

(8)导入、导出或删除模块；

(9)修改序列号；

(10)下载驱动程序或配置数据

(11)下载配置信息(包括：对各功能模块单元下载和对遥控器下载)。

本发明的主要功能如下：

1.现场配置功能：可以通过PC机对所安装的网络硬件进行相应的软件配置，以期达到用户所要的逻辑关系；

2.无线/红外遥控与交互功能：用户可以通过手持式带大屏LCD的遥控器对楼宇里的所有设备进行控制、查询、设置、定时、场景等；

3.照明系统的开闭和调光功能；

4.电气设备控制(红外及电源开闭控制)；

5.电动门、电动窗帘/遮阳百叶窗等设备控制；

6.中央空调风机盘管控制；

7.安防功能：有门磁，烟感，CO探头，红外被动等各种探头，组成安全的防护系统；

8.环境监测功能：由各种温湿度传感器组成，包括有线的和无线的，主要为提供室内外的环境温湿度值；

9.电话远程监控功能：用户通过电话/手机，可查看居所内的各个设备的状态，并可以远程控制这些连接到网络上的设备；

10.网关交互功能：用户可以通过网关单元连接到互联网，可直接访问本系统的服务网站通过输入自己的登录密码，就可直接登录自己的设备管理网页，并可进行远程控制、查询所有电器设备状态等。

11、整个区域的电量监测(包括电流、电压、频率、有功、无功、视在功率、总电量等)

Claims (10)

1.一种建筑智能电气安装系统系统，包括总线电源供应器1、系统电源管理单元2、系统三总线3、各功能模块单元N及PC机4，其特征在于，所述的各功能模块单元由系统三总线3相连，PC机4通过电源管理单元预置所述各功能模块单元之间的控制逻辑关系。

2.如权利要求1所述的建筑智能电气安装系统，其特征在于，所述各功能模块单元N中还包括电话单元6、网关单元7、风机盘管控制单元8、温湿度检测单元9、数字量输入单元10、窗帘控制单元11、开关量控制单元12、白炽灯调光单元13、日光灯调光单元14及无线收发单元15等。各功能模块单元N中均带有描述该模块基本功能的数据及驱动程序。

3.如权利要求2所述的建筑智能电气安装系统，其特征在于，所述电话单元7通过电话线接口16与指定的电话17进行相互的数据交换。

4.如权利要求2所述的建筑智能电气安装系统，其特征在于，所述网关单元7与互联网进行相互的数据交换。

5.如权利要求2所述的建筑智能电气安装系统，其特征在于，所述的白炽灯调光单元13和日光灯调光单元14，负责控制系统内所有白炽灯和日光灯的开关和亮度调节。

6.如权利要求2所述的建筑智能电气安装系统，其特征在于，所述的开关量控制单元12包括大功率的设备输出模块和中小功率的设备输出模块。主要负载对系统内开关量的控制。

7.如权利要求2所述的建筑智能电气安装系统，其特征在于，所述的数字量输入单元10包括既可有线接入网络中，亦可无线接入网络中的CO探头、烟感探头、红外被动探头、门磁探头等模块。

8.如权利要求2所述的建筑智能电气安装系统，其特征在于，所述无线收发单元15包括无线信号的接收和发送。采用的是Zigbee IEEE 802.15.4协议的无线通讯技术。目的是为实现与无线遥控器即手持控制终端之间的信息交互，以实现对系统内设备的多角度无线控制。

9.如权利要求1-8中任一项所述的建筑智能电气安装系统，其特征在于，所述系统总线3采用的是三线制总线标准，包括电源线、地线、信号线，采用24V供电，通讯的速率为19200bps。

10.如权利要求1-8中任一项所述的建筑智能电气安装系统，其特征在于，所述各功能模块单元N带有通讯程序、时钟中断服务程序、Flash擦除写入校验程序、自检程序、配置处理程序、电源管理程序、基本初始化程序、模块侦测与模块接口处理程序，常用应用驻留程序等主要工作程序。

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