1.3 智能建筑的技术基础
智能建筑是多种高新技术的结晶,是建筑技术、计算机技术、通信技术和自动控制技术相结合的产物,即所谓的3C+A技术(Computer,Control,Communication,Architecture)。其中,建筑提供建筑物环境,是支持平台。计算机技术与通信技术的高度结合提供了信息基础设施。计算机技术与自动控制技术的结合(计算机控制技术)为人们创造了高度安全、感觉舒适、快捷便利、高效节能的工作环境。通信技术和计算机技术的结合(现代通信技术)使多元信息的传输、控制、处理和利用变得便利,而丰富的信息资源,以及完善、快速的信息交换,大大提高了人们的工作效率。
1.计算机控制技术
计算机控制技术是计算机技术与自动控制技术相结合的产物,是构成楼宇自动化系统的核心技术之一。
计算机控制系统由硬件和软件组成,硬件由执行控制功能的微型计算机与D/A、A/D等接口电路、执行装置、被控对象、测量元件和变送单元等组成,如图1-3所示。软件是完成控制功能的各种程序。
图1-3 计算机控制系统框图
计算机控制系统的控制过程可归纳为以下步骤。
(1)发出控制初始指令。
(2)数据采集。对被控参数的瞬时值进行检测并发送给计算机。
(3)控制。对采集到的表征被控参数的状态量进行分析,并按给定的控制规律,决定控制过程,适时地对控制机构发出控制信号。
上述过程不断重复,整个系统就能够按照一定的品质指标进行工作,并能对被控参数和设备本身出现的异常状态及时监督并做出迅速处理。由于控制过程是连续进行的,计算机控制系统通常是一个实时控制系统,它能够保证系统始终工作在最佳状态。
计算机控制系统由硬件和软件组成。硬件是指计算机本身及外部设备实体,软件是指管理计算机的系统程序和进行控制的应用程序。计算机控制系统中,硬件是基础,软件是灵魂,只有硬件和软件有机地配合,才能充分发挥计算机控制系统的优势。
智能建筑中的计算机控制系统是集散型监控系统(DCS)。该系统采用具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统,把多个数据处理装置通过计算机网络有机地连接成为一个具有整体功能的系统,强调的是分布式计算机和并行处理,系统的硬件和软件均采用标准化、模块化、系列化设计,系统的配置具有通用性强、系统组合灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作简单、人—机界面友好,以及系统安装、调试、维修简单等特点。该系统能够实现硬件和软件资源的共享,具有更快的响应速度、更大的输入/输出能力和更高的可靠性,极大地提高了智能建筑的集中管理能力和系统扩展能力。
2.现代通信技术
现代通信技术建立在通信技术和计算机技术相结合的基础上,是实现智能建筑内部、智能建筑与外部进行信息交流不可缺少的关键技术。现代通信的内容涵盖了语音通信、多媒体通信、移动通信、卫星通信、计算机网络等。通过综合布线系统,在一个通信网上同时实现语音、数据、图像、文本等信息的传输,通信网络已由模拟走向数字、由单一业务走向综合业务、由服务到家转变为服务到人、由电气通信走向光通信、由封闭式网络结构走向开放式网络结构。由于物联网技术的发展,智能建筑已经实现了从以前的信息连接到现在具体物体的连接,极大地提高了智能化程度和工作效率。