基于WiFi与ZigBee技术的楼宇监测系统设计
来源：中国一卡通网作者：不详发布时间：2013-03-13 09:04:08 字体:[大中小]
关键字：ZigBee通信楼宇对讲监测
摘要：楼宇监测是楼宇智能化的重要组成部分，主要是针对楼宇出入口、内部过道以及一些重要场所进行监测，特别是在无人值守的情况下。能够自动监测人员进入楼宇和重要场所情况。在必要情况下，能够采集进入这些场所人员的图像、声音等信息，自动报警。楼宇监测系统要求无人值守、网络化、便于操作和管理、系统成本低廉、能够自动报警并且自动收集到相关的信息。现有的监测系统多数通过有线方式进行数据传输，成本普遍比较高，通常高达几万元甚至几十万元，且维护困难，扩展性差。
楼宇监测是楼宇智能化的重要组成部分，主要是针对楼宇出入口、内部过道以及一些重要场所进行监测，特别是在无人值守的情况下。能够自动监测人员进入楼宇和重要场所情况。在必要情况下，能够采集进入这些场所人员的图像、声音等信息，自动报警。楼宇监测系统要求无人值守、网络化、便于操作和管理、系统成本低廉、能够自动报警并且自动收集到相关的信息。现有的监测系统多数通过有线方式进行数据传输，成本普遍比较高，通常高达几万元甚至几十万元，且维护困难，扩展性差。
ZigBee 技术（也称之为802.15.4 标准）是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本、高容量的无线传感网络技术，主要适合于承载数据流量较小的业务。相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术是最低功耗和成本的技术。而与ZigBee 技术相反，WiFi（Wireless Fidelity, 也称之为802.11 标准）是一种远距离、复杂度较高、高功耗、高数据速率（达54Mbps）、高成本的无线网络技术。目前在无线局域网中得到了较为广泛的应用，十分便于接入Internet.
可见基于ZigBee 技术的无线传感器网络具有可快速部署、隐蔽性强、成本低、无人值守等优点，十分适合于楼宇监测的应用。但是，由于Zig-Bee 技术是一种低数据速率的无线传输技术，它一般传输的数据量较小，而在楼宇监测系统中，除了监测是否有人员进入楼宇和重要场所之外，还需要采集和传输数据量较大的图像、声音等信息。这
对于ZigBee 技术是个难点，很难完成，但是对于WiFi 则易如反掌。因此，为了满足楼宇监测系统的具体需要，我们可以将ZigBee 技术和WiFi 技术相结合，构建一个技术ZigBee 和WiFi 相结合的楼宇监测系统。利用ZigBee 技术组建无线传感器监测网络，监测和报警人员进入情况，传输小数据量的监测活动信息；利用WiFi 技术组建无线监测局域网络，根据无线传感器监测网络监测的情况采集相关的图像或声音信息，传输大数据量的监测活动信息。
1 监测系统体系结构
根据上述对楼宇监测系统的要求以及ZigBee技术和WiFi 技术的特点分析，提出了一种基于ZigBee 技术和WiFi 技术相结合的楼宇监测系统，其体系结构如图1 所示。楼宇某层的网络布局如图2 所示，其中O（0, 0）表示坐标原点。
图1 楼宇监测体系结构
图2 楼宇某层网络布局图
本系统由4个部分组成：①基于ZigBee 技术的无线传感器网络子系统；②基于WiFi 技术的机器人子系统；③基于WiFi 技术的摄像监视子系统；④监控中心子系统。
其中，基于ZigBee 技术的无线传感器网络子系统由若干个红外传感检测器（IR）、音频传感检测器、汇集节点Mo te 和网关T mo te 组成。IR 被安装到楼宇进出口和重要场所，每临近的5 个检测器汇集到一个汇集节点Mote.汇集节点采用由美国克尔斯博科技（CrossBow ）公司开发和生产的无线传感设备Mote, 该节点由处理器和RF 芯片构成。
该子系统主要负责监视人员进入楼宇和重要场所的活动情况，当有人员进入IR 的监测范围时，IR便将监测数据发送给与它相连接的Mo te, 然后通过网关T mote 上报给监控子系统。在监控子系统中可以将这些监测数据存入数据库，同时对一些重要场所设置告警规则，当规测满足时，触发告警。
图2 楼宇某层网络布局图基于WiFi 技术的机器人子系统由若干个机器人和无线网络接入节点（无线路由器）组成。该子系统主要负责对重要场所的侵入活动进行跟踪。当监控中心子系统触发告警后，通过WiFi 通信技术给机器人发送命令，指挥机器人到
指定的位置进行跟踪，采集相关的图像和音频信息，并将这些信息反馈到监控中心显示/ 播放和存档。本系统中的机器人采用加拿大Dr. Ro bo t 公司设计和开发的智能无线机器人X80 系列WiRobot （该机器人配备有超声波传感器3 个、红外距离传感器7 个、人体传感监测器2 个、摄像头1 个、音频播放器1 个）。
无线网络接入节点采用D- Link 公司生产的无线路由器。
基于WiFi 技术的摄像监视子系统由若干个Web 照相机和无线网络接入节点（无线路由器）组成。Web 照相机被安装到楼宇进出口和重要场所，能够对监视范围内的活动情况进行拍照，并将照片通过无线网络接入节点发送到监控中心进行显示和存档。本系统中的Web 照相机采用D-Link 公司生产的DCS-G900 照相机。
监控中心子系统由服务器、PC、笔记本电脑等组成。该子系统主要负责对整个监测系统进行调度、控制、数据处理和存储。监控中心子系统中的设备可以通过有线，也可以通过WiFi 无线接入网络。
2 关键技术
基于ZigBee和WiFi相结合的楼宇监测系统中涉及到的关键技术主要有传感数据的采集、传感器节点能量的节省、坐标系统的建立以及机器人的控制。
2. 1 传感数据的采集
传感数据采集是本系统中最为基础的功能，是系统处理的数据来源和控制基础。本系统中采用的汇集传感器节点是由克尔斯博科技（CrossBow ）公司开发和生产的无线
传感设备Mo te, 该节点是在TinyOS 支持之下进行数据采集和通信工作。TinyOS是美国加州大学伯克利分校专门针对传感器网络特点而设计的操作系统。TinyOS 使用高效的基于事件的执行方式，包含经过特殊设计的组建模型，成为高效率的模块化和易于构造的组件型应用软件。在TinyOS 中，通过nesC 语言表达组件以及组件之间的事件/ 命令接口。
本系统中的传感数据的采集和传输也是在TinyOS 基础之上进行设计和开发的。利用nesC应用程序框架和各种组件开发了数据采集和数据传输功能模块，并将采集的数据在监控中心实时显示和入库存储。为了便于数据的采集和识别，在监控中心的服务器中预先给每个传感器IR 分配一个惟一的标识（ID）, 通过该ID 指示传感器的位置。如图2 所示的传感器布局中，共布局了45 个IR 传感器，根据每临近的5 个IR 汇集为的原则，分别分配ID 号为11, 12, 13, 14, 15, 21, 22, ,,,91, 92, 93, 94, 95. 为了尽量节省传感器的能量，传感器IR 采用休眠工作机制，即当没有数据需要发送时，传感器IR 处于休眠状态，当需要发送数据时，IR 被唤醒并传送数据。IR 检测和传送数据采用基于事件驱动方式，传感器IR 检测到人员活动时，将它的ID 通过汇集节点Mote 和网关T mo te传送到监控中心的数据采集模块。数据采集模块接收到该ID 后，提取当前的系统时间，然后将ID 和当前的系统时间实时显示并存入数据库。
在一个楼宇中可能有一些重要区域（或称之为禁区）, 当检测到某个禁区出现人员活动时，检测中心应当自动发出告警信息。为此，首先需要在该禁区安装若干个传感器IR, 如图2 所示禁区316 中的5 个IR. 然后在监控中心的服务器中预先将该禁区与该禁区中安装的所有传感器IR 的ID 进行关联，并设置告警条件。当处于该禁区所有IR 中的任何一个检测到人员活动时，立即将该ID 以及当前的系统时间实时显示并存入数据库，同时通过声音、颜色发布告警。
2. 2 基于能量均衡的分簇多跳路由
当楼宇中多层楼道的传感器节点组成一个规模较大的传感器网络时，传感数据往往需要经过多个中间节点（簇头）的转发才能到达网关，再通过网关发送到监控中心。由于传感器中间节点的能量有限，尽量降低传感器中间节点的能量消耗。提高网络的生存周期是无线传感器网络必须重点考虑和解决的问题。将传感器网络的能量消耗分为有用能耗和无用能耗。有用能耗包括传数据输/ 接收、数据处理、数据查询等；无用能耗主要有空闲侦听、数据重传、额外开销以及产生和处理控制包。高效的路由算法能够较好的降低数据传输/接收能量消耗。
系统一个方面通过休眠机制，使传感器节点在无数据传输时处于休眠来降低节点的能量消耗。
同时由于充当簇头节点的能量消耗远远高于其他的节点，为了提高整个网络的整体生存期，提出了一种基于能量均衡的分簇多跳路由算法。算法的基本思想是将若干个节点划分为一个簇，定时评估簇内各个节点的剩余能量。根据能量评估结果，使剩余能量最多的节点充当簇头，即定时动态产生簇头，使簇内各个节点轮值充当簇头，从而避免长期让某个节点充当簇头将能量耗尽后无法工作的现象发生。该算法相对于其他的相关算法具有简单、易于实现、高效的特点。
2. 3 坐标系统构建
本系统需要建立两个坐标系统，一个是传感器布局实际空间坐标系统，该坐标系统主要用于控制机器人的移动以及指示告警位置。另一个坐标系统是屏幕图形显示坐标系统，主要用于屏幕以图形方式显示传感器布局和告警点。
在传感器布局实际空间坐标系统中需要标识的对象主要包括三个方面：传感器的位置、重要场所的位置以及特殊标识物的位置。
如前所述，由于预先将每个传感器编制了惟一的ID, 于是可以根据坐标原点O（0, 0）预先测量确定传感器IR 的坐标位置，然后建立传感器ID 与传感器位置信息的配置表。因此，当某个传感器报警时，利用该传感器的ID 通过查表可以确定报警点的位置。
重要场所（禁区）的位置信息原则上可以通过安装在该场所中传感器的ID 来指示，但是由于需要控制机器人对该场所进行跟踪监视，实际上是对某区域范围中的可疑人员进行跟踪监视。因此严格的说需要的是该场所的位置信息（确切的说是进入该场所入口的位置信息）, 而不是场所中传感器的位置信息。所以，可以将一些重要场所的位置信息预先在坐标系统中标出，并且建立场所中所有传感器与该场所入口的位置信息对应表。当该场所中任何一个传感器报警时，通过查找对应表，给出该场所入口的位置信息。如图2 所示，当确定坐标原点O（0, 0）的位置后，通过测量，可以预先获得一些重要场所的坐标信息。如： 302A 的坐标信息是（-182, 697）; 302 的是（- 939, 1302）; 329 的是（2393,1606）; 330 的是（2121, 1303 ）; 316 的是（1545,1698）. 坐标信息的单位是厘米，因此根据该坐标系统控制机器人的移动，精确度可以达到1 厘米。
特殊标识物是用于控制机器人的一些辅助性标识。由于WiRobot X80 自身没有位置定位装置，但是在控制机器人移动的过程中，需要及时掌握机器人的当前位置，因此通过坐标系统和特殊标识物来解决这个问题。如图2 所示墙壁1 和墙壁2 可用作特殊标识物，当控制机器人进入320, 330, 316 等房间时，需要利用墙壁1 作为标识，指示控制机器人转向。当控制机器人进入329 房间时，需要利用墙壁1 和墙壁2 作为标识。根据图2 中的位置，墙壁1 和墙壁2 的位置信息是：墙壁1 （* * * ,1667）. 由于
利用墙壁1 控制机器人的转动，只是关心它与原点的Y 值，而不关心它的X 值。墙壁2（2363, * * * ）, 同理，只是关心它与原点的X 值，而不关心它的Y 值。
例如，当需要控制机器人进入316 房间，程序的控制规程是根据316 的坐标信息（1545, 1698）驱动机器人从原点O（0, 0）出发，一直前行，直至到达墙壁1（通过机器人的红外传感可以检测到）, 然后控制机器人90b右转，当X 值达到1545 时，控制机器人90b左转进入316 房间。
系统以图形界面方式显示传感器布局、机器人的实时移动路线以及显示告警点，因此还需要建立一个图形界面坐标系统。为了保持显示图形能够与实际传感器布局以及告警点一致，与机器人的移动同步，需要将传感器布局实际空间坐标系统与图形界面坐标系统映射。具体方法是当进行图形显示时，将实际空间坐标系统中的坐标值映射为图形界面中的坐标值，按照图形界面中的坐标值进行画图显示。当图形被放大/ 缩小时，按照图形放大/ 缩小的比例因子重新计算被映射的坐标值。为了保证系统的灵活性，我们开发了坐标系统映射配置功能，用户可以预先输入实际空间坐标系统中的传感器、重要场所、特殊标识物以及原点等的坐标信息。系统能够将这些坐标信息直接映射为图形界面中的坐标值。当需要新增加禁区、特殊标识物、新增或移动传感器节点时，只需要重新配置这些点的坐标信息即可，而不需要修改系统软件部分。
2. 4 机器人的控制
基于WiFi 技术的机器人子系统主要负责对重要场所的侵入活动进行跟踪。当监控中心子系统触发告警后，通过WiFi 通信技术给机器人发送命令，指挥机器人到指定的位置进行跟踪，采集相关的图像和音频信息，并将这些信息反馈到监控中心显示/ 播放和存档。
1）机器人的驱动。
机器人按照给定的速度前进（假定速度为Vcm/ s）, 前进时间t 秒，可以计算出它移动的距离d= v* t . 这样在实际空间坐标系统中我们可以确定机器人的当前位置，从而可以控制机器人顺利到达目的地。但是实际情况较为复杂，在机器人前进的过程中，机器人可能不是完全走直线，也可能走成斜线，如图3 所示。这样根据速度和时间计算出来的d 值与坐标系统中的实际Y 值之间存在偏差，而且偏差值可能较大。为了解决该问题，我们可以根据d 和Y 计算得到偏移的x 值，然后对坐标X 值进行矫正。实际上，通过反复试验发现，如果当机器人在原点时的前进方向刚好垂直于特殊标识物墙壁1, 偏移值x 很小（偏移量< 3% ）, 可以忽略。当然，在原点时的让机器人的前进方向刚好垂直于特殊标识物墙壁1 是很困难的。
图3 机器人可能行进的实际路线
如上述控制机器人进入316 房间的例子中，假定当机器人在原点时的前进方向刚好垂直于特殊标识物墙壁1. 如果考虑到实际可能存在的偏差，则程序的控制规程是，根据316 的坐标信息（1545, 1698）驱动机器人从原点O（0, 0）出发，同时开始计时，一直前行，直至到达墙壁1（通过机器人的红外传感可以检测到）. 此时根据机器人实际行进的距离d 和已知的墙壁1 距离原点的垂直距离Y 值（1667）, 计算出偏移值x . 同时比较机器人前方左右端两个红外传感检测值，可以判断出是偏移正向的x , 还是偏移负向的x . 将机器人当前的位置设定为（x , 1667）, 然后控制机器人90b右转，当X 值达到1545 时，控制机器人90b左转，继续前行31 cm（1698~ 1667）进入316 房间。
2）障碍物的避让。
控制机器人前行的过程中可能遇到障碍物。因此，需要控制机器人自动检测和自动避让障碍物。
障碍物的自动检测比较简单，利用机器人上配置的超声波传感器或红外传感器以及WiRobotSDK 提供的API 可以实现。本软件系统采用红外传感器以及WiRobo tSDK 提供的API 来实现，通过获取机器人前端、左、右各个红外传感器的检测值，可以分别判断出在前方、左、右是否存在障碍物。
控制机器人避让障碍物则较为复杂，主要是需要重新计算坐标值。设计和实现的机器人躲避障碍物控制流程如图4 所示。
图4 机器人躲避障碍物流程图
当机器人在前行的过程中检测到前方出现障碍物时，停止机器人的前进，继续检测左、右方是否也存在障碍物。①如果左方存在有障碍物（说明只能向右方躲避），则暂存当前的行进距离值y , 并且控制机器人向右转动90b继续前进，直到机器人的左方红外传感器检测不存在障碍物为止（表明已经绕过障碍物），假定向右行进了d 厘米，则将原来的目标点的坐标值X 修正为X - d, 然后控制机器人向左转动90b继续前进，同时在原来的y 值基础上继续记录行进距离值。②如果右方存在有障碍物（说明只能向左方躲避），则暂存当前的行进距离值y , 并且控制机器人向左转动90b继续前进，直到机器人的右方红外传感器检测不存在障碍物为止（表明已经绕过障碍物），假定向左行进了d 厘米，则将原来的目标点的坐标值X 修正为X + d, 然后控制机器人向右转动90b继续前进，同时在原来的y值基础上继续记录行进距离值。③如果左、右方均不存在障碍物（说明向左、右方均能躲避）, 系统默认控制向右方躲避，其控制方法与①相同。
3 结论
由于ZigBee 和WiFi 各自存在较为明显的特点，许多特性是相互补充的，因此将二者相结合具有很好的应用前景。本系统结合ZigBee 和WiFi 各自的优点，建立了一种楼宇监测无线网络系统。它能够自动监测楼宇中人员的活动情况，并根据基于ZigBee 无线传感器网络发出的告警指令，自动控制机器人到达告警位置进行跟踪。与传统的监测系统相比较，该系统具有低成本、无人值守的特点。该系统已经在科罗拉多矿业学院工程系主楼上得到实际应用。该系统还可以应用于矿山、小区等地方，同时，也适用于环境监测（需要将红外距离传感检测器换成温度、湿度等传感检测器）. 但是，该机器
人目前只能每次从固定的地点（坐标原点）出发，经过预定的路线到达目标点，当然，如果配备GPS 模块，就很容易解决该问题。
NB-IoT、LoRa、Zigbee、WIFI、蓝牙无线组网对比LoRa LoRa(长距离)是由Semtech公司开发的一种技术，典型工作频率在美国是915MHz，在欧洲是868MHz，在亚洲是433MHz。LoRa的物理层(PHY)使用了一种独特形式的带前向纠错(FEC)的调频啁啾扩频技术。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段，只要每台设备采用不同的啁啾和数据速率就可以了。其典型范围是2km至5km，最长距离可达15km，具体取决于所处的位置和天线特性。 NB-IoT 窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。 NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
ZigBee ZigBee是物联网的理想选择之一。 虽然ZigBee一般工作在2.4GHz ISM频段，但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz 频段中使用。在2.4GHz频段中数据速率是250kb/s。它可以用在点到点、星形和网格配置中，支持多达216个节点。与其它技术一样，安全性是通过AES-128加密来保证的。ZigBee 的一个主要优势是有预先开发好的软件应用配置文件供具体应用(包括物联网)使用。最终产品必须得到许可。 Wi-Fi Wi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例，最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。然而，它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。 大多数Wi-Fi版本工作在2.4GHz免许可频段，传输距离长达100米，具体取决于应用环境。流行的802.11n速度可达300Mb/s，而更新的、工作在5GHz ISM频段的802.11ac，速度甚至可以超过1.3Gb/s。 一种被称为HaLow的适合物联网应用的新版Wi-Fi即将推出。这个版本的代号是802.11ah，在美国使用902MHz至928MHz的免许可频段，其它国家使用1GHz以下的类似频段。虽然大多数Wi-Fi设备在理想条件下最大只能达到100米的覆盖范围，但HaLow在使用合适天线的情况下可以远达1km。 802.11ah的调制技术是OFDM，它在1MHz信道中使用24个子载波，在更大带宽的信道中使用52个子载波。它可以是BPSK、QPSK或QAM，因此可以提供宽范围的数据速率。在大多数情况下100kb/s到数Mb/s的速率足够用了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi联盟透露，它将在2018年前完成802.11ah的测试和认证计划。 针对物联网应用的另外一种新的Wi-Fi标准是802.11af。它旨在使用从54MHz到698MHz 范围内的电视空白频段或未使用的电视频道。这些频道很适合长距离和非视距传输。调制技术是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每个6MHz信道的最大数据速率大约为24Mb/s，不过在更低的VHF电视频段有望实现更长的距离。 蓝牙5.0 蓝牙是一种无线传输技术，理论上能够在最远100米左右的设备之间进行短距离连线。其最大特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑，在不借助电缆的情况下联网，并传输资料和讯息，目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。新到来的蓝牙 5.0不仅可以向下相容旧版本产品，且能带来更高速、更远传输距离的优势。云里物里的低功耗蓝牙模块MS50SFB就是采用5.0芯片，从而达到更快的速度，更稳定的效果。 本文来源网络，如有侵权请联系删除。
楼宇自控系统 设 计 方 案 工程公司 年月日
目录 一、概述 二、设计依据 三、设计原则 四、系统设计描述 五、楼宇自控系统产品介绍
楼宇自控系统设计说明 一、概述 当今，世界各地的大厦管理部门为了使其客户拥有更舒适的环境而正在寻找创建完美室内环境的方法，他们越来越注重于通过优化控制提高管理水平和环境质量的可调性。智能大厦向人们提供全面的、高质量的、快捷的综合服务功能，它是现代高科技的结晶，是建筑艺术与信息技术完美的结合。楼宇自控系统( ，简称)是智能大厦的一个重要的组成部分。它的监控范围通常包括冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯系统等。 高新信息技术和计算机网络技术的高速发展，对建筑物的结构、系统、服务及管理最优化组合的要求越来越高，要求建筑物提供一个合理、高效、节能和舒适的工作环境。节能是一项基本国策，也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部分。楼宇自控系统正是顺应了这一潮流，它的建立，对于大厦机电设备的正常运行并达到最佳状态，以及大厦的防火与保安都提供了有力的保证。同时，依靠强大软件支持下的计算机进行信息处理、数据分析、逻辑判断和图形处理，对整个系统做出集中监测和控制；通过计算机系统及时启停各有关设备，避免设备不必要的运行，又可以节省系统运行能耗。 当前现代化大厦就空调系统而言，是一栋大楼耗能大户，也是节能潜力最大的设备。从统计数据来看，中央空调系统占整个大楼的耗能50%以上，而大楼装有楼宇自控系统以后，可节省能耗25%，节省人力约50%。出现故障，能够及时知道何时何地出现何种故障，使事故消除在萌芽状态。当前随着建筑物的规模增大和标准提高，大厦的机电设备数量也急剧增加，这些设备分散在大厦的各个楼层和角落，若采用分散管理，就地监测和操作将占用大量人力资源，有时几乎难以实现。如采用楼宇自控系统，利用现代的计算机技术和网络系统，实现对所有机电设备的集中管理和自动监测，就能确保楼内所有机电设备的安全运行，同时提高大楼内人员的舒适感和工作效率。 **大厦是采用西欧古典三段式的、国际化标准的智能型建筑，采用楼宇自动化系统将为大厦的管理者提供自动化水平较高的先进运行手段，并为用户提供舒适宜人的生活和工作环境。 二、设计依据 2．1 《民用建筑电气设计规范》16-92 2．2 《电气装置安装工程施工及验收规范》50254-50259-96
某生物安全实验室节能控制方案 中国疾病预防控制中心蒋晋生许学年 铭基电子技术(北京)有限公司张韦达 中国疾病预防控制中心张利民郭达 中国药品生物制品检定所乔胜利 摘要以病毒所科研楼一实验单元为例，介绍了该实验单元内生物安全二级实验室的送、排风系统，在传统楼宇自控基础上采用就地控制方案实现了新节能控制，并详细阐述了运用该方法后实验室的控制方案及达到的节能效果。 关键词生物安全实验室就地控制节能楼宇自控 1病毒所科研楼概况 中国疾病预防控制中心(Chinese Center for Disease Control and Prevention)新址病毒所科研楼位于北京市昌平区，是中国疾病预防控制中心一期工程建设的重要单体。该楼建筑面积15 932．66m2，共7层，地上6层，地下1层，是集办公和实验于一体的科研楼。 该楼1层为普通办公用房，2～6层为实验区域，实验区每层均分为西侧和东侧实验单元，其中6层西侧为生物安全三级实验室区域，其余均为生物安全二级及以下实验室单元(生物安全二级实验室，简称为BSL-2，俗称P2实验室)。本文选取具有典型代表性的6层东侧实验单元为例，详细介绍P2实验搴新的节能控制方案。 2病毒所科研楼6层东侧实验单元送、排风系统 2．1生物安全实验室特点 生物安全实验搴要保证气流组织合理，即正常工作时气流应由清洁空间向污染空间流动，形成合理的定向流。这种定向流是靠自动控制系统调节各房间的总送、排风量来实现的，通过调节房间送风量和排风量差来保证房间的负压值LI-3]。该实验单元控制系统不仅能保证各实验室内气流组织合理，而且能实现生物安全实验室最大程度的节能，还解决了实验室内常见的生物安全柜排风倒灌问题。下面介绍该实验单元组成及单元内各实验室的送、排风系统。 2．2 6层东侧实验单元组成 因为整个科研楼实验室众多，为节省设备机房空间，各层空调(新风)机组放于实验室和屋顶楼板之间的夹层内，而排风机则放置在屋顶层机房内；同时为减少设备投资，某一空调(新风)机组町能同时为某实验单元内几个实验室送风，同样实验单元内几个实验室的排风也可能共用1台变频排风机。这样各层实验室到屋顶机房的排风管道也不会占用很大的建筑空间。 该实验单元内共有5个实验室，分别为细胞学实验室、血清学实验室、病原污染实验室l、病原污染实验室2、PCR(polymerase chain reaction，聚合酶链式反应)实验室，各实验室均由缓冲间和主实验室组成。为了更好地形成定向流，要求缓冲问压力为+10 Pa，主实验室压力为一10 Pa。 2．3该实验单元排风系统 可以看出，病原污染实验室l、病原污染实验室2和PCR实验室中各有1台B2型生物安全柜(即全排风型生物安全柜，为防止循环风造成实验标本的交叉污染，没有使用内循环型生物安全柜)，3台B2型生物安全柜排风口末端各连接有1台排风机。为防止B2型牛物安全柜在不使用时房间排风引起安全柜内部倒灌现象，3台生物安全柜排风管道上均设置了防倒灌阀(CD)，并且配置的生物安全柜排风机为双速风机，即在生物安全柜不使用时其
基于ZigBee的温度监控 系统毕业设计 一、zigbee应用 有了ZigBee的一些技术优势，也谈到了不足之处，目前有些说法把它跟其它他 的无线技术，如Wi-Fi、Bluetooth、RFID、NFC等等进行类比，说某种技术不如另 一种，甚至说某种技术要取代另一种，这样的说法是片面的。作为一种低速率的短距 离无线通信技术，ZigBee有其自身的特点，因此应该有为它量身定做的应用，尽管 在某些应用方面可能和其他技术重叠。下面就来简单看看ZigBee可能的一些应用， 包括智能家庭、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感器网络应用和电信应用。 二、系统总体设计 1.系统总体方案 Zigbee的主要优势是低功耗和组网，网络的组建是zigbee不同于其他无线协议 的主要优势所在，一个网络的组建形式决定了整个系统能否畅通，顺利的工作，因此 选择合理的网络结构是非常重要的。 为了实现任意无线节点之间都可以传递信息的目标，在串状连接方式的基础上又 发展了网状连接方式。网状连接方式又称为点到点到点（point-to-point-topoint）方式，它与传统的点到多点连接方式最大的不同是，网状连接方式中的每一个节点都 有无线微处理器，所以无需无线路由器就可以实现与另一节点之间的互连。由于这个 新的网络特征，每个无线节点不仅可以收发信息，还可以自动转发信息到网络中的其 他任意节点。 由于网状连接方式中每个节点的智能化，所以，当网络中任一节点故障时，附近 的无线节点会代替该故障的节点，继续进行信息的传输和转发，从而大大提高了系统 可靠性。同时，由于任意无线节点之间通过无线连接就如接力赛跑一样，信息可以通 过无线节点组成的网络传输到更远的地方。 网状结构如下图
目录 一、概述 二、设计依据 三、设计原则 四、系统设计描述 五、TAC楼宇自控系统产品介绍
楼宇自控系统设计说明 一、概述 当今,世界各地的大厦管理部门为了使其客户拥有更舒适的环境而正在寻找创建完美室内环境的方法,他们越来越注重于通过优化控制提高管理水平和环境质量的可调性.智能大厦向人们提供全面的、高质量的、快捷的综合服务功能,它是现代高科技的结晶,是建筑艺术与信息技术完美的结合.楼宇自控系统(Building Auto米ation Syste米,简称BAS )是智能大厦的一个重要的组成部分.它的监控范围通常包括冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯系统等. 高新信息技术和计算机网络技术的高速发展,对建筑物的结构、系统、服务及管理最优化组合的要求越来越高,要求建筑物提供一个合理、高效、节能和舒适的工作环境.节能是一项基本国策,也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部分.楼宇自控系统正是顺应了这一潮流,它的建立,对于大厦机电设备的正常运行并达到最佳状态,以及大厦的防火与保安都提供了有力的保证.同时,依靠强大软件支持下的计算机进行信息处理、数据分析、逻辑判断和图形处理,对整个系统作出集中监测和控制;通过计算机系统及时启停各有关设备,避免设备不必要的运行,又可以节省系统运行能耗. 当前现代化大厦就空调系统而言,是一栋大楼耗能大户,也是节能潜力最大的设备.从统计数据来看,中央空调系统占整个大楼的耗能50%以上,而大楼装有楼宇自控系统以后,可节省能耗25%,节省人力约50%.出现故障,能够及时知道何时何地出现何种故障,使事故消除在萌芽状态.当前随着建筑物的规模增大和标准提高,大厦的机电设备数量也急剧增加,这些设备分散在大厦的各个楼层和角落,若采用分散管理,就地监测和操作将占用大量人力资源,有时几乎难以实现.如采用楼宇自控系统,利用现代的计算机技术和网络系统,实现对所有机电设备的集中管理和自动监测,就能确保楼内所有机电设备的安全运行,同时提高大楼内人员的舒适感和工作效率. **大厦是采用西欧古典三段式的、国际化标准的智能型建筑,采用楼宇自动化系统将为大厦的管理者提供自动化水平较高的先进运行手段,并为用户提供舒适宜人的生活和工作环境.
智能楼宇课程设计说明书题目：某公寓大楼安防系统设计 课程名称：楼宇智能化原理及工程应用 题目：某公寓大楼安防系统设计 院（系、部、中心）：电力工程学院 专业：建筑电气与智能化 班级：建筑电气111 学生姓名： _ 学号： 同组学生姓名： 设计地点：工程实践中心8-213 起止日期： 2014年06月16日至06月20日指导教师：周云红
目录 一、课程设计任务书 二、课程设计正文 1、安防监控对象、系统概述 2、安全需求分析 3、公寓安防系统具体设计 1）门禁系统原理及工作过程 2）可视对讲系统原理及工作过程 3）视频监控系统原理 4、系统配置及说明 1）系统配置连接图 2）系统配置说明 5、课程设计心得
（3）答辩：未经指导教师许可或无故不到者，缺勤率达50%的学生不能参加答辩。答辩时，设计者在阐述自己的设计过程和结果，突出设计中遇到的主要问题和解决方法，回答教师提问。 4．主要参考文献 [1] 胡木. 中国安防行业现状及发展趋势《安防科技》 [2] 刘希清. 安全防范技术与建筑智能化系统北京:工程设计CAD与智能建筑 [3] 马川鑫. 高校校园综合安防系统的设计与研究西安建筑科技大学硕士论文 [4] 黄与群. 中国智能建筑的需求分析《工程建设与设计》1998年第6期 [5] 秦兆海. 智能楼宇安全防范系统[M] 北京：清华大学出版社 [6] 于滔. 能建筑中安全防范系统设计与实现南京交通大学研究生学士论文 [7] 黎连业. 智能大厦智能小区基础教程[M] 北京：科学出版社 [8] 陈龙. 电视监控与安全防范系统[M].北京：科学出版社. [9] . 智能楼宇安防系统工程设计[J]. ，2001年10卷3期. [10]王芳. [D].大连理工大学,2003. 5．课程设计进度安排 起止日期工作内容
【zigbee和wifi的区别】分析局域无线通信协议WiFI,Bluetooth,ZigBee技术的优劣 分析局域无线通信协议wiFi,Bluetooth,zigBee技术的优劣 分析局域无线通信协议wiFi,Bluetooth,zigBee技术的优劣wiFi是目前应用最广泛的无线通信技术，传输距离在100-300m，速率可达300mbps，功耗10-50ma，频段2.4G。 优点： 1.wiFi技术无线电波的覆盖范围广：wiFi的半径则可达100米，适合办公室及单位楼层内部使用。 2.wiFi技术速度快，可靠性高：802．1lb无线网络规范是iEEE802．1l 网络规范的变种，最高带宽为1mbps，在信号较弱或有干扰的情况下，带宽可调整为 5．5mbps、2mbps和1mbps，带宽的自动调整，有效地保障了网络的稳定性和可靠性。 3.wiFi技术无需布线：wiFi最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，具有广阔市场前景。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开去，甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。 4.wiFi技术健康安全：iEEE802．1规定的发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率约6o～70毫瓦，手机的发射功率约200毫瓦至1
瓦间，手持式对讲机高达5瓦，而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体，是绝对安全的。 缺点： 1.wiFi最大的缺点是安全性非常低，很容易泄露个人信息。稳定性比较差，用户体验度不是很好。 2.功耗大，大规模使用的情况下更明显。这导致其在智能家居里应用有限。 3.组网能力低，拓展空间有限。 蓝牙（Bluetooth?）：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用 2.4—2.485GHz的iSm波段的UHF无线电波，点对点无线通讯，方圆10米范围内）。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。 蓝牙优点： 1.在智能设备的普及性高，应用广。 2.成本低廉，产量大。 3.使用方便，点对点。 缺点 蓝牙是一种还没有完全成熟的技术，尽管被描述得前景诱人，但还有待于实际使用的严格检验。蓝牙的通讯速率也不是很高，在当今这个
智能楼宇课程设计报告 学号：090603113 姓名：陈仁稀 班级：自动化 2012/11/20
空调热湿处理设计 一.方案选择 1.空调的热湿处理大致分为两种：热湿联合处理和温湿度独立控制。 现有的热湿联合处理的空调方式存在如下问题：（1）热湿联合处理的能 源浪费。由于采用冷凝除湿方法排除室内余湿，冷源的温度需要低于室 内空气的露点温度，考虑传热温差与介质输送温差，实现16.6oC的露 点温度需要约7oC的冷源温度，这是现有空调系统采用5~7oC的冷冻水、 房间空调器中直接蒸发器的冷媒蒸发温度也多在5oC的原因。在空调系 统中，占总负荷一半以上的显热负荷部分，本可以采用高温冷源排走的 热量却与除湿一起共用5~7oC的低温冷源进行处理，造成能量利用品位 上的浪费。而且，经过冷凝除湿后的空气虽然湿度（含湿量）满足要求， 但温度过低，有时还需要再热，造成了能源的进一步浪费与损失。（2） 难以适应热湿比的变化。（3）室内空气品质问题。大多数空调依靠空气 通过冷表面对空气进行降温除湿，这就导致冷表面成为潮湿表面甚至产 生积水，空调停机后这样的潮湿表面就成为霉菌繁殖的最好场所。空调 系统繁殖和传播霉菌成为空调可能引起健康问题的主要原因（4）室内 末端装置的问题。为排除足够的余热余湿同时又不使送风温度过低，就 要求有较大的循环通风量（5）输配能耗的问题。为了完成室内环境控 制的任务就需要有输配系统，带走余热、余湿、CO2、气味等。在中央 空调系统中，风机、水泵消耗了40~70%的整个空调系统的电耗。在常 规中央空调系统中，多采用全空气系统的形式。所有的冷量全部用空气 来传送，导致输配效率很低。 2.温湿度独立控制空调系统的基本组成为： （1）处理显热的系统与处理潜热的系统，两个系统独立调节分别控制室内的温度与湿度。处理显热的系统包括：高温冷源、余热消除末 端装置，采用水作为输送媒介。由于除湿的任务由处理潜热的系统承担， 因而显热系统的冷水供水温度不再是常规冷凝除湿空调系统中的7oC， 而是提高到18oC左右，从而为天然冷源的使用提供了条件，即使采用 机械制冷方式，制冷机的性能系数也有大幅度的提高。余热消除末端装
zigbee芯片与zigbee模块的区别和优缺点对比 ZigBee在个人网络中越来越被称为短距离无线通信协议。它的最大特点是具有低功耗，低网络，特别是可路由的网络功能，并且在理论上可以无限扩展ZigBee期望的通信范围。对于蓝牙，红外点对点通信和WLAN星型通信，ZigBee协议要复杂得多。因此，我应该选择ZigBee芯片自行开发协议，还是应该直接选择具有ZigBee协议的模块直接应用？ 芯片研发：需要足够的人力和技术储备以及长时间的开发 市场上的ZigBee无线收发器“芯片”实际上是符合物理层标准的芯片。因为它仅调制和解调无线通信信号，所以必须将其与单片机结合使用以完成数据收发器和协议的实现。另一方面，单片机仅集成了射频部分和单片机部分，并且不需要额外的单片机。它的优点是节省成本和简化电路。 在这两种情况下，用户都需要自己通过微控制器的结构和寄存器的设置自行开发所有软件部分，还要参考物理层部分的IEEE802.15.4协议和网络层部分的ZigBee协议。对于实际应用用户而言，这种工程量很大，开发周期和测试周期都非常长，并且由于它是无线通信产品，因此不容易保证其产品质量。 目前，许多ZigBee公司都在提供自己的芯片ZigBee协议栈，它仅提供该协议的功能，并不意味着它具有真正的适用性和可操作性。没有提供用户数据界面的详细描述。用户为什么可以忽略芯片中的程序，而只使用芯片来传输自己的数据？这不仅可以简单地实现包含ZigBee协议栈的芯片，也不能仅实现包含ZigBee协议栈的芯片。 所有这些都要求用户基于完整的协议代码和他们自己的上层通信协议，完整的简单
数据无线发送和接收，完整的路由，完整的网络通信以及调试步骤，来修改协议栈的内容。因此，对于实际应用的用户来说，开发周期大大延迟了，具有如此复杂协议的无线产品具有更多不确定因素，并且容易受到外部环境条件的影响。实际的发展问题是多种多样的，难以解决。 模块生产的成本 通过节省ZigBee开发周期，或许可以抓住项目推广的第一个机会。ZigBee模块已经包括所有外围电路和完整的协议栈。这是一种即用型产品。经过制造商的优化设置修订和老化测试，具有一定的质量保证。出色且可靠的zigBee应用程序“模块”紧凑，硬件小巧，具有芯片焊盘设置校正功能，能够内置芯片和外部SMA天线，通信距离范围为100米至1200米。 该软件包括完整的ZigBee协议栈。它在PC上具有自己的部署工具。它可以使用串行端口与用户的产品通信并部署模块的网络拓扑参数，例如发射功率和信道，使用方便快捷。 透传模块的优点在于，用户无需考虑其程序的工作方式，只要用户通过串行端口将其数据发送到模块，模块就会根据预设的网络自动无线传输数据结构体。
楼宇自控系统施工方案 本工程楼宇自控采用集散型计算机控制系统,系统由现场传感器及执行器、直接数字控制器(DDC)、网络控制器中央操作站等四大部分组成。控制范围:空调机组、新风机组、洁净空调、风机、供电、照明、温度传感、给排水、远传抄表。施工流程如下: １）线缆敷设 `在本工程中,线缆比较集中的地方采用电缆桥架敷设,出桥架和比较分散的地方采用穿镀锌钢管敷设,竖井内的线缆敷设在线槽内。 输入输出设备至接线盒部分采用金属软管,管长尽量控制在１米以内。 楼宇自控系统布线和照明系统穿线同期进行。 2)输入输出设备检测接线 输入设备主要有：温度传感器、湿度传感器、压力压差传感器、流量传感器电量变送器、空气质量传感器、温控器、风速传感器。 输出设备主要有：电磁电动调节阀、电动风阀驱动器等。 (1)温湿度传感器不应安装在阳光直射的位置,远离有强烈震动、电磁干扰的区域,不破坏建筑物外观与完整性,室外温湿度传感器设防风雨
防护罩。尽可能远离门窗和出风口的位置,若无法避开则至少相距2米，并列安装的传感器距地高度一致,高度差不大于１毫米,同区域内高度差不大于5毫米，传感器和DＤC之间的连线的电阻要求小于1Ω。 （2）压力、压差传感器、压差开关的安装 传感器应安装在便于调试、维修的位置。 传感器应安装在温、湿度传感器的上游侧。 风管型压力、压差传感器的安装应在风管保温层完成之后。 风管型压力、压差传感器应在风管的直管段，如不能安装在直管段,则应避开风管内通风死角和蒸汽放空的位置。 水管型、蒸汽型压力与压差传感器的安装应在工艺管道预制和安装的同时进行，其开孔与焊接工作必须在工艺管道的防腐、衬里、吹扫和压力实验前进行。 水管型、蒸汽型压力、压差传感器不宜安装在管道焊接缝及其边缘上开孔及焊接处。 水管型、蒸汽型压力、压差传感器的直压段大于管道口径的三分之二时可安装在管道顶部,小于管道口径的三分之二时可安装在侧面火底部和水流流束稳定的位置，不宜选在阀门等阻力部件的附近、水流流束死角和振动较大的位置。 安装压差开关时，宜将薄膜处于垂直与平面的位置。
楼宇自动化 题目：浅谈智能建筑 班级： 1201 姓名：陈庚 学号； 120410130 2015年11月18日 浅谈智能建筑建筑设备管理系统、它包括信息设施系 统、信息化应用系统、摘要：智能建筑是一个大概念。计算机、网络统统收/公共安全系统和机房工程。原来的安防、消防、楼宇自控、电话/电视入囊中，包括信息通信、计算机、自动化控制、建筑电气等技术领域，涵盖新建、扩建和改建的办公、商业、文化、媒体、体育、医院、学
校、交通和住宅等民用工业建筑等智能化系统的工程设计。关键字：智能自动化一、智能建筑的定义及组成智能建筑的定义、1 ）对智能建筑定义为“以建GB/T50314-2006修订版的国家标准《智能建筑设计标准》（筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环 保、健康的建筑环境”。智能建筑的组成2、 智能建筑主要由三部分组成，即：楼宇自动化系统、通信网络系统和办公自动化系统。 BAS楼宇自动化系统（）① 楼宇自动化系统实现建筑物（群）内的各种机电设备的自动控制，包括供暖、通风、空 气调节、给排水、供配电、照明、电梯、消防、保安、车库管理等。通过信息网络组成分散控制、集中监视与管理的监控管理一体化系统，实时检测、显示设备运行参数；监视、控制环境因素、负载变化情况自动调节各种设备，使其始终运行设备运行状态；根据外界条件、于最佳状态；自动实现对电力、供热、供水等能源的调节与管理；提供一个安全、舒适、高效而且节能的工作环境。 CNS 通信网络系统（）②并提供网络支持能内、外各种通信联系畅通无阻，通信网络系统用来保证建筑物（群） 力。实现对话音、数据、文本、图像、电视及控制信号的收集、传输、控制、处理与利用。）为核心的、以话音为主，兼有数据与传真通信的通信网络包括：以数字程控交换机（PABX传真网、、WAN）LAN、计算机广域网（）（电话网，连接各种告诉数据处理设备的计算机局域网）等。借助这些通信网络可ISDN公用数据网、卫星通信网、无线电话网和综合业务数字网（我们也把通信网络系统资料查询和资源共享。国内外的信息互通、内外、)群(以实现建筑物． ）。称为通信自动化系统（CAS ）③办公自动化系统（OAS办公自动化系统由多功能办公自动化系统是服务于具体办公业务的人机交互信息系统。 、文字处理机、主计算机、声像存储装置等各种办公PC电话机、高性能传真机、各类终端、综合型智信息传输与网络设备和相应配套的系统软件、工具软件、应用软件等组成。设备、能大楼的办公自动化系统、一般包括两大部分：一是服务于建筑物本身的办公自动化系统，如金服务部分；二是用户业务领域的办公自动化系统，如物业管理、运营服务等公共管理、融、外贸、政府部门等专用的办公系统。总之，办公自动化系统是应用计算机技术、通信技并由使人们的部分办公业务借助与各种办公设备，多媒体技术和行为科学等先进技术，术、这些办公设备与办公人员构成服务于某种办公目标的人机信息系统。二、智能建筑的功能创造了安全、健康、舒适宜人和能提高工作效率的办公环境 1、其空调系统能监其防火与保安系统均已智能化；智能建筑首先确保环境的安全和健康，。智能大厦对温测出空气中的有害污染物含量，并能自动消毒，使之成为“安全健康大厦”度、湿度、照度均加以自动调节，甚至控制色彩、背景噪声，使人们心情舒畅，从而能大大提高工作效率。节能 2、。在满足70% 以现代化的商厦为例，其空调与照明系统的能耗很大，约占大厦总能耗的（或“智能”使用者对环境要求的前提下，智能大厦应通过其，尽可能利用自然光和大气冷量热量）来调节室内环境，以最大限度减少能源消耗。按事先在日历上确定的程序，区分“工作”与“非工作”时间，对室内环境实施不同标准的自动控制，下班后自动降低室内照度与最大限利用空调与控制等行业的最新技术，温湿度控制标准，已成为智能大厦的基本功能。其经济性也是智能建筑得以迅速推广的重要原因度地节省能源是智能建筑的主要特点之一。之一。能满足多种用户对不同环境功能的要求3、 智能建筑要求其建筑结传统建筑是根据事先给定的功能要求，完成其建筑与结构设计。允许用户迅速而方便地改变建筑物的使用功构设计必须具有智能功能，必须是开放式结构，通过结构能或重新规划建筑平面。室内办公所必需的通信与电力供应也具有极大的灵活性，就可快速在室内分布着多种标准化的弱点与强电插座，只要改变跳接线，化综合布线系统，一天智能建筑的灵活性与机动性极强，如变程控电话为计算机通信接口等。改变插座功能，
ZigBee：巨头力挺前途难料 ZigBee联盟成立于2001年8月。但作为该项技术发展过程中具有里程碑意义的是，2002年下半年，英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司四大巨头共同宣布，它们将加盟「ZigBee联盟」，以研发名为「ZigBee」的下一代无线通信标准。到目前为止，除了Invensys、三菱电子、摩托罗拉和飞利浦等国际知名的大公司外，该联盟大约已有27家成员企业，并在迅速发展壮大。Zigbee联盟负责制定网络层以上协议。 ZigBee的芯片和产品已经面市，每个Zigbee通信模块的成本将有望控制在1.5美元到2.5美元之间。分析家认为，到2006年，ZigBee设备将会达到每年4亿台的市场规模。预计4～5年内，每个家庭将会安装大约50个ZigBee设备，最终达150个ZigBee设备6～7年内占据家庭自动化市场的三分之二。 但是也有人认为：ZigBee几年前刚出现时，它的支持者曾设想这种基于IEEE 802.15.4规范的无线技术拥有潜在的巨大市场。但现在看来当初的设想并没有成为现实，目前有消息称由于芯片厂商推迟出货，因而ZigBee的前景并不像先前设想的那样一帆风顺。 UWB：前途无量受困争战 UWB是一种无载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB可在非常宽的带宽上传输信号，美国FCC对UWB的规定为：在3.1～10.6GHz频段中占用500MHz以上的带宽。 由于UWB可以利用低功耗、低复杂度发射/接收机实现高速数据传输而在近年来得到迅速发展。它在非常宽的频谱范围内采用低功率脉冲传送数据而不会对常规窄带无线通信系统造成大的干扰，并可充分利用频谱资源。基于UWB技术而构建的高速率数据收发机有着广泛的用途，从无线局域网到Ad hoc网络，从移动IP计算到集中式多媒体应用等。UWB技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，低截获能力，定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入，非常适于建立一个高效的无线局域网或无线个域网（WPAN）。 UWB标准于 2005年确定，但其中显然不只是技术原因，以Intel与TI为代表的MBOA提案，以及以摩托罗拉与XSI为代表的DS-CDMA提案是两种技术特性完全不同的方案，UWB标准只能二选其一。不过最近无线电制造商PulseLink对外宣布，它已经找到一种途径，允许基于不同技术的UWB系统共存。该公司正准备向IEEE 802.15.3a任务组成员详细讲解它的公共信号协议（CSP），该协议使原本相互冲突的多种UWB物理层可以共存。PulseLink希望协调UWB 的发展步伐，同时回避相互竞争的UWB标准提案之间的分歧。 一些产业观察家赞同PulseLink的提议，认为这为采用不同的实体层创造了整合的机会，因而使UWB的创新态势得以延续。但另一方面，其它人质疑在缺乏互通条件下共存没有什么价值，并认为这会产生鼓励开发多种PHY的负面效果。这最终会增加OEM厂商的负担，因为他们必须支持多种PHY。 PulseLink声称不会偏袒已经提交给IEEE的任何一种UWB技术。802.15.3a小组曾试图为这种高速个域网技术定义一个物理层，但由于双方拒绝做出妥协，这项努力被迫搁浅。最坏的结果可能是两大阵营将定义各自的事实标准，而由市场决定存亡。 Wi-Fi：发展迅速瓶颈犹存 Wi -Fi热点是通过在互联网连接上安装访问点来创建的。这个访问点将无线信号通过短程进行传输，一般覆盖300英尺。当一台支持Wi-Fi的设备遇到一个热点时，这个设备可以用无线方式连接到那个网络。大部分热点都位于供大众访问的地方，例如机场、咖啡店、旅馆、书店以及校园等等，许多家庭和办公室也拥有 Wi-Fi网络。互联网服务提供商（ISP）会在用户连接到互联网时收取一定费用。 Wi-Fi也存在着一些问题： *高昂的价格让消费者止步不前； *Wi-Fi的运营商很多，成为一个运营商的客户并不能共享其它运营商的资源；
1.1 楼宇自控系统 1.1.1 设备定位、安装 1.中央控制及网络通讯设备应在中央控制室的土建和装饰工程完工 后安装； 2.设备及设备各构件间应连接紧密、牢固，安装用的坚固件应有防锈 层； 3.设备在安装前应做检查，并应符合下列规定： 设备外形完整，内外表面漆层完好； 设备外形尺寸、设备内主板及接线端口的型号、规格符合设计规定。 4.有底座设备的底座尺寸应与设备相符，其直线允许偏差为每米1mm， 当底座的总长超过5m时，全长允许偏差为5mm。 5.设备底座安装时，其上表面应保持水平，水平方向的倾斜度允许偏 差为每米1mm，当底座的总长超过5m时，全长允许偏差为5mm。 6.中央控制及网络通讯设备的安装要符合下列规定： 应垂直、平正、牢固； 垂直度允许偏差为每米1.5mm； 水平方向的倾斜度允许偏差为每米1mm； 相邻设备顶部高度允许偏差为2mm； 相邻设备接缝处平面度允许偏差为1mm； 相邻设备接缝的间隙，不大于2mm； 相邻设备连接超过5处时，平面度的最大允许偏差为5mm。 7.室内、室外温湿度传感器：应安装在避免阳光直射的位置，远离有 较强振动、电磁干扰的区域；尽可能远离门窗和出风口；并列安装的传感器，距地高度应一致； 8.风管型温、湿度传感器：应安装在风速平稳的风管直管段，应在风 管保温层完成之后安装；
9.水管温度传感器：应与工艺管道预制安装同时进行，应在水流温度 变化灵敏和具有代表性的地方安装，不宜在阀门等阻力件附近和水流流速死角和振动较大的位置安装； 10.压力、压差传感器、压差开关：应安装在温度传感器的上游侧；风 管型压力、压差传感器应在风管的直管段安装；安装压差开关时，宜将薄膜处于垂直于平面的位置； 11.水流开关：应与工艺管道预制安装同时进行；应安装在水平管段上， 不应安装在垂直管段上； 12.电磁流量计：应安装在避免有较强交直流磁场或有剧烈振动的场所； 应设置在流量调节阀的上游，上游应有一定的直管段，长度为L=10D（D—直径），下游段应有L=4~5D的直管段； 13.水阀与执行机构：阀体上箭头的指向应与水流方向一致，阀门的口 径与管道通径不一致时，应采用渐缩管件，同时阀口径一般不应低于管道口径二个等级；执行机构应固定牢固，操作手轮应处于便于操作的位置；有阀位指示装置的阀门，阀位指示装置应面向便于观察的位置；一般安装在回水管口，如条件允许，安装前宜进行模拟动作和试压试验； 14.风阀与执行机构：风阀控制器上开闭箭头的指向应与风门开闭方向 一致；风阀控制器应与风阀门轴连接牢固；风阀控制器应与风阀门轴垂直安装，垂直角度不小于85度；风阀控制器安装前宜进行模拟动作； 1.1.2 系统调测 调试应具备的条件： 1.BA系统的全部设备包括现场的各种阀门、执行器、传感器等全部安 装完毕，线路敷设和接线全部符合设计图纸的要求； 2.BA系统的受控设备及其自身的系统不仅安装完毕，而且单体或自 身系统的调试结束；同时其设备或系统的测试数据必须满足自身系统的安装要求；
自动控制系统课程设计 《自动控制系统》课程设计任务书 设计题目：基于组态软件的智能楼宇控制系统设计 一、设计实验条件 地点：自动化系实验室 实验设备：PC机 二、设计任务 1、根据题目要求进行资料收集及监控方案的设计。 2、利用力控组态软件，完成控制系统软件组态，包括：建立实时数据库；绘制控制主界面；包括数据采集、显示（界面动画等）、报警组态、数据保存、历史数据查询、报表打印等功能。 3、撰写课程设计说明书 三、设计说明书的容 1、设计题目与设计任务（设计任务书） 2、前言（绪论）(设计的目的、意义等) 3、主体设计部分 4、参考文献 5、结束语 四、设计时间与设计时间安排 1、设计时间：6月27日～7月8日 2、设计时间安排： 熟悉课题、收集资料： 3天（6月27日～ 6月29日) 具体设计（含上机实验）： 6天（6月30日～ 7月5日) 编写课程设计说明书： 2天（7月6日～ 7月7日) 答辩： 1天（7月8日）
前言 随着工业自动化水平的迅速提高和计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种要求。通用工业自动化组态软件的出现未解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好的解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。目前世界上组态软件品种繁多，国外产品有美国Wonderware公司的InTouch,美国Intellution公司的iFIX等，国产品有三维力控，组态王，MCGS等。 一．组态软件基本概述 组态软件通常是被用来为工业过程控制，计算机集散控制和实时监测领域进行服务的一种计算机系统软件。大部分的组态软件都具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强等优点。它一般采用图形化编程结构，真实将现场的运行情况反映在计算机的屏幕上。 力控ForceControl6.1 监控软件概述 力控Forcecontrol6.1 工业监控组态软件是三维力控科技根据当前的 自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端自动化软件产品，是力控科技全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国高端HMI/SCADA 自动化市场及应用，是企业信
三种近距离技术ZigBee、蓝牙(Bluetooth)和WiFi介绍 目前常用的无线网络标准最流行的3个是ZigBee、蓝牙(Bluetooth)和WiFi。 1 ZigBee 1．1 ZigBee简介 Zigbee是IEEE 802．15．4协议的代名词，这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。 其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。 1．2 ZigBee技术优势及不足 ZigBee技术优势主要包括以下几个方面： 低功耗 两节五号电池支持长达六个月到两年左右的使用时间，然而Bluetooth仅能工作数周，WiFi只可工作数小时。 低成本 ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本，且免收专利费。 可靠 采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个ZigBee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。 网络容量大 ZigBee具有大规模的组网能力，每个网络达60 000个节点。
安全保密 ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件，并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。 工作频段灵活 使用频段为2．4 GHz，868 MHz及915 MHz，均为免执照频段。 同时ZigBee也存在着一些不足： 传输范围小 在不使用功率放大器的前提下，ZigBee节点的有效传输范围一般为10～75 m，仅能覆盖普通的家庭和办公场所。 数据传输速率低 在2．4 GHz的频段也只有250 Kb/s，而且这只是链路上的速率，除掉帧头开销、信道竞争、应答和重传，真正能被应用所利用的速率可能不足100 Kb/s，并且这余下的速率也可能要被邻近多个节点和同一个节点的多个应用所瓜分。 时延不易确定 由于ZigBee采用随机接入MAC层，且不支持时分复用的信道接入方式，因此不能很好地支持一些实时的业务，而且由于发送冲突和多跳，使得时延变成一个不易确定的因素。 1．3 ZigBee应用项目 近日获悉，赫立讯科技(北京)有限公司8年自主研发技术的ZigBee无线定位系统，已成功应用在最具“人情味”的北京地铁4号线大兴线隧道工程项目中。 本项目中“地铁隧道工程安全预警系统”共安装有：ZigBee工地安全基站 21个和50张ZigBee人员识别卡。开创了以ZigBee物联网新技术为核心的“地铁隧道工程安全预警系统”，这是为工程和人员安全保驾护航的最新应用。 2 蓝牙(Bluetooth) 2．1 蓝牙简介 蓝牙技术最初由爱立信创制。1999年5月20日，索尼爱立信、IBM、英特尔、诺基亚及东芝等业界龙头创立蓝牙特别兴趣组，制订蓝牙技术标准。1998年，爱立信公司希望无线通信技术能统一标准而取名“蓝牙”。
BAS楼宇自控系统设计方案 1、楼宇自控系统设计综述 1. 1系统设计概述 楼宇山控系统(Build in Automation System.简称BAS )是智能建筑的一个重要的纟II 成部分。BAS是基丁?现代分布控制理论而设计的集故系统，通过网络系统将分布在各监控现场的系统控制器连接起来.共同完成集中操作，管理和分散控制的综合自动化系统。RAS 的11标就是对建筑内部的机电设备采用现代计算机技术进行全血仃效的监控，以确保建筑物内舒适和安全的办公环境，同时实现高效节能的要求，并对特定事物作出适当反应.通过BAS対大原内机电设备的门动化监控和冇效的管理，可以便大厦内的温湿度控制达到最舒适的程度，同时以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的iE常工作，以求取得最低的大厦运作成本利最高的经济效益。这极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员。取得H?约能源和人力资源的点好效益。 为了真正实现设备的良好运转、大大地节省电能、保持良好的环境控制粘度、降低设备管理及维护的成本，根据先进性和实用性相结合的原则，本方案采用中美合资企业怕斯顿公司(BESTON)的最新一代楼宇自控系统 IBS-5000楼宇自控系统。 本项目设计的楼宇自控系统是对建筑内的公用机电设备.包括对建筑群内的空调系统、冷水系统，新风系统，排水系统、送排风系统.照明系统等进行集中监測和遥控管理，以提高整个建筑的数字化管理程度，降低设备故障率，减少维护及营运成本。 1. 2系统设计原则 1.先进性；采用国际或国内通行的先进技术，适应时代发展需要； 2.成熟性：以实用为原则采用成熟的经过工程验证的先进技术： 3.开放性：采用开放的技术标准，避免系统联或扩展的障碍： 4.按需集成：根据本项目特点，按照需要分层次实现集成：