大型教学楼智能监测系统设计

论文摘要

随着我国国民经济发展和科学技术水平的提高,特别是计算机技术、通信技术、控制技术、网络技术及信息技术的飞速发展,人们对生活、学习、办公环境的安全性、舒适性的要求日渐增长。学校大型综合教学楼一方面需要为教师和学生提供一个高度安全、舒适、方便的内部环境,另一方面也需要利用现代科技手段最大程度的减少教学楼运行费用,提高运行效率,及时发现和排除各种故障。本文基于大型教学楼智能管理和监控系统的需要,结合重庆市某高校新建大型教学楼智能化监控系统实施工程而开展相关技术研究和工程实施。本文设计的教学楼智能监控系统能实现室内温度、湿度的检测与控制,火情检测以及室内照明灯的控制。系统由传感器电路、模数转换电路、主控单片机、执行机构等部分组成,利用VB6.0编制的上位机软件,可以实现教学楼环境实时数据的采集、实时数据曲线的绘制、历史数据曲线的显示、实时控制参数的修改,从而实现对教学楼环境的监测和控制。由于教学楼温度和湿度环境很难建立系统精确的数学模型,利用常规的控制算法难以获得满意的控制效果,本文采用模糊控制算法实现对室内温湿度的控制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 智能建筑的起源与发展
• 1.2 研究背景
• 1.3 教学楼智能化
• 1.4 主要研究内容和安排
• 2 教学楼智能监测系统设计
• 2.1 智能监测系统功能需求
• 2.1.1 温度控制
• 2.1.2 湿度控制
• 2.1.3 火情监测
• 2.1.4 照明灯控制
• 2.2 智能监控系统主体结构
• 2.3 智能监控系统功能模块
• 2.3.1 上位机
• 2.3.2 下位机
• 2.4 本章小结
• 3 下位机及其电路设计
• 3.1 单片机选型
• 3.2 下位机设计
• 3.2.1 技术指标
• 3.2.2 软件功能
• 3.3 数字温度测量系统
• 3.3.1 硬件设计
• 3.3.2 软件设计
• 3.3.3 系统误差评估
• 3.4 湿度传感器设计
• 3.4.1 硬件设计
• 3.4.2 湿度计算
• 3.4.3 软件设计
• 3.4.4 湿度测量误差估算
• 3.5 烟雾传感器设计
• 3.6 红外传感器设计
• 3.6.1 传感器选型
• 3.6.2 电路设计
• 3.7 数据采集系统
• 3.7.1 接口电路设计
• 3.7.2 单片机电路
• 3.7.3 软件设计
• 3.8 开关量输入电路
• 3.9 键盘电路
• 3.10 输出电路
• 3.11 声光报警电路
• 3.12 RS485 通信电路设计
• 3.13 电源电路及复位电路
• 3.14 时钟电路
• 3.15 软件主程序设计
• 3.16 本章小结
• 4 智能控制中的模糊控制
• 4.1 模糊控制的概念和特点
• 4.2 模糊控制系统的组成
• 4.3 模糊控制查询表
• 4.3.1 模糊控制算法
• 4.3.2 建立查询表
• 4.4 模糊控制算法流程图
• 4.5 基本模糊控制器设计实例
• 4.5.1 输入输出语言变量的选择
• 4.5.2 建立各语言变量的赋值表
• 4.5.3 模糊控制规则
• 4.5.4 模糊控制表
• 4.6 本章小结
• 5 教学楼智能监控系统上位机设计
• 5.1 上位PC 机设计思想
• 5.2 通信模块设计
• 5.2.1 RS-485 总线
• 5.2.2 通信接口的硬件设计
• 5.2.3 串行通信协议
• 5.2.4 上位机通信程序设计
• 5.3 PC 机侧的通信程序
• 5.4 本章小结
• 6 基于MSP430 单片机的多机通信
• 6.1 实验板硬件资源
• 6.2 电路板
• 6.3 实验板电路图
• 6.4 软件流程图及程序设计
• 6.4.1 软件流程图如下
• 6.4.2 具体的程序设计如下
• 6.5 本章小结
• 7 教学楼智能监控系统的抗干扰技术
• 7.1 干扰源
• 7.1.1 电源干扰
• 7.1.2 空间干扰和内部干扰
• 7.2 输入/输出通道干扰的抑制
• 7.3 电源与电网干扰的抑制
• 7.3.1 采用抑制交流电源干扰的计算机系统电源
• 7.3.2 采用 UDS 电源
• 7.4 地线系统干扰的抑制
• 7.5 本章小结
• 8 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文情况