异构网络环境下的楼宇系统集成关键技术研究

摘要

随着信息时代的到来，建筑技术与信息技术相结合，产生了楼宇智能化技术。楼宇智能化是信息技术、自动化技术重要的应用方向。该技术的核心是信息的跨平台集成。本文在详细阐述异构网络环境下楼宇智能化集成技术的基础上，对异构网络环境下的楼宇系统集成所要用的现场总线技术、组态界面的设计与开发以及使用标准信息接口技术-OPC技术来解决异构环境的通讯等关键技术展开了深入研究。
　　在建筑设备自动化系统中，由于行业历史的原因，多种现场总线技术并存，给以信息共享与互操作为目标的系统集成造成一定的障碍;况且，现在还没有一种现场总线技术可以涵盖所有的建筑设备系统，所以基于异构网络环境的集成是必然的模式。本文通过对异构网络环境下的楼宇系统集成常用的协议转换技术、标准信息接口技术、Web服务技术等三种方法进行研究分析，以智能照明系统为例，设计了一种在LonWorks现场总线技术平台下结合组态监控界面使用OPC技术实现通讯的系统集成方案。
　　(1)本文详细阐述智能照明系统的开发过程，包括介绍各种网络变量的含义、核心模块的使用方法，并以智能照明中应用光照度检测自动调光、人体活动检测控制照明、照明时间表设置等为典型场景，阐述了对开关量输入模块、模拟量输入模块、开关量输出模块、模拟量输出模块的设置以及复杂控制逻辑的小状态机组态编程，实现了某大厦智能照明应用。
　　(2)由于楼宇智能化技术的集成已从局域网向Internet以及Intranet集成发展，无论是基于C/S或B/S模式，它们都要求将建筑设备运行的过程数据存放在数据库中。本文使用组态软件开发了可视化监控界面，具体阐述了其开发过程，同时建立数据库储存来自设备的运行数据。
　　(3)为了解决异构网络的影响，工业自动化领域开发了基于OPC技术的服务器和客户机的模式来向应用程序传递数据。为此，本文研究开发了一个OPC客户端应用程序，实现了从拥有OPC服务器接口的建筑设备子系统获取硬件设备数据，并具有数据的读取和写入功能。文中详细阐述了其开发过程，并进行了软件测试，实现了开发目标。这为实现异构网络环境下楼宇系统的集成进行了必要的技术准备。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 楼宇系统集成技术的研究背景

1．2 楼宇系统集成技术的发展概况

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 本课题研究的目标、内容和意义

1．3．1 研究的目标

1．3．2 研究的内容和意义

1．4 论文内容安排

第2章 楼宇系统集成技术

2．1 采用协议转换的系统集成方法

2．2 采用标准信息接口的系统集成方法

2．3 采用Web服务技术的系统集成方法

2．4 本章小结

第3章 系统集成的体系结构及原理

3．1 基于OBIX标准的楼宇集成技术体系原理

3．2 异构网络环境下集成系统的体系结构原理

3．3 本章小结

第4章 基于LonWorks技术平台的楼宇系统集成的设计

4．1 基于LonWorks技术的智能照明系统集成的硬件设计

4．1．1 LonWorks现场总线技术原理

4．1．2 智能照明系统的控制原理

4．1．3 智能照明系统的控制硬件选择

4．2 基于LonWorks技术的智能照明方案设计

4．2．1 典型场所照明的控制方案应用

4．2．2 智能照明的典型控制功能模块

4．3 基于Lonworks技术的集成软件平台设计

4．3．1 LonWorks的DDC节点的建立

4．3．2 通用输入量选择

4．3．3 小状态机功能开发

4．3．4 模拟量功能模块

4．4 基于LonWorks组态软件的智能照明网络设计

4．5 本章小结

第5章 基于OPC技术的楼宇系统集成的上位机通讯设计

5．1 使用组态软件实现上位机监控

5．1．1 组态软件开发

5．1．2 组态界面的设计

5．2 使用OPC标准的接口技术实现通讯

5．2．1 OPC技术结构原理

5．2．2 OPC对象模型分析

5．2．3 使用VB实现OPC客户端应用程序开发

5．2．4 OPC客户端应用程序的数据访问方式

5．3 系统方案编程测试与分析

5．3．1 使用VB编写的同步通信的OPC客户端实现

5．3．2 测试分析

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

附录

参考文献

读研期间取得的学术研究成果

致谢