重庆邮电大学移通学院智能建筑自动窗帘系统课程设计任务书

重庆邮电大学移通学院智能建筑自动窗帘系统课程设计任务书 第一章智能建筑介绍 智能建筑的概念，在本世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984 年在美国哈特福德（ 建成。我国于 90 年代才起步，但迅猛发展势头令世人瞩目。能建筑是信息时代的必然产物，建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。当今世界科学技术发展的主要标志是 4C 技术（即 算机技术、 制技术、信技术、 形显示技术）。将 4C 技术综合应用于建筑物之中，在建筑物内建立一个计算机综合网络，使建筑物智能化。 4C 技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。 一、智能建筑 智能建筑是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。其具体内涵是：以综合布线为基础，以计算机网络为桥梁，综合配置建筑内的各种功能子系统，全面实现对通信系统，办公自动化系统，建筑内各种设备（空调、排水、配电、照明、电梯、消防、公共安全等）的综合管理。 智能建筑结构是由三大系 统组成：楼宇自动化系统 (办公重庆邮电大学移通学院课程设计 - 2 - 自动化系统 (通信自动化系统 (。 二、楼宇自动化系统简介 楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统， (称 是智能建筑不可缺少的一部分，其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等，以提供一个安全、舒适、高效而且节能的工作环境。 三 、 楼宇自动化系统的组成与基本功能 建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。根据我国行业标准， 分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下，这两个子系统宜一同纳入 虑，如将消防与安全防范子系统独立设置，也应与 控中心建立通信联系以便灾情发生时，能够按照约定实现操作权转移，进行一体化的协调控制。建筑设备自动化系统的基本功能可以归纳如下： (1)自动监视并控制各种机电设备的起、停，显示或打印当前运转状态。 (2)自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或 历史 数据。 (3)能源管理：根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备，使之始终运行于最佳状态，而达到节能的目的。 重庆邮电大学移通学院课程设计 - 3 - (4)意外灾害紧急处理：监测并及时处理各种意外、突发事件。 (5 能源管理：水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。 (6 设备管理：包括设备 档案 、设备运行报表和设备维修管理等。 四、楼宇自动化控制系统的原理 楼控系统采用 的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统，也称分布式控制系统 (称 它的特征是 “集中管理分散控制 ”，即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置 (成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有 示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能，能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务，避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法 统一管理的缺点，保证设备在最佳状态下运行。 重庆邮电大学移通学院课程设计 - 4 - 第二章 能家居系统 智能家居控制系统（英文 称 是以智能家居系统为平台，家居电器及家电设备为主要控制对象，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施进行高效集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的控制管理系统，提升家居智能、安全、便利、舒适，并实现环保控制系统平台。智能家居控制系统是智能家居核心，是智能家居控制功能实现的基础。 一、 系统和功能介绍 能家居系统广泛用于家居电气设备的控制，主要是由智能面板开关和执行模块两部分组成，智能面板开关主要安装在各个房间墙面上，你可以使用智能控制器面板 控制灯光开关、调光、电动窗帘、背景音乐、温度。执行模块则安装在标准的控制电箱中或安装在负载附近，负责执行智能控制器面板发出的指令，对灯光、窗帘、扬声器等进行控制，特殊情况可增加无线控制。 所有智能控制器面板和执行器模块由一根 线连接起重庆邮电大学移通学院课程设计 - 5 - 来，总线电缆采用符合 0 0准的两芯双绞线 图 1统总体结构图 二、系统总线结构 整个系统由现场总线联接，系统总线采用一根双绞线也即 2 芯线传输，该总线支持串行联接、星型联接、环型联接及混合联接。二芯线没有正负极性，可任意联 接，安装调试简便，节省工时，减少差错，重庆邮电大学移通学院课程设计 - 6 - 增加稳定性和可靠性。二芯线中可同时传输： 源信号、议的通讯信号、音频信号、视频信号等 4 种信号，在控制领域具有全球领先的地位。 一方面在有线通讯领域，将线材的芯数减到最少，且传输的信号包含了当今所有的多媒体信息；另一方面与无线通讯相比，则更加稳定可靠，不受建筑墙体和其它建筑材料的影响，各种电磁干扰的影响也能降到最低程度。 三、系统结构 系统中每个子系统都具有相同的结构，有控制器、执行器、负载及系统电源等设备组成。控制器与执行器均可通过编程或设置方式来调整用户需要的各种控制模式。所有的控制和执行器均可根据建筑结构或用户需求进行模块化整合设计，扩展、升级简便。详见系统结构图 1 重庆邮电大学移通学院课程设计 - 7 - 图 1系统结构 四、控制方式 系统中多种控制方式，可安装在不同的住宅环境中，方便用户的各种操作，有按键式控制器、菜单式控制器、触摸屏控制器等，其中可视对讲系统的室内机同时也可作为智能家居的控制器。 （ 1）按钮式控制器：可以通过设置达到点控，区域控制，群控，总控等；另外根据控制模式可设置成开关型；单开、单关、窗帘双向开关等。该控制器可以通过组合，达到各种不同的功能，其颜色也可以根据客户的需求自行选择。 （ 2）触摸屏控制器：可以控制整个系统的任何动作，如点控、区域控制、群控、总控、场景、调光等，通过与电脑连接后实现编程。 （ 3）场景模块和场景控制器：该场景模块可以预设 16 个场景，场景可以在触摸屏上操作。 （ 4）红外遥控接收器：通过手持遥控器可以实现点控，调光，或控制不同的场景，一个红外接收器可以设定 4 个场景。 （ 5）其他信号转换控制器，如光线，风速，时间等信号转换，通过总线传输以后控制相对应的灯光，窗帘等设备。由于系统采用总线制，所有控制器的布线和安装变得非常简单方便。 五、协议特点 能家居系统所采用的协议为具有自主知识产权的议，该协议在欧洲现场总线控制领域具有较高的知名度，重庆邮电大学移通学院课程设计 - 8 - 与 议一样有着广泛的合作应用。该协议是一种开放式、数字化、多节点通信的控制系统网络，该协议具有通信效率高、报文短、实时性好、纠错能力强以及控制简单、扩展能力强等特点。可以与电脑及络进行转换通信，节 点数量可以自由扩展，支持各种总线联接方式，不受传输线材上的分布参数影响，最长传输距离在不加中继的情况下达到 2 六、 议 指结构化布线 /总线系统，是 司独创的自主的双总线系统，性能稳定、反映速度高，能满足各种智能家居功能需求，功能也是此行业最齐全的，是一个在欧洲占主导地位的楼宇自动化（ 家庭自动化（ 准。 讯协议遵循放式系统互联参考模型）模型，提供了 型所定义的全部七层服务，这是其先进性之一。物理层和键路层明显依赖于 物理媒质的特性， 过优化防冲突规定了带有冲突检测的载波侦听多路存取（ 控制媒质接口；网络层通过网络协议控制信息（ 制跳跃擞；传输层的逻辑通讯关系包括一对多无连接（多终点组传输）、一对所有无连接（广播）、一对一无连接、一对一导向连接，它提供了地址与抽象内部表达之间的映射通讯访问标识等；通过预留的会话层和表示层，所有设备被明显映射出来；应用层行使 络用户 /服务器管理的 用程序接口）功能，应用层对通讯对象组内部请求（或共享变量）分配通讯访问标识符，重庆邮电大学移通学院课程设计 - 9 - 以完成收（ 一对多）和发（一对一）功能。 讯协议支持通讯介质分段组合的网络，包括双绞线、输电线、无线频率传输。这是其先进性之二。 绞线自由拓扑结构成本较低，控制逻辑 0 的位级别冲突检测提高传输的可靠性，每个双粗绞线物理段可长达 2000 米； 电线运用新型扩展频率调制技术，通过相应数量的匹配筛选，保证输电线组地址传输的完整性和可靠性。 重庆邮电大学移通学院课程设计 - 10 - 第三章 智能家居设计 一、设计原则 （ 1）功能需求。智能家居注重满足人们在方便性和舒适度方面的需求。如：遥控功能（遥控控制家居范围内所有的灯，窗帘及其他电气设备），网络化控制，场景控制，本地控制等。 （ 2）高性价比。在系统设计中要充分考虑系统的性能和价格的要求，使系统在较低成本的条件下，尽可能满足用户需求。 （ 3）兼容性和可扩展性。随着智能家居技术的不断发展，会有越来越多的家居智能化产品和技术诞生，因此，在智能家居系统的设计之初，就必须考虑系统未来的兼容和发展。 （ 4）布线简洁。易于安装，符合大多数认得习惯。 （ 5）安全性。包括所在进行设计运行过 程的安全性和耐久性。基于以上原则，才能设计出一套完整的智能家居系统。 二、设计依据 设计依据主要有以下： 全国住宅小区智能化技术示范工程建设要点与技术指导 住宅小区安全技术防范综合报警服务系统设计导则 重庆邮电大学移通学院课程设计 - 11 - 全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则 防盗安全门通用技术条件（ 007） 民用建筑电气设计规范（ 162008） 安全防范工程程序要求（ 751994） 家居布线标准（ 70A） 电气装置安装工程施工及验收规范 （ 01682006） 智能建筑设计标准（ 503142006） 国际综合布线标准（ 68、 569、 570） 楼宇对讲电控防盗门通用技术条件（ 722005） 入侵探测器通用技术条件（ 989） 防盗报警控制器通用技术条件 (26631990) 建筑物防雷设计规范（ 00572007） 建筑电气工程施工质量验收规范 (03032005) 三、设计要点 智能家居系统设计要点按功能分为：硬件系统、软件系统、系统集成、控制中心四个方面。 1、硬件系统 硬件系统包括计算机、网络设备、智能家居控制箱、智能家居控制面板、和电子器材等、系统主要好切兼容性要好，便于系统产品维护。 2、软件系统 重庆邮电大学移通学院课程设计 - 12 - 软件系统包括报警网络操作系统、三表操作系统、应用软件及实时控制软件等。 3、系统集成 根据对家居智能化系统要求的不同，可采用不同的集成技术。应在家庭装修阶段制定采用的系统集成方案。提供采用宽带接入网、控制网、有线电视网、电话网等融合技术，简化小区信息传输通道的布线系统，提高系统的 性能价格比。 4、控制中心 智能化家庭不仅需要舒适，安防是更为重要的一个条件，中心控制室、防雷接地和供电系统三个部分是安防的重要环节。 四、设计内容 随着智能家居的发展，国内外厂商根据不同的应用开发各自的智能家居产品，并推出各种智能家居系统原理框图 域网 广域网 温度测控 室内通信总线 1 远程数据中心 小区安防终端 窗帘 室 内 视频监控 信息家电 照明 背景音乐 远程三表数据管理中心 远程控制终端 远程控数据制中心 窗外视频监控 小区安防报警 小 区 安防中心 小区网关 外网网关 远 程 抄表 安 防 报警 门禁 可 视 对讲 室内通信总线 2 重庆邮电大学移通学院课程设计 - 13 - 图 智能家居系统原理图 第四章 智能家居自动窗帘系统 智能自动窗帘系统是智能家居系统的一个子系统，窗帘自动控制系统可以使家居生活更加舒适当家中多日无人，窗帘自动控制系统将自动监测白天和晚上，晚上窗帘自动关闭，并使照明灯亮两小时，白天窗帘自动拉开。当遥控器失灵时，可以手动开关控制窗帘的开和关。 一、需求分析 1）用户对窗户自动控制系统的要求主要表现在对窗帘的远程控制上。 2）窗帘控制的可靠性属性，要求远程控制功能的实现必须建立手动控制的基础上。 3）用户可以根据不同需要，定义窗帘的活动方式。 4)由于窗帘的自动控制是为了方便用户的生活，因此，控制方式应该具有多 样化。 重庆邮电大学移通学院课程设计 - 14 - 二、系统结构 窗帘自动控制的硬件系统由窗帘控制器、窗帘执行器、直流电机、限位开关组成，其系统框图如图 3示 线 图 31 窗帘自动控制系统结构框图 三、系统功能 一 ）窗帘控制器 （ 1）功能 采用手动窗帘控制器采用手动控制、红外控制和远程控制方式。远程控制和红外控制是为了方便操作，而手动控制目的在于满足系统的可靠要求。控制器采用系统电源模块提供的 27V 直流电源。 （ 2)安装 窗帘手动控制其安装于墙面，通过总线与执行器相连，为执行器提供控制信号。红外控制的接收器也采用同样的安装方式。远程控制需要外网网关的配合，网关安装于控制箱内，内网端口接在 网端口与 连接。 遥控器 红外接收器 手动控制器 窗帘执行器 窗帘 重庆邮电大学移通学院课程设计 - 15 - 二 ）窗帘执行器 （ 1）功能 执行器采用四路方式，控制窗帘的打开。关闭和停止。执行器采用直流 27V 供电 ，向窗帘电动机提供控制信号，操作电动机动作。执行器可通过改变控制选择模块对窗帘的控制进行选择，以满足用户操作的个性化需要。 （ 2）安装 窗帘执行器安装于控制箱内，控制信号输入端与 线相连，输出端于电动机的控制引脚相连。 三 ）限位开关和直流电机 （ 1）功能 ： 限位开关用于限定窗帘的活动范围，使得窗帘电动机在达到指定位置后自动停止。限位开关也可以起到保护电动机的作用。直流电动机采用电压正反转控制带动窗帘的运动。 （ 2）安装：限位开关和直流电动机配套安装于窗帘的活动轴部分，采用外部供电。直流电动机的控 制信号通过总线与执行器相连。 四、系统设计方案 该设计为一 套五 室两厅的 别墅 ，根据房间功能不同和窗户的个数来确定自动窗帘的个数。每组窗帘自动控制系统需要安装一个手动窗帘控制器和红外线接收器。一个红外遥控器可以通过红外接收器控制 所有电动窗帘。 重庆邮电大学移通学院课程设