传感器在智能楼宇中的应用

2020/6/171第七节传感器在智能楼宇中的应用自1984年美国建成第一座智能楼宇以来，智能楼宇在世界各国建筑物中的比例越来越大。智能楼宇或智能建筑（缩写IB）是信息时代的产物，是计算机及传感器应用的重要方面。智能楼宇包括五大主要特征：楼宇自动化（BA）、防火自动化（FA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）、信息管理自动化（MA）。2020/6/172对智能化建筑的要求人们对智能化建筑的要求包括以下几个方面：1.高度安全性的要求，包括防火、防盗、防爆、防泄漏等；2.舒适的物质环境与物理环境；3.先进的通信设施与完备的信息处理终端设备；4.电器与设备的自动化及智能化控制。智能楼宇采用网络化技术，把通信、消防、安防、门禁、能源、照明、空调、电梯等各个子系统统一到设备监控站（IP网络平台）上。集成的楼宇管理系统能够使用网络化、智能化、多功能化的传感器和执行器，传感器和执行器通过数据网和控制网连接起来，与通信系统一起形成整体的楼宇网络，并通过宽带网与外界沟通。2020/6/173智能化建筑中的传感器活动物体传感器烟雾传感器二氧化碳传感器温度传感器火焰传感器总线终端控制对象2020/6/174智能家居结构图2020/6/175家居防盗2020/6/176一、空调系统的监控空调系统监控的目的是：既要提供温湿度适宜的环境，又要求节约能源。其监控范围为制冷机、热力站、空气处理设备（空气过滤、热湿交换）、送排风系统、变风量末端（送风口）等。空调制冷机组示意图1－断路器2－独立的压缩机电机启动器3－压缩机电机接线箱4－冷水机动力盘5－控制箱6－放气7－压力表8－冷冻水泵9－冷凝器水泵10－冷冻水泵启动器11－冷凝水泵启动器12－冷却塔风扇启动器13－断路器14－油泵断路器2020/6/178自动供热系统示意图热交换器热交换器2020/6/179二、给排水系统给排水系统的监控和管理由现场监控站和管理中心来实现，其最终目的是实现管网的合理调度。也就是说，无论用户水量怎样变化，管网中各个水泵都能及时改变其运行方式，保持适当的水压，实现泵房的最佳运行；监控系统还随时监视大楼的排水系统，并自动排水；当系统出现异常情况或需要维护时，系统将产生报警信号，通知管理人员处理。给排水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、水位流量、压力的测量与调节；用水量和排水量的测量；污水处理设备运转的监视、控制、水质检测；节水程序控制；故障及异常状况的记录等。现场监控站内的控制器按预先编制的软件程序来满足自动控制的要求，即根据水箱和水池的高、低水位信号来控制水泵的启、停及进水控制阀的开关，并且进行溢水和停水的预警等。当水泵出现故障时，备用水泵则自动投入工作，同时发出报警信号。2020/6/1710给排水系统监控原理框图2020/6/1711变频控制供水机组采用变频供水系统取代屋顶水箱，稳定水压。2020/6/1712排污系统污水处理高效节能无堵塞排污泵2020/6/1713三、供配电与照明系统监控智能楼宇的最大特点之一是节能，而照明系统在整个楼宇的用电量中占有很大的比例。作为一个大型高级建筑物，灯光系统控制水平的高低直接反映了大楼的智能化水平。供配电系统对如下参数进行监视：电压、电流、视在功率、功率因数、频率等指标，并自动进行功率因数补偿；为了节电，当传感器长期感应不到有人走动时，自动关闭该区域的灯光照明。当楼宇内的供配电出现故障时，传感器和计算机必须在极短的时间里向监控中心报告故障的部位和原因，供电系统将立即启动UBS或自备发电机，向重要供电对象（例如计算机系统）提供电力，以免系统崩溃。2020/6/1714楼宇低压成套配电柜2020/6/1715机房在线式不间断电源（UPS）、消防应急电源（EPS）2020/6/1716四、火灾监视、控制系统火情、火灾报警传感器主要有感烟传感器、感温传感器以及紫外线火焰传感器。从物理作用上区分，可分为离子型、光电型等；从信号方式区分，可分为开关型，模拟型及智能型等。在重点区域必须设置多种传感器，同时对现场加以监测，以防误报警；还应及时将现场数据经控制网络向控制系统汇总。获得火情后，系统就会自动采取必要的措施，经通信网络向有关职能部门报告火情，并对楼宇内的防火卷帘门、电梯、灭火器、喷水头、消防水泵、电动门等联动设备下达启动或关闭的命令，以使火灾得到即时控制，还应启动公共广播系统，引导人员疏散。2020/6/1717火灾与报警2020/6/1718火灾、安防监控系统（参考肇庆市新达消防水电安装工程有限公司资料）2020/6/1719火灾报警联动控制器火灾报警联动控制器是一种大型的智能化报警系统，该系统是由多个微处理器组成，采用了先进的软件结构和智能化网络分布处理技术，具备火灾探测、消防联动等功能。2020/6/1720火灾报警联动控制器火灾报警联动控制器能将智能楼宇的灾情自动传送到消防部门的计算机系统中。2020/6/1721火灾感知传感器及玻璃球洒水喷头烟雾传感器当发生火灾时，温度升高使玻璃球爆裂，高压自来水自动喷出。烟2020/6/1722五、门禁、防盗系统出入口控制系统又叫门禁管理系统，是对楼宇内外的出入通道进行智能管理的系统，门禁系统属公共安全管理系统范畴。在楼宇内的主要管理区、出入口、电梯厅、主要设备控制中心机房、贵重物品的库房等重要部位的通道口，安装门禁控制装置，由中心控制室监控。各门禁控制单元一般由门禁读卡模块、智能卡读卡器、指纹识别器（今后可能还有视网膜识别器）、电控锁或电动闸门、开门按钮等系统部件组成。人员通过受控制的门或通道时，必须在门禁读卡器前出示代表其合法身份的授权卡或密码后才能通行。2020/6/1723刷卡门禁外形及内部电路刷卡器2020/6/1724门禁的几个主要部件门禁主要由如下部件组成：读卡器、门禁控制器、电磁门锁等。2020/6/1725门禁的使用指纹门禁控制金库门禁控制刷卡门禁控制2020/6/1726其他各种门禁系统指纹门禁系统.无线IC门禁系统2020/6/1727指纹门禁网络连接图（参考深圳市深安科技发展有限公司资料）2020/6/1728指纹识别系统的应用指纹保管箱管理系统智能建筑大门入口指纹门禁管理2020/6/1729智能楼宇的电视监控智能楼宇通常在重要通道上方安装电视监控系统。在人们无法或不宜直接观察的场合，实时、形象和真实地反映被监视的可疑对象画面。一台监视器可分割成十几个区域，以供工作人员观察十几个CCD摄像探头的信号，并自动将画面存储于计算机的硬盘内。当画面静止不变时，所占用的字节数极少，可存储一个月以上的画面；当画面发生变化时，可给工作人员发出提示信号。使用计算机还便于调阅在此期间任何时段的画面，还可放大、增亮、锐化有关细节。2020/6/1730智能楼宇的多画面电视监控2020/6/1731实时监控及可视对讲系统（参考深圳市深安科技发展有限公司资料）2020/6/1732实时监控系统的计算机数据历史记录（参考深圳市深安科技发展有限公司资料）2020/6/1733六、停车监控系统在智能楼宇内，多配置有地下车库。车库综合管理系统监控车辆的进入，指示停车位置，禁止无关人员闯入，甚至能自动登录车牌号码。中央控制器车牌识别系统刷卡门禁行车泊位系统活动物体监视灯光自控停车监控原理框图2020/6/1734地下停车场的智能管理在一些系统中，使用感应读卡器，可以在1m的开外读出进出车辆的信息。还有一些系统使用图像传感器。当车辆驶近入口时，地感线圈（电涡流线圈）感应到车辆的速度、长度，并启动CCD摄像机，将车牌影像摄入，并送到车牌图像识别器，形成进入车辆的车牌数据存入管理系统的计算机内，并分配停车泊位。当管理系统允许该车辆进入后，电动车闸栏杆自动开启。进库的车辆在停车引导灯的指挥下，停到规定的位置。2020/6/1735第十四章，第七节：七、电梯的运行管理电梯是智能楼宇的重要设备，是机械、电气紧密结合的产品。电梯的使用对象是人，因此必须确保万无一失。在电梯运行管理中，传感器起到十分重要的作用。电梯有垂直升降式和自动扶梯两大类。轿厢是乘人、运货的设备，人、货进入轿厢后，随轿厢而到达所要求的楼层。轿厢的上下运动是由电动机、曳引机、曳引轮和配重等装置配合完成的。在电梯中，有很多检测装置用于电梯控制，如电梯的平层控制、选层控制、门系统控制等。2020/6/1736各种电梯2020/6/1737入口安全保护电梯门有层门和轿门之分，层门设在每层的入口处，在层门旁有指示往上、往下的按钮；轿门设在轿厢靠近层门的一侧，供乘客或货物进出。层门和轿门的开启和关闭是同步进行的，为保证乘客或货物的安全，在电梯门的入口处都带有安全保护装置。多数电梯采用光电式保护装置。在轿门边上安装两道水平光电装置，选用对射式红外光电开关，对整个开门宽度进行检测。在轿门关闭的过程中，只要乘客或货物遮断任一道光路，门都会重新开启，待乘客进入或离开轿厢后才继续完成关闭动作。2020/6/1738电梯夹住手或身体时，保护电路启动防夹程序层门轿门2020/6/1739电梯重新打开层门和轿门2020/6/1740厢式电梯曳引机角编码器与电动机轴连接，用于测量、控制电梯平层及变频调速。电磁抱闸曳引轮曳引钢绳交流变频曳引电动机2020/6/1741电梯控制柜变频器信号接口板PLC交流接触器空气开关接线端子2020/6/1742休息一下