智能建筑系统集成期末复习

2014~2015学年度第一学期期末复习智能建筑系统集成第1章智能建筑系统集成概述1、（P4）系统集成层次分析图从集成深度来看，可分为三个层次：（1）子系统纵向集成：各子系统具体功能的实现。（2）横向集成：各子系统的联动与优化组合。（3）一体化集成：在横向集成的基础上，建立智能集成管理系统。2、（P7~8）智能建筑系统集成的作用（1）对各机电子系统进行统一的监测、控制和管理。（2）实现对跨子系统的联动，提升建筑物自身的功能，提高对建筑物的管理水平。（3）提供开放的数据结构，共享信息资源。（4）提供工作效率，降低运行成本。（5）促进节约型社会的建设。3、（P8）智能建筑系统集成的设计原则总体原则：以计算机网络为基础、软件为核心，通过信息交换和共享，将各个具有完整功能的独立分系统组合成一个有机的整体，提高系统维护和管理的自动化水平、协调运行能力及详细的管理功能，彻底实现功能集成、网络集成和软件界面集成。（1）标准化：按照国标设计、选用产品符合工业标准；（2）先进性：系统设计在技术上适当超前；（3）实用性：从需求分析着手；（4）合理性和经济性：争取最大的投资回报率；（5）安全性和可靠性；（6）模块化和可扩充性：总体结构模块化，功能可扩充;（7）方便性和舒适性；（8）专业性：保证专业化使用功能要求；（9）灵活性：提供管理人员和用户灵活移动和变更设备的可能。4、（P15）智能建筑的三大子系统BAS（建筑设备自动化系统）、CAS（通信自动化系统）、OAS（办公自动化系统）。第2章集成化系统分析5、（P39）信息流向与数据转换剖析（1）集成系统内部的信息按流动方向总体上可分为纵向与横向两类。（2）纵向信息流可以划分为监督与控制两种类型。（3）信息在流经不同的网络层次或异构网络时会发生数据格式的转变。6、（P40~41）多维集成空间的表示（1）信息元：系统中提供信息的最小单位，用xi，yi或zi（i=1，2，……）来表示。（2）纵向信息维：沿子系统内部及子系统与中央集成系统之间流动的信息通道，用Y=(y1,y2,……,ym)T来表示。（3）横向信息维：跨子系统流动的信息通道，用X=(x1,x2,……,xn)T来表示。（4）外联信息维：与系统以外环境的信息通道，用Z=(z1,z2,……,zr)T来表示。（5）集成空间：由纵向信息维和横向信息维组成的被集成数据的集合，用符号V表示。第3章通信与网络基础7、（P59）基带传输（1）基带：直接使用数字信号传输数据时，数字信号几乎要占据整个频带，终端设备把数字信号转换成脉冲电信号时，这个原始的电信号所固有的频带，称为基本频带，简称基带。（2）基带传输：在信道中直接传送基带信号时，称为基带传输。（3）两大技术问题：数字数据的数字信号表示、收发两端之间的信号同步。（4）应用：近距离通信的局域网。8、（P61）曼彻斯特编码（1）曼彻斯特编码：每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号。从高到低跳变表示“1”，从低到高跳变表示“0”。（2）差分曼彻斯特编码：每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示“0”或“1”，有跳变为“0”，无跳变为“1”。9、（P63）频带传输（1）频带传输：先将基带信号调制成便于在模拟信道中传输的、具有较高频率范围的模拟信号（称为频带信号），再将这种频带信号在模拟信道中传输。（2）调制：把需要传送的信号加载到载波上的过程。（3）解调：把载波上加载的信号卸载下来的过程。（4）应用：计算机网络的远距离通信。10、（P64）宽带传输（1）宽带传输：通过借助频带传输，可以将链路容量分解成两个或更多的信道，每个信道可以携带不同的信号，这就是宽带传输。（2）宽带传输一定是采用频带传输技术的，频带传输不一定就是带宽传输。（3）网络的数据传输速率大于2Mbps时，称为宽带网，而小于2Mbps时，称为窄带网。11、（P64~65）模拟信号与数字信号（1）模拟信号：信号中代表信息的电参量的状态数为无穷多个，在幅度和时间上连续变化的信号。（2）数字信号：若代表信息的电参量的状态数为有限个，则称之为数字信号。12、（P66~68）常用传输介质同轴电缆、双绞线和光纤。13、（P71）串行通信的方向性结构（1）单工：只支持一个方向的数据传输。（2）半双工：允许双向传输，但同一时刻只能为单工方式（3）全双工：允许数据两个方向上同时传输。14、（P93~94）CSMA（1）中文名称：载波监听多路访问，又称为先听后说LBT。（2）常用的退避算法：非坚持、1－坚持、P－坚持。（3）工作方式：先听后说。15、（P94~96）CSMA/CD（1）中文名称：载波监听多路访问/冲突检测。（2）特点①原理比较简单，技术上易实现。②网络中各工作站处于平等地位，不需集中控制，不提供优先级控制。③在网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降。（3）工作方式：边听边说（先听后发、边发边听、冲突停止、延迟重发）。16、（P96~97）控制令牌（1）令牌令牌是一个二进制数的字节，它由“空闲”与“忙”两种编码标志来实现，既无目的地址，也无源地址。（2）工作原理使用一个称之为“令牌”的控制标志，当无信息在环上传送时，令牌处于“空闲”状态，它沿环从一个工作站到另一个工作站不停地进行传递。当某一工作站准备发送信息时，就必须等待，直到检测并捕获到经过该站的令牌为止，然后，将令牌的控制标志从“空闲”状态改变为“忙”状态，并发送出一帧信息。（3）操作次序①首先建立一个逻辑环，将所有站点同物理媒体相连，然后产生一个控制令牌。②控制令牌由一个站点沿着逻辑环顺序向下一个站点传递。③等待发送帧的站点接收到控制令牌后，把要发送的帧利用物理媒体发送出去，然后再将控制令牌沿逻辑环传递给下一站点。（4）应用：环形拓补结构的局域网。（5）优点：各工作站对介质的共享权力是均等的，可以设置优先级，也可以不设；有较好的吞吐能力，吞吐量随数据传输速率增高而加大，连网距离较CSMA/CD方式大。（6）缺点：控制电路较复杂、成本高，轻负载时，线路传输效率低。17、（P97~98）时槽环（1）工作原理：对每个节点预先安排一个特定的时间内段（即时槽段），每个节点只能在时槽内传输数据。若数据较长，可用多个时槽来传输。（2）应用：环形网的媒体控制访问。（3）注意：在时槽环媒体访问控制方法中，每个站点每次只能传送一个帧，若想要传送另一个帧，则首先必须释放传输前一帧所用的时槽。这种对环的访问方法体现了公平性，并被各个互联的站点所共享。（4）优点：结构简单，节点间相互干扰少、可靠性高。（5）缺点：每个站点只能占用一个时槽，若某站点发送的数据较长要占用多个时槽，而此时环上只有该站有数据要发送，则许多时槽都是空循环。另外，每个40位长的时槽只能携带16位有效数据，开销大、效率低。18、（P98~99）集成化系统的通信性能指标（P99例题）（1）有效性：指信息传输的多少。①码元速率BR：指单位时间传输码元的数目，单位：波特（B）。②信息速率bR：每秒钟传输的信息量，单位：比特/秒（bit/s，bps）。③协议效率：数据包中的有效数据位与整个数据包长度的比值。④通信效率：数据帧的传输时间同用于发送报文的所有时间之比。（2）可靠性：指消息传输的质量。①误码率cP：传输的码元数差错码元数BeBncnnPlim。数字电话要求310cP，传输数据要求6510~10cP。②误信率bP：传输的总比特数错误的比特数bebnbnnPlim。第4章现场总线及其集成应用19、（P101）Modbus协议族（1）Modbus协议族的组成：ASCII、RTU、TCP等协议。（2）标准的Modicon控制器是使用RS232C实现串行通信的Modbus。（3）Modbus协议需要对数据进行校验，ASCII模式采用LRC校验，RTU模式采用CRC校验。因TCP是面向连接的可靠协议，所以TCP模式没有额外规定校验。（4）Modbus采用主从方式定时收发数据。20、（P102）LRC校验LRC域为包含一个8位二进制值的一个字节。LRC值由发送设备计算，然后将LRC附在报文后面。接收设备在接收报文时重新计算LRC的值，并将计算结果于实际接收到的LRC值相比较。如果两个值不相等，则为错误。LRC校验比较简单，它在ASCII协议中使用，检测了消息域中除开始的冒号及结束的回车换行号外的内容。它仅仅是把每一个需要传输的数据按字节叠加后取反加1即可。21、（P102~103）CRC校验CRC域是两个字节，包含一16位的二进制值。它由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC，并与接收到的CRC域中的值比较，如果两个值不相等，则有误。CRC是先调入一值是全“1”的16位寄存器，然后调用一过程将消息中连续的8位字节各当前寄存器中的值进行处理。仅每个字符中的8Bit数据对CRC有效，起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。22、（P103）Modbus协议帧的组成地址域、功能码域、数据域、校验域。23、（P160）总线同步（1）硬同步：当接收单元在总线空闲状态检测到一个帧起始（由隐形到显性的沿）信号时，硬同步一定会发生。硬同步后，内部的位时间从同步段重新开始。（2）再同步：在接收数据时检测到总线逻辑值有变化，则需要再同步。每次检测到信号沿，发送/接收单元都会根据相位误差通过调整SJW值以加长相位缓冲段1、缩短相位缓冲段2。24、（P181~183）BACnet协议（1）（P181）性质：一种为楼宇自控网络制定的标准通信和数据交换协议。（2）（P181）地位：楼宇自控领域唯一的ISO标准。（3）（P182）基本特点①专用于楼宇自控网络，具有高效的特点。②完全开放，技术先进。③被许多标准组织接受为标准，具有广泛的权威性。④不依赖于现有的局域网或广域网技术，具有良好的互联特性。⑤具有良好的伸缩性。⑥具有良好的扩展性。（4）（P183）四层体系结构：物理层、数据链路层、网络层、应用层。（5）（P184~185）物理层和数据链路层协议①ISO8802-2类型1定义的逻辑链路控制协议，加上ISO8802-3介质访问控制协议和物理层协议。②lSO8802-2类型l定义的逻辑链路控制协议，加上ARCNET（ATA/ANSI878.1）。③主从/令牌传递（MS/TP）协议加上EIA－485协议。④点对点(PTP)协议加上EIA－232协议。⑤LonTalk协议。（6）（P190~192）应用层的6个功能组：报警和事件、对象访问、远程设备管理、文件访问、网络安全、虚拟终端。（7）（P193）BVLL：BACnet/IP在BACnet标准体系结构中的链路层和物理层增加了IP协议，并且重新定义一个“微协议层”，该微协议层称为“BACnet虚拟链路层”，简称为BVLL。（8）（P198）BACnet通用设备BACnet操作员工作站（B－OWS）BACnet楼宇控制器（B－BC）BACnet高级应用控制器（B－AAC）BACnet专用控制器（B－ASC）BACnet智能执行器（B－SA）BACnet智能传感器（B－SS）第5章集成系统中的控制技术25、（P201~202）连续时间PID控制系统输出量ty和给定量tr之间的误差的时间函数为tytrte。①比例控制：能迅速反应误差，从而减小误差，但比例控制不能消除稳态误差。比例放大系数的加大，会引起系统的不稳定。②积分控制：只要系统有误差存在，积分控制器就不断地积累，输出控制量以消除误差。因而，只要有足够的时间，积分控制将能完全消除误差，使系统误差为零，从而消除稳态误差。但积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡。③微分控制：可以减小超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。26、（P202~203）数字PID算法（1）位置式PID算法001ukekeTTjeTTkeKkukjSDISP或