一种智能照明与水电监控演示系统方案设计

2019-01-24张海龙

炎黄地理 2018年11期

张海龙

（武汉软件工程职业学院，湖北武汉 430205）

1 演示系统方案概述

1.1 演示系统功能说明

智能照明与水电监控演示系统具有实时自动调节灯具亮度、全开全关功能，智能水电表数据采集功能，实现了现智能照明和水电表监控的演示效果。并提供OPC 服务，实现与楼宇自控系统的接口和软件协议，便于拓展成一个完整的建筑智能化系统，实现集中管理和子系统联动。

2 演示系统方案设计

2.1 下层控制系统设计

下层控制系统采用 CAN 总线设计，包括网关，数字输入输出模块，模拟输入模块，照度传感器等设备。

CAN 输入模块包括照度传感器，感应光照变化，将采集模拟量发给模拟输入模块，后者将亮度值进行量化后，通过 CAN 总线发送给网关。开关量输入模块接收开关量输入信号并由数字输入模块处理，通过 CAN 总线发送给网关。CAN 输出元件通过继电器输出，从而控制回路输出。

CAN 网关实现 CAN/TCP 协议转换，处理 CAN 模块数据，通过以太网上传给 OPC Server，接收配置及控制指令，下发到 CAN元件，实现 CAN 元件控制。

2.2 中层通讯服务设计

中层通讯服务采用 Opc Server 实现。一方面通过Socket，接收网关上传的数据，提供 OPC 接口给上层集成平台；一方面通过 OPC接收上层集成平台的控制、查询指令，下发网关，实现模块控制及状态查询。

2.3 上层集成平台设计

上层集成平台的控制方式支持手动模式和自动模式配置，只有在手动控制模式下，控制方式生效，演示系统支持 4 个回路组合控制。上层集成平台设置手、自动模式切换，由 OPC Server 下发网关。自动模式 CAN 网关独立工作，不响应任何指令；手动模式下，CAN 网关接收 OPC Sever 命令，控制 CAN 模块的输出，回复当前模式及状态信息，屏蔽模拟输入和开关输出。

3 演示系统方案实施

3.1 实施要求

1）不能影响建筑已铺设强电线路、弱电布线、水管铺设、照明灯具等

2）强电与弱电必须物理隔离，两者的耦合连接必须使用继电器

3）强电线路的搭建须遵守强电布线安全规定，杜绝接线触点短路、导线暴露等安全隐患

4）尽量能在有限空间场地铺设出满足模拟实际照明情况，可满足全部功能联调、性能测试要求的演示系统

5）布线只涉及 CAN 回路，强电线路、水路管道利用建筑已有布线走管，先完成系统联调，再完成功能测试和性能测试

3.2 物理连线图

物理连线图说明：

1）演示环境分为强电、弱电和水表三部分

2）强电包含三个照明回路和智能电表

3）弱电分为 CAN 回路和以太网，CAN 回路包括 CAN 网关、模拟量输入、开关量输入及开关量输出模块、光感和开关按钮

4）以太网络包括 PC 机和串口服务器。

5）水表安装在水房水管线，通过两芯 485线与串口服务器相连，须单独布线。

4 演示系统方案测试

4.1 测试要求

根据物理连线图进行测试，留意各种线路连接，包括开关量输入，模拟量输入，开关量输出模块和 CAN 网关连接；开关量输出模块与继电器连接；继电器与照明回路连接；照明回路与灯具连接；电源回路和继电器连接；开关量输入模块与开关按钮及报警探头连接；模拟量输入模块和光感连接；12V 开关电源和关量输入、模拟量输入、开关量输出模块连接；电表与220V 电源回路连接；电表、水表与串口服务器的连接（RS485）；串口服务器与交换机连接；交换机与主机连接等等