計算機(jī)在建筑智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

李孟博

摘要：計算機(jī)技術(shù)在短短數(shù)十年得以高速發(fā)展，改變了人們的生產(chǎn)生活方式，并且逐漸在建筑智能控制系統(tǒng)中得以應(yīng)用，極大地方便了人們的工作和生活.本文首先對建筑智能控制系統(tǒng)中的計算機(jī)設(shè)備構(gòu)成進(jìn)行闡述，進(jìn)而分別從空調(diào)、監(jiān)控、門禁及能源管理四個方面，闡述計算機(jī)技術(shù)在建筑控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.

關(guān)鍵詞：計算機(jī);建筑智能控制系統(tǒng);智能化技術(shù)

中圖分類號：TU855? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）02-0080-03

計算機(jī)技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用，催生了“智能建筑”這一重要概念.所謂“智能建筑”，是基于傳統(tǒng)建筑與計算機(jī)技術(shù)，結(jié)合智能化控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等對建筑進(jìn)行系統(tǒng)化與自動化管理，實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備的集中監(jiān)控與有效管理，可對建筑項目加以全面優(yōu)化，極大地推動了建筑管理的發(fā)展.

1 建筑智能控制系統(tǒng)中的計算機(jī)設(shè)備構(gòu)成

1.1 智能系統(tǒng)構(gòu)成

智能化建筑采用計算機(jī)技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，與建筑中的監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)乃至水、電、煤氣等系統(tǒng)相互融合，實(shí)現(xiàn)對于這些系統(tǒng)的自動化管理.建筑智能控制系統(tǒng)具備自動化、高效化等特征，可以向建筑用戶提供更加便捷、安全與舒適的生活，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代科技的技術(shù)優(yōu)勢，適應(yīng)建筑現(xiàn)代化發(fā)展的訴求.計算機(jī)技術(shù)在建筑智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，可充分體現(xiàn)在信息通信及系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制等方面，實(shí)現(xiàn)智能控制系統(tǒng)的集中管理.此外，根據(jù)建筑物的不同類型及使用要求，建筑智能控制系統(tǒng)中還包括辦公自動化系統(tǒng)、智能化照明控制系統(tǒng)等.

1.2 直接控制設(shè)備

建筑智能控制系統(tǒng)中，直接數(shù)字控制設(shè)備是其重要組成部分，采用計算機(jī)等數(shù)據(jù)化設(shè)備，通過設(shè)置被控制設(shè)備的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行控制，以被控制設(shè)備的特性為基礎(chǔ)進(jìn)行參數(shù)測試.隨著計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，直接數(shù)字控制設(shè)備的性價比日益提升，在建筑智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用也可以愈發(fā)體現(xiàn)其重要價值，在實(shí)際的設(shè)備使用過程中，需充分運(yùn)用計算機(jī)的輸入與輸出功能，按照信號的不同進(jìn)行類型劃分，可具體劃分為開關(guān)量與模擬量等.以模擬量輸入物理量時，需要具備壓力、溫度及濕度等相關(guān)參數(shù)的特征，經(jīng)由感知裝置采集相應(yīng)物理參數(shù)之后，通過直接數(shù)字控制設(shè)備進(jìn)行物理量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，采用10mA電信號的形式輸入，完成電信號輸入之后，經(jīng)由數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)電信號與數(shù)據(jù)量的轉(zhuǎn)換，并以控制器進(jìn)行操控與分析.

1.3 網(wǎng)絡(luò)通信裝置

建筑智能控制系統(tǒng)需通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息傳輸與信息通訊，一般會采用兩極以上的網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu).在選擇計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)時，可對建筑控制系統(tǒng)中的智能分站進(jìn)行設(shè)計，將其限定在可控范圍內(nèi)，以保證監(jiān)控系統(tǒng)的常規(guī)運(yùn)行，并保證智能分站之間的數(shù)據(jù)通信及不同層級分站之間的數(shù)據(jù)通信，可采用微型計算機(jī)進(jìn)行處理與控制，采用分級分布式監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分散式監(jiān)控.管理人員可設(shè)置自動化計算機(jī)監(jiān)控，選擇分散功能模型，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的全面采集.系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可通過中央站調(diào)整設(shè)施參數(shù)，采用小型系統(tǒng)計算機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備控制，采用二級網(wǎng)滿足信息通信訴求.主要的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備包括通訊管理設(shè)備、以太網(wǎng)設(shè)備以及相應(yīng)的通信介質(zhì)等.

2 建筑智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用

建筑智能控制系統(tǒng)中，自動化系統(tǒng)可充分體現(xiàn)在自動化控制設(shè)備的數(shù)量、自動化程度等方面，涵蓋建筑智能化供水、供電及燃?xì)獾饶茉聪到y(tǒng)，以及空調(diào)、門禁、電梯、監(jiān)控等生活系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)的統(tǒng)一管理與調(diào)度，為用戶營造良好的生活環(huán)境.

2.1 安全監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)逐漸進(jìn)入生產(chǎn)生活的各個方面，成為保障人民群眾生命財產(chǎn)安全的重要手段.監(jiān)控系統(tǒng)可接收監(jiān)控視頻信號，分析視頻信息，并利用計算機(jī)技術(shù)對視頻加以分析與甄別，保證監(jiān)控的連續(xù)性，可有效減少勞動力的投入.計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)上，智能監(jiān)控系統(tǒng)可采用數(shù)字化的高清監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行視頻的收錄，采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)畫面?zhèn)鬏敚捎脠D像識別技術(shù)可識別運(yùn)動物體運(yùn)動軌跡的變化，一旦發(fā)現(xiàn)問題，則及時作出示警[1].

建筑智能化監(jiān)控系統(tǒng)中的計算機(jī)技術(shù)包括：信號傳輸、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)采集、圖像識別與自動化報警系統(tǒng).其中圖像識別技術(shù)極為重要，可監(jiān)控移動目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)多幀圖像的處理，基于結(jié)構(gòu)算法提取目標(biāo)并加以分析，區(qū)分背景圖像及目標(biāo)圖像，進(jìn)行移動目標(biāo)的提取.圖像識別可對監(jiān)控目標(biāo)加以動態(tài)捕捉及跟蹤，以滿足智能監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動性需求，可實(shí)現(xiàn)特征跟蹤與整體跟蹤.在采集圖像信息的基礎(chǔ)上，可通過目標(biāo)分類技術(shù)，從圖像中提取特定目標(biāo)，具備針對性優(yōu)勢，在目標(biāo)特征提取中，可比對多個目標(biāo).目標(biāo)分類技術(shù)可按照運(yùn)動特征與目標(biāo)形態(tài)進(jìn)行類型劃分，實(shí)現(xiàn)對于目標(biāo)的階段性識別與定位.另外，智能監(jiān)控系統(tǒng)中的核心技術(shù)為行為識別技術(shù)，可通過對行為的有效識別，判定是否存在威脅，以保障用戶生命財產(chǎn)安全.

2.2 智能空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部溫度及濕度的有效調(diào)節(jié)，可在室內(nèi)空氣參數(shù)偏離設(shè)定參數(shù)的情況下，通過智能化空調(diào)系統(tǒng)加以調(diào)節(jié)，使空氣參數(shù)回歸正常.通常空調(diào)系統(tǒng)包括：（1）進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，即基于人體舒適性要求，通過進(jìn)風(fēng)口與風(fēng)管進(jìn)行室內(nèi)外的空氣置換;（2）過濾系統(tǒng)，對室外新風(fēng)進(jìn)行過濾;（2）濕熱處理，即對空氣進(jìn)行溫度與濕度的調(diào)節(jié);（4）空氣輸送，即向室內(nèi)進(jìn)行空氣的輸送與分配;（5）冷熱源，可對空氣進(jìn)行加熱與制冷處理.

在空調(diào)智能化控制系統(tǒng)中，可通過風(fēng)管式溫度/濕度傳感器、壓力傳感器等裝置收集物理環(huán)境的參數(shù)信息，在接收相應(yīng)信息之后，由調(diào)節(jié)裝置發(fā)出指令，由執(zhí)行裝置接收指令并加以執(zhí)行，對相應(yīng)對象加以調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的智能化控制.在實(shí)際的應(yīng)用中，可采用：（1）變風(fēng)量智能控制技術(shù).基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，自動調(diào)節(jié)送風(fēng)量，對調(diào)風(fēng)機(jī)設(shè)備的運(yùn)行速度，調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)壓，進(jìn)而確定送風(fēng)量.同時，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對于相對濕度的有效調(diào)節(jié).濕度的變化可影響變風(fēng)量，以回風(fēng)管相對濕度為依據(jù)，對不定風(fēng)量濕度數(shù)據(jù)加以控制;（2）定風(fēng)量智能控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對風(fēng)量與溫度的穩(wěn)定輸送，控制室內(nèi)相對溫度及相對濕度.從智能控制技術(shù)層面來看，定風(fēng)量控制是一種模糊控制，可以人的體感溫度為參考，對室內(nèi)溫度及濕度加以調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)空調(diào)回風(fēng)、控制新風(fēng)閥與回風(fēng)閥等[2].

2.3 智能門禁系統(tǒng)

智能門禁系統(tǒng)是保障建筑用戶安全的重要因素，可基于用戶的出入權(quán)限限制人員或車輛出入.隨著智能門禁系統(tǒng)的不斷發(fā)展，門禁系統(tǒng)對于用戶權(quán)限的識別逐漸由卡片識別、密碼識別發(fā)展到虹膜識別、人臉識別等生物識別方向，門禁系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步提升.門禁系統(tǒng)屬于建筑安防系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)與其他安防子系統(tǒng)之間的智能聯(lián)動，用戶可通過軟硬件操作控制門禁系統(tǒng)的報警聯(lián)動功能.智能門禁系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部聯(lián)動，即基于控制器本身的不同門點(diǎn)之間的互鎖，以及門禁系統(tǒng)內(nèi)部控制器之間的相互控制.智能門禁系統(tǒng)本身具備報警功能，可通過數(shù)據(jù)讀取裝置進(jìn)行門禁系統(tǒng)布防與撤防，采用電子地圖及表單等形式進(jìn)行報警.

智能門禁系統(tǒng)可與消防火警系統(tǒng)加以聯(lián)動，以滿足建筑內(nèi)部發(fā)生火情之后，快速疏散人群的需要.聯(lián)動消防火警系統(tǒng)可采用直接中斷電控鎖電源供電的方式解除門禁，可通過消防系統(tǒng)連接繼電器控制門禁電控鎖，一旦發(fā)生火情，繼電器進(jìn)行動作，對電控鎖強(qiáng)行斷電.或可采用邏輯判斷的方式，實(shí)現(xiàn)門禁系統(tǒng)與消防火警系統(tǒng)之間的間接聯(lián)動，即對報警信號與門禁控制拓展端口進(jìn)行連接，可輸入消防報警信號及其他報警信號，輸出聲光報警信號并對電控鎖加以控制.此外，智能門禁系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能樓宇系統(tǒng)之間的有效聯(lián)動.

2.4 能源管理系統(tǒng)

建筑的智能化控制基于建筑物，采用信息設(shè)施系統(tǒng)及信息化應(yīng)用系統(tǒng)等，滿足人們對于建筑居住及使用的安全性、舒適性、便捷性等方面的訴求.隨著時代的發(fā)展，節(jié)能環(huán)保等訴求也成為人們所關(guān)心的重要因素，基于此，建筑智能化控制系統(tǒng)的建設(shè)，除了傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)及門禁系統(tǒng)之外，也將智能能源管理系統(tǒng)納入其中.能源管理系統(tǒng)基于自動化控制系統(tǒng)，結(jié)合智能化軟件管理平臺，就建筑內(nèi)部耗能參數(shù)加以充分收集與全面分析，結(jié)合計算機(jī)設(shè)備、信息通信系統(tǒng)及測控單元等途徑，實(shí)時采集數(shù)據(jù)信息，監(jiān)控開關(guān)狀態(tài)并加以遠(yuǎn)程管理控制.

能源管理系統(tǒng)以實(shí)時采集的數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，對大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效分析，以判斷能源消耗情況，并采取有效的管理與控制措施.能源管理系統(tǒng)可采集建筑環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及能耗數(shù)據(jù)等，可基于長期、大量的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對于異常狀態(tài)的有效判斷.為進(jìn)一步提高能源控制效果，減少能源損耗，可采用建設(shè)設(shè)備管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)建筑能源控制管理，將能源管理平臺與建筑設(shè)備管理系統(tǒng)相結(jié)合，強(qiáng)化能源控制與管理效果.同時，智能化的能源管理系統(tǒng)還可生成能源管理報表，通過圖表等形式對建筑能源使用情況加以呈現(xiàn)，包括設(shè)備能源損耗、設(shè)備運(yùn)行效率等，以便于實(shí)現(xiàn)能源控制與能耗調(diào)節(jié)[3].

3 結(jié)語

計算機(jī)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用，可通過集成化管理與自動化控制，強(qiáng)化建筑設(shè)備控制與管理效率，提高建筑居住及使用的舒適性、高效性與便捷性.計算機(jī)技術(shù)在建筑智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用可體現(xiàn)在安全監(jiān)控系統(tǒng)、智能空調(diào)系統(tǒng)、智能門禁系統(tǒng)及能源管理系統(tǒng)等方面，隨著技術(shù)水平的提高，建筑智能管理系統(tǒng)的聯(lián)動性、集成性與智能化水平必將進(jìn)一步提升.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕李紅軍，舒曉斌.計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究[J].電腦迷，2018（04）：189.

〔2〕俞召波.計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)在智能化建筑中的運(yùn)用[J].信息與電腦（理論版），2017（04）：60-61.

〔3〕陳彥.智能化建筑中的計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用研究[J].旅游縱覽（下半月），2016（07）：271-272.