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智能建筑的兴建源于美国,起始于80年代。智能建筑利用计算机控制建筑物内部的所有空调、给水排水、供配电设备、防火和保安设备,实现综合自动化。基于智能建筑的优点,智能建筑的发展非常迅速,呈现出强大的经济潜力。美国Ethelon公司于1992年推出LonWorks现场总线,提供一个开放性的控制平台,使开发商能基于LonTalk协议开发控制设备,并通过路由器等网络连接设备接入到Intemet中。
同时,人们对居住和工作的室内环境要求越来越高,智能建筑也越来越重视环保和“以人为本”。作为智能建筑主要组成部分的空调机组,消耗了智能建筑绝大部分的能量。若通过改善空调机组的控制可以实现节能和提高室内空气质量,并有显著的经济效益。
本课题来源于广东欧宇信息控制技术有限公司合作项目——基于LonMark国际标准的暖通空调及空气质量控制技术。作者负责项目第一阶段的工作任务:研究空调机组控制算法,对空调机组节点控制器进行总体设计。作者提出了引入DSP芯片作为空调机组节点控制器的主处理器,神经元芯片作为通信从处理器的结构,把功能强大的DSP芯片应用到LonWorks节点中,用于执行各种空调机组控制算法。
论文的主要工作包括:学习研究空调机组各组成部分和工作原理,结合项目提出保持室内空气质量的要求,作者对多种控制算法做了分析,最后选择了节能的焓值控制和模糊PID控制相结合来实现新风量的控制。
由于采用较复杂的控制算法,单个神经元芯片在内存资源和处理能力无法满足控制要求,所以论文提出了DSP作为主处理器、神经元芯片作从处理器的节点控制器的总体设计。对节点控制器的硬件做了详细的规划,包括神经元芯片的外围电路设计和DSP芯片的外围电路设计。根据空调机组的控制原理,论文给出了软件总体流程图,设计各个功能模块。最后给出两个芯片并行通信的实现和测试结果。论文较好地完成项目总体设计的任务。
新的空调机组控制器的研究对能量的节省和保持空气质量有着重要的推动意义。