基于网络通信技术下弱电智能建筑系统的研究

分类：论文范文 发表时间：2020-10-24 09:45

　　摘要：智能建筑系统的发展是极为迅猛的，在未来，随着物联网的爆炸式增长，智能建筑协议将会应用更多的场合中，智能建筑协议也会不断的被优化和完善，改善智能建筑存在的不足。我们可以使用云平台汇总，分析和可视化数据。使用定制的GUI远程访问设备进行监控和控制，本文对于相关技术进行分析和探究，设计相应系统来满足智能建筑系统的需求。

　　关键词：网络通信；弱电；智能建筑

　　1引言

　　智能建筑技术指通过网络通信技术等将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。

　　2网络通信存储技术分析

　　2.1Mosquitto

　　如今，实现智能建筑协议的代理服务器有很多，比如e智能建筑d、Mosquitto、ApacheApollo等等。这里我选择使用Mosquitto。Mosquitto是一款开源、轻量级、C语言开发的智能建筑代理，支持智能建筑版本3.1和3.1.1，适用于从低功耗单板计算机到完整服务器的所有设备。可以实现智能建筑协议的基本功能，并且在很多系统下都可以支持。常见的windows、linux以及其他类的Unix系统平台都可以安装使用。

　　2.2MySQL

　　MySQL是一个开放源码的小型关联数据库，由瑞典MySQLAB公司开发，现已被广泛应用。体积小、速度快、源码开放的特点使得它成为很多中小型网站的首选数据存储库。而且，MySQL的使用简单，任何稍微有IT背景的人的技术人员都可以无师自通的参照文档安装运行和使用MySQL，门槛低，入手快。所以本文使用它作为数据存储服务器。

　　3系统设计

　　3.1整体设计

　　系统由采集节点，控制节点，服务器组成。数据交换通过无线局域网进行，主要指本地服务器与节点的数据交换。各节点分别完成不同的功能，采集节点完成数据采集的功能，例如温湿度，光线，烟雾等。控制节点通过对采集到的数据进行分析，然后控制设备。如继电器、空调、电机等等。数据交换通过无线局域网进行，主要指本地服务器与节点的数据交换。各节点分别完成不同的功能，采集节点完成数据采集的功能，例如温湿度，光线，烟雾等。控制节点通过对采集到的数据进行分析，然后控制设备。如继电器、空调、电机等等。

　　采集的数据来源于传感器，如温湿度传感器，光线传感器，烟雾传感器等等；数据经过分析处理又用于控制各种设备，如继电器、空调、电机等等。数据的管理中心采用树莓派作为硬件平台，采用Mysql数据库作为数据存储的软件平台。数据的采集节点和控制节点采用具有WiFi功能的esp8266芯片网络通信模块，该模块体积小，价格便宜，可用GPIO端口数量多，使用方便，并且使用Lua脚本语言进行快速开发。Lua由标准C语言编写而成，小巧而简洁，大多数代码不会超过十几K，启动速度也十分快。数据的传输采用智能建筑协议。因为智能建筑是一种轻量型的协议，适合放在Esp8266这样的小芯片上运行。基于智能建筑发布/订阅的的规则，该协议可以应用到许多应用开发。可以下载不同的程序到网络通信模块中实现不同的功能。实现一套通用的物联网系统数据采集系统。

　　3.2主要部分设计

　　3.2.1建筑光线温湿度数据采集系统

　　照明管理模块是通过光敏传感器来获取光照亮度的数据。当光线足够暗的时候通过数据处理，节点控制继电器使灯打开。

　　温度管理模块是通过温湿度传感器来获取温湿度数据。当温度低于一定数据时通过数据处理发送命令，节点驱动红外发射管来开启空调。

　　具体功能实现如下：

　　软件方面：在网络通信模块的添加智能建筑协议。硬件方面：在树莓派上建立一个智能建筑的服务器，通过这个服务器，两块网络通信模块作为客户端可以相互推送或者获取消息。Node11连接DHT11温湿度传感器或者光敏传感器来获取温湿度数据或光照度数据并传送给智能建筑服务器。Node2作为控制端，从智能建筑服务器获取数据。然后根据数据处理的结果来发送红外信号或者开关灯。

　　3.2.2建筑火灾报警数据采集系统

　　监控管理模块是通过火焰传感器和烟雾传感器来获取火焰的数据和烟雾的数据，当发生火灾时，通过有无火焰，烟雾的数据的处理，控制节点控制蜂鸣器发出鸣笛以及自动报警。

　　报警模块配合监控模块使用，实时获取监控管理模块的数据。当收到火焰传感器和烟雾传感器任意发布的火灾信息数据就开始让蜂鸣器鸣笛并报火警。

　　4系统测试

　　由于在运行程序过程中也需要耗时，很难达到实现在一秒的时间内达到发布10000次100000次消息的理论。由数据可知，发布相同的消息数，越高的服务质量等级智能建筑系统，发布时间为智能建筑系统0>智能建筑系统1>=智能建筑系统2,这是因为智能建筑系统0级别不需要从订阅端得到确认，从而牺牲了速度。智能建筑系统1是至少一次传递，在超时窗口内若未收到确认，会要求发布端重试，在质量差的连接下，智能建筑系统1重试会影响性能，有可能会重复消息。

　　5总结

　　智能建筑是一种轻量级协议，占用低带宽并且功耗更低。通过WiFi无线上网的方便性，智能建筑客户端应用程序基于网络通信模块构建。基于智能建筑的物联网数据采集原型能在网络通信模块上实现。连接到网络通信模块的传感器和执行器通过一个通用的路由进行远程监控和控制。因此，使用小巧，低成本的网络通信模块可以实现强大的功能，生活变得更加智能。这种系统可以应用在智能，舒适和节能的家庭自动化系统。可以帮助那些不同能力的老年人以更好更简单的方式控制家中的电器。

　　参考文献

　　[1]徐慕榕.浅析环境友好型智能建筑的设计[J].中国战略新兴产业,2018(44):186-187.

　　[2]高彦.物联网技术在智能建筑系统集成中的应用方法[J].电脑迷,2018(11):132.

　　[3]胡爱梅.建筑智能化技术在物联网时代的发展[J].电子技术与软件工程,2018(20):17-18.

　　作者史晓蕾

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