学文网智能控制篇1
介绍了智能控制的发展历程，对几种重要的控制系统和优化算法进行了简单的说明。介绍了智能控制的应用现状，并对智能控制的未来进行了展望。
【关键词】智能控制 模糊控制 专家控制 神经网络控制 遗传算法
1 引言
自动控制科学已经对科学技术的理论和实践作出巨大贡献，然而，现代科学技术的迅速发展使得自动控制理论遇到了严峻的挑战。原因可归结为以下三点：
（1）传统控制系统是建立在精确的数学模型上的，而实际的系统和对象因为复杂性，非线性等原因无法获得精确的数学模型，无法解决建模问题。
（2）设计条件过于苛刻，与现实情况不符。
（3）面对复杂的问题，传统控制系统的稳定性会逐渐降低。
面对以上问题，诞生了智能控制这一门新型的学科，并发展成了日益完善的控制手段。
2 智能控制发展概述
1965年，作为智能控制的奠基人美籍华裔科学家傅京孙最早把人工智能的启发式推理用于学习控制系统并于1971年又论述了人工智能与自动控制的关系。到了1967年，Leondes等人首次使用了“智能控制”这一单词。在这个智能控制系统发展的初期阶段，系统只采用模式识别和学习方法等比较初级的智能方法。
与此同时Zadeh于1965年开辟了模糊控制领域，并进行了大量的研究实验，取得了良好的结果。之后Mamdani E.H 将模糊领域用于控制领域，并在1975年创立了模糊控制器的基本框架。
进入20世纪80年代日本工程师运用模糊控制建立了水净化厂和地铁系统。由此模糊控制的研究开始了广泛而迅速的发展。同样在80年代，Astrom明确的提出了专家控制这一概念。随后，de Silva，Homen de Mello，周其鉴等人促进了专家控制的发展，并提出了基于知识的控制，仿人控制，专家规划等。
在神经网络方面，W.McCulloch和W.Pitts于1943年提出了脑模型，基于该模型科学家们开展了神经元控制理论及其机理。同样在80年代，Hopifield模型，PDP理论，BP算法等的提出，标志着神经网络的迅速发展并广泛的应用在各个领域中。
3 智能控制方法
3.1 模糊系统控制
模糊控制是在所采用的控制方法上应用了模糊数学理论，使其进行确定性的工作，对一些无法构造数学模型的被控过程进行有效的控制。对一些无法构造数学模型的被控过程进行有效的控制。其基本的模糊控制系统包括模糊化处理，模糊推理和非模糊化控制三个环节组成。在模糊控制中，其模糊控制器由四个功能模块组成：模糊化，规则库，模糊推理，模糊判决。
模糊控制具有以下优点：
（1）控制系统鲁棒性强，过程参数对系统的影响被大大削弱。适用于解决非线性，时变等问题。
（2）模糊控制可以直接采用语言性控制规则，不需要知道被控对象的数学模型，只需要现场人员的知识和专家的经验就可以。
（3）模糊控制是基于语言控制规则的，同时借助了人类的经验，增强了系统适应能力，具有了智能水平，可以处理更加复杂的系统。
（4）模糊控制中采用了语言控制规则，使其具有相对的***性，当面临不同的性能指标时，能够找到折中的效果，控制效果更佳。
3.2 神经网络控制
作为智能控制的“后起之秀”，神经网络控制经过低迷期后在20世纪80年代以来进入快速发展时期。神经网络控制是利用人脑的结构原理以及人们自身的经验和知识进行系统控制。
因此神经网络控制具有良好的鲁棒性和智能性，能处理一些非线性，不确定性的问题。由于其本身是非线性系统，因此可以处理复杂的非线性系统。而它本身可平行实现，因而比常规方法有更大程度的容错能力。神经网络基本单元结构简单，并行连接处理速度很快。神经网络同样具有很强的自学能力和适应能力，便于解决难以用模型描述的对象即不确定性系统。其自身很强的信息融合能力，可以应对大量的不同的控制信号的输入，解决了输入信息间的互补和冗余问题，实现信息的集成。在未来的发展中，神经网络既可以通过软件也可以通过硬件来进行并行处理，拥有良好的应用前景。
3.3 专家系统控制
专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序，应用人工智能技术和计算机技术，根据专家的知识和经验，进行推理和推断，模拟人类决策过程。而专家控制就是通过专家系统实现对系统的控制。与传统的控制相比专家系统在不同的控制系统中，专家控制可以根据需要实现的功能选择不同的控制规律，进行推理和解释，具有很强的灵活性。而面对具有不确定性的或者模糊性的问题时，专家控制可以根据自身的知识库和专家经验来进行调整，具有良好的适应性。同样专家控制可以解决非线性的问题，具有良好的鲁棒性。专家控制系统一般包括接口，知识库，推理机，和控制算法。对于不同的控制系统类型，系统结构会有略微不同。专家控制器一般分为直接型专家控制器和间接性专家控制器，其区别就在于是否对被控对象是直接还是间接控制。直接型控制器便于实现一些简单的任务或功能，但需要***运行。而间接型控制器则是***离线均可，适用及应用范围更广泛。
3.4 遗传算法控制
遗传算法简称GA，是由美国Michigan大学的Holland教授提出的模拟自然界遗传机制和生物进化论而形成的一种并行随机搜索最优化方法。遗传算法主要包括复制，交叉和变异三步骤，并且不停地循环重复，直到最优个体的适应度达到极限值，或不再提高，也就是在目标中求出最优解的方法。现如今遗传算法研究发展迅速，应用于计算机技术，自动控制，模糊识别等多个方面。作为一种优化算法，遗传算法的特点如下：
（1）遗传算法不是直接对参数本身进行操作，而是通过编码来进行求解。从而模仿生物的遗传机理找到最优解的字串，并不受约束条件限制。
（2）遗传算法具有并行计算的能力，通过并行计算的特点，遗传算法可以从一个群体开始搜索，而并不是单个个体进行搜索，极大地提升了搜索效率和计算速度，适用大规模问题的求解。
（3）遗传算法根据目标函数就可以确定搜索范围，不需要辅助信息的输入。因此遗传算法可以直接根据对象函数就可进行搜索，提高了搜索效率。
（4）遗传算法根据概率搜索技术，以一种概率进行运行，而不是确定性的规定，来向更引导其搜索过程想更优化的方向进行。
（5）遗传算法对目标函数的求解没有限制，因此可以适用范围较广，而它本身具有的自然进化机制能够快速的可以解决复杂非结构化的问题。
4 智能控制的应用
现如今，智能控制理论日益成熟，智能控制技术已经广泛的应用到了很多领域中，包括工业控制，机器人控制，工程机械控制，航天领域，语音智能等。其软件硬件的开发方便了智能控制应用系统的实现，同样拓展了智能控制的应用领域。
由智能控制产生的机器人技术同样广泛应用。伴随着大规模集成电路的不断进步，以及微型计算机的普遍应用，特别是人工智能理论与技术的发展，机器人控制智能化水平得到了大幅提高。遗传算法等优化算法的加入改善了机器人的编程和控制技术。神经网络的自学能力和适应能力使其在动力学上广泛应用。因此在很多危险的工作环境下，各式各样的机器人正在逐渐取代人类完成复杂的任务。
智能控制同样在机械领域大放异彩，鉴于工业过程多为参数繁杂，影响条件多，过程复杂。智能控制的出现为我们提供了解决手段。模糊控制和神经网络可以解决具有不确定性的非线性的问题，对函数和模型可以进行最优化的设计。并且它们并行处理的能力极大地提高了计算效率和容量来进行信息的接受和处理。智能控制器的使用也极大地提高了工业过程控制能力。其中，PID控制器具有良好的动态性能和静态特性，可以对整个过程进行控制以及的故障进行诊断和控制策略规划。
电力系统中，智能控制同样不可或缺，主要是应用专家系统，模糊控制，神经网络系统，遗传算法等。专家系统可以对各种电力系统的状态区分，对具有不确定性的信息可以进行处理。模糊控制可以对电力系统进行推理和模拟，也可以诊断设备或系统的故障。遗传算法的应用可以对电器设备的设计进行优化提高性能和系统的效率。
5 智能控制前景展望
作为区别于传统控制的智能控制的应用方法已经日益成熟，从最开始的理论与研究阶段，进入到现在广泛应用于社会各个角落的技术，智能控制正在逐渐改变我们的生活。现如今智能控制已经解决了很多传统控制无发解决的问题，但是仍有一些问题有待解决：智能控制的准则，鲁棒性，稳定性，准则性的定义等还有智能究竟有没有模型建立，动态系统知识的获取以及各种智能控制方法综合到一起进行使用的研究的问题。
作为目前许多国家认为的可以提高核心竞争力的技术，智能控制将在未来应用到更多的领域中去交通控制，医疗控制，农业，商业，娱乐等方方面面。我们可以确定伴随着时间的推移，具有巨大潜力和广阔的应用前景的智能控制必然会蓬勃发展。
参考文献
[1]章卫国，杨向忠.模糊控制理论与应用[M].西北工业大学出版社，1999.
[2]蔡自兴.智能控制原理与应用[M].清华大学出版社，2007.
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[4]李少远，王景成.智能控制[M].机械工业出版社，2009.
[5]李东，李翠玲.人工智能技术发展概述和应用[J].PLC&FA，2006（01）.
智能控制篇2
【关键词】智能建筑 人工智能 智能控制 技术
智能建筑于20世纪80年代起源于美国，主要依靠智能控制技术、计算机技术、集成技术以及信息技术等实现各种不同功能。智能建筑是由多种高、新科学技术综合产生的。人们通过建筑智能系统尽情享受个性化、舒适化、节能环保，符合现代绿色建筑要求的生活与工作环境。
一、智能建筑研究现状
智能建筑自20世纪80年代初出现在美国，随着信息技术发展，在全世界范围内得到了极大发展。智能建筑相对于其他的普通建筑而言，其特征主要是安全、便捷、高效、舒适。随着建筑智能化系统技术的快速发展，智能建筑工程规模越来越大，智能建筑已逐渐引人关注与研究。根据智能建筑设计标准，其主要结构包括信息系统、设备管理系统以及安全系统，复杂的智能建筑可根据具体需求设计特点的功能模块。
智能建筑是伴随着计算机科学技术兴起的，以计算机技术与信息技术为基础，并与建筑施工技术、控制技术息息相关。该技术的发展对智能建筑具有直接影响。智能建筑发展一般划分如下几个阶段：
（1）第一阶段，开始于20世纪80年底，该时期以单功能系统的研发为主流产品。随着智能控制技术在智能建筑设备的应用，逐步研发出了各种研发产品，其中最具有代表性的是闭路电视监控、火灾自动报警、空调设备监控等系统。该系统结构简单，且可通用、可互换，只需调整控制参数。
（2）第二阶段，开始于20世纪90年代，以多功能系统为代表。随着信息技术、微电子技术的发展，以ASC为代表的微控制器研发成功并得到广泛推广。ASC可根据具体要求进行定制。ASC的通信功能实现了各专用控制器间的信息共享和管理功能，如综合保安系统、建筑设备设备自控系统、有线电视、火灾自动报警与控制系统等。
（3）第三阶段，20世纪90年代末期出现的集成系统。随着互联网的快速兴起，通信协议由专有型逐步转向开放型。
（4）第四阶段，21世纪的集成管理智能化系统、计算及网络系技术，智能控制系统依托互联网，实现了智能建筑的系统化、集成化与***运行和管理。智能建筑实现了基于虚拟现实与多媒体技术的人机接口和融合处理。
二、智能控制技术在智能建筑中的应用
（1）知识库专家系统和知识工程是智能领域的重大研究成果，专家系统管控着整个系统正常运行，专家系统是在所需控制对象和规律的基础上研发的。该系统，具有丰富的专业知识和经验水平，能解决专业问题。根据一个或多个专家提供的特殊领域知识、经验进行推理，综合模拟专家的决策来解决复杂的问题。引入基于控制专家的专业知识和实践经验的专家控制系统。采用知识表达技术，建立模型知识库，利用逻辑推理法则，制订系统的控制决策。为智能建筑的自动化提供了最优控制决策支持。专家控制系统改变了传统依托数学模型的控制系统设计的局限性，使数学模型与知识模型相融合，知识信息处理技术与控制技术相结合。专家系统现在广泛应用于物业管理、自动缴费业务与智能支持等领域，在社会上评价均很高。
（2）人工神经网络在建筑系统建模、学习、控制、优化等方面取得了很大的成功。目前广泛使用到了语音识别、最优化计算、***像处理等等控制领域。随着智能建筑的自动化功能需求的不断增强，在现代智能建筑物内安装的自动化设备愈来愈多，能耗也越来越大。智能建筑改变了传统的自动化、半自动化的响应速度，且其对设备要求越来越低。智能系统中的建筑学习模式的开放，使智能系统的成本越来越低。尽管建筑神经网络模型存在实时性，但随计算机运行速度的提高与神经网络算法的改进，建筑神经网络控制不断完善。神经网络学习控制将采用大规模集成电路，可完成建筑物监控、保安、照明、娱乐等任务。
（3）随着数据库技术、网络技术的快速发展，数据仓库技术、分布式数据库的不断走向成熟，科学家不断将其引入到了建筑物的智能决策系统当中，能使智能建筑实现智能化决策支持系统。半结构化和非结构化的智能决策帮助了中、高层决策者进行方案决策，为决策者提供详细的信息，帮助决策者明确决策目标和对决策问题全面认识，能提供各种决策方案，并能对其进行优化设计，帮助决策者提高决策能力、决策水平、决策质量和决策效益，从而达到最大经济效益的目的。
三、结论
智能建筑由于其依托互联网技术、计算机技术、信息技术，能够比较自由的设计个性化服务，从而使我们的工作与生活环境得到了极大的改变，随着经济的发展，智能建筑逐步走向个性化、智能化方向发展，而智能建筑的关键技术是智能控制技术，因此，只有促进智能控制技术的发展，才能更好的发展智能建筑。
参考文献：
[1]郭维钧.智能建筑的最新发展[J].施工技术，2007，（04）.
[2]李旭.智能建筑浅谈[J].中国科技信息，2005，（07）.
[3]张海燕，马凤仙.我国智能建筑发展中存在的问题及对策[J].三门峡职业技术学院学报，2004，（02）.
智能控制篇3
关键词：链接冗余以太网现场总线现场控制
1、集散控制的系统结构
集散控制逻辑体系是一种层次分支结构，从垂直结构上可分为系统管理层、操作管理层和现场控制层，首层向下可以横向分解为若干个子集。从功能分散角度看，纵向分散象征着不同层的设备具有不同功能，如现场监测和实时过程控制的综合管理；横向分散象征着同层设备具有近似的功能。按照这种形式设计或生产的集散系统软件、硬件产品，夯实了即集中又分散的控制原则。***一是对集散控制总体系统结构的描述。
***一、集散控制系统整体结构
1.1、系统管理层．系统管理层是集散控制系统的核心部分，主要由服务器系统、管理控制机和系统数据库等设备构成，系统管理中心可以对整体控制系统的运行进行监测、协调和综合管理。它位于整个系统的最顶端，具有超强的数据处理能力，实现对智能建筑群进行一体化控制，包括存储或获取系统内的全部信息数据和预期的控制参数，实现定期的趋势分析，并且进行系统优化控制，监测整个系统的运行，生成系统的输出报告，并且使用通用数据库标准；向系统提供智能控制设备的信息数据和原始资料。操作系统具有多用户、多任务和实时控制的综合管理能力。
1.2、操作管理层．操作管理层是由各分系统构成，通过各自的系统控制机连接主干网络，并且传输上、下层间的控制数据信息，构成了相互通讯的重要途径。操作管理机是现场数字控制器（DDC）的上位机；又是分支系统离散化区域的协调者，实现局域信息系统的实时共享，各分系统完成现场数字控制器与管理层控制机之间的信息传递、数据存取，实现各分支系统现场终端设备的远程监测及控制。
1.3、现场控制层．现场控制层由集散控制中多个子系统构成，主要设备包括现场控制器、现场控制总线（BACnet）、数字转换执行器、智能信号传感器。它们是现场被控设备装置的接口，连接被控设备上的传感、执行机构，由现场控制器通过现场控制总线网络实现与上位机进行数据信息的交换。现场控制器采用现代直接数字控制技术，控制器内部包含智能中央处理器（CPU）；存储芯片组（RAM、ROM）和各种输入输出接口等，通过输入接口与现场控制总线相互链接。末端装置中异种数字转换执行器和智能信号传感器，被称为现场终端设备。信号传感元件如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、液位检测器等，将现场检测到的不同类别的信号通过数字转换后传送至现场控制器，控制器将根据预期参数或上位系统实时指令智能处理后，输出控制信号传输到执行元件如调节器、继电器、步进设备等，并且同时对现场设备进行执行控制。
2、两层网络结构的智能楼宇控制系统
智能楼宇自动化控制是由各种智能设备构成的监控系统，然后再将各子系统进行集成为一个综合性实时监测的控制系统，核心技术是采用现代控制理论的集散控制网络模式。智能楼宇控制系统是集散控制、网络通讯发展的产物，在智能建筑控制中得到了广泛的应用，楼宇自动化系统构架通常采用集散控制二层网络结构，它应用于现代智能楼宇现场的监测、控制。高速以太网与底层现场控制总线满足不同设备数据通讯的要求，二层网络之间通过网络通讯控制器进行相互链接，并且实现不同数据通信协议的转换。两层网络的构架结
***二、两层网络智能楼宇系统结构
构得到国内、外现场总线智能设备生产厂家的支持，是智能楼宇控制系统的主导网络结构形式，如***二所示。
2.1、高速以太主干网．管理服务器、系统工作站与现场采集、执行设备之间需要进行大量的通讯、控制信息的交互，通信带宽的要求会很高，系统管理层的实时性和抗干扰能力要求不如现场网络那么严格，因此上层网络结构采用局域网比较成熟的高速以太网络技术。
2.2、实时性和抗干扰性．通过现场控制器对监测信号的采集、智能分析过程，向执行设备发送控制指令，从而实现对监控现场进行实时控制。现场控制总线的结构形式具有较强的屏蔽和高抗干扰能力，虽然在通讯时通信速率低于高速以太网络，但是完全能够满足与现场控制底层设备之间的数据通信标准。
2.3、网络层间的桥梁．两层网络之间通信经过网络通信控制器实现协议数据的相互转换、路由选择等功能。同时对现场数据的通讯安全起到保护作用，通信控制器的功能也可由网桥、路由网关设备或微型智能控制机实现，它们是在连接两个网络层间中起到的是桥梁作用。
2.4、离散的分布结构．在同层中不同现场控制总线之间的设备数据通讯不需要通过系统工作站，整个系统除了人机监控界面以外的其它功能；通过区域网络控制器以及各现场智能控制设备实现。因此；管理服务器、系统工作站的闭、合不会影响系统的正常运行，并且完全实现了智能功能的分散控制，使得各个分、子系统集成为全分布式控制系统。
现场总线控制技术是智能楼宇系统领域中的局域网，应用于监测现场的事态发展，通过现场控制器与智能监测设备之间实现串、并行或多节点的数据通讯，是开放式、数字化多节点通信的底层控制网络。现场总线技术与现场网络数据通信协议（BACnet）为实现开放式楼宇自动化控制系统夯实了基础，开放式通信是实现数据信息共享的主要方式之一，现场总线技术给网络自动化控制带来重大的变化，这与局域网络技术将众多分散的计算机连接在一起，使得计算机的功能和作用发生根本性的变化一样。现场总线技术使得智能设备自动控制系统具有较强数据通讯的能力，不同类型的智能设备可以方便地链接在现场总线网络系统之中，使智能楼宇控制跃入系统数据库信息网络管理的行列。现场控制总线仅是对智能楼宇系统的现场控制网络层进行了定义，而智能楼宇自动化控制系统网络构架的标准化结构并不限于现场设备控制网络，更重要地是追求网络通讯进程的标准化，使不同类型的智能设备之间实现标准化数据通信；同时也使系统工作站直接与控制系统实现数据通讯，从而实现智能楼宇控制系统达到开放式的标准化。BACnet作为智能楼宇自动控制网络的数据通信协议，它所提供的是一种通讯机制，通过这种通讯机制，使智能设备的功能达到数字化处理，并且实现各设备间的信息交互。因此，网络数据通信协议应用于计算机、通用直接数字控制器特定的智能设备中，其应用效果完全相同。当现场数据信息传送到监控的处理机后，即如何实现与应用程序之间的通信传递，使现场信息与应用程序的链接，将现场的实时信息反映在系统工作站的应用平台上，依然存在链接标准和规范问题。在工业微型自动控制被智能楼宇系统广泛应用的今天，让自动控制系统的人机界面；能够充分运用于计算机系统丰富的软件资源，实现实时系统监测↔链接嵌入↔数据控制反馈的双向信息流的传递通道。
3、三层网络结构的智能楼宇控制系统
集散控制在智能楼宇自动控制系统中通用性强；分、子系统整合灵活；网络功能完善；能够实现实时响应通讯指令信息，在集中显示和管理操作中更加便捷，特别适应在现代智能建筑群自动化的拓展。三层网络结构的智能楼宇控制系统是在高速以太网与现场控制总线之间增加了一层控制网络，这层网络的通信速率、屏蔽或抗干扰性都介于高速以太网和现场控制总线之间，系统控制通过这层网络与大型通用现场控制器（DDC）实现互联，如***三所示。系统结构的主要特征体现在局域网络的链接方面，向上层能通过网络控制器路与高速以太网进行连接；构成综合网络管理体系，向下通过中间层以太网支持现场控制总线，使过程控制底层的现场控制器、智能传感器、数字转换执行等设备实现可靠的实时数据通信，从而实现更大范围的集散分布式智能建筑控制系统。
3.1、递阶控制体系．集散控制系统是由相互关联的各子系统所构成，智能设备各自的特征及功能构成集散控制系统的总体特征。集散控制系统需要处理复杂的实时控制过程，各系统之间既有横向的多级结构又有纵向的多层结构，采用的控制策略不但需要各系统的决策，还需要上级系统的协调优化，各系统之间在总体上形成塔式结构。某一级的决策分系统可以对下一级施加作用，同时又要接受上一级的系统干预，这就构成集散控制结构的递阶控制体系。
3.2、分散控制体系．分散控制结构是相对于集中控制系统可靠性与安全性提出地；是一个半封闭状态的环型结构，从整体上看；是垂直型与水平型构架的综合体。垂直型是自上而下相互关联的基础结构，方位向左右层次进行扩展。系统的数据通信发生在上下层位间，其主导权由上位层控制，对下位层的设备动作有监测和调控能力。综合体是把水平型和垂直型相
***三、三层网络智能楼宇系统结构
互结合起来，在各系统进行***管理的同时；形成上下级间的制约管理关系，各子系统间的数据通信具有平等性；并且具有较强的***性，水平形成对等的分散系统自我管理机制。上位层的系统故障不会影响下位层系统间设备数据交换和各自设备的功能，智能建筑大型楼宇系统网络控制大多采用复合型的分散控制结构。
3.3、互为冗余体系．为了提高智能楼宇系统的可靠性，集散网络控制系统对关键层设备，即整体系统有重要影响的核心设备采用冗余运行结构。在常规运行时，智能设备各自承担分解后的功能投入运转，当其中一台设备损坏时，相关智能设备放弃部分辅助功能，自动补充、并且替代故障设备的运行功能，这就是在智能楼宇系统中互为冗余的主导思路。应当指出；互为冗余的运行方式；是在智能设备发生故障时，以损失局部设备的辅助功能为代价，在智能楼宇控制系统中，这种以较小的辅助功能为代价；换取局部或整体系统的稳定性的实施策略，是经济可行地。另外；集散控制智能楼宇系统对所有的设备都采用冗余结构是不经济的，我们应对冗余设备的投资和系统故障造成的损失来进行权衡，综合考虑适当的冗余系统结构方式。
4、智能楼宇系统网络结构的发展趋势
智能控制篇4
智能控制是电厂热工自动化技术正常运行的保证,许多企业都采取了不同的方式来提升智能控制在电厂热工自动化技术的控制方式以及所应用的水平。以下从几个方面出发,来对智能控制在电窗热工自动化的应用进行研究。
1.1对过热的温度进行控制锅炉的过热温度是指衡量电厂热工自动化运行质量的重要指标,同时也是如今锅炉应用的重要内容。使用智能控制就可以在过热温度产生变化时,操控其对热量的控制系统,从而实现热量的减少。同时还需加强对其惯性和滞后时间的控制,这样才能增强系统对于过热温度的适应力。另外,在采用了智能控制的电厂自动化模糊,可以持续保持对过热温度的良好控制以及对其高性能的热负荷进行控制。这样保证了即使达到过热温度也能保证单元系统的稳定性,大大的减少因过热温度而给电厂造成的巨大经济损失。
1.2对给水加药的控制可以使用智能控制当中的模糊控制来对变频器的输出进行调节控制,从而实现在给水加药的过程中实现通过电动自行旋转的控制器进行控制。这项控制技术克服了传统的电厂热工管理当中的给水质量不高,供应出现不足的现象,而且模糊控制对火电厂自动化工程提供了极大的经济发展优势,而且在一些实际的应用当中也取得了较为良好的经济效果。
1.3控制锅炉燃烧的整个过程智能控制技术不仅能够有效的控制热工自定化工程当中锅炉燃烧过程的不稳定性,而且还能对整个运行系统的精确度起到促进作用。影响锅炉燃烧的因素有很多,而且锅炉燃烧其本身的制约因素也有很多。所以企业就应当对电厂自动化锅炉燃烧的过程进行智能控制的制约,并对其具体的应用控制进行研究,这样才能真正促进电窗热工自动化的发展。
1.4安装单元机组负荷控制装置智能控制技术在电厂热工自动化机组负荷控制装置的应用当中,有着随时间的变化而产生变化特殊性质。而在这种特殊性质的基础上,企业就应当在电厂热工自动化过程中安装单元机组负荷控制装置,这样才能有效的提高电厂热工自动化工程的模型准确度。同时在在测试智能的控制单元结果当中,单元机组负荷控制装置有着很强的抗干扰能力以及高度的技术适应性质,从而能够有效实现提高其系统运行的速度[3]。
1.5对中储式制粉系统进行控制控制系统在电厂热工自动化的应用当中,其中的中储式制粉系统主要面临着较大的困境,一些火电厂的自动化热工工程其智能控制工作,需要一些比较复杂的数学模型为基础,这样才能做到良好的接收信号。同时一些电厂热工自动化智能控制也需要对模糊语言元素需要减少其对一些线性的规则数据的影响,这样才能促进自动化技术的广泛应用,从而提高电厂的经济效益。
2结语
智能控制篇5
索引词：智能照明控制调光照明节能
一、智能照明控制系统综述
照明控制系统是组成建筑的元素之一。随着近年人们对建筑智能化的关注和重视，智能建筑快速发展起来，而照明控制系统也成为照明发展的一个全新而重要的方向。今天，照明系统应用在各种情景场合中，控制要求也在不断提高，以前单纯的开关控制已经不能完成所有的控制要求。于是，智能照明控制技术也在现代计算机、电子、自控技术的高速发展条件下应运而生。所谓智能照明控制系统，就是利用计算机技术、通信网络技术、自动控制技术、微电子技术等，实现可根据环境变化、客观要求、用户需求等条件而自动采集分析系统中的各种信息，并对结果进行存储、显示、传送、反馈控制等处理，以达到更好照明控制效果。
智能照明控制系统具有广阔的应用前景。首先可以提高建筑照明光环境质量，充分考虑到视觉作业、合适照度、亮度分布、视觉舒适性、眩光控制、显色性、使用者主观感觉等。其次可以体现以人为本的思想，创造舒适、个性化的灯光工作环境，从而提高工作效率。第三，其具有通信功能，可作为智能建筑系统的子系统，并与电视、网络、家居入侵报警等共同构成智能网络系统。第四，提高系统的控制管理水平，节省能源，减少系统运营成本。
二、照明控制系统发展及构成
照明控制有一个由简单到复杂的发展过程。最初的控制为开与关的控制。控制的主要方式有翘班开关、低压断路器、延时开关和声控开关、红外移动探测开关等。
随后，照明控制发展到了对亮度的控制即调光控制。下面列举几种常用灯具的调光：
（1）白炽灯调光现在大多采用晶闸管或晶体管进行前沿相控或后沿相控调光。
可控硅前沿相调光输出电压幅值为Uo=Ui[sin2φ1/2π+（π-φ）/π](0≤φ1≤π)。式中：φ1―可控硅关断角度。晶体管后沿相调光输出电压幅值为Uo=Ui(φ/π-sin2φ2/
2π)1/2(0≤φ2≤π)。式中：φ2―可控硅导通角度。无论是前沿相还是后沿相调光，都会带来高次谐波，有一定危害性。目前可控硅调光器大多采用大的铁心电感线圈来遏制高频干扰。
（2）传统白炽灯调光方法不适合于荧光灯。基于控制集成电路（IC）的电子镇流器，为荧光灯调光提供了可能性。荧光灯调光方案主要有以下两种：
电压控制频率调制：可调光荧光灯电子镇流器的控制IC一般都内置一个电压控制振荡器（VCO）,改变VCO的电压，则可以改变振荡器频率，从而实现调光目的。
相位调制：是通过调制镇流器的工作频率和驱动电路，以控制荧光灯电压与电流间的相位移。电压与电流同相位时，镇流器交付给灯的功率最大；电压与电流不同相位时，仅有部分功率递交给灯。
（3）LED调光。现在市场上存在PWM、模拟及双向可控硅三种方案。模拟调光通过改变流过LED的电流大小实现光亮度变化。
在调光器基础上，智能照明控制系统出现了，它经历了从模拟到数字化的转变。先期的模拟技术典型控制方式是1~10v电压调光接口，而后来数字控制方案的代表是数字可寻址照明接口技术，它是全数字、模块化、分布式的控制系统。整个系统由管理模块、调光模块、探测模块、操作模块等各种功能模块组成。每个模块中含有微处理器和存储器，也可仅含存储器，系统的每个功能都储存于某个模块中。而系统网络连接只需通过网线相连，它可以是一般的五类双绞线，或是通过载波方式调制在电力线上，或是通过无线网络方式进行通信。
三、智能照明控制系统控制器选择
智能照明控制设备分为三大类：开关控制器、调光控制器和LED调光控制器。输入电压既可为单相交流220v或三相交流380v。下面以邦奇公司产品为例，介绍控制器的选择。
邦奇开关控制器（如DRC,DDRC系列）的通道输出有三种结构形式：无电源的多进多出通道输出，单相或三相电源输入多通道输出，三相电源输入交流接触器输出。如原来系统为6路6KW开关控制灯回路，根据邦奇样本选用DDRC810，出线配220V交流接触器。邦奇Dynalite调光器分为前沿相控(如DTK,DLE系列)和后沿相控调光器（如DTE310，DTE1210）。后沿相控调光器适用于具有电容性阻抗的电子变压器低压灯，而不太适用于具有电感性阻抗的灯。前沿相控调光器适用于具有电感性阻抗的灯，而不太适用于具有电容性阻抗的灯。不同性能的灯具选择不同调光器：（1）白炽灯为电阻性阻抗，Dynalite的所有调光器都可控制用220V电压点亮白炽灯。（2）荧光灯。一般有4只引脚的荧光灯附加电子可调光镇流器后是可调光的。因为其调光是通过低压信号控制镇流器完成的，所以控制荧光灯调光有两对线，一对是低压控制信号线，另一对是220V电源线。（3）冷阴极灯（发光、充气、霓虹）。当这种灯采用铁芯电感型变压器工作时，可采用前沿相控调光器，一般可低调到20%。 (4)充气灯。这种灯可以用正弦波电压变换器SVC210调光，可下调到40%~50%，一般金卤灯采用开关方式工作。（5）LED灯。采用LED专用的调光控制器调光。如果照明系统为4路2KW和12路0.5KW出线调光灯回路，可根据邦奇公司产品样本选用一台单相4通道10A（型号DLE410）和一台单相12通道5A(型号DLE1205)调光控制器，再配上控制面板后，组成智能照明控制系统。
控制器模块可直接安装在配电间的墙上，也可安装在机柜内。控制面板内部是低压小信号微电子器件，因而严禁与强电设备混装在一起。
四、智能照明控制系统节能效果
采用智能照明控制系统的目的，是在大幅度提高照明质量的前提下，使得建筑照明的时间与数量更加准确、节能效果更佳。原来进行照明计算时，照明设备的计算负荷是照明设备安装容量乘以需要系数得到的，即Pjs=kc*Pe。采用智能照明控制系统后，照明设备计算负荷就等于安装容量，即：Pjs=Pe。
五、应用举例
智能控制篇6
关键词：智能化 人性化 wifi 手机app
中***分类号：G481 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）20-00-02
当下是信息化、智能化的时代，人类的生活方式也发生着巨大的变化，对于自身生活有了更高层次的追求。就高校而言，高校教室是师生进行学习生活的重要场所，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的环节。然而现阶段普遍高校的教学设施还基本停留在传统的教学设施下，已不能达到现代化的教学需求。智能教室系统作为一种新型的教学空间和现代化教学设施，分别从有一定自由度的机械结构和智能化电路控制方面进行了创新设计，一定能给现今传统的教育行业带来了新的机遇。
1 智能教室设计方案
智能教室总体方案考虑了门窗、地板、天花板的设计，由教室内部中空板统一协调控制，中控板上安装有WiFi信号收发模块，可以远距离由手机软件控制，可以很好地实现远程人机交互功能。
***1 智能教室整体装配***
***2 教室内部渲染***
1.1 可智能识别的门禁系统：在教室门上加装门禁系统，当门禁被正确打开时智能教室自动开启该教室系统电源（灭火系统和门窗系统单独供电）。例如，教师在门禁系统识别区刷教师卡，中控系统分析识别该教师在此时间段是否被允许进入教室，如果识别允许，教室门自动打开并开启教室系统电源。
1.2 总控制讲台：在教室墙壁上设计中控台，使用教师卡即可启动操作。此中控台可以控制教室桌椅的升降排数，按照相应学生人数进行升降，可防止学生往后排坐，提高授课质量。也可对窗户的开闭状态和投影仪黑板位置进行控制。
1.3 可升降学生桌椅（***3）[1]：利用机械结构（剪叉式升降机构），可以将学生桌完全降到地板以下，桌椅降下地板后，教室处于完全空旷状态，此时可用于实践、讨论、活动场所。教具及电脑可嵌入桌体和桌面中，实现了节约空间、一个教室多重利用的目的，以此形成地板桌面一体化的可升降学生桌结构。结构的设计原理按照国家标准统一设计，仿真实验所用软件为SolidWorks，并且对模型进行了运动算例分析，其所选材料强度刚度、变形量、相对位移、抗疲劳度都符合设计要求。
***3 学生桌装配***
1.4 自动开闭教室窗户：在教室窗户上安装传感器，监测是否下雨及室内空调是否开启，若下雨或空调开启，则窗户自动关闭。此时教室学生也可手动打开窗户，手动打开时，计时器开始计时，当达到设定时间后窗户再次自动关闭，以防止教室遭到雨水破坏，也可以节约空调的资源浪费。
1.5 智能化天花板（***4）：在天花板上适当距离安装相应传感器以及LED灯，监测是否有人在教室，并按照学生分布情况自动开启或关闭照明范围。当一个区域没有教师学生活动时，一定时间后自动关闭照明灯。且在天花板安装网状轨道，在轨道上承载电扇和投影仪等装置，这些装置均可沿轨道在天花板上按需移动。
***4 天花板渲染***
1.6 自动灭火装置：由烟雾传感器和热度传感器配合检测是否有火源及火源面积，当达到人为设定值时，教室自动报警，并通过WiFi和手机App把报警信息发往相应手机，机主可以通过手机了解教室状况并启动相应操作。若一定时间后无操作，智能教室将启动自动灭火装置自动灭火。
1.7 WiFi控制模块[4]
从理论和实践的角度，深入了解无线网络控制技术的核心概念以及无线网络信息交换处理，并将此方案编入智能教室底层代码，在相应的手机里植入App软件，教室管理员可通过手机远程操控智能教室，了解智能教室实时状况。WiFi收发模块为EMW3160闪电套件[6]，该套件是上海庆科信息技术有限公司出产的WiFi开发板套件，套件包括EMB-380-S2评估板以及物联网WiFi模块。通过远程控制手机门窗开关、桌椅升降、空调开关等实时状态，以此到达远距离操控目的。
示意***：
2 智能教室设计创新点
2.1 运用WiFi控制整个教室各个模块状况。
2.2 减少教师上课交接钥匙等烦琐事项，实现教师卡一卡多用功能。
2.3 教室控制板及伸缩学生桌的使用，大量减少教室电源线的使用，使教室简洁明了，一室多用，操控更加便捷。
2.4 智能窗户可以全面防止外界条件干扰教室环境，损坏教具。也可以防止空调制冷、制热资源浪费，节省电能。
2.5 天花板上安装传感器，可以时时监测教室安全，出现异常自动响应报警灭火装置。LED照明省电，移动的风扇使师生更加舒适。
控制程序利用以上主程序，调用门禁系统、桌椅升降、自动灭火等程序进行控制。以达到智能化目的。
3 结语
智能教室设计方案运用范围极广，适用于各阶段的教学，大大提升了各校的教室利用率，符合各类教室的教学要求，具有较强的可靠性和稳定性，成本相对低廉，原理简单，耗能较小。该教室设计方案可有效提高教学质量，正好顺应了教学改革的要求而且使安全得到了更有力的保障，更加人性化的实现了机电一体化，为将来实现完全的“梦幻课堂”奠定了路基。
（电子科技大学成都学院，四川 成都611731）
参考文献：
[1]彭文生.机械设计与机械原理第二版[M].武汉：华中科技大学出版社.2005.
[2]单辉祖.材料力学（I、II）[M].北京：高等教育出版社.1999.
[3]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学[M].北京：高等教育出版社.2002.
智能控制篇7
【关键词】LED;智能控制;显示屏
1.引言
LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、***形、***像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。它的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定等优点，成为多个领域信息显示的重要媒体之一，现在已经被广泛使用[1]。而LED显示屏的基本组成部分是由显示模组、控制系统（显示屏控制卡）、电源系统、框架部分组成。
本文主要做的是LED显示屏的控制系统。传统LED显示屏“计算机+发送卡+接收卡+LED显示屏”的控制模式，需要繁杂的布线，并且LED显示屏种类繁多，生产厂家不同，使得LED显示屏的安装、检测、维修变得复杂[2]，设计一种新型LED智能控制卡是必要的。
2.系统组成及工作原理
***1所示是我们这个项目的原理***即各硬件单元的基本连接关系，根据这个原理***我们做出相应的原件及他们的连接以及设置，***中UC的每一路输出（UC1.1.1.1.1～UC1.1.1.1.16）均可进行时分复用，可同时控制n路数据;将每一个UC控制的LED灯区域视作LED屏的矩阵单元：一般情况下，同一块LED屏的每个矩阵单元内的连接关系一致;而TC是我们现有的一个嵌入式板子，他的作用是连接计算机和LC，将计算机的信号传输到LC上然后再传送到LED显示屏上显示出来。
***1 系统组成及工作原理
它的特点有：
（1）支持4扫、8扫、16扫的各种户内、户外、半户外单双色显示板，一卡多能任意设置。
（2）显示功能：文字、***片、动画、EXCEL表格、时间、温度、倒（正）计时等。
（3）可用于制作门头屏、海报屏、车载屏和其它种各种型号的屏。
（4）具有串口通讯和U盘录入信息双重功能。
（5）支持一个U盘管理多块显示屏功能，方便多屏集中管理。
3.配置界面
配置界面主要分为：常用设置、显示配置、连接配置、显示屏监控、其他设置（亮度、色温、伽玛表、单点校正）、恢复出厂设置、帮助和退出等，如***2所示：
***2 配置界面***
3.1 常用设置
其中常用设置主要包括：电源，锁屏，亮度等的调整，并且允许自动亮度，允许亮度根据外部亮度情况自动调整显示屏亮度;文字“允许自动亮度”旁边显示灰色内容为外部传感器动态获取的亮度值。
3.2 显示配置
显示配置的参数比较多，主要有硬件选择选择、扫描确定、性能/效果设置、带载设置和无信号测试等，具体如***3所示：
***3 显示配置的参数***
其中硬件选择包括：驱动电路、LC选择进行配置;选择具体某一块LC时，系统会显示该块硬件的信息，若选择“全部”，则默认显示第一块LC的硬件信息，型号，版本。
然后是扫描，包括手工设置和智能识别。其中手工设置中包含：屏类型、级联方向、数据级性、OE极性、扫描方式、打折方式、打折方向、打折点数等设置。而智能识别是针对全部控制卡统一进行的。
***4
智能识别完毕后可以把相关信息保存到电脑的文件中，方便下次使用该类灯板时从文件加载就可以了。根据显示屏设定自己需要的刷新频率、移位时钟、消隐时间、消隐延迟、带载设置、高亮模式开启等参数（有些参数系统已默认最佳方式，无需设置），就可以使用了。
下一步是带载设置：最大亮度：是指在目前所选配置的情况下，灯的最大亮度百分比。最大宽度：是指一张控制卡能带的最大宽度。它跟刷新频率，灰度级数，扫描移位时钟有着密切的关系，会随着他们的改变而改变。一般来说，刷新频率，灰度级别越高，一张控制卡能带最大宽度就越小;扫描时钟越高，一张控制卡能带最大宽度就越大。
3.3 连接配置
接下来是连接配置：（1）连接配置就是将LC所驱动的显示内容重新拼接，显示完整正确内容，主要是对各LC卡的位置、整体屏大小和各卡的顺序进行设置。（2）配置前需要将您的显示屏与所有LC连接好。（3）屏起点设置：所有LC的起始位置，就是大屏幕显示区域起始的设置，默认状态下起始位置是（0，0）。（4）显示屏的大小：这里所指“宽度”和“高度”是LED显示屏的总分辨率大小，而不是某一块控制卡所能带载的大小。（5）控制卡的宽度和高度：每块控制卡所能带载的最大象素点。（6）控制卡数量：设置屏的卡数，高度用多少张卡，电脑就会显示平面***。（7）显示屏分辨率：因信号输出分A口和B口，针对显示屏的不同分辨率其A和B口输出内容与范围均可能不一致，具体如下表所示。（8）自动生成：该功能是根据屏幕的总分辨率、显示屏分辨率和控制卡设定的带载大小自动产生控制卡数和各控制卡的序号＼起点位置＼带载大小等，无需手工设置，只要鼠标点“自动生成”就设置成功了。
表1
控制卡
输出口
显示屏
分辨率 A口输出范围 B口输出范围
800*600 （0，0）～（800，600） （0，0）～（800，600）
1024*768 （0，0）～（800，768） （224，0）～（1024，600）
1280*1024 （0，0）～（800，1024） （600，0）～（1200，1204）
3.4 显示屏监控
显示屏监控：该项内容需配合多功能板使用，而且监控数据的内容和设置项均需要外部传感器的提供，否则数据都将不起作用。监控和设置项的内容主要有：采样速度、亮度、自动亮度设置、内部温度、外部温度、内部湿度、外部湿度、烟雾值、电源电压、风扇状态、空调状态等，具体如***5所示。
（1）采样速度：程序从控制卡采样的速度。
（2）亮度：外部亮度：从传感器获取的外部亮度值;暗于：设置触发自动调整亮度的最小亮度值;亮度值：当暗于设置的亮度值时，屏的亮度值调整为该值;自动亮度：是否允许根据外部亮度情况自动调整屏的亮度，打勾表示“是”。
（3）湿度：内部湿度：监控屏内部湿度;外部湿度：监控屏内部湿度。
（4）烟雾：烟雾值：监控屏内部烟雾值;报警值：设置烟雾报警值。
（5）电源电压：监控屏内部电源电压值。
（6）开关手动控制：强制手动：允许开启手动控制开关;改名：允许对这8个开关控制名称进行重新命名。
***5 显示屏监控***
3.5 其他设置
其他设置主要是用来调整、优化灯的显示性能/效果等作用，可手工动态调整亮度、对比度和色温，也可根据传感器自动调节亮度.恢复出厂设置该功能是为了防止意外事件和误操作设置，导致智能识别或手工配置无法顺利完成时，以恢复出厂设置，重新进行手工配置或智能识别，顺利完成配置工作。非必要的情况下，请慎用。
保存/帮助/退出相关按钮，保存到文件：单元板调试完之后，系统会自动检测出该单元板的驱动模式和信号走向，从而生成一个程序文件，文件后缀名为*.cfg。帮助：提示相关信息及操作简单说明，包括常用问题和错误。退出：系统程序退出，并关闭串口。
4.总结
LED显示屏控制系统取代了传统LED显示屏“计算机+发送卡+接收卡+LED显示屏”的控制模式，无需以前繁杂的布线，直接转变为新型的“嵌入式平台+LED智能控制+LED显示屏”，通过计算机控制嵌入式平台，系统智能化更强，能够实时显示视频、***文、通知等，得到我们想要显示的画面，该显示屏控制系统具有可观经济效益和应用前景。
参考文献
[1]黄艳玲.智能控制技术在住宅照明控制中的应用研究[D].重庆大学，2003.
智能控制篇8
宾馆改造时采用智能客房控制系统，对客房的资源进行集中管理，帮助客人方便使用宾馆客房内的各种用电设备及享用各种软。在该套系统中，每个客房配置一个客房配电箱和一个客房智能控制器。房间内除了冰箱等不能断电的重要插座外，其余的用电设备如照明灯具、电视插座、普通插座等都是由客房智能控制器来控制。客房配电箱供电给智能控制器，控制器通过编程对其末端连接的强电灯具、客房插座、空调风机、空调电磁阀、多路音乐、显示时钟、请勿打扰等功能进行集中控制;每个客房控制器都有自己***的网络地址，系统底层直接采用标准TCP/IP通信传输协议，通过楼层服务器进行数据的集中和转发，从而保证系统数据的完整和稳定。同时系统通过主干交换机连接所有楼层交换机和数据库服务器以及前台、客服、工程部等部门电脑。客房控制系统设计说明:
1)无人模式:正常客房在无人入住时处于待租无人模式，RCU(智能客控主机)此时处于无人省电运行状态;系统软件显示客房为无人，客房内空调运行于无人模式，受网络远程控制。可在软件端设定其工作状态。
2)开房模式:客人在前***理入住手续，发电子门锁卡，客房进入已租入住模式(从宾馆管理软件获知);空调将由无人模式自动切换到开房模式，在开房模式下，空调设定温度为舒适温度，并且为高速运行，使客房在客人进入时已达到舒适温度，温度达到设定温度后，关闭电动阀，停止风机运行。
3)欢迎模式:客人利用宾客卡开启门锁，门磁检测后房门开启，自动开启廊灯并延时30s关闭;将门锁开门卡插入节电开关，节电开关进行智能身份识别，只有合法卡方能取电，灯光进入欢迎模式，开启客房内指定灯光，门外显示器及软件显示客房为有人;如果采用智能通讯型取电开关，还可将卡片持有人身份如客人卡、服务员姓名、管理人员姓名等传送到系统软件进行显示。
4)普通模式:客人可通过弱电开关面板对灯光、排气扇、服务功能等进行控制;空调进入本地操作模式，客人可操作温控器按自己的需求来控制客房温度;在软件端可实时查询客房内空调运行情况，如实际温度、设定温度、风速等;客房内“请勿打扰”、“请稍候”、“SOS”、“退房”等服务信息实时传送到门外显示器和软件界面，并有声音及信息提示;当有“SOS”等信息时，门外显示器上“勿扰”、“清理”、“请稍候”指示灯将同时闪烁，以引导相关人员迅速找到此客房。此时不可实现“请勿打扰”服务请求;“请勿打扰”还和“请即清理”、“请稍候”实现互锁;“请勿打扰”状态下按门外显示器的“门铃”键无效;当客人在接听电话或在卫生间时，若门外有人按“门铃”键，客人可在控制面板上按“请稍候”键，同时“门外显示器”上“请稍候”窗口点亮，且不断闪烁，告之请稍等;当客人再次按下此键或开启房门时，此状态取消;浴室内可安装红外微波探测器，当检测到客人进入卫生间时，可自动点亮浴室灯、排气扇(编程修改)，如果长时间无人，可关闭卫生间所有灯具及排气扇，以节省能源;衣柜内的衣柜灯由行程开关控制，不进入RCU;空调运行状态和客房温度，门磁等开关状态等信息实时传送到系统软件。
5)睡眠模式:客人休息时，可按下床头“总控”键，系统进入睡眠模式，灯光全部关闭;在睡眠状态下，按任意键自动开启夜灯，并唤醒系统恢复普通模式。
6)已租无人模式:当客人外出(未退房)时，系统进入“已租无人”模式;空调按“已租无人”模式运行，如夏天设置为26℃，风速设置为自动(可自由设置);当客人再次回客房时，空调将自动恢复客人以前设定的状态，以尊重客人的个性化需要。
7)退房模式:当客人按下“退房”键时，信息传送到系统软件，通知服务人员到该客房进行查房，服务人员可以提前进行结账工作，以避免让客人在前台等待过长时间。客房控制系统通过节电开关、空调远控和自动控制等一系列措施，可在保证客房舒适度和客人满意度的前提下，保证最低的能源消耗。通过网络系统将客人的各种要求及时提供给酒店管理方，使客人在第一时间得到优质服务，从而提高客人的满意度。
2宾馆其他区域电气智能控制改造
1)宾馆大堂的温度控制门厅作为宾馆的门面，全天候对客人开放。但是随着大堂人流的不同，空调负荷也不同。通过调查发现大堂人流的分布具有一定规律:清晨入住的旅客较多;而离店的旅客则多集中在中午时分;其余时间，旅客则往来较为随机。因此，大堂的空调热负荷也随着客流变动呈现出规律性波动。改造后的楼控智能系统可以根据这种规律，通过变频器提前调整空调机组和冷水机组的运行状态，减少控制系统动态波动的能源耗费，这既确保了室内温度舒适性，又实现了节能控制。
2)室内照明控制宾馆的室内照明场所，大体上可分为营业场所(大厅、餐厅、客房)照明、内勤办公场所照明和公共空间(走廊、洗手间)照明三部分。本次改造中采用了昼光感知器与红外感应设备来控制照明灯具，具体做法如下:(1)在门厅大堂区域设置昼光感知器:当屋外自然光照充足时，该设备可自动调降可调光型电子安定器的输出以及靠窗灯具的亮度，或直接关闭灯具。在值班室的客控主机内设置了时序控制器(timer):该控制器可在预定的时间根据相应程序自动地对照明环境作模式切换，或控制灯具的明灭，无须手动操作。避免了因忘记关灯而浪费电能。(2)在宾馆的走廊、小型会议室、会客室、卫生间等场所设红外开关装置。走廊内红外感应装置可自动检测该空间内的人体温度:在晚上时，若没有人经过，则会关闭除应急系统外的大部分灯光，当有人经过时，红外线感应器送出信号，使该走廊、通道的灯光可以开启，让人们可以顺利通过，也可以让安全监控能够工作。在会议中心，也设置了红外开关系统。非宴会时间，当有工作人员进入工作厅内工作时，红外线感应器感应到人体体温的红外信号，指令厅内的某几路灯光渐亮，可以让工作人员在有光的情景下工作。当工作人员离开后，厅内的灯光延时10min后关灯。宴会期间，可通过调整面板模式，设置灯光效果。当宴会开始后，一旦红外开关感应到人员入场，则将开启相应照明模式灯光。
3改造前后的比较
该系统安装调试好后，经过一段时间的使用，经实地测量其效果比以前有了很大进步，每个客房房间平均每天10h的用电量如表1所示。通过表1，可以看出改造后客房节电率能提高50%～80%，总用电量节约20%～30%，极大地节省了电能，并保证宾馆的软硬件设施的先进性。提升宾馆的整体形象，提升客人对宾馆的评价，从而大大增加客流量，提高宾馆总体的经营收入。该控制方式不仅安全，可靠，更符合国家提倡绿色宾馆建设要求。
4结束语
智能控制篇9
关键词：NXP1769Zigbee无线传感器网络智能系统
1 系统设计总体方案
1.1 系统设计背景及环境
ZigBee是近年来提出的一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信新技术，主要适用于自动控制和远程控制领域，可以满足对小型廉价设备的无线联网和控制。Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个Zigbee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。
Zigbee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币。每个Zigbee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个Zigbee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。
LPC1700系列Cortex-M3 微控制器用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。ARM Cortex-M3 是下一代新生内核，它可提供系统增强型特性，例如现代化调试特性和支持更高级别的块集成。
LPC1700系列Cortex-M3微控制器的操作频率可达100MHz。ARM Cortex-M3 CPU具有3级流水线和哈佛结构，带***的本地指令和数据总线以及用于外设的稍微低性能的第三条总线。ARM Cortex-M3 CPU还包含一个支持随机跳转的内部预取指单元。
LPC1700系列Cortex-M3微控制器的外设组件包含高达512KB的Flash存储器、64KB的数据存储器、以太网MAC、USB主机/从机/OTG接口、8通道的通用 DMA控制器、4个UART、2条CAN通道、2个SSP控制器、SPI接口、3个I2C接口、2-输入和2-输出的I2S接口、8通道的12位ADC、10位DAC、电机控制PWM、正交编码器接口、4个通用定时器、6-输出的通用PWM、带***电池供电的超低功耗RTC和多达70个通用I/O管脚。
1.2 总体设计框***
基于无线传感器网络的智能家居网络主要是由若干执行机构、若干无线传感器节点、无线协调机构，辅助机构，家居控制中心组成。其中，节点分布于客厅、卧室、厨房等需要监测的区域内，执行数据采集、处理和通信工作。无线执行机构负责向主控报警，窗帘开合和，模式开启电锁开关，等控制功能。无线协调机构是节点和控制中心的信使，转发两者之间的通信数据。家居无线控制中心处理来自无线协调机构的信息，并且为互联网的连接提供接口进行远程控制。
此次设计结合智能家庭网络系统的特点，如家庭内部无线网络连接距离较短，分布的节点并不是太多，并且数据的传输量也不是太大。基于家庭网络的这些特点，以协调器（协调机构）为中心节点组建一个星形家庭网络。
家居系统的控制中心，是整个系统的大脑，它支配整个系统的活动。它可以发命令给协调器，由协调器通过传输转达给终端，协调器和终端之间是无线通信。终端获得信息后控制外设传感器等器件，这些外设就属于执行机构，他们时刻等待命令，一旦接受立即执行相应操作。
协调器是控制中心和终端的信使，它实现了控制中心和终端的双向无线通信。
终端是系统的前线，它起着数据供给的作用。它在系统的边缘，它是数据采集终端，算是拥有***系统的单元，它有***的微控制器（嵌入8051内核），所以可对控制中心发来的命令，经过分析之后命令执行机构作出相应操作。终端和协调器是无线双向通信的。协助机构是系统向用户远程传达信息的，比如语音电话手机。
1.3 系统功能
此次设计的智能无线网络系统功能包括：智能门禁系统、自动窗帘、可燃气体泄漏监测、居室内外温度检测和语音电话和短信报警，可以实时发现隐患。
1.3.1 智能门禁系统
当人走到家居门口时，人体红外模块检测有人，人体携带着身份识别标签（预先设置好的ID卡或者钥匙卡）时，标签会发送加密身份信号给门禁Zigbee设备，门禁系统经过分析判断后决定是否开启数字门锁，用户再也不用自己掏钥匙开门了；而为了方便用户出门不用去扭开数字门锁，我们在室内接了一个***开关，只要用户按下开关，门锁就开了，方便用户出门。
1.3.2 自动窗帘
当用户选择菜单的开闭窗帘功能时候，窗帘会在打开或者关闭停到合适的位置。由于用户的窗户窗帘的尺寸可调，所以窗帘开/关的时间由用户在菜单上自行设定。自动窗帘还可以手动操作，由用户自动调节窗帘的位置。
1.3.3 可燃气体泄漏监测
在厨房安装可燃气体检测传感器节点，一旦检测到可燃气体浓度超标或者发生火灾，立即报警和短信远程报警通知，保证家居内人员的人身安全。该节点还包括了一个温湿度传感器，可检测厨房温度和湿度。
1.3.4 语音电话及短信报警
在平时，语音电话是充当普通语音电话，可以拨打和接听电话，里面插上可用的SIM卡既可以了。当发生火灾或者可燃气体泄漏浓度超标的时候，蜂鸣器开启并且以短信方式发送给用户报警。发送报警短信的电话号码用户可以设置的。
2 系统设计原理
2.1 系统设计原理
根据系统方案勾勒出了系统的物理框架和介绍了主要的通信协议―Zigbee协议。这次设计是在物理结构的基础上，分模块实现各种功能，物理结构之间通过指定的通信协议进行相互传达信息。CC2430是符合IEEE802.15.4标准的片上Zigbee产品，为此次系统的无线通信提供了条件。
2.1.1 节点
节点是整个系统网络的边缘，是以CC2430开发板为核心，外接各种传感器，门禁模块（读卡器，数字电控锁）人体红外模块（安防数据采集）和控制器件等。节点所用的传感器为温湿度传感器DHT11和可燃气体检测传感器MQ-2；门禁读卡器读取ID卡识别身份；数字电控锁是基于门禁读卡上的，需要识别用户ID卡信息；人体红外模块通过检测人体释放红外线获得数据，为安防提供数据；其他控制器件如直流减速电机用在窗帘控制。节点和协调器是通过串口通信的。
2.1.2 协调器
协调器是控制中心和节点的信使，也是CC2430开发板，它通过无线接收得到各个节点采集到的数据，他们之间的通讯是遵循Zigbee协议的。协调器和控制中心是通过串口通信的。
2.1.3 控制中心
控制中心（NXP LPC1769核心板），主要是综合和控制信息，是整个系统的大脑。控制中心和协调器以及语音电话和短信报警都是通过串口通信。
2.1.4 G***模块
语音电话和短信报警是一个G***模块。平时，该模块是充当普通的语音电话；当出现可燃气体泄露和非法入侵等家居隐患发生时候，则马上短信报警通知用户。
2.2 主要通信协议―Zigbee协议
2.2.1 协议框架
ZigBee标准采用分层结构。每一层为上层提供一系列特殊的服务：数据实体提供数据传输服务，管理实体则提供所有其他的服务。所有的服务实体都通过服务接入点(SAP)为上层提供一个接口，每个SAP都支持一定数量的服务原语来实现所需的功能。ZigBee标准堆栈架构是在OSI七层模型的基础上根据市场和实际需要定义的IEEE 802.15.4-2003标准定义了底层：物理层(Physical Layer，PHY)和媒体访问控制层(Medium Access Control Sub-Layer，MAC)。ZigBee联盟在此基础上定义了网络层(Network Layer，NWK)，应用层(Application Layer，APL)架构。其中应用层包括应用支持子层(Application Support Sub-Layer，APS)，应用架构(ApplicationFramework，AF)。
2.2.2 通信流程
一个基于Zigbee协议的通信流程简***，如下***：
完成一次通信，大概的流程如下***，A设备的应用层提出要求，形成应用层的要求，然后到网络层形成了网络层的帧，然后到MAC层加上MAC层的格式然后到物理层，处理一下形成物理帧，然后收发机就发了。当B收到了A的内容经过他的物理层去掉物理层的格式化的内容然后再到MAC层进行分析，顺次到达B的应用层，经过了层层剥离最后获得了A的应有层的信息。相同地，B设备也是以相同的流程给A设备信息，这样就实现了A设备和B设备的双向通信。
3 系统硬件实现
控制中心硬件框***是由硬件平台NXP LPC1769为核心，向外扩展而成。同通用I/O连接的有：液晶屏128*64，4*4矩阵键盘，蜂鸣器报警通知模块；而通过两个RS232串口连接了一个实现语音电话及短信报警功能的G***模块和协调器模块和一个协调器CC2430模块。为了能实现语音电话功能，给G***模块增加了音频输入的麦克风和实现输出的扬声器。外加给整个模块加上了供电模块和以太网网口。液晶屏和矩阵键盘配合使用为用户提供信息和功能选择；协调器给核心板传递终端节点采集的信息；蜂鸣器和G***模块配合实现报警通知。
和控制中心通过RS232串口连接的协调器和其他三个终端节点没有硬件上的直接连接，他们是通过无线星形网络通信的。
4 系统实现功能及性能分析
4.1 控制中心NXP LPC1769
实现功能：它是整个系统的大脑，系统上所有的部件都是由它控制。外面的数据给主控制芯片发过来，当主控制芯片在接受到数据之后，作出判断，再发送后面的命令。
4.2 Zigbee节点CC2430模块
实现功能：它是这个系统无线通信的基础，整个系统的数据传输都是在它的基础上完成的，他承担着发送和接收所有的数据。
4.3 门禁读卡器及电控锁
实现功能：门禁读卡器是用来识别ID卡号的设备，当用户进门时需持卡在读卡器前进行读卡，读卡器读取信息后，将信息送到控制中心，主机首先判断该该信息是否合法，如合法则发出开门指令（即向电控锁发送接通信号，使门打开；不合法则不发送开门指令。电控锁的功能就是控制门的开关，家里的安防全靠它，当卡号完全正确时，主控制板将给它一个信号，锁就会自动打开。当用户在室内时，只需要扭动锁体上的手动开关，锁就也会自动打开。当我们关上门时，锁体上的一对磁铁就会工作促使电锁将门锁上。
4.4 温湿度传感器DHT11
实现功能：我们使用的温湿度传感器是DHT11。它能够测量出室内外的温湿度，当用户想要出行时，可以随时观看一下户外的温湿度，提前做好准备工作。在室内时，也可以根据室内温度，来选择我们的取暖或降温方式。
4.5 MQ-2传感器
实现功能：MQ-2是用来实现检测厨房液化气或天然气的浓度。有时候由于用户的粗心导致煤气的泄露，这个时候当这些气体浓度超过某一个预设浓度值之后，MQ-2就会检测到，从而发出警报声而且向用户发出短信通知（用户在户外），使用户能够急时补救。
4.6 人体红外传感器
实现功能：该传感器能够检测到人体辐射出的红外线。当有人接近门时，它就会提醒用户有客人到访，用户就会去给客人开门。这样就会省去客人按门铃或是直接敲门。当我们将它装置在窗户时，它就另有别用了，他会检测到那些从窗户闯进来的不速之客，提醒用户注意保护生命财产安全。
4.7 直流减速电机
实现功能：电机的功能很简单，它的真反转来拉动窗帘是打开还是关闭。
4.8 液晶屏
实现功能：它能够将我们所有需要的信息显示出来，能够显示出温湿度。它还显示了菜单选择系统，让我们能够按照菜单所提示的内容来选择我们所需要的操作步骤。从而使整个系统能够畅通无阻的运行下去。
4.9 G***模块
实现功能：它能够实现打接电话和短信发送。当我们在户外时，家里有液化气泄漏或有人从窗户闯入，他都会以电话或是短信的方式来通知用户提早防范。
5 总结
智能无线系统的主要功能包括通信，设备自动控制，安全防范等方面。采用的器件前提都是以低成本低功耗，稳定性好的特性。智能无线系统的主要功能包括通信，设备自动控制，安全防范等方面。采用的器件前提都是以低成本低功耗，稳定性好的特性。
参考文献：
[1]lpcxpresso.lpc1769.schematic[1].2010.
[2]LPC1769/68/67/65/64 Product data sheet.2010.
[3]LPCXpresso User guide.2011.
[4]ES_LPC1769 Errta sheet.2011.
[5]周涛，胡.基于无线传感器网络的智能家居安防系统[J] .2010.
[6]高明明，孙庆巍，林森.无线智能家居控制系统的设计[J].2009.
[7]朱同.基于ZigBee的智能家居系统设计.[J].2008.
基金项目：
西安邮电学院中青年科研基金资助项目(ZL2009-12)。
智能控制篇10
关键词：城市照明；远程控制；无线通信；模块化；节能减排
随着我国城市化步伐的加快，城市经济和规模的发展，各种类型的道路越来越长，机动车数量迅速增加，夜间交通流量也越来越大，道路照明质量直接影响交通安全和城市发展，城市照明[1]建设作为体现城市形象的作用日益受到重视，如何提高道路照明质量、降低能耗、实现绿色照明已成为城市照明的关键问题。
1 智能路灯控制系统建设的必要性
城市照明越来越受到重视，得到了迅猛发展，路灯、景观灯规模越来越大，要求越来越高，从而给规划、设计、运行、管理和维护中带来了一系列问题。在我国，大部分城市特别是中小城市的路灯系统自动化管理水平还不是很高，仍采用早期的钟控、光控或人工控制技术，系统可靠性低，特别是当季节、气候变化时不能及时改变开关灯的时间，当有些路灯坏掉或是灯杆出现倾斜时也不容易及时发现。
除此之外，传统路灯多采用电力载波的有线传输方式，成本较高，线路复杂，当线路检修时，就不能再传输数据。同时电力载波信号不容易控制，只能在一个配电变压器区域范围内传送，且随着传输距离的增加，信号衰减比较严重。
为了应对更高的节能要求，提高城市形象和管理水平，以及针对传统路灯控制系统存在的弊端，必须进行高效精确的智能路灯控制系统。系统应集无线通讯技术、自动化控制技术、监控组网于一体，有效实现路灯控制的灵活性、实时性、可靠性。
2 城市照明控制现状
目前国内应用的城市照明监控系统归纳起来，这些系统存在的问题主要在于一下几方面。
精度不高：大多只能整体控制路灯的开与闭，最多到回路，精度不高，还远未达到单灯监控的水平，更不能体现智能化。
不能适应节能及监控新光源要求：近年来，能源问题日趋紧张，国家大力宣传在城市照明行业发展节能新技术，采用节能新光源，倡导“绿色照明”新观念。为顺应国家能源战略的总体要求，各种路灯节能设备在城市照明行业得到普遍应用，但目前采用的节能器，大多设在控制箱端，体积庞大，控制线路长、设备多，因而节能效果也受到一定限制。
盗失严重，管理乏术：随着城市建设规模的迅速扩展，市***公用设施的管理已成为一个老大难问题。仅在如何防止盗失方面，各地方各行业就此想了很多办法，比如加固设施，派专人巡查，加大处罚力度，甚至组建机构、招募人员，可以说不遗余力，想尽了方法。但公用设施被盗事件仍层出不穷，防范效果并不显著。原因主要是监控周期长，监控范围大而目标分散，单纯依靠人力毕竟不是科学和长久之计。
3 智能路灯控制系统实现
3.1 系统功能设计
系统功能设计主要包括终端控制管理和远程管理。
终端控制部分包括主控管理、电源管理、参数采集、无线通信、存储管理、延时断电、时钟管理、控制器以及程序管理。
远程管理部分包括数据存储、数据分析、路灯状态控制、时间表设置、报警管理、防盗管理、数据显示管理、时间同步管理、数据统计、无线通信、数据查询以及报表打印功能。
3.2 系统设计
3.2.1 系统整体结构设计
整个系统设计采用模块化结构，主要分为三大部分：监控中心，集中控制器，终端控制器。
每一个单灯控制器，成为系统的一个监控终端；多盏路灯的数据控制信息汇聚到一个集中控制器上，并通过集中控制器上传到监控中心。集中控制器以及每个控制终端都可以通过组网具有优势的Zigbee网络进行数据传输。在集中控制器中，有且只有一个担任主协调器，负责收发其他集中控制的数据信息。主协调器与监控中心主机通过网口或串口进行有线连接。监控中心可以通过任何可以上网的设备，通过浏览器查看连接到监控中心的软件界面来实现路灯点对点实时监控。
3.2.2 系统各模块设计
⑴终端控制器设计。每一个终端控制器，都集成了多种监控功能，主要负责路灯的多个参数同时监测和处理，同样采用模块化结构[3]，包括电源模块、电能采集模块、时钟模块、存储模块、延时断电模块、报警模块、无线通信模块和控制和反馈单元。
电源模块：将220V交流电经过整流之后给主控模块和无线通信模块提供两者正常运行所需要的直流稳压电源。
电能采集模块主要负责采集路灯的电流电压等数据，通过内嵌精密的数据处理算法，计算出电能及功率因数，为工作人员对路灯的耗电等情况提供数据依据。
无线通信模块采用Zigbee通信技术，成本和功耗低，无需布线，可以在不改变原有路灯控制系统布线的基础上进行方便安装，便于调整，并且能够实现终端控制器之间自动组网进行通信，当网络中出现某个终端控制器损坏时，控制器能够快速识别距离自己最近的通信节点，并将数据自动传送出去，保证了系统运行的稳定性。
存储模块：采用E?PROM存储，用于存储各路路灯的地址。
延时断电模块：为了防止在系统突然断电的情况下数据丢失的情况，在控制器中设计有超级电容，用于对控制器的断电起到延时作用，方便控制器及时对采集的数据进行存储。
时钟模块：系统采用高精度、低功耗、高性能的时钟芯片，从而为整个系统提供准确的时间。
报警模块：采用蜂鸣器，主要用于在路灯出现异常状态时进行报警，以实现快速发现并解决问题的目的。
控制器的控制和反馈单元采用可控硅，实现对路灯的开关控制，为了避免控制器受强电流等的影响而损害，系统在核心控制芯片和可控硅之间采用光耦隔离，从而实现保护核心控制器的作用。
系统主要组成结构如下***所示：
⑵集中控制器设计。系统的集中控制器主要采用Zigbee无线通信方式进行数据通信，其中包括两个部分，一部分是和终端控制器经串口连接的Zigbee子节点，另一部分是和监控中心的服务器相连的Zigbee模块，担当系统的主协调器。
Zigbee的从节点都设计成带有PA（PowerApmlifier功率放大器）的功能，从而使传输距离达到300米左右，增大数据传输距离，结合Zigbee的数据发送频率以及传输距离的技术问题，一般200-300左右盏灯通过安装一个集中控制器的Zigbee从节点进行统一控制。且每个控制器均设有一个唯一的识别地址，方便系统的通信和定位。
担任协调器的Zigbee模块与监控中心的服务器主机通过串口相连接，每个系统有且只有一个协调器。同样设计成带有有PA（PowerApmlifier功率放大器）的功能，从而增大数据传输距离。其主要负责数据的通信功能，是整个系统的通信枢纽，主要功能为：接收服务器下发控制命令，上报服务器所要查询的数据；可实现本地或者远程的查询与配置；同时可实现策略的查询、修改。
⑶监控中心设计。监控中心安装和配置卓朗公司自主研发的智能路灯控制系统软件，软件设计是在Windows操作系统的基础上，结合SQL server数据库，采用B/S架构进行开发，具有可视化、便于操作和掌握的人性化监控界面。每个监控中心都有唯一设定的地址编号，各个地址编号的路灯的电压、电流、电能、功率因数、位置信息等数据都可以实时显示在监控中心的大屏幕上，一旦某盏路灯出现损坏等情况时，将会在界面上发生声光报警，方便工作人员及时查询。
4 系统使用及效果
系统具有低功耗、低成本、断电延时、高稳定性、易扩展等特点，其应用Zigbee自组网和网络容量大的特点，可以应用在多种场合和环境，包括：需要监控的网点多，需要较大的网络覆盖的情况；低成本、低功耗的要求的情况；地形复杂，不便于布线的环境；无线传输的安全性及可靠性要求高的情况。
[参考文献]
[1]中国建筑科学研究院.《城市道路照明设计标准》.