某现代楼宇智能自动化控制设计毕业论文

摘 要

樓宇自動化系統(BAS)對整個建築的所有公用機電設備，包括建築的中央空調系統、給

排水系統、供配電系統、照明系統、電梯系統，進行集中監測和遙控來提高建築的管理水

準，降低設備故障率，減少維護及營運成本。

設計樓宇自動化系統的主要目的在於將建築內各種機電設備的資訊進行分析、歸類、

處理、判斷，採用最優化的控制手段,對各系統設備進行集中監控和管理，使各子系統設備

始終處於有條不紊、協同一致和高效、有序的狀態下運行，在創造出一個高效、舒適、安

全的工作環境中，降低各系統造價，儘量節省能耗和日常管理的各項費用，保證系統充分

運行，從而提高了智能建築的高水準的現代化管理和服務，使投資能得到一個良好的回報。

樓宇機電設備監控系統，作為智能建築樓宇自動化系統非常重要的一部分，擔負著對整座

大廈內機電設備的集中檢測和控制，保證所有設備的正常運行，並達到最佳狀態。

隨著我國智能建築（IB）業的發展，高層建築及建築群體越來越多，從而也促進消防

系統以迅猛的速度向前邁進。在智能建築的建築物自動化系統（BAS）中消防系統是非常重

要的一個子系統，擔負著保障人員及財產安全的重任。該論文設計了某綜合樓的消防系統，

主要是消防系統的感應機構，即探測器、手動報警按鈕、報警器、警報器、消火栓按鈕等

報警系統，和其執行機構，即消火栓滅火系統、火災事故廣播、應急照明、疏散指示標誌、

防排煙系統、防火卷簾門等滅火系統和各種聯動控制系統的具體設置和產品選型，並根據

產品報價和具體的產品用量做了該設計的預算書。

隨著現代社會的進步，人們的生活水準也在不斷的提高。以往家庭廚房大都是用木材

做燃料來做飯，而現在大多數家庭都改用罐裝煤氣、液化石油氣或者天然氣。但危險也隨

著它們而進入了人們的生活，因為罐裝煤氣、液化石油氣和天然氣都是易燃易爆物品，一

旦洩露，隨時都可能給人們造成生命和巨大的財產損失。

考慮到大多數家庭都存在著以上的安全問題，人們就非常需要一套用來預防事故發生

的環境監控系統，而火災報警系統就是專門為解決這一問題而設計的。該裝置能時時監控

你廚房裏的溫度和可燃氣體的濃度，當檢測到可燃氣體超標時便會啟動報警裝置並同時開

啟排氣扇將可燃性氣體排出去，為家庭的人身和財產安全提供了保障。

關鍵字： 自動化系統 消防系統 安全

目 錄

第一章 緒論

1.1国内外研究概况及发展趋势 .................................. 4

1.1.1 研究概况 ............................................. 4

1.1.2 发展趋势 ............................................. 4

1.2 火灾报警系统的总体方案 .................................... 4

第二章 楼宇自动化

2.1 楼宇自动化系统简介 ........................................ 4

2.2 楼宇自动化系统的组成与基本功能 ............................ 4

2.3 楼宇自动化控制系统的原理 .................................. 5

2.4 楼宇自动化系统设备的发展历史及相关产品简介 ................ 5

第三章 硬件设计

3.1 温度气体信号采集模块 ...................................... 7

3.2 显示部分方案设计 .......................................... 8

3.3 报警及执行部分方案设计 .................................... 8

3.4 火灾报警系统主要器件的选择 ................................ 9 3.4.1 主控制芯片的选择 .................................... 9 3.4.2 采集系统主要器件的选择 ............................. 10 3.4.3 液晶显示模块的选择 ................................. 14 3.4.4 三端稳压器7805 ..................................... 16

第四章 火灾报警系统的硬件电路设计

4.1 电源部分电路 ............................................. 18

4.2 采集部分电路 ............................................. 19 4.2.1 可燃性气体浓度采集电路 ............................. 19 4.2.2 温度采集电路 ....................................... 21

4.3 液晶显示部分电路 ......................................... 23

4.4 控制部分电路 ............................................. 24 4.4.1 复位电路 ........................................... 24 4.4.2 时钟电路 ........................................... 25 4.4.3 控制执行电路 ....................................... 26 4.4.4 报警电路 ........................................... 20

第五章 系统主要程序的设计

5.1 主程序 ................................................... 29

5.2 温度测量和处理的软件设计 ................................. 32

5.3 可燃气体浓度采集的软件设计 ............................... 37

5.4 液晶显示的软件设计 ....................................... 39

参考文献 ..................................................... 47

附录A 程序清单 ........................................... 49

附录B 火灾报警器的原理图 ................................. 39

附录C 火灾报警器的PCB图 ................................. 41

致 谢 ..................................................... 42

第一章 緒論

1.1國內外研究概況及發展趨勢

1.1.1研究概況

我國的火災自動報警控制系統經歷了從無到有、從簡單到複雜的發展過程，其智能化程度也越來越高。目前國內廠家多偏重用於大型倉庫、商場、高級寫字樓、賓館等場所大型火災報警系統的研發，他們採用集中區域報警控制方式，其系統複雜、成本較高。而在居民住宅區、機房、辦公室等小型防火單位，需要設置一種單一或區域聯網、廉價實用的火災自動探測報警裝置，因此，研製一種結構簡單、價格低廉的火災報警器是非常必要的。

隨著電子技術的飛速發展，各類分立電子元器件已及其所構成的相關功能單元已逐漸被功能更強大，性能更穩定，使用更方便的積體電路所取代。由積體電路構成的各種自動控制，自動測量，自動顯示電路遍及各種電子產品和設備，單片微型電腦簡稱為單片機，又稱為微控制器，是微型電腦的一個重要分支。單片機是上個世紀70年代中期發展起來的一種大規模積體電路晶片，是集CPU、RAM、ROM、I/O介面和中斷系統於同一個矽片的器件。80年代以來，單片機發展迅速，各類新產品不斷湧現，出現了許多高性能新型機種，現已成為自動化和各類控制領域的支柱產業之一。

1.1.2發展趨勢

a.系統不僅能實現監測監控，而且在軟體技術上應研究開發能根據被監測環境地點的參數進行有效的危險性判別、分析和提出專家決策方案。同時系統應用軟體應向網路化發展，按統一的格式向外提供監測數據。

b.針對通信協議不規範和傳輸設備物理層協議不規範，應儘快尋找一種解決系統相容性的途徑或制定相應的專業技術標準，這對促進住宅監控技術發展和系統的推廣應用均具有十分重要的意義。

c.研製高可靠性瓦斯感測器。

1.2火災報警系統的總體方案

本系統包含了六個小的電路塊，其中複位電路的工作方式是採用上電自動複位，用來對整個工作系統做好工作前的準備，一上電就使得中央處理器CPU和系統中的其他部件都處於一個確定的初始狀態，並從這個狀態開始工作。時鐘電路採用的是12MHZ的晶振作為系統軟體及硬體調試的工作時鐘。對於環境中溫度及氣體濃度，則通過數字溫度感測器及可燃性氣體感測器來獲取。顯示部分採用的是液晶顯示。當採集到的氣體濃度超出正常值時，CPU便啟動報警電路及外部設備控制執行電路，該部分電路主要由蜂鳴器及繼電器構成，用來實現對可燃性氣體濃度超標時的報警和排氣工作。系統的總體方案結構原理框圖如圖

1.1所示。

圖 1-1 火災報警系統總的結構原理框圖

畢業設計用紙

共 66 頁 第 3 頁

第二章 樓宇自動化

2.1樓宇自動化系統簡介

樓宇自動化系統也叫建築設備自動化系統(BuidingAutomationSystem簡稱BAS)，是智能建築不可缺少的一部分，其任務是對建築物內的能源使用、環境、交通及安全設施進行監測、控制等，以提供一個既安全可靠，又節約能源，而且舒適宜人的工作或居住環境。

2.2樓宇自動化系統的組成與基本功能

建築設備自動化系統通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防範等子系統。根據我國行業標準，BAS又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防範子系統。一般情況下，這兩個子系統宜一同納入BAS考慮，如將消防與安全防範子系統獨立設置，也應與BAS監控中心建立通信聯繫以便災情發生時，能夠按照約定實現操作權轉移，進行一體化的協調控制。

建築設備自動化系統的基本功能可以歸納如下：

(1)自動監視並控制各種機電設備的起、停，顯示或列印當前運轉狀態。

(2)自動檢測、顯示、列印各種機電設備的運行參數及其變化趨勢或歷史數據。

(3)根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備，使之始終運行 於最佳狀態。

(4)監測並及時處理各種意外、突發事件。

(5)實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kbq1.html