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随着国民经济的发展,我国建筑能耗已占全国总能耗的30%左右,资源节约已经提升到基本国策的高度。公共建筑每平方米的年耗电量是普通居民住宅的10~20倍,虽然目前90%的大型公共建筑安装有建筑设备自动化系统,对各种能耗设备进行检测和控制,但大多数正在运行的楼宇自控系统不能达到预定的控制节能要求,造成了投资与能源的大量浪费。如果实现对控制系统的优化,至少可达到15%~20%的节能效果。
本选题主要是依据“基于智能控制理论的BAS系统模型”对智能建筑环境系统仿真的关键技术进行研究,利用虚拟仪器技术,结合LabVIEW软件的功能,搭建起室内环境参数智能化检测系统平台,实现对建筑物内部环境(温度和湿度)的软硬件结合的系统检测和仿真。该系统平台旨在为建筑节能提供有效的测试手段,并为实现控制系统的优化做前期准备。
文中首先阐述了虚拟仪器技术的概念、虚拟仪器系统的基本构成及其特点,并简要概述了LabVIEW的发展历程以及今后虚拟仪器的发展方向。在室内环境数掘采集部分,主要选用NI公司的软硬件设备搭建系统平台,并使用BTHS温湿度变送器、PCI-6251数据采集板卡等进行数据采集,然后在LabVIEW环境下进行数据处理并以图形化形式实现直观的实时显示,并建立了温度和湿度报警系统,搭建了一个完整的软硬件结合的温、湿度数据采集与智能化检测系统平台。随后通过将PC-DAQ测量系统的软件整体移植到PXI测量系统,得到的实验数据基本一致,从而验证了虚拟仪器的灵活性。在此基础上分析了测试系统的数据管理方法以及在LabVIEW环境下访问数据库的几种方式,目前本系统采集的数据主要以电子表格文件形式保存管理,便于用户以后的查询和使用。最后探讨了远程虚拟仪器的实现,其中主要介绍了LabVIEW中的DataSocket节点和远程面板技术在系统中的应用,并利用远程面板技术实现了该系统的远程监控功能。
该系统平台主要包括了温湿度传感器系统、信号与数据处理、环境模拟显示、数据的存储管理以及网络化监控。同时,系统平台具有开放性、兼容性和不断更新等特点,故系统有良好的扩展性能,最终可将其扩展为一个综合性通用技术平台。