智能楼宇技术中温度检测技术的应用

分类：建筑设计论文发表 时间：2018-06-20 09:36 关注：(1)

　　彭辉

　　[摘要]智能楼宇控制技术在当前极有发展前景，在物联网应用技术中，该技术是重要组成部分，各种检测技术是智能楼宇技术的关键，温度检测技术是其中一个重要检测点，文章利用NEWLab实验箱来完成该项任务。

　　[关键词]温度检测;智能楼宇;NEWLab实验箱[基金项目]广西教育厅课题(项

　　目编号：KY2015YB440);广西工业职业技术学院课题(项目编号：桂工业院[2014]56号)

　　[作者简介]彭辉，广西工业职业技术学院教师，硕士，副教授、高级工程师，研究方向：计算机智能控制，物联网应用技术，广西南宁，530001

　　[中图分类号]TU855[文献标识码]A[文章编号]1007-7723(2017)06-0023-0002

　　随着智能建筑的逐渐普及，智能楼宇技术得到快速发展。作为物联网应用技术专业的一门专业课程，智能楼宇技术也显得尤为重要，本文以广西工业职业技术学院物联网应用技术专业中的智能楼宇技术课程教学为例，介绍智能楼宇技术中的温度检测技术。

　　一、智能楼宇控制技术

　　所谓智能楼宇是指以建筑物为平台，搭载各种信息化的设备，形成公共安全系统、设备管理系统、信息化应用系统以及信息设施系统等等，将原本相互独立的建筑结构、设备管理等等整合为一个统一的整体，在建筑物内提供人们基本的办公、工作和生活环境的同时，又能够提供通讯自动化、建筑设备自动化、办公自动化、火灾报警与消防联动自动化、安全防范自动化等功能，在既保证人们生活所必须的各项服务之外，还能够最大限度的节约人力和物力，实现节能、高效和便捷的生活方式。[1]

　　一般认为，智能楼宇技术主要是信息技术和计算机技术的高度结合，这种结合提供了信息基础设施，智能楼宇技术给人们创造了安全、舒适、便利、高效、节能的生活和工作环境，使人们处理多元信息变得便利。[2]智能楼宇自动化系统的核心技术也称之为计算机控制技术，该技术是自动控制技术和计算机技术相结合的提炼与升华。智能楼宇技术中的计算机控制系统主要构成如图1所示。

　　二、智能楼宇技术应用的开展

　　智能楼宇技术是广西工业职业技术学院物联网应用技术专业的专业课程，物联网应用技术专业是广西工业职业技术学院重点打造的自治区级一流专业建设项目，2016年广西壮族自治区财政厅对广西工业职业技术学院该专业拨款300万元，主要用于实验实训基地建设、师资队伍建设等。目前，广西工业职业技术学院物联网应用技术专业招生情况不错，学生学习氛围浓厚。物联网应用技术作为一个新兴行业，市场前期十分看好，该专业综合了计算机、电子、通信等以往专业的各项精华，但是专业人才奇缺，而要建设好该专业的课程也显得尤为重要。其中，智能楼宇技术作为该专业的专业课程，在广西工业职业技术学院联网应用技术专业的教学体系中属于第二阶段的教学任务。

　　广西工业职业技术学院联网应用技术专业将课程体系分成两个阶段。第一阶段主要是进行专业基础及专项能力训练，第二阶段是进行工程综合能力训练。第二阶段主要是第四、五学期，主要是进行技术综合应用能力训练。这个阶段主要将物联网应用技术专业的主要核心内容以及专业课程，形成五门核心能力模块课程，这些课程体现了本专业的理论知识、职业技能和职业素养与企业的工程项目进行融合、综合、提升。智能楼宇技术课程是一门综合能力较强的应用能力训练课程，地位较为突出。该课程主要包含智能建筑模块、楼宇智能化的关键技术模块、智能建筑设备自动化系统模块、安全防范系统模块、火灾自动报警系统模块、智能建筑通信自动化系统模块、智能楼宇音频系统模块、智能楼宇办公系统模块等。

　　三、温度检测技术

　　在智能楼宇技术中，对智能楼宇需要不断的检测，用于有选择的实现信号转换。检测技术就是针对复杂问题的检测方法、检测结构及检测信号处理等方面的综合研究。[3]

　　温度检测原理就是选择合适的物体作为温度敏感元件，它的某一个物理性质随温度而变化的特性为已知，通过温度敏感元件与被测对象的热交换，测量相关的物理量，从而用来确定被测对象的温度。温度检测方法可以分为接触式和非接触式两大类，其中又包含膨胀类、热电类、电阻类、辐射类等。比如，在教学中常用到的热敏电阻，它的测温范围是-50~300摄氏度之间，其原理是利用固体材料的电阻随温度而变化，属于接触式电阻类;再比如，同样也是经常在教学中提到分析的光纤温度传感器，它的测温范围是-50~400摄氏度之间，其原理是利用光纤的温度特性或作为传光介质，属于非接触式光纤类。[4]

　　四、温度检测技术在智能楼宇技术课程教学中的应用

　　(一)温度传感器热敏电阻

　　在实验中，我们主要通过上文中提到的热敏电阻来完成热敏电阻应用(即温度传感实验)来讲解热敏电阻的工作原理，使学生了解热敏电阻电路的工作特点及原理，掌握温度传感模块的原理和测量方法，从而掌握对温度检测技术在智能楼宇技术课程中的作用。

　　热敏电阻按电阻温度特性分为三类三步：负温度系数热敏电阻(NTC);正温度系数热敏电阻(PTC);临界负温度系数热敏电阻(CTR)。

　　热敏电阻输出特性的线性化处理可分为3种方法：1.线性化网络;2.利用测量装置中其他部件的特性进行修正，即采用温度—频率转换电路;3.计算修正法，即在带有微处理器(或微计算机)的测量系统中，当已知热敏电阻器的实际特性和要求的理想特性时，可采用线性插值法将特性分段，并把各分段点的值存放在计算机的存储器内。计算机将根据热敏电阻器的实际输出值进行校正计算后，给出要求的输出值。

　　(二)实验中温度传感器的检测

　　教学中的实验设备采用的是新大陆公司的NEWLab实验箱。NEWLab温度传感包含如下模块：

　　1.温度传感模块的电路板：温度/光照传感模块电路板和温度/光照传感模块电路板结构。

　　2.继电器模块电路：继电器是一种当输入量(电、磁、声、光、热)达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化，使被控制的输出电路导通或断开的自动控制器件。继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，通常应用于自动控制电路中。它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”，因此在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

　　3.指示灯模块和风扇模块电路：指示灯模块接到继电器的常开开关上，风扇接入继电器的常闭开关上，当温度传感模块输出低电平时，风扇模块工作，指示灯模块停止工作;当温度传感模块输出高电平时，继电器工作，常开和常闭开关工作状态发生变化，指示灯模块开始工作，风扇模块停止工作。

　　(三)温度传感器的检测实验操作

　　1.温度传感模块启动。温度传感模块工作时需要有四个模块，分别是温度/光照传感模块、继电器模块、指示灯模块、风扇模块。(1)将NEWLab实验硬件平台通电并与电脑连接。(2)将温度/光照传感模块、继电器模块分别放置在NEWLab实验平台的一个实验模块插槽上，当指示灯、风扇模块放置好，并将四个模块连接好后，将模式选择调整到自动模式，按下电源开关，启动实验平台，使温度传感模块开始工作。(4)启动NE-cWLab实验上位机软件平台，选择温度传感实验。(5)选择硬件连接说明，上位机软件平台检测硬件通过，如果点击连线提示灯亮，则温度/光照传感模块输出状态指示灯和继电器模块的输入状态指示灯开始闪烁。(6)选择场景模拟实验，上位机软件测试硬件平台的温度传感模块正常工作，并进入工作界面。

　　2.实验测量。(1)设置基准温度的基准电压阀值测量比较器负端的基准电压。(2)正常温度时的参数，温敏电阻两端的采集电压。(3)加热升温时的参数，测量此时的比较器的采集电压、输出电压，从而得出实验数据。

　　五、总结

　　通过对温度传感器原理的介绍，实验数据的测量能够在教学中体现温度检测技术在智能楼宇技术课程中的作用以及如何进行相关的检测，有利于对智能楼宇技术课程进行理论和实践教学，提高了学生从该课程中学到如何从事实际工程所需的知识和技能。

　　[参考文献]

　　[1]张振昭，许锦标.楼宇智能化技术(第二版)[M].北京：机械工业出版社，2003.

　　[2]陈虹.楼宇自动化技术与应用[M].北京：机械工业出版社，2005.

　　[3]吴强.楼宇智能化技术在智能建筑中的应用[J].中小企业管理与科技，2014，(7).

　　[4]王化祥.传感器原理及应用[M].天津：天津大学出版社，2002.