1. Trang Chủ
  2. Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học
  3. LUẬN VĂN: NGHIÊN CỨU CÁC CHUẨN TRUYỀN THÔNG VÀ XÂY DỰNG MỘT ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN, ĐIỀU HÀNH TÒA NHÀ CAO TẦNG

LUẬN VĂN: NGHIÊN CỨU CÁC CHUẨN TRUYỀN THÔNG VÀ XÂY DỰNG MỘT ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN, ĐIỀU HÀNH TÒA NHÀ CAO TẦNG

Luận văn được tổ chức thành 3 chương với các nội dung chính như sau: Chương 1 – Tổng quan về hệ thống BMS: Giới thiệu tổng quan về hệ thống BMS, các phân hệ trong hệ thống BMSChương 2 – Một số chuẩn và giao thức truyền thông ứng dụng trong hệ thống BMS: Trình bày mạng truyền thông trong hệ thống BMS, một số chuẩn truyền thông, giao thức truyền thông sử dụng trong hệ thống BMS.Chương 3 – Thiết kế một hệ thống thành phần trong hệ thống BMS: Trình bày mục tiêu của đề tài, xây... ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ

Thể loại Tài liệu miễn phí Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học

Số trang 108

Ngày tạo 8/30/2018 1:18:57 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 5.90 M

Tên tệp

Tải LUẬN VĂN: NGHIÊN CỨU CÁC CHUẨN TRUYỀN THÔNG VÀ XÂY... (.pdf)

Xem mẫu

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN ĐẮC HẢI NGHIÊN CỨU CÁC CHUẨN TRUYỀN THÔNG VÀ XÂY DỰNG MỘT ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN, ĐIỀU HÀNH TÒA NHÀ CAO TẦNG Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60.52.70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Phạm Mạnh Thắng Hà Nội - 2010
  2. Trang - 2 - LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ những nội dung và số liệu trong luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu các chuẩn truyền thông và xây dựng một ứng dụng cho hệ thống giám sát, điều khiển, điều hành tòa nhà cao tầng” là do tôi tự nghiên cứu và thực hiện. Học viên thực hiện luận văn Nguyễn Đắc Hải
  3. Trang - 3 - LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn quí thầy cô trường Đại học Công nghệ- Đại học Quốc gia Hà Nội, đặc biệt là những thầy cô đã tận tình dạy bảo tôi trong suốt thời gian học tập tại trường. Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Phạm Mạnh Thắng đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, t ô i rất mong nhận được những đóng góp quí báu của quí thầy cô và các bạn. Hà Nội, tháng 05 năm 2010 Học viên Nguyễn Đắc Hải
  4. Trang - 4 - MỤC LỤC Trang phụ bìa .......................................................................................... 1 Lời cam đoan .......................................................................................... 2 Lời cảm ơn ............................................................................................. 3 Mục lục................................................................................................... 4 Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ................................................... 6 Danh sách các bảng ................................................................................ 7 Danh mục các hình vẽ, đồ thị .................................................................. 8 Mở đầu ................................................................................................... 10 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BMS 1.1. Giới thiệu chung .............................................................................. 13 1.2. Các phân hệ trong hệ thống BMS..................................................... 14 1.2.1. Quản lý vào/ ra trong tòa nhà ................................................... 15 1.2.1.1. Thành phần của một hệ thống RFID................................. 15 1.2.1.2. Hoạt động của hệ thống RFID .......................................... 16 1.2.2. Hệ thống báo cháy ................................................................... 16 1.2.2.1. Cách nhận biết và báo cháy .............................................. 16 1.2.2.2. Các bộ phận chính của hệ thống ....................................... 17 1.2.3. Hệ thống thang máy ................................................................ 19 1.2.4. Hệ thống điều hoà trung tâm .................................................... 20 1.2.5. Máy phát điện .......................................................................... 21 1.2.6. Hệ thống điện ........................................................................... 21 CHƯƠNG 2. MỘT SỐ CHUẨN VÀ GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG BMS 2.1. Mạng truyền thông trong hệ thống BMS .......................................... 23 2.2. Một số chuẩn truyền thông ............................................................... 23 2.2.1. Giới thiệu về truyền thông qua chuẩn RS232 ........................... 23 2.2.2. Giới thiệu về truyền thông qua chuẩn RS-485 .......................... 28 2.3. Giao thức truyền thông .................................................................... 35 2.3.1. Giới thiệu giao thức truyền thông BACnet ............................... 35 2.3.2. Giao thức mạng Ethernet.......................................................... 35 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG BMS 3.1. Mục tiêu của đề tài ........................................................................... 36
  5. Trang - 5 - 3.2. Cấu hình hệ thống ............................................................................ 36 3.3. Thiết kế phần cứng của hệ thống ...................................................... 37 3.3.1. Giới thiệu tổng quan họ vi điều khiển AVR ............................. 37 3.3.2. Giới thiệu vi điều khiển AVR Atmega 128 .............................. 38 3.3.2.1. Sơ đồ chân ....................................................................... 38 3.3.2.2. Cấu trúc bộ nhớ ................................................................ 39 3.3.2.3. Cổng vào ra ...................................................................... 46 3.3.2.4. Bộ định thời ..................................................................... 50 3.3.2.5. Cấu trúc ngắt .................................................................... 75 3.3.3. Giới thiệu vi điều khiển AVR Atmega8 ................................... 82 3.3.3.1. Giới thiệu chung............................................................... 82 3.3.3.2. Sơ đồ chân ....................................................................... 82 3.3.4. Cảm biến .................................................................................. 84 3.3.5. Mạch Slaver ............................................................................. 86 3.3.6. Mạch Master ............................................................................ 88 3.3.7. Keyboard và LCD .................................................................... 90 3.4. Xây dựng phần mềm nhúng điều khiển cho hệ thống ....................... 91 3.4.1. Xây dựng phần mềm nhúng điều khiển cho mạch Slaver dùng Atmega8 .............................................................................. 91 3.4.2. Xây dựng phần mềm nhúng điều khiển cho mạch Master dùng Atmega128.......................................................................... 92 3.5. Kết quả và khả năng ứng dụng của hệ thống .................................... 93 3.5.1. Tính khoa học .......................................................................... 93 3.5.2. Khả năng triển khai ứng dụng vào thực tiễn ............................. 93 3.5.3. Hiệu quả kinh tế xã hội ............................................................ 94 Kết luận ................................................................................................ 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................... 96 Phụ lục ................................................................................................ 97
  6. Trang - 6 - DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Application Level network – Lớp ứng dụng mạng ALN Building Automation and Control network Protocol - Giao thức BACnet truyền thông của hệ thống điều khiển và tự động hoá toà nhà Building Management System - hệ thống quản lý tòa nhà BMS Carrier-Sense Multiple Access/ Collision Detect CSMA/CD Data Communication Equipment – Thiết bị truyền dữ liệu DCE Data Terminal Equipment - Thiết bị đầu cuối DTE Hệ thống thông gió và điều hòa không khí HVAC Interrupt service routine - Trình dịch vụ ngắt ISR Open System Interconnection – Hệ thống liên kết mở OSI Power Line Communication - đường điện lưới PLC Radio Frequency Identification - Xác nhận đối tượng bằng sóng vô RFID tuyến Ring indicator – Chỉ thị chuông RI Reduced Instruction Set Computer RISC Request to send – Yêu cầu gửi RTS Transmission Control Protocol / Internet Protocol - Giao thức điều TCP/IP khiển truyền thông /Giao thức Internet Unit Load UL Waveform Generation Mode WGM
  7. Trang - 7 - DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1: Một số thông số điện học của RS-232 ............................................... 25 Bảng 2:Các thông số quan trọng của RS-485.................................................. 28 Bảng 3: Thông số của các phương pháp ......................................................... 34 Bảng 4: Các chân của Atmega128 .................................................................. 39 Bảng 5: Cấu hình cho các chân cổng .............................................................. 48 Bảng 6: Địa chỉ các Port ................................................................................. 50 Bảng 7: Lựa chọn tốc độ xung clock .............................................................. 54 Bảng 8: Lựa chọn các chế độ thực thi của bộ định thời 0. ............................... 67 Bảng 9: Bảng Vector Ngắt Của ATmega128 .................................................. 78 Bảng 10: Điều khiển kiểu bắt mẫu ngắt trong thanh A ................................... 79 Bảng 11: Điều khiển kiểu bắt mẫu ngắt trong thanh B.................................... 80 Bảng 12: Các chân Atmega8 .......................................................................... 84 Bảng 13: Các thông số kỹ thuật của sensor JS-20 ........................................... 85
  8. Trang - 8 - DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1: Hình minh họa hệ thống BMS ........................................................... 14 Hình 2: Reader và Card .................................................................................. 15 Hình 3: Thiết bị báo cháy ............................................................................... 18 Hình 4: Hệ thống giám sát, đo lường sử dụng điện trong tòa nhà ................... 21 Hình 5: Quy định trạng thái logic của tín hiệu RS-232. .................................. 24 Hình 6: Giắc cắm RS-232 loại 9 chân............................................................. 26 Hình 7: Giắc cắm RS-232 loại 25 chân........................................................... 27 Hình 8: Ghép nối trực tiếp ............................................................................. 28 Hình 9: Sơ đồ bộ kích thích ( driver ) và bộ thu ( receiver ) RS-485. .............. 29 Hình 10: Quy định trạng thái logic của tín hiệu RS-485. ................................ 30 Hình 11: Định nghĩa một tải đơn vị. ............................................................... 30 Hình 12: Quan hệ giữa tốc độ truyền và chiều dài dây dẫn ............................. 31 Hình 13: Cấu hình mạng RS – 485 hai dây ..................................................... 32 Hình 14: Dây xoắn đôi ................................................................................... 32 Hình 15: Cấu hình mạng RS-485 sử dụng 4 dây. ............................................ 33 Hình 16: Các phương pháp chặn đầu cuối RS-485. ........................................ 34 Hình 17: Sơ đồ khối hệ thống ......................................................................... 37 Hình 18: Sơ đồ chân ....................................................................................... 38 Hình 19: Bộ nhớ chương trình có và không có sử dụng boot loader ............... 40 Hình 20: Vùng nhớ 64 thanh ghi vào ra có 2 cách chọn địa chỉ ...................... 42 Hình 21: Chức năng con trỏ của các thanh ghi R26 –R31............................... 42 Hình 22: Tóm tắt bản đồ bộ nhớ ATmega128 ................................................ 46 Hình 23. Sơ đồ một cổng vào ra ..................................................................... 49 Hình 24: Sơ đồ khối bộ định thời 1 (3) ........................................................... 51 Hình 25: Thanh ghi TEMP ............................................................................. 56 Hình 26: Ngõ ra khối Compare Match Output Unit ........................................ 65 Hình 27: Sơ đồ khối bộ định thời 0 ................................................................ 66 Hình 28: Sơ đồ khối bộ định thời 2 ................................................................ 72 Hình 29: Sơ đồ chân Atmega8 ........................................................................ 83 Hình 30: Hình ảnh cảm biến JS- 20 Largo Pir ................................................ 84 Hình 31: Khoảng cách và góc quét của JS-20 ................................................. 85 Hình 32: Sơ đồ nguyên lý mạch Slave ............................................................ 86 Hình 33: Sơ đồ mạch PCB của mạch slave ..................................................... 87
  9. Trang - 9 - Hình 34: Sơ đồ nguyên lý mạch Master.......................................................... 88 Hình 35: Sơ đồ mạch PCB của mạch Master .................................................. 89 Hình 36: Mạch điện điều khiển của mạch Master ........................................... 89 Hình 37: Sơ đồ mạch PCB của LCD Keyboad ............................................... 90 Hình 38: Mạch điện điều khiển của Keyboad và LCD .................................... 91 Hình 39: Sơ đồ khối hoạt động của mạch Slave ............................................. 91 Hình 40: Sơ đồ khối hoạt động của mạch Master ........................................... 92 Hình 41: Hình ảnh của hệ thống ..................................................................... 98
  10. Trang - 10 - MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, cùng với không khí hội nhập kinh tế quốc tế của Việt nam, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước đã có những bước phát triển rất nhanh. Một trong những bước thành công đó là qui mô đô thị hóa với hàng loạt các công trình kiến trúc đồ sộ đã và đang được xây dựng trên mọi miền của tổ quốc, góp phần cho sự phát triển kinh tế. Trong các công trình kiến trúc đồ sộ đó không thể không kể đến các tòa nhà cao tầng mới được xây dựng ở Việt Nam. Các tiêu chí đánh giá chất lượng các tòa nhà cao tầng đó liên quan đến các mặt kiến trúc, kết cấu xây dựng, tiện nghi, độ an toàn, độ tin cậy, tính kinh tế và tính hiện đại của tòa nhà. Hầu hết các tòa nhà này hiện đều được trang bị hệ thống điều khiển và quản lý tòa nhà BMS (Building Management System) như ở các nước công nghiệp. Chỉ có trên cơ sở hệ thống BMS này mà các chuyên gia mới có thể đánh giá chất lượng của các tòa nhà đạt tiêu chuẩn hay không đạt tiêu chuẩn quản lý hiện đại.[14] Các tiêu chí liên quan đến hệ thống BMS bao gồm các thành phần giám sát và báo động, các hệ thống thành phần quản lý năng lượng và hệ thống thông tin. Khi được trang bị như vậy, tất cả các hệ thống thành phần đó ngoài việc có khả năng hoạt động độc lập thì cần phải được điều khiển tập trung nhằm cho phép tăng độ an toàn, tính bền vững và ổn định của toàn hệ thống. Hệ thống tổng thể cần được thiết kế sử dụng khả năng tích hợp các hệ thống thành phần trên cơ sở một hệ thông tin liên tục, không bị gián đoạn, có được tốc độ xử lý dữ liệu đủ cao nhằm tăng tính tin cậy và hiệu quả sử dụng. Thực tế phát triển như vũ bão của Công nghệ thông tin trong những năm gần đây đã cho thấy: hệ thống kể trên hoàn toàn có thể thực hiện được tốt trên cơ sở nghiên cứu tích hợp các hệ thống thành phần qua các kênh thông tin được tích hợp với nhau như dùng kết nối các đường dây chuyên dụng truyền thống, các kênh thông tin vô tuyến (wireless), dùng ngay mạng điều khiển qua đường điện lưới PLC (Power Line Communication) hoặc dùng mạng máy tính (computer network), mạng điện thoại di động (mobile network) hoặc thậm chí cả mạng Internet.[15] Các hệ thống quản lý tòa nhà BMS được phát triển và ứng dụng khoảng 20- 30 năm trở lại đây dựa trên cở sở công nghệ tự động hóa phát triển và tích hợp tổng thể. Hệ thống BMS ra đời trợ giúp cho việc quản lý các tòa nhà rất hiệu quả và kinh tế. Tuy vốn ban đầu đầu tư cho thiết bị và các phần mềm quản lý là không nhỏ, nhưng so với chi phí khai thác lâu dài thì rất hiệu quả và kinh tế. Chúng ta có thể
  11. Trang - 11 - tham khảo các tòa nhà lớn ở sân bay Stuttgart của Đức, tòa nhà sinh thái ở Bỉ, nhà băng Credit Suisse First Boston ở Anh, Capital tower và hãng sản xuất đĩa cứng Seagate ở Singapore... Các tòa nhà này đã được trang bị hệ thống BMS của Siemens và đã, đang được khai thác rất hiệu quả và kinh tế. Các nhà cao tầng ở Việt nam đã sử dụng hệ thống BMS của Siemens. Các tòa nhà: Saigon Center HCM được đưa vào sử dụng 1996, Red river building Hanoi-1999, Opera Hilton Hotel Hanoi-2000, Hanoi Nation Stadium-2003. Sau khi trang bị hệ BMS này, các tòa nhà đã khai thác rất hiệu qủa khả năng quản lý giám sát và báo hiệu các sự cố của hệ thống HVAC (Hệ thống thông gió và điều hòa không khí) và tiết kiệm được 50% năng lượng điện tiêu thụ cho hệ thống so với trước khi lắp đặt hệ thống BMS.[14] Bên cạnh việc sử dụng điện năng cho các hoạt động của tòa nhà(Hệ thống điều hòa, vận hành thang máy,…) thì việc sử dụng điện năng cho điều khiển chiếu sáng cũng chiếm một tỷ trọng khá lớn. Việc quản lý tốt vấn đề chiếu sáng không chỉ đem lại môi trường làm việc đủ ánh sáng mà còn nâng cao hiệu quả đầu tư cho việc tiết kiệm điện và chi phí vận hành. Tự động hóa điều khiển chiếu sáng, người vận hành có thể lập sẵn lịch hoạt động chiếu sáng cho từng khu vực nhất định, cho từng thời điểm nhất định. Như khu hành lang là nơi thường xuyên có người qua lại, hệ thống sẽ tự động bật sáng khu vực đó trong thời gian làm việc. Những khu vực nhạy cảm về vấn đề an ninh, hệ thống sẽ tự động bật sáng khu vực đó về đêm hoặc chiếu sáng tăng cường trong những thời điểm nhạy cảm. Xuất phát từ những ý tưởng và những tình hình thực tế như ở trên, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu các chuẩn truyền thông và xây dựng một ứng dụng cho hệ thống giám sát, điều khiển, điều hành tòa nhà cao tầng” cho luận văn tốt nghiệp. Luận văn được tổ chức thành 3 chương với các nội dung chính như sau: Chương 1 – Tổng quan về hệ thống BMS: Giới thiệu tổng quan về hệ thống BMS, các phân hệ trong hệ thống BMS Chương 2 – Một số chuẩn và giao thức truyền thông ứng dụng trong hệ thống BMS: Trình bày mạng truyền thông trong hệ thống BMS, một số chuẩn truyền thông, giao thức truyền thông sử dụng trong hệ thống BMS. Chương 3 – Thiết kế một hệ thống thành phần trong hệ thống BMS: Trình bày mục tiêu của đề tài, xây dựng cấu hình của hệ thống, thiết kế phần cứng, thiết kế các modul mạch điện của hệ thống và xây dựng phần mềm nhúng cho hệ thống
  12. Trang - 12 - nhằm thực hiện công việc bật/ tắt đèn chiếu sáng tự động trong hệ thống BMS. Thử nghiệm kết quả và khả năng ứng dụng của hệ thống.
  13. Trang - 13 - CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BMS 1.1. Giới thiệu chung Mục tiêu của hệ thống BMS là tập trung hóa và đơn giản hóa việc giám sát, vận hành và quản lý tòa nhà. BMS cho phép nâng cao hiệu suất của tòa nhà bằng cách giảm chi phí nhân công, chi phí năng lượng và cung cấp môi trường làm việc thoải mái và an toàn cho con người. Một số lợi ích của hệ thống BMS: - Đơn giản hóa vận hành: các thủ tục, các chức năng có tính lặp đi lặp lại được chương trình hóa để vận hành tự động. - Giảm thời gian đào tạo cho nhân viên vận hành: Do có các chỉ dẫn trực tiếp trên màn hình cũng như giao diện trực quan của tòa nhà. - Phản ứng nhanh đối với các đòi hỏi của khách hàng và các sự cố. - Giảm chi phí năng lượng: quản lý tập trung việc điều khiển và quản lý năng lượng. - Quản lý tốt hơn các thiết bị trong tòa nhà: nhờ vào hệ thống dữ liệu lưu trữ, chương trình bảo trì bảo dưỡng và hệ thống tự động báo cáo các cảnh báo. - Linh hoạt trong việc lập trình theo nhu cầu, kích thước, tổ chức và các yêu cầu mở rộng. - Sử dụng hệ thống vận hành bằng việc tích hợp hệ thống phần mềm và phần cứng của nhiều hệ thống con khác nhau như: báo cháy, an toàn, điều khiển truy nhập, điều khiển thiết bị điện qua công nghệ mạng di động GSM,….
  14. Trang - 14 - 1.2. Các phân hệ trong hệ thống BMS Hình 1: Hình minh họa hệ thống BMS Trong hệ thống BMS có khá nhiều phân hệ, cụ thể: - Trạm phân phối điện - Máy phát điện dự phòng - Hệ thống chiếu sáng - Hệ thống điều hoà và thông gió - Hệ thống cấp nước sinh hoạt - Hệ thống báo cháy - Hệ thống chữa cháy
  15. Trang - 15 - - Hệ thống thang máy - Hệ thống âm thanh công cộng - Hệ thống quản lý vào/ra (dùng công nghệ RFID) - Hệ thống an ninh - Đóng ngắt thiết bị điện - Điều khiển thiết bị điện qua công nghệ mạng di động GSM - V.v… Các hệ thống này có thể chia làm ba nhóm chính: - Hệ thống giám sát và báo động, - Hệ thống quản lý năng lượng, - Hệ thống thông tin. Ba nhóm này đặc trưng cho hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà ba nhóm hệ thống trên được trang bị cho các tòa nhà hay không.[15] 1.2.1. Quản lý vào/ra trong tòa nhà Để quản lý vào/ra tại các cửa trong tòa nhà bằng thẻ sử dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification). Công nghệ RFID là công nghệ xác nhận đối tượng bằng sóng vô tuyến. Dạng đơn giản nhất được sử dụng hiện nay hệ thống RFID bị động làm việc như sau: một RFID reader truyền một tín hiệu tần số vô tuyến điện từ qua anten của nó đến một con chip không tiếp xúc. Reader nhận thông tin trở lại từ chip và gửi nó đến máy tính điều khiển đầu đọc và xử lý thông tin tìm được từ con chip. Các con chip không tiếp xúc không tích điện, chúng hoạt động bằng cách sử dụng năng lượng chúng nhận từ tín hiệu được gửi bởi một reader.[13] 1.2.1.1. Thành phần của một hệ thống RFID Một hệ thống RFID toàn diện bao gồm bốn thành phần: Hình 2: Reader và Card
  16. Trang - 16 - 1. Thẻ RFID được lập trình điện tử với thông tin duy nhất. 2. Các reader hoặc sensor (cái cảm biến) để truy vấn các thẻ. 3. Anten 4. Server[16] 1.2.1.2. Hoạt động của hệ thống RFID Một hệ thống RFID có ba thành phần cơ bản: thẻ, đầu đọc, và một host computer. Thẻ RFID gồm chip bán dẫn nhỏ và anten được thu nhỏ trong một số hình thức như thẻ vào ra cửa trong tòa nhà. Mỗi thẻ được lập trình với một nhận dạng (ID) duy nhất cho phép theo dõi không dây đối tượng hoặc con người đang gắn thẻ đó. Bởi vì các chip được sử dụng trong thẻ RFID có thể giữ một số lượng lớn dữ liệu, chúng có thể chứa thông tin như chuỗi số, hướng dẫn cấu hình, dữ liệu kỹ thuật, sổ sách y học và lịch trình. Cũng như phát sóng tivi hay radio, hệ thống RFID cũng sử dụng bốn băng thông tần số chính: tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) hoặc sóng cực ngắn (viba). RFID reader gồm một anten liên lạc với thẻ RFID và một đơn vị đo điện tử học đã được nối mạng với host computer. Đơn vị đo tiếp sóng giữa host computer và tất cả các thẻ trong phạm vi đọc của anten, cho phép một đầu đọc liên lạc với hàng trăm thẻ đồng thời. Nó cũng thực thi các chức năng bảo mật như mã hóa/ giải mã và xác thực người dùng. Đầu đọc RFID có thể phát hiện thẻ ngay cả khi không nhìn thấy chúng. Hầu hết các mạng RFID gồm nhiều thẻ và nhiều đầu đọc được nối mạng với nhau bởi một máy tính trung tâm, hầu như thường là một trạm làm việc gọn để bàn. Host xử lý dữ liệu mà các đầu đọc thu thập từ các thẻ và dịch nó giữa mạng RFID và các hệ thống kỹ thuật thông tin lớn hơn, mà nơi đó quản lý dây chuyền hoặc cơ sở dữ liệu quản lý có thể thực thi.[13] 1.2.2. Hệ thống báo cháy 1.2.2.1. Cách nhận biết và báo cháy Khi có căn phòng trong tòa nhà bị cháy, ở những căn phòng có cháy đó thường có dấu hiệu sau: - Lửa, khói và vật liệu chỗ cháy bị thiêu hủy - Nhiệt độ trong vùng cháy tăng lên cao - Không khí bị Oxy hóa mạnh - Có mùi cháy và mùi khét Ta có thể dựa vào những dấu hiệu trên để đặt các hệ thống cảm biến để làm các thiết bị báo cháy.
  17. Trang - 17 - Thiết bị báo cháy tự động giúp chúng ta thường xuyên theo dõi để hạn chế các vụ cháy tai hại, hạn chế thiệt hại và an toàn cho mọi người. 1.2.2.2. Các bộ phận chính của hệ thống 1.2.2.2.1. Cảm biến Cảm biến là bộ phận quan trọng, nó quyết định độ nhạy và sự chính xác của hệ thống báo cháy. Cảm biến hoạt động dựa vào các đặc tính vật lý của vật liệu cấu tạo nên chúng. Cảm biến được dùng để chuyển đổi các tín hiệu vật lý sang tín hiệu điện. Các đặc tính của cảm biến ta cần quan tâm: độ nhạy, độ ổn định và độ tuyến tính.  Cảm biến nhiệt Là loại cảm biến dùng để chuyển tín hiệu dưới dạng nhiệt độ sang tín hiệu điện, cảm biến nhiệt có độ nhạy tương đối cao và tuyến tính. Nguyên tắc làm việc của cảm biến nhiệt là dòng điện hay điện áp thay đổi khi có nhiệt độ tại nơi đặt nó thay đổi. Các loại cảm biến nhiệt: IC cảm biến: Là loại cảm biến bán dẫn được chế tạo thành các IC chuyên có độ nhạy cao, điện áp ra thay đổi tỷ lệ thuận với nhiệt độ, một số loại IC được bán trên thị trường là: LM355, LM334,… Thermo Couples: Thermo Couples biến đổi đại lượng nhiệt độ thành dòng điện hay điện áp DC nhỏ. Nó gồm hai dây kim loại khác nhau nối với nhau tại hai mối nối. Khi các dây nối đặt ở các vị trí khác nhau trong dây sẽ xuất hiện suất điện động. Suất điện động tỷ lệ thuận với sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối nối.  Cảm biến lửa: Khi lửa cháy thì phát ra ánh sáng hồng ngoại, nên ta sử dụng các linh kiện phát hiện tia hồng ngoại để phát hiện lửa. Nguyên lý hoạt động của cảm biến lửa là điện trở của các linh kiện thu sóng hồng ngoại tăng nó chuyển tín hiệu ánh sáng thu được thành tín hiệu điện để báo cháy. Cảm biến loại này rất nhạy với lửa, tuy nhiên cũng dễ báo nhầm nếu ta để cảm biến ngoài trời hoặc gần ánh sáng bóng đèn tròn.  Cảm biến khói: Thường cảm biến loại này là bộ phận riêng biệt chạy bằng Pin được thiết kế để lắp đặt trên trần nhà, trên tường. Có hai loại cảm biến khói:
  18. Trang - 18 - Loại thứ nhất sử dụng nguyên tắc Ion hóa. Sử dụng một lượng nhỏ chất phóng xạ để Ion hóa trong bộ cảm biến. Không khí Ion hóa sẽ dẫn điện và tạo ra một dòng điện chạy giữa hai cực đã được nạp điện. Khi các phần tử khói lọt vào khu vực cảm nhận được Ion hóa sẽ làm tăng điện trở trong buồng cảm nhận và làm giảm luồng điện giữa hai cực. Khi luồng điện giảm xuống tới một giá trị nào đó thì bộ cảm biến sẽ phát tín hiệu báo cháy. Loại thứ hai sử dụng các linh kiện thu phát quang. Loại này được dùng bởi linh kiện phát quang (Led, Led hồng ngoại,…) chiếu một tia ánh sáng qua vùng bảo vệ vào một linh kiện thu quang (photo diode, photo transistor, quang trở, …). Khi có cháy xảy ra, khói đi vào vùng bảo vệ sẽ che chắn hoặc làm giảm cường độ ánh sáng chiếu vào linh kiện thu. Khi cường độ giảm xuống tới một giá trị nào đó thì bộ cảm biến sẽ phát tín hiệu báo cháy. Trong hai loại này thì cách thứ nhất nhạy hơn và hiệu quả hơn nhưng khó thực thi, khó lắp hơn. Còn loại thứ hai linh kiện dễ kiếm và dễ thực thi và lắp đặt hơn. Một nhược điểm chung của các loại cảm biến này là: mạch báo động có thể sai nếu vùng bảo vệ bị ảnh hưởng bởi các lớp bụi.[10] 1.2.2.2.2. Thiết bị báo động Thiết bị báo động gồm có hai loại: - Báo động tại chỗ - Báo động qua điện thoại. Trong các hệ thống báo cháy, các bộ cảm biến thường được đặt ở những nơi dễ cháy và nối với các thiết bị báo động bằng dây dẫn điện, cho nên trong một số trường hợp dây sẽ bị đứt. Vì vậy để một hệ thống hoạt động có hiệu quả thì người ta thường sử dụng các bộ phát vô tuyến. trong đó bộ phận phát gắn với bộ cảm biến còn bộ phận thu gắn với mạch báo động. Hình 3: Thiết bị báo cháy
  19. Trang - 19 - 1.2.3. Hệ thống thang máy Gần đây, hệ thống thang máy đã trở thành một hệ thống quan trọng và hệ thống này thường đi kèm với một phần mềm trên máy PC để giám sát và điều khiển. Hệ thống này cũng sẽ cung cấp một cơ chế giao tiếp để cho các nhà tích hợp như BMS để truy nhập và lấy thông tin. Một giao tiếp mức cao sẽ được cung cấp cho hệ thống điều khiển thang máy và thang trung tâm. Thông qua giao diện này, hệ thống BMS sẽ có thể giám sát và điều khiển các thông tin liên quan đến thang máy và cũng giao tiếp với hệ thống thông báo, hệ thống nhắn tin và màn hình hiển thị của thang máy. Toà nhà sẽ trang bị nơi đặt hệ thống, rack, kết nối mạng và các hạng mục liên quan cần thiết cho cổng giao tiếp với hệ thống thang máy. Các nhà cung cấp thang máy thường cung cấp các hệ thống thang máy với các giao thức như OPC, BACNet, MODBUS, LNS, P2 hoặc đơn giản hơn là TCP/IP. Hệ thống thang máy của các nhà cung cấp lớn như Schindler, Ryoden, Mitsubishi…hỗ trợ giao thức TCP/IP. Mỗi một hệ thống thang máy sẽ cung cấp các chức năng sau để có thể d ùng BMS điều khiển chúng (thông qua cổng giao tiếp của BMS): -Tất cả các điểm kiểm tra trạng thái của thang máy và các điểm cảnh báo sẽ được giám sát. - Vị trí của mỗi thang máy sẽ được chỉ ra và có thể đặt được - Hiển thị trạng thái hoạt động của thang máy - Các thông báo bằng hình ảnh đang hiển thị hoặc được lên lịch trình hiển thị cũng sẽ được xem bằng hệ thống BMS - Hiển thị tầng nghỉ của thang máy - Hướng đi của thang máy - Giám sát được được trạng thái dừng khẩn cấp của thang máy - Giám sát trạng thái của các cảnh báo của thang máy. Các cảnh báo chung của hệ thống thang máy sẽ không cần phải đưa ra. Hệ thống BMS sẽ nhận các thông tin cảnh báo và trạng thái chi tiết của hệ thống. Hệ thống BMS sẽ cung cấp màn hình đồ hoạ mô phỏng động để chỉ ra các chuyển động và trạng thái của tất cả thang máy.[12]
  20. Trang - 20 - 1.2.4. Hệ thống điều hoà trung tâm Hệ thống điều hòa trung tâm là một trong những hệ thống qua n trọng nhất của tòa nhà. Hệ thống này bao gồm các mạch điện cũng như các mạch điều khiển đảm bảo cho hệ thống làm việc một cách trôi chảy. Thông thường các nhà cung cấp điều hòa sẽ ưu tiên chọn các bộ điều khiển từ những nhà cung cấp mà có thể tích hợp vào hệ thống một cách dễ dàng. Để tích hợp với hệ thống, các nhà cung cấp điều hòa cần phải cung cấp các thiết bị có khả năng kết nối với hệ thống bên ngoài thông qua các giao thức mở như OPC, BACNet, MODBUS hoặc LNS. Việc điều khiển độ nóng, thông gió và các dịch vụ điều hoà khác thông thường đều thông qua các bộ điều khiển số trực tiếp của hệ thống BMS. Hệ thống BMS sẽ điều khiển và/hoặc giám sát tối thiểu là: - Các máy lạnh trung tâm - Điều chuyển không khí - Chỉnh lượng không khí - Quạt khí thải/ khí tươi - Nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời - Nhiệt độ và độ ẩm phòng - Thời gian hoạt động của tất cả các khối - Các thông số môi trường khác. Hệ thống điều khiển này sẽ giao tiếp với thiết bị điều khiển chung của hệ thống điều hòa với các thủ tục mở như BACNet, MODBUS, LNS, P2 hoặc theo chuẩn của chính nhà sản xuất. Hệ thống BMS sẽ giám sát và điều khiển thông qua các thiết bị điều khiển này và cung cấp ít nhất là các tính năng sau: [12] - Tình trạng của các thiết bị - Công suất hệ thống - Các mức quá nhiệt của hệ thống - Mức quá tải của hệ thống - Giám sát các trạng thái hoạt động - Thời gian hoạt động của tất cả hệ thống hoặc cục bộ - Tính toán hoạt động với hiệu suất cao nhất
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược