智能建筑传感器

第1章绪论1

11智能建筑中的传感器：回顾与发展趋势1

111引言1

112智能建筑的发展方向2

1121减少资源消耗3

1122最方便和更舒适4

1123增大微系统技术的影响6

1124增大新通信系统的影响7

1125智能住宅市场的发展8

1126高度集成化的建筑物：未来E-生活智能建筑物8

1127气动建筑物结构：空气顶盖10

113传感器系统的发展趋势12

114智能建筑中的传感器系统15

1141能源与HVAC16

1142信息和传输16

1143安全和保护17

1144维护和设施管理17

1145系统技术18

115参考文献18

第2章能源与HVAC19

21智能空调控制19

211引言19

212传感器的常规技术指标19

213HVAC传感器要点综述20

2131温度传感器20

2132压力传感器20

2133流速传感器22

2134湿度传感器23

2135舒适传感器24

2136室内空气质量传感器25

2137室内占用传感器25

2138烟雾传感器26

214基于计算机观测的HVAC控制27

2141计算机监视系统28

2142立体摄像系统的标准化29

2143光子流速度场的计算29

2144像素的对应性30

2145像素点的模糊集31

215基于Internet的HVAC系统的监视与控制32

2151基于Internet具有图像传输的建筑自动化的基本原理32

2152BAS网站34

216基于PMV的HVAC控制34

2161基于舒适控制的组成部分36

2162控制算法38

2163计算机仿真38

2164仿真结果41

217结论43

218参考文献43

22NEUROBAT--一种利用神经网络的自投运加热控制系统44

221引言44

222控制概念45

2221方法论45

2222控制器方块图46

2223最优控制算法48

2224应用传感器和NEUROBAT控制器类型49

223控制器性能评价49

2231仿真研究49

2232在办公室内的比较测试51

224在居民楼实现功能测试的原型样机54

2241工业NEUROBAT样机54

22421999～2000加热季节的实验结果54

225结论60

226参考文献60

23空气质量检测与管理61

231引言61

232室内空气中的物质61

233空气质量检测传感器63

234传感器系统与空气质量检测阵列66

235长期空气质量估计的例子69

236二氧化碳检测69

237VOC传感器71

238总结与展望72

239致谢73

2310参考文献73

24基于传感器的能源管理和热舒适74

241推动力74

242控制原理75

243多目标模糊最优化的理论方法77

2431基本算式77

2432重要特点77

2433不同性能指标的加权78

2434模型方程78

244HVAC系统监控的应用79

2441舒适指标79

2442节省指标79

2443加热温度的最优化79

2444空气交换速率的最优化81

2445百叶窗位置的最优化85

245仿真与测量结果86

2451加热和通风系统的监控88

2452加热和百叶窗系统的监控91

246结论92

247参考文献92

25使测量装置可实现的无线和M总线93

251引言93

252远程读数的益处94

2521用户94

2522能源供应商与记账服务提供者95

2523物主与财产管理95

253通过数据总线实现数据传送96

2531仪表分配器的总线应用和对数据总线产生的要求96

2532适合于仪表应用的数据总线98

2533M-Bus总线98

254无线电数据通信108

2541数据传输与选择过程109

255未来前景115

256参考文献116

26在HVAC系统用于计量和能量费用分配的传感器116

261引言116

262可实现能量分配116

263用于空调费用的分配118

264热量计量仪表118

2641测量原理118

2642温度传感器119

2643流量传感器119

2644应用121

265耗热分配器（HCAs)122

2651测量原理122

2652蒸发式的耗热分配器122

2653电子耗热分配器122

266读数124

2661直观读数124

2662自动仪表读数124

267展望124

268参考文献125

27HVAC工业中的压力传感器126

271引言126

272主要应用和市场要求128

2721过滤器.通风机监视及压力控制128

2722可变空气量128

2723小结130

273硅压力传感器130

2731微机电系统的压力传感器（MEMS)131

2732压力传感器能作为标准的电子元件吗？134

2733市场及应用讨论135

274解决方案：用于HVAC应用的一种灵活的模块式压力传感器137

2741基本概念137

2742自动调零装置138

2743工厂标定过程138

2744传感器元件的特性140

2745西门子公司的新型阻尼执行器在建筑技术中的应用143

275结论144

276致谢145

277术语解释145

278参考文献146

第3章信息与传输147

31现场总线147

311引言147

312现场总线的定义及其简要回顾148

313现场总线系统的通信基础149

3131分散与分级149

3132ISO/OSI模式150

3133拓扑结构155

314历史状况155

3141工业网络的来源155

3142现场总线的发展157

315现场总线的例子159

3151EIB160

3152LonWorks与ANSI/EIA709162

3153BACnet165

3154EIBnet167

316与Internet有关的现场总线系统169

317现在与未来的挑战171

3171互用性与外形分布图171

3172系统复杂性与工具172

3173管理与即插即用172

3174安全保护173

3175驱动能力175

318展望与结论176

319参考文献177

32建筑中的无线网络178

321引言178

322网络特性178

3221有线与无线比较179

3222传感器网络要求180

323现有的和发展中的标准186

3231网络标准186

3232有线链接188

3233无线链接189

324现有的和发展中的无线产品191

3241遥控191

3242安全和遥测技术191

3243数据网络191

325参考文献192

33现代高层电梯中的传感器系统193

331电梯系统--综述193

3311功能描述193

3312电梯中的传感器应用194

332井道信息系统195

3321控制传感系统196

3322安全传感系统198

3323评述当前所用的传感器200

333高层电梯目前的发展情况：新井道信息系统201

3331高层曳引式电梯的矛盾201

3332运动控制的新挑战202

3333新井道信息系统的技术指标202

3334可供选择的传感器204

3335对于未来井道信息系统的结论210

334高层电梯的主动调节控制210

3341推动力210

3342对主动阻尼系统的要求211

3343主动阻尼系统的概念211

3344主动阻尼系统的控制器方案212

3345用于主动阻尼系统的传感器介绍213

335结论与展望215

34传感座椅和使用分散式接触传感器的地板216

341引言216

342相关工作217

343传感座椅系统218

3431概述218

3432传感器218

3433压力数据的处理220

3434静态坐姿分类221

3435性能评估221

344传感地板系统222

3441概述222

3442传感器223

3443数据处理223

345未来发展223

346致谢224

347参考文献224

第4章安全与保护226

41生命安全和保护系统226

411引言226

412火灾检测227

4121火情物理学.烟雾悬浮物.气体及火焰227

4122烟检测原理233

4123热量/温度传感原理239

4124火焰检测原理241

4125多判据/多传感器检测器242

4126系统概念245

4127应用概念及标准247

4128趋势248

4129标准249

413气体检测251

4131毒气.可燃气体以及爆炸性气体251

4132催化装置（颗粒电阻）252

4133光声电池253

4134电化学电池255

4135金属氧化物256

4136应用概念及标准257

4137标准258

414闯入传感258

4141无源传感原理258

4142有源传感原理266

4143多传感器传感267

4144系统概念268

4145趋势268

4146标准269

415识别传感271

4151PIN码271

4152识别卡的读取方式271

4153生物读取原理275

4154卡数据自动处理的概念277

4155趋势278

4156标准279

416应急处理279

4161语音疏散系统280

4162灭火系统281

4163报警接收中心284

417信号处理287

4171智能开发方法288

4172多决策和模糊逻辑在火情检测器中的应用289

418参考文献295

42用于数据存取控制的生物统计学鉴别方法298

421引言298

422通路控制299

423生物统计通路控制系统300

424生物统计系统的安全性302

425前景304

426参考文献304

43智能楼宇中的智能化摄像机305

431引言305

432固体成像技术306

433CMOS成像原理307

434CMOS成像仪实例308

435基于运动检测的简单CMOS用户传感器313

436CMOS成像仪与使用有源照明的基于运动的用户传感器314

437基于形状识别的高级CMOS用户传感器317

438生物统计传感器318

439结束语318

4310致谢318

4311参考文献318

44改进结构的现场安全性负载传感319

441引言319

442设备及数据处理320

4421校准321

4422传感器配置321

4423无线通讯设备321

443实验室工作322

444翘起监控324

445现场测量326

4451建筑工地详细说明327

4452工地现场作业的逻辑学327

4453现场数据采集329

446智能化支撑系统的无线数据获取330

447现场使用以及代表数据331

448结论333

449参考文献335

第5章维护与设施管理336

51工业设备的维护与管理336

511引言336

512预测维护及状态监控336

5121振动337

5122声波与超声波监测339

5123润滑油分析（摩擦学）339

5124红外温度记录340

5125过程参数监测340

5126电气测试340

5127感官检验341

513用专家系统加强状态监测341

514与工厂设备系统的整合341

515维护管理方法343

5151以可靠性为中心的维护（RCM)343

5152完全产量式维护（TPM)344

516维护技术未来发展方向345

5161无线及智能传感器发展346

5162人类感官传感器346

5163通过万维网进行的电子维护348

517结束语348

518参考文献349

52全球范围的设施管理349

521引言349

522设施管理350

523世界范围设施管理（WWFM)351

524房间服务器352

525单片PC354

526先进构架355

527安全方面356

528结论358

529参考文献359

第6章系统技术360

61智能建筑中的传感器系统360

611引言360

612智能楼宇中的传感器应用361

613智能楼宇中传感器系统的需求362

614安全及健康用传感器系统362

6141火情检测363

6142气体检测365

6143闯入与人员检测367

6144健康安全传感器系统371

615用于加热.通风.空调（HVAC）和舒适的传感器系统372

6151方便性和易于使用性373

6152温度舒适性373

6153室内空气质量374

616智能楼宇中传感器系统的未来趋势375

617致谢377

618参考文献377

62私人家庭住宅中的系统技术379

621引言379

622家庭自动化系统的要求380

623微控制器等级382

6231实现382

6232微控制器的选择382

6233与BCU的总线连接382

6234通过TP-UART进行总线连接383

6235与RF-UART的总线耦合384

6236操作系统ContROS385

6237特征控制器386

6238智能插座386

624操作系统的等级387

6241引言387

6242接口387

6243IrDA-EIB接口389

6244USB-EIB接口389

6245蓝牙390

6246EIB调制解调器391

6247软件接口392

6248用WindowsCE和其他操作系统访问EIB394

625总线监测和服务程序395

6251不同接口的总线监测395

6252总线监测的结构和功能395

6253未来的工作：译码和测试管理396

626家庭自动化系统的配置397

6261引言397

6262简易配置398

6263通过Internet进行配置400

6264IMOS工具400

627可视化和远程服务401

6271可视化的可能性401

6272视频和EIB401

6273可视化软件403

6274可视化软件的特殊应用和客户406

6275访问技术407

6276应用HTML和CGI的PDAs的使用408

6277标准浏览器和EIB,EIB服务器409

6278使用HTTP的远程服务的安全方面411

6279在远程服务中使用APPLETSJava412

628展望413

629Internet网址414

6210参考文献415

附录符号和缩写对照表417