摘要：
自动化系统是智能楼宇的重要组成部分，本设计以研华公司最新推出的WebAccess监控软件为基础，实现对研华办公大楼的照明和环境温度的自动化监测，以及提供WEB方式的远程浏览与控制，从而实现大楼高度智能化的管理。
关键词：WebAccess，智能楼宇，WEB，远程控制
1 系统概述
研华北京办公大楼原来的照明系统和空调系统都是人工控制，开关都是分散的，需要物业管理人员每天人工巡检，没有实现自动控制，因此效率低下，而且消耗大量的人力、物力和能源。为了提高整个大楼的智能化系统管理水平，研华公司决定使用自己的楼控产品开发出一套智能化系统，自动监测和控制整个大楼的照明系统和空调系统，实现整个大楼的统一管理。
2 系统功能
系统的主要功能设计如下：
每天早上8：00自动打开所有的照明灯；
每天晚上8：00自动关闭所有的照明灯；
通过上位机控制器可以监测所有照明灯和空调风机的开关状态，客户端可以通过浏览IE的方式远程浏览监视画面；
获得权限的远端客户通过浏览IE的方式，不仅可以远程浏览监视画面，还可以获得照明灯和空调风机的控制权限；
实时监测办公室内每一个监测点的温度，显示温度实时曲线和历史趋势曲线；
温度控制功能，通过相应的控制逻辑，保持每一个监控点的温度值在一个设定的范围内，从而保证整个办公区域的温度相对稳定，为大楼里的员工创造一个舒适的环境。
3 系统设计
系统采用WebView-1261作为网关控制器，内置WinCE嵌入式系统和WebAccess监控软件，实现整个系统的数据整合、画面组态和控制逻辑编程。系统信号采集采用一线总线的数据采集模块和中心控制器，全数字化的温湿度采集系统，方便网络布线，节约工程线缆。
3.1 系统架构
整个系统的架构如图1所示：
图1 系统架构图
整个系统由控制层和设备层两部分构成。设备层包括整个系统的被控对象和数据采集传感器，主要是照明灯的开关、空调风机开关和一线总线数字温度传感器。控制层包括系统控制器设备，是整个系统运行的核心，内置运行的WebAccess监控软件，监视和控制整个大楼照明系统和空调系统的运行状态，同时作为Web服务器对外发布Web组态界面，供远程客户端进行远程浏览和监控，使用WebView-1261完成此功能。本工程第一期包括24路照明开关，28路空调开关和28路温度监测，分别监控研华大楼三层北厅和南厅的照明系统，并且采集各监测点的温度，控制相应点的空调开关。
由于大厅内温度采集点设计较多，为方便布线，节约线缆成本，我们采用总线制的数据采集方式，全数字化的温度采集方案。研华BAS-2100系列产品是专为温湿度环境监测而设计的数字化方案，采用一线总线协议，温度采集输出直接是数字信号，每条总线最多可串接64个温度点，总线通过数据采集中心转化为RS485方式上传到WebView控制器。照明和空调系统的开关控制，通过BAS-2168进行控制，该模块有8个DO 输出，一线总线接口。
3.2 设备说明
3.2.1 WebView-1261
WebView-1261是研华公司最近新推出的一款带触摸功能的智能网关控制器，它内部运行WinCE嵌入式操作系统，内置WebAccess CE版监控软件。WebView-1261主要系统规格特点如下：
GX3 LX800 500MHz CPU，内置512MB DDR SDRAM（最大支持1G DDR SDRAM）；
TFT彩色LCD 12寸显示屏，电阻型触摸屏；
I/O接口包括1个10/100Base-T以太网接口，4个串口（Com1~Com3是RS-232接口，Com4可跳线设置为RS232/422/485接口），1个并口，2个USB（2.0）；
内置WinCE5.0嵌入式操作系统以及WebAccess嵌入式监控组态软件。
本项目选用WebView-1261控制器，其主要优势在于：
强大的串口通信扩展能力，最大限度保证现场数据的实时性；
配置CF卡或者小硬盘，可以存放更大的控制程序和中间数据；
具有强大的网络监控、画面组态的功能；
轻松实现远程画面浏览和开关控制；
只用一个软件就可实现画面组态、工程管理、远程访问和控制等功能；
具有TCL/VB/JAVA等三种高级编程语言，可以编写控制程序直接控制设备。
3.2.2 BAS-2188
BAS-2188是介于上层控制器WebView和下层采集模块之间的协议转换模块，它对上通过RS-485协议连接控制器DDC，对下提供8个一线协议的连接通道，每条通道最多可连接64个模拟点。BAS-2188提供8个通道，可连接符合一线协议的模块，包括温度传感器BAS-2101、温湿度传感器BAS-2102、CO2传感器BAS-2103、开关量输出模块BAS-2168、模拟量输入模块BAS-2118等。
一线总线是众多现场总线中极具竞争力的一种。它具备能与计算机进行数字通讯、总线负载量大、布线简单、精度高、性能稳定、价格便宜等多方面优点，是工业现场系统设计的高级境界。一线总线运用一种将温度直接转换为频率的时钟计数法，计数时钟由温度系数很低的振荡器产生，因而非常稳定；计数的闸门周期则由温度系数很高（即对温度非常敏感）的振荡器来决定。
BAS-2101数字化温度传感器，规格特点如下：
测温范围：-55~125℃；
温度值按9位、10位、11位、12位的分辨率进行量化（包括一个符号位），对应分辨率分别是0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃。
工作电压：3.0~5.5V。
每个传感器芯片都有一个唯一的、且不可改写的ROM ID标识码（电子序列号），在实际应用中可以通过指令方便地进行查询。
BAS-2168 8路光电隔离型继电器输出模块，规格特点如下：
8路继电器输出（常开型）；
使用超小型大功率继电器，体积小、噪音轻、寿命长；
触点容量220V/5A、30VDC/5A；
隔离电源设计，只需一组24VDC电源。
选用BAS-2100系列数字传感器作为研华智能大厦的测温模块，其主要优势如下：
通过一根总线接口，提供器件控制及操作；
一条总线可挂接多个器件，通过单总线供电(“寄生电源”)，不需要单独供电；
可根据现场安装条件，适当选择模块的安装位置及数量，网络化布线方便、经济；
因为传输的是数字信号，信号传输过程的衰减不会影响系统精度，且传输距离长；
上位机采用RS-485通讯方式，标准化总线设计，可方便的扩展，传输距离1200米。
直接利用WebAccess软件提供的驱动采集BAS-2100模块，减少了系统编程工作。
3.2.3 WebAccess软件
Advantech WebAccess是以网络浏览器Internet Explore为基础，将TCP/IP协议内置于软件核心中，继承互联网的开放、标准和互联性能。整个系统与互联网无缝连接，客户端无需负担额外费用便可通过标准网络浏览器对系统进行访问，进行在线动态编辑，随时随地掌握系统动态。与传统软件系统不同，基于其内置的互联网连接性，专业的WebAccess支持的客户端不受数量限制，是最佳的低成本互联网监控解决方案，同时WebAccess的多叠式网络安全架构保护终端用户的数据和整个系统不受外界侵犯。
选用WebAccess软件实现研华大厦智能化系统，其主要优势如下：
系统支持当今世界通行的LonWorks、BACnet标准；
控制层具备强大的网络管理功能，支持Modbus、SNMP、CORBA、XML、HTTP等多种通讯协议；
支持即插即用的多协议互操作，大大降低了自动化及信息的构造成本，最大限度的使用了互联网资源；
与第三方系统数据接口支持DDE、OPC、ODBC、SQL等方式，具有优越的开放性能及良好的互操作性；
系统架构适用于各种规模的控制系统，系统升级与扩展方便易行，保障了用户的长期投资收益；
系统提供友好便捷的应用开发环境，方便用户对系统进行规划，设计，建造以及维护等一系列管理活动；
系统服务器运行平台为微软的Windows NT 4.0、2000以上系统，上层总线采用10M/100M高速以太网，保证了整个系统的高速运行；
系统支持ODBC、标准SQL等多种第三方系统数据接口方式，可按照用户需要自动生成各种管理报表。
4 系统功能实现
系统软件编程主要分两个部分：画面组态和控制逻辑编程。控制逻辑编程采用WebAccess提供的标准TCL语言，实现对照明灯的开关控制和室内温度的调节。由于研华大厦整个暖通空调的管线布置已经成形，室内温度控制都是通过手动开关风机（风机的风通过冷水管/热水管）来调节室内冷风/热风的风量，从而实现室内温度的调节。图2是研华大厦办公区温度监控布置平面图。由于原室内区域温度极不平衡，为达到相对稳定的室内温度，特在办公区内均匀分布多个温度监测点（如图2左侧），配合风机开关，实行风机随温度变化而自动开关的控制。
图2 办公区监控布置平面图
在整个大厦中，要使室内的环境温度保持在一定的范围内，而且这个温度范围要动态可设定。要实现这个功能需要有一个温度控制逻辑程序，而且由于整个研华大楼的中央空调在不同的季节，所输送的气体是不一样的。在夏季，空调风机产生的是冷风，风机开启是降温作用；在冬天，空调风机产生的是暖风，风机开启是升温作用，所以在程序中必须根据当前所处的不同季节，选用不同的控制逻辑，来达到温度控制的目的。整个温度控制系统可以根据系统当前所处的时间，自动的切换冬季和夏季两套不同的控制逻辑。另外，为避免在温度设定点附近风机频繁开关，增加风机寿命，我们设定温度的高限值和低限值，将室内温度维持在一个合理的变化范围内。整个程序的控制逻辑如图3所示。
图3 温度控制程序逻辑图
使用WebAccess实现画面组态，部分画面如下图所示
图 4 WebAccess 主界面
图 5 WebAccess欢迎界面
5 结束语
目前此套系统的一期工程已经全部安装完毕，系统运行稳定，效果明显，赢得了使用者好评，目前二期工程安装正在准备中，而且在三期工程，还准备采用研华公司的VBOX视频服务器，实现整个大楼的视频监控系统和门禁控制系统，使整个研华大楼达到真正高度智能化管理。
参考文献：
1、研华WebView-1261 User Manual
2、WebAccess监控软件应用手册
3、刘国林. 建筑物自动化系统. 北京:机械工业出版社
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