绿色建筑智能控制系统设计及网络拥塞控制研究

作     者：柳振 

作者单位：桂林电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭庆

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：智能建筑 STM32 PLC编程 网络拥塞 改进RED MS/TP 

摘      要：随着“中国制造2025的全面铺开,依靠自主创造力与创新性大力发展智能化是国家的主要发展趋势。“人工智能化的智能建筑需求越来越多,中央控制的使用率也在大幅度提高,随之而来的环境污染以及能源消耗问题也越来越严重,因此人们急切需要一套既能满足衣食住方便,又能节能环保的绿色建筑智能控制系统。BACnet协议标准是国际上唯一一种楼宇控制数据网络通信协议标准,本文首先分析BACnet协议标准内容,深入分析数据对象模型、编码规则、应用层服务以及MS/TP(主从令牌)网络协议等内容,结合市场需求,设计一套基于BACnet的智能建筑控制系统,完成系统的监控组态网络并提出对楼宇智能控制网络拥塞控制的改进RED算法-ERED算法,为智能楼宇控制系统提供理论分析依据。本次课题设计主要由主控制器硬件部分、监控界面部分、上位机软件编程部分、网络拥塞控制研究等四个部分组成。系统主控制器采用STM32作为主控芯片,利用PLC编程进行智能楼宇控制设计,其中包括对数字模拟量的输入输出、数据通信模块电路。主控制器主要是解析BACnet协议,对输入输出信号进行采集转换、存储、解析、执行上位机梯形图程序,然后采用RS485总线上传至BACnet上层设备,完成系统的执行动作;上位机梯形图程序通过RS232总线下载及传输给主控制器,监控组态界面完成人机信息交互;网络部分采用MS/TP传输方式,BACnet硬件网关与服务器连接,运用网络拓扑结构验证改进的ERED算法的有效性。系统测试阶段分别对系统硬件部分各个电路模块进行测试,软件部分进行连接调试,运用Wireshark抓包软件分析协议的运行情况,利用监控软件分析监测的效果。经过测试与分析,系统能够正常运行,完成设计的各项指标参数,实现PLC在线编程功能,网络拥塞问题能够有效解决。本系统稳定性能好,有效的提升控制控制系统的自主研发能力,为社会经济市场带来一定的应用价值。