基于MSP430F149的辦公樓智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：為了利用現(xiàn)代科技手段最大程度地減少辦公樓運(yùn)行費(fèi)用，提高運(yùn)行效率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除各種故障，本文運(yùn)用MSP430F149開發(fā)的辦公樓智能監(jiān)控系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度、濕度的檢測與控制，火情檢測以及室內(nèi)照明燈、飲水機(jī)的控制。系統(tǒng)由傳感器電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、主控單片機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成，利用VB6．O編制的上位機(jī)軟件，可以實(shí)現(xiàn)辦公樓環(huán)境實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線的繪制、歷史數(shù)據(jù)曲線的顯示、實(shí)時(shí)控制參數(shù)的修改，從而實(shí)現(xiàn)對辦公樓環(huán)境的監(jiān)測和控制。
關(guān)鍵詞：智能建筑；MSP430F149：實(shí)時(shí)信息采集；節(jié)能

1 裝置硬件設(shè)計(jì)
辦公樓智能監(jiān)控系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能為：溫度、濕度調(diào)節(jié)，火災(zāi)預(yù)警，照明燈光控制和飲水機(jī)控制，此外，針對辦公樓這類特殊建筑，還應(yīng)包括大樓安全的集中報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)線路、消防通道部門的集中監(jiān)控。本文設(shè)計(jì)的辦公樓智能監(jiān)控系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，擬采用智能采集終端與PC機(jī)共同組成監(jiān)測系統(tǒng)。其工作過程為：上位機(jī)周期性向各個(gè)下位機(jī)發(fā)送控制命令，并接收各下位機(jī)傳送回來的數(shù)據(jù)，對所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和保存。智能數(shù)據(jù)采集終端可采集模擬量數(shù)據(jù)和開關(guān)量數(shù)據(jù)，并可實(shí)現(xiàn)溫度、濕度的檢測與控制。采集終端可以接收上位機(jī)發(fā)送的命令以及將采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)。

2 硬件總體設(shè)計(jì)方案
依據(jù)上述對裝置的功能規(guī)劃，可將裝置規(guī)劃為兩部分設(shè)計(jì)，智能監(jiān)控系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩大部分組成，其中上位機(jī)由PC機(jī)來實(shí)現(xiàn)；下位機(jī)包括由MSP430F149構(gòu)成的主控單片機(jī)、4×4的人機(jī)接口鍵盤、繼電器控制電路和聲光電報(bào)警電路燈。
2．1 單片機(jī)選型
本設(shè)計(jì)選用TI公司MSP430系列超低功耗的MSP430F149單片機(jī)作為主控芯片。該芯片具有豐富的片上外圍模塊，所需外部元件較少，具有較高的性價(jià)比。它是由2個(gè)16位定時(shí)器、8路快速12位A／D轉(zhuǎn)換器、2個(gè)通用串行同步／異步通信信號接口(USART)和148個(gè)I／O引腳等構(gòu)成的微控制器。
2．2 溫、濕度的檢測
采用瑞士盛世瑞恩(Sensirion)公司生產(chǎn)的SHT7l立式插針型溫濕度傳感器芯片，其性能參數(shù)為：
全量程標(biāo)定，兩線數(shù)字輸出；
濕度測量范圍：O～100％RH；
溫度測量范圍：-40～+123．8℃；
濕度測量精度：±3．0％RH；
溫度測量精度：±0．4℃(25℃)；
響應(yīng)時(shí)間：4s；
低功耗(典型30μW)
可完全浸沒。
SHT71與單片機(jī)MSP430F149的接口電路如圖2所示。

2．3 煙霧傳感器選型
本系統(tǒng)選用的煙霧傳感器為北京瑞利威爾科技發(fā)展有限公司提供的JTYLZ-1412離子感煙器。JTY LZ-1412采用現(xiàn)代工藝技術(shù)制造，為自鎖型探測器，當(dāng)報(bào)警鎖定后，須通過瞬間中斷電源來使其復(fù)位。主要技術(shù)參數(shù)如下：
工作溫度范圍：-10℃～49℃
工作濕度范圍：10％至93％RH
報(bào)警復(fù)位：瞬間斷電
繼電器觸點(diǎn)參數(shù)：阻性或感性(60％功率因數(shù))負(fù)載
A型：2．0A@30VAC／DC
系統(tǒng)電壓：12VDC(最大4V波動(dòng))
復(fù)位電壓：0-73VDC(最小)
復(fù)位時(shí)間：0．3s
上電時(shí)間：30s