摘 要

在能源问题已经成为制约我国经济快速发展瓶颈的现代，如何深入开展节能减排的工作，将节能理念实现到日常工作生活中去，势必将成为新的工程热点。智能建筑技术就是其中的重要一环，它利用先进计算器控制技术来构建楼宇的控制系统，管理大楼内的电力消耗。

本文针对写字楼的节能管理需求，利用LabVIEW虚拟仪器软件开发了一套写字楼节能控制系统，通过传感器和与其连接的采集卡，在NI-DAQmx的控制下采集不同场景的数据和信息并传递到程序中，实现了对写字楼内包括空调、灯光、摄像头等多个电力消耗设备的状态监控和自动控制。保证了写字楼内舒适的工作环境，在提升设备利用率的同时减少了能源的浪费，使能源成本最小化。多次仿真实验证明了本套控制程序的有效性。

关键词：LabVIEW；节能；写字楼；控制系统

Abstract

In the modern times, energy problem has become the bottleneck of the rapid economic development of our country. How to carry out the work of energy conservation and emission reduction in depth, and how to realize the concept of energy conservation in daily work and life, is bound to become a new engineering hotspot. Intelligent building technology is an important part of it. It uses advanced calculator control technology to build the building control system and manage the power consumption in the building.

In this paper, according to the energy-saving management requirements of office buildings, a set of energy-saving control system of office buildings is developed by using LabVIEW virtual instrument software. Through sensors and acquisition cards connected with them, the data and information of different scenes are collected under the control of NI-DAQmx and transferred to the program, which realizes the state monitoring and automatic control of multiple power consumption equipment in office buildings, including air conditioning, lighting, camera, etc. This system ensures a comfortable working environment in the office building, improves the utilization rate of equipment while reducing the waste of energy, so as to minimize the cost of energy. Many simulation experiments prove the effectiveness of this control program.

Key Words：LabVIEW；energy conservation；office building；control system

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题的背景意义 1

1.2 国内外研究情况 2

1.3 本篇设计主要内容 4

第2章 系统所用的软件介绍和硬件选型 5

2.1 LabVIEW简介 5

2.1.1虚拟仪器技术 5

2.1.2 LabVIEW 5

2.2 数据采集模块选型 6

2.2.1 数据采集卡的选用 6

2.2.2 温湿光采集模块传感器选型 7

第3章 系统整体设计 10

3.1 写字楼能耗监控数据采集控制系统概述 10

3.2 温湿光数据采集系统 11

3.2.1 数据采集卡的使用 11

3.2.2 温湿光传感器的使用和连接方式 16

3.2.3 模拟适配调理电路 18

3.4 视频采集 19

3.5 下位机控制设计 20

第4章 控制系统软件设计 23

4.1 登录界面设计 23

4.2 数据采集和管理监控 24

4.2.1 参数设定 24

4.2.2 温湿度采集 26

4.2.3 灯光控制 28

4.2.4 视频采集 29

4.2.5 电梯运行模拟 31

4.3 停车场出入管理系统 35

4.4 软件实际运行效果图 38

第5章 总结与展望 44

5.1 总结 44

5.2 未来展望 44

参考文献 45

致谢 47

第1章 绪论

1.1 课题的背景意义

近年来，世界上近乎所有国家都在尽力减少能源消耗。由于伴随着经济上的迅猛发展和科技上相当的进步、社会的快速发展，包括如电、气、石油等的各种天然及非天然能源被大量地使用，再加上自然环境的恶化，这些本来自然储备丰富的能源也逐步进入紧缺的状态。化石燃料的缺乏和污染使得每个国家都在节约能源同时寻找替代能源。节能的措施主要在于两个方面，一是通过更有效地使用能源，二是减少能源给人类提供的服务量。伴随着技术的提高和变革，科技生活、智能生活逐渐成为社会上的常态，同时，不断地有新的节能手段颠覆人们的认知。

建筑能耗，作为和工业能耗、交通能耗并列的三大耗能产业之一，在广义上，建筑能耗是指从建筑材料的制造开始，到建造竣工这个过程内的能耗使用。而现在提及更多的，涉及更广泛的是狭义上的建筑能耗，它指的是建筑在建成投入使用后的运行能耗，指公共建筑，包括住宅建筑和非住宅建筑，在使用的过程中消耗的能源。更具体地讲，是人们在建筑内的日常活动行为，比如采暖、照明、烧水、空调、通风等行为带来的能耗。建筑能耗的数字是巨大的，据报道，2018年美国约有39.7％的能源使用是用于商业建筑、住宅和居民，其中3/4和电能有关，55% 的建筑能源是由于供暖、通风、空调和照明消耗的。^[1]

另一方面，由于建筑楼宇数量的增多和人们居住舒适度要求的上升，建筑上消耗的能源，在社会总体的能源消耗中的占比数目还在迅速增加。根据建筑部的统计，2007年建筑的能耗（建造能耗、生活能耗、采暖空调等）已经占到将近全社会总能耗的30%，假如，再加上原料加工成建筑材料的生产过程中消费掉的能源数量，这个占比达到了46.7%^[2]。当下我国每年新建建筑面积20亿平方米中，高能耗建筑仍然是绝大多数（见图1.1）。所以，节能建筑、智能建筑是当今社会的普遍需求。有研究指出，如果在中型建筑中实施积极的能源管理控制，预计可以节省10%-25%的建筑运营成本^[3]。