基于MSP430F149的辦公樓智能監控系統的設計

摘要：為了利用現代科技手段最大程度地減少辦公樓運行費用，提高運行效率，及時(shí)發(fā)現和排除各種故障，本文運用MSP430F149開(kāi)發(fā)的辦公樓智能監控系統，能實(shí)現室內溫度、濕度的檢測與控制，火情檢測以及室內照明燈、飲水機的控制。系統由傳感器電路、模數轉換電路、主控單片機、執行機構等部分組成，利用VB6．O編制的上位機軟件，可以實(shí)現辦公樓環(huán)境實(shí)時(shí)數據的采集、實(shí)時(shí)數據曲線(xiàn)的繪制、歷史數據曲線(xiàn)的顯示、實(shí)時(shí)控制參數的修改，從而實(shí)現對辦公樓環(huán)境的監測和控制。
關(guān)鍵詞：智能建筑；MSP430F149：實(shí)時(shí)信息采集；節能

1 裝置硬件設計
辦公樓智能監控系統所實(shí)現的功能為：溫度、濕度調節，火災預警，照明燈光控制和飲水機控制，此外，針對辦公樓這類(lèi)特殊建筑，還應包括大樓安全的集中報警、網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路、消防通道部門(mén)的集中監控。本文設計的辦公樓智能監控系統主體結構框圖如圖1所示，擬采用智能采集終端與PC機共同組成監測系統。其工作過(guò)程為：上位機周期性向各個(gè)下位機發(fā)送控制命令，并接收各下位機傳送回來(lái)的數據，對所采集到的數據進(jìn)行顯示和保存。智能數據采集終端可采集模擬量數據和開(kāi)關(guān)量數據，并可實(shí)現溫度、濕度的檢測與控制。采集終端可以接收上位機發(fā)送的命令以及將采集到的現場(chǎng)數據傳送到上位機。

2 硬件總體設計方案
依據上述對裝置的功能規劃，可將裝置規劃為兩部分設計，智能監控系統由上位機和下位機兩大部分組成，其中上位機由PC機來(lái)實(shí)現；下位機包括由MSP430F149構成的主控單片機、4×4的人機接口鍵盤(pán)、繼電器控制電路和聲光電報警電路燈。
2．1 單片機選型
本設計選用TI公司MSP430系列超低功耗的MSP430F149單片機作為主控芯片。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?xún)r(jià)比。它是由2個(gè)16位定時(shí)器、8路快速12位A／D轉換器、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，其性能參數為：
全量程標定，兩線(xiàn)數字輸出；
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℃)；
響應時(shí)間：4s；
低功耗(典型30μW)
可完全浸沒(méi)。
SHT71與單片機MSP430F149的接口電路如圖2所示。

2．3 煙霧傳感器選型
本系統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采用現代工藝技術(shù)制造，為自鎖型探測器，當報警鎖定后，須通過(guò)瞬間中斷電源來(lái)使其復位。主要技術(shù)參數如下：
工作溫度范圍：-10℃～49℃
工作濕度范圍：10％至93％RH
報警復位：瞬間斷電
繼電器觸點(diǎn)參數：阻性或感性(60％功率因數)負載
A型：2．0A@30VAC／DC
系統電壓：12VDC(最大4V波動(dòng))
復位電壓：0-73VDC(最小)
復位時(shí)間：0．3s
上電時(shí)間：30s