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，及時發現和排除各種故障，本文運用MSP430F149開發的辦公樓智能監控系統，能實現室內溫度、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，可以實現辦公樓環境實時數據的采集、實時數據曲線的繪制、歷史數據曲線的顯示、實時控制參數的修改，從而實現對辦公樓環境的監測和控制。
關鍵詞：智能建筑；MSP430F149：實時信息采集；節能

1 裝置硬件設計
辦公樓智能監控系統所實現的功能為：溫度、濕度調節，火災預警，照明燈光控制和飲水機控制，此外，針對辦公樓這類特殊建筑，還應包括大樓安全的集中報警、網絡線路、消防通道部門的集中監控。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。其工作過程為：上位機周期性向各個下位機發送控制命令，并接收各下位機傳送回來的數據，對所采集到的數據進行顯示和保存。智能數據采集終端可采集模擬量數據和開關量數據，并可實現溫度、濕度的檢測與控制。采集終端可以接收上位機發送的命令以及將采集到的現場數據傳送到上位機。

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機來實現；下位機包括由MSP430F149構成的主控單片機、4×4的人機接口鍵盤、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，具有較高的性價比。它是由2個16位定時器、8路快速12位A／D轉換器、2個通用串行同步／異步通信信號接口(USART)和148個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℃)；
響應時間：4s；
低功耗(典型30μW)
可完全浸沒。
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采用現代工藝技術制造，為自鎖型探測器，當報警鎖定后，須通過瞬間中斷電源來使其復位。主要技術參數如下：
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)
復位電壓：0-73VDC(最小)
復位時間：0．3s
上電時間：30s