彭輝

【摘 要】本文以廣西工業(yè)職業(yè)技術學院為例，從溫度傳感器熱敏電阻、教學實驗中溫度傳感器的檢測、溫度傳感器的檢測教學操作等方面論述溫度檢測技術在智能樓宇技術課程教學中的應用，通過對溫度傳感器原理的介紹、實驗數據的測量，提高學生從事實際工程所需的知識和技能。

【關鍵詞】溫度檢測技術 智能樓宇技術課程 溫度傳感器 NEWLab實驗箱

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）12C-0185-02

隨著智能建筑的逐漸普及，智能樓宇技術得到快速發(fā)展。作為物聯(lián)網應用技術專業(yè)的一門專業(yè)課程，智能樓宇技術也顯得尤為重要。本文以廣西工業(yè)職業(yè)技術學院物聯(lián)網應用技術專業(yè)中的智能樓宇技術課程教學為例，介紹智能樓宇技術中的溫度檢測技術。

一、智能樓宇控制技術

所謂智能樓宇是指以建筑物為平臺，搭載各種信息化的設備，形成公共安全系統(tǒng)、設備管理系統(tǒng)、信息化應用系統(tǒng)以及信息設施系統(tǒng)等，將原本相互獨立的建筑結構、設備管理等整合為一個統(tǒng)一的整體，在建筑物提供人們基本的辦公、工作和生活環(huán)境的同時又能夠提供通信自動化、建筑設備自動化、辦公自動化、火災報警與消防聯(lián)動自動化、安全防范自動化等功能，在既保證人們生活所必需的各項服務之外，還能夠最大限度地節(jié)約人力和物力，實現節(jié)能、高效和便捷的生活方式。

一般認為，智能樓宇技術主要是信息技術和計算機技術的高度結合，這種結合提供了信息基礎設施，智能樓宇技術給人們創(chuàng)造了安全、舒適、便利、高效、節(jié)能的生活和工作環(huán)境，使人們處理多元信息變得便利。智能樓宇自動化系統(tǒng)的核心技術也稱之為計算機控制技術，該技術是自動控制技術和計算機技術相結合的提煉與升華。智能樓宇技術中的計算機控制系統(tǒng)主要構成如圖1所示。

二、智能樓宇技術課程

智能樓宇技術是廣西工業(yè)職業(yè)技術學院物聯(lián)網應用技術專業(yè)的專業(yè)課程，物聯(lián)網應用技術專業(yè)是廣西工業(yè)職業(yè)技術學院重點打造的自治區(qū)級一流專業(yè)建設項目，2016年廣西壯族自治區(qū)財政廳對該專業(yè)撥款300萬元，主要用于實驗實訓基地建設、師資隊伍建設，等等。物聯(lián)網應用技術作為一個新興行業(yè)，市場前期十分看好，該專業(yè)綜合了計算機、電子、通信等以往專業(yè)的各項精華，但是專業(yè)人才奇缺，而要建設好該專業(yè)的課程也顯得尤為重要。其中，智能樓宇技術作為該專業(yè)的專業(yè)課程，在廣西工業(yè)職業(yè)技術學院該專業(yè)的教學體系中屬于第二階段的教學任務。

廣西工業(yè)職業(yè)技術學院該專業(yè)將課程體系分成兩個階段。第一階段主要是進行專業(yè)基礎及專項能力訓練，第二階段是進行工程綜合能力訓練。第二階段主要是第四、五學期。主要是進行技術綜合應用能力訓練。這個階段主要將物聯(lián)網應用技術專業(yè)的主要核心內容以及專業(yè)課程，形成成五門核心能力模塊課程，這些課程體現了本專業(yè)的理論知識、職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)與企業(yè)的工程項目進行融合、綜合、提升。智能樓宇技術課程是一門綜合能力較強的應用能力訓練課程，地位教為突出。該課程主要包含智能建筑模塊、樓宇智能化的關鍵技術模塊、智能建筑設備自動化系統(tǒng)模塊、安全防范系統(tǒng)模塊、火災自動報警系統(tǒng)模塊、智能建筑通信自動化系統(tǒng)模塊、智能樓宇音頻系統(tǒng)模塊、智能樓宇辦公系統(tǒng)模塊等。

三、溫度檢測技術

在智能樓宇技術中，對智能樓宇需要不斷地檢測，用于有選擇的實現信號轉換。檢測技術就是針對復雜問題的檢測方法、檢測結構及檢測信號處理等方面的綜合研究。

溫度檢測原理就是選擇合適的物體作為溫度敏感元件，它的某一個物理性質隨溫度而變化的特性為已知，通過溫度敏感元件與被測對象的熱交換，測量相關的物理量，從而用來確定被測對象的溫度。溫度檢測方法可以分為接觸式和非接觸式兩大類。其中又包含膨脹類、熱電類、電阻類、輻射類等。比如，在教學中常用到的熱敏電阻，它的測溫范圍是-50～300攝氏度之間，其原理是利用固體材料的電阻隨溫度而變化，屬于接觸式電阻類；再如，同樣也是經常在教學中提到分析的光纖溫度傳感器，它的測溫范圍是-50～400攝氏度之間，其原理是利用光纖的溫度特性或作為傳光介質，屬于非接觸式光纖類。

四、溫度檢測技術在智能樓宇技術課程教學中的應用

（一）溫度傳感器熱敏電阻。在教學中，我們主要通過上文中提到的熱敏電阻來完成熱敏電阻應用即溫度傳感實驗，講解熱敏電阻的工作原理，使學生了解熱敏電阻電路的工作特點及原理，掌握溫度傳感模塊的原理并掌握其測量方法，從而掌握對溫度檢測技術在智能樓宇技術課程中的作用。

熱敏電阻按電阻溫度特性分為三類：負溫度系數熱敏電阻（NTC）、正溫度系數熱敏電阻（PTC）、臨界負溫度系數熱敏電阻（CTR）。

熱敏電阻輸出特性的線性化處理可分為：線性化網絡；利用測量裝置中其他部件的特性進行修正即采用溫度—頻率轉換電路；計算修正法：在帶有微處理器（或微計算機）的測量系統(tǒng)中，當已知熱敏電阻器的實際特性和要求的理想特性時，可采用線性插值法將特性分段，并把各分段點的值存放在計算機的存儲器內。計算機將根據熱敏電阻器的實際輸出值進行校正計算后，給出要求的輸出值。

（二）教學實驗中溫度傳感器的檢測。教學中的實驗設備采用的是新大陸公司的NEWLab實驗箱。NEWLab溫度傳感模塊包含如下：

1.溫度傳感模塊的電路板：溫度/光照傳感模塊電路板和溫度/光照傳感模塊電路板結構。

2.繼電器模塊電路：繼電器是一種當輸入量（電、磁、聲、光、熱）達到一定值時，輸出量將發(fā)生跳躍式變化，使被控制的輸出電路導通或斷開的自動控制器件。繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。endprint

3.指示燈模塊和風扇模塊電路：指示燈模塊接到繼電器的常開開關上，風扇接入繼電器的常閉開關上，當溫度傳感模塊輸出低電平時，風扇模塊工作，指示燈模塊停止工作；當溫度傳感模塊輸出高電平時，繼電器工作，常開和常閉開關工作狀態(tài)發(fā)生變化，指示燈模塊開始工作，風扇模塊停止工作。

（三）溫度傳感器的檢測教學操作。具體如下：

1.溫度傳感模塊啟動。溫度傳感模塊工作時需要有四個模塊，分別是溫度/光照傳感模塊、繼電器模塊、指示燈模塊、風扇模塊。（1）將NEWLab實驗硬件平臺通電并與電腦連接。（2）將溫度/光照傳感模塊、繼電器模塊分別放置在NEWLab實驗平臺一個實驗模塊插槽上，指示燈、風扇模塊放置好，并將四個模塊連接好將模式選擇調整到自動模式，按下電源開關，啟動實驗平臺，使溫度傳感模塊開始工作。（4）啟動NEWLab實驗上位機軟件平臺，選擇溫度傳感實驗。（5）選擇硬件連接說明，上位機軟件平臺檢測硬件通過，如果點擊連線提示燈亮，則溫度/光照傳感模塊輸出狀態(tài)指示燈和繼電器模塊的輸入狀態(tài)指示燈開始閃爍。（6）選擇場景模擬實驗，上位機軟件測試硬件平臺的溫度傳感模塊正常工作，并進入工作界面。

2.實驗測量。（1）設置基準溫度的基準電壓閥值測量比較器負端的基準電壓；（2）正常溫度時的參數，溫敏電阻兩端的采集電壓；（3）加熱升溫時的參數，測量此時的比較器的采集電壓、輸出電壓，從而得出實驗數據。

綜上，通過對溫度傳感器原理的介紹、實驗數據的測量，能夠在教學中體現溫度檢測技術在智能樓宇技術課程中的作用以及如何進行相關的檢測，有利于對智能樓宇技術課程進行理論教學和實踐教學，提高了學生從事實際工程的所需技能。

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[4]王化祥.傳感器原理及應用[M].天津：天津大學出版社，2002

【作者簡介】彭 輝（1974— ），男，湖南湘潭人，廣西工業(yè)職業(yè)技術學院副教授，高級工程師，碩士，研究方向：計算機智能控制，物聯(lián)網應用技術。

（責編 黎 原）endprint