教育资料（2021-2022年收藏的）智能楼宇论文

1、 智能楼宇论文 计算机科学与技术系 0921 班 2009102109 刘红晶智能楼宇论文一、智能楼宇简介智能楼宇（IB，Intelligent Building）也称智能建筑，又称智能大厦。智能楼宇是将建筑技术、通信技术、计算机技术和控制技术等各方面的先进科学技术相互融合、合理集成为最优化的整体，具有工程投资合理、设备高度自动化、信息管理科学、服务高效优质、使用灵活方便和环境安全舒适等特点，是能够适应信息化社会发展需要的现代化新型建筑。“通过对建筑物的四个基本要素，即结构、系统、服务、管理以及它们之间的内在联系，最优化的设计，来提供一个投资合理同时又拥有高效率的优雅舒适、便利快捷、高度安全的

2、环境。智能建筑物能帮助大厦的主人、财产的管理者、占有者等意识到他们在诸如费用开支、生活舒适程度、商务活动方便快捷、人身安全等各方面将得到最大利益的回报。智能大厦是社会信息化与全球经济一体化的必然产物；是多学科、高新技术的巧妙集成；也是综合经济实力的象征。大量高新技术竟相在此应用，多功能可视电话、多媒体技术、电子邮件、卫星通信、计算机国际通信网络、智能保安与环境控制已不陌生；未来的信息高速公路（Information Superhighway）、能量无管线传输等最尖端的高科技也会首先在这片沃土上扎根成长。二、智能大厦的组成和功能 智能大厦按组成来说，一般可由 10个弱电子系统共同构成。它们分别是

3、：中央计算机及网络系统（Center Computer System ，CCS）、办公自动化系统（Office Automation System ，OAS）、楼宇设备自控系统（Building Automation System ，BAS）、保安管理系统（Security Management System，SMS）、智能卡系统（Smart Card System ，SCS）、火灾报警系统（Fire Alarm System ，FAS）、内部通信系统（Inter-Communication System ，ICS）、音视频及共用天线系统（Central Antenna Television

4、，CATV）、停车场管理系统（Car-parking Management System ，CMS）和综合布线系统（Premises Distribution System ，PDS）。按体系结构来说，智能大厦是由智能大厦集成管理系统通过综合布线系统将楼宇自动化系统（BAS）、通信自动化系统（CAS）和办公自动化系统（OAS）三大要素连接起来并予以管理和控制的，即通常所说的3A智能建筑。在智能化建筑环境内体现智能化功能的就是由SIC、PDS和3A系统等五个部分组成。1. 智能大厦的系统集成中心（System Integrated center，简称SIC），它具有各个智能化系统信息总汇集和各类

5、信息的综合管理的功能。具体要达到以下三方面要求：（1）汇集大厦内外各种信息。接口界面要标准化、规范化，以实现各智能化系统之间的信息交换及通讯协议（接口、命令等）。 (2) 对大厦各个智能化系统的综合管理。 (3) 对大厦内各种网络管理，必须具有很强的信息处理及数据通讯能力。 2. 综合布线系统（Premises Distribution System ，PDS），它为整个大厦的光电信息传输提供技术标准统一（国际ISO标准）、传输介质统一（五类双绞线以及光纤）、布线结构整齐一致（模块化的星形结构），适应多种信息（语音、图像、数据等）传输、管理配置灵活（按需跳接线即可）、维护方便（系统而完整的各类

6、标记：如标签、标记排、标记带等）的信息传输通道。它所采用的五类双绞线传输带宽为100MHZ，水平距离为100米。通过信息插座，可把各种适配器连接各种设备，比如通过网卡连接微机，通过ISDN适配器连接ISDN终端，通过图像适配器连接摄像机，当然，像电话则可直接插上去即可。PDS通常是由工作区（终端）子系统、水平布线子系统、垂直干线子系统、管理子系统、设备子系统及大厦室外连接子系统等六个部分组成。3楼宇自动化系统（Building Automation System，BAS），它对智能大厦中的暖通、空调、电力、照明、给排水、消防、电梯、停车场、废物处理等大量机电设备进行有条不紊综合协调，科学地运行

7、管理及维护保养工作。它为所有机电设备提供了安全、可靠、节能、长寿命运行可信赖的保证。楼宇自动化系统必须包括以下三个系统：(1) 建筑物管理子系统：对大厦内所有机电设备完成运行状态监视，报表编制，起停控制及维护保养，事故诊断分析的系统。大厦中央管理系统通过设在现场各被控设备附近的控制分站来完成上述工作。 (2)安全保卫子系统：在具备高度信息化办公室内对安全保卫系统的重要性越来越受到重视。出入警卫、防盗、防灾、防火、车库管理、商业秘密等都属安全保卫系统。它采用了身份卡、闭路电视、遥感、传感控制等来实现安全保卫要求。(3) 能源管理子系统：它的任务是在不降低舒适性的前提下，达到节能因而降低运行费用的

8、目的。 4、通信自动化系统（Communication Automation System，CAS），通讯网络是智能大厦的“中枢神经”。它由各种通信设备、通信线路和相关计算机软件组成。它主要包括传送话音、数据和图像的基本通信网络，实现楼层间各种终端、微机、工作站之间通信的楼层局域网；沟通楼群或楼内计算机与楼内各个局域网间通信联系的楼群或楼内高速主干网以及与公共信息资源（如Internet， China PAC， China DDN等等）相通的远程数据通信。一般来说，一幢建筑应有一个高速主干通信网络，每个楼层有一个或几个局域网，各局域网连接到高速主干网。高速主干网沟通计算机中心主机及各局域网，同

9、时负责实现楼群间的通信连网。CAS能高速处理智能大厦内外各种图像、文字、语言及数据之间的通讯。目前，一般可分为卫星通讯、图文通讯、语言通讯及数据通讯等四个子系统。 (1) 卫星通讯突破了传统的地域观念，实现了相距万里近在眼前的国际信息交往联系。起到了零距离零时差信息的重要作用. (2) 图文通讯在当今智能大厦中，可实现传真，可视数据检索，电子邮件，电视会议等多种通讯业务。由于数字传送和分组交换技术发展及采用大容量高速数字专用通讯线路实现多种通讯方式，使得根据需要选定经济而高效通讯线路成为可能。(3) 语言通讯系统可给用户提供预约呼叫、等候呼叫、自动重拨、快速拨号、转向呼叫、直接拨入、用户帐单报

10、告、语言邮政（E-mail）等上百种不同特色的通讯服务。（4） 数据通讯系统可供用户建立区域网，以联接其办公区内电脑及其外部设备完成电子数据交换业务（EDI）。多功能自动交换系统还可以使不同售主的电脑相互之间进行通讯。5. 办公自动化系统（Office Automation System，OAS），智能大厦中要处理行政、财务、商务、档案、报表、文件等管理业务，安全保卫业务、防灾害业务。这些业务特点是部门多、综合性强、业务量大，时效性高。没有科学的办公自动化系统来处理这些业务是不可能想象的。因此办公自动化系统被誉为智能大厦的忠实可靠的人事、财务、行政、保卫、后勤的总管。OAS系统是在CAS系统基

11、础上建立起来的信息系统，主要由日常事务型和决策型两个子系统组成。前一个子系统是通用的，主要是提高人们的工作效率，后一个子系统是与人们从事的工作领域有关，是“专门领域的应用信息系统”，如金融领域的专用信息系统。办公自动化是把计算机技术、通信技术、系统科学及行为科学，应用于传统的数据处理技术所难以处理、数量庞大且结构不明确的业务上。即在办公室中，以微型计算机为中心，采用传真机、复印机、打印机、电子邮件等一系列现代办公及通讯设备，全面而又广泛地收集、整理、加工、使用信息，为科学管理和科学决策提供服务。办公自动化是一种用高新技术来支撑的，辅助人们办公的先进手段。从它的业务性质来看，主要有三种类型：电子

12、数据处理（Electronic Data Processing ，EDP）、管理信息系统（Management Information System ，MIS）、决策支持系统（Decision Support System ，DSS）。三、智能大厦的特点 智能大厦与传统建筑相比具有鲜明的特点：1. 具有良好的信息接受及反应能力，提高了工作效率。具有各种内部及外部信息交换手段，以及装备性能良好的通信设备。发展迅速、内涵容量大，且各种高新技术和设备将不断引入3A系统，例如多媒体电脑、宽带综合业务数据网（B-ISDN）等。 2.有易于改变的空间和功能，灵活性大,适应变化能力强，能满足多种用户对不同环

13、境功能的要求。表现在两个方面,首先是智能化建筑环境具有适应变化的高度灵活性,传统的建筑是根据事先给定的功能要求，完成其建筑与结构设计。譬如办公楼的小开间,不允许改成大堂，智能大厦要求其建筑结构设计必须具有智能功能，除支持3A功能的实现外，必须是开放式、大跨度框架结构，允许用户迅速而方便地改变建筑物的使用功能或重新规划建筑平面。譬如房间设计为活动开间（隔断），活动楼板，大开间可分成有不同工位的小隔间，每个工位楼板由小块楼板拼装而成，这样建筑开间和隔墙布置就可随需要而灵活变化。其次，智能大厦管线设计具有适应变化的能力，可以适应租户更换、使用方式变更，设备位置和性能变动的各种情况。譬如室内办公所必需

14、的通信与电力供应也具有极大的灵活性，通过结构化综合布线系统，在室内分布着多种标准化的弱电与强电插座，只要改变跳接线，就可快速改变插座功能，如变程控电话为计算机通信接口等。3. 创造了安全、健康、舒适宜人和能提高效率的生活和工作环境。现在，不少普通的大厦内的中央空调系统不符合卫生要求，往往成为传播疾病的媒介。在国外，把引起居住者头痛、精神萎靡不振,甚至频繁生病的大楼称之为“患有楼宇综合病”（Sick Building Syndrome）的大厦。而智能大厦首先确保安全和健康。其防火与保安系统等均已智能化，如对火灾及其他自然灾害、非法入侵等可及时发出警报，并自动采取措施及制止灾害蔓延。智能大厦其空调

15、系统能监测出空气中的有害污染物含量，并能自动消毒，使之成为“安全健康大厦”。智能大厦对温度、湿度、照度均加以自动调节、甚至控制色彩、背景噪声及味道，使人心情舒畅，从而能大大提高生活的品质。 4. 能源利用率高，能运行在最经济、可靠的状态，具有良好的节能效果。对空调、照明等设备的有效控制，不但提高了舒适的环境，还有显著的节能效果。例如，空调系统采用了焓值控制，最优启停控制、设定值自动控制与多种节能优化控制措施，使大厦能耗大幅度下降，从而获得巨大的经济效益。 5. 由于3A系统相互配合而产生许多新功能，包括: (1) 建筑物管理系统与远程通讯系统的配合，从而可使用户利用身边的电话机作为终端控制温度

16、和湿度给定值的变更；温度和湿度值测试值的确认；能源使用量和设备运行状态的通知;在异常时的用户报警通知;空调、照明投入和切断等。 (2) 建筑物管理系统与办公自动化系统的配合，从而使接在办公自动化的区域网路上的个人电脑、工作站获得建筑物管理信息。使会议室的预约管理系统与空调运行结合起来实现联动.还可使建筑物管理系统收集到的能源与办公自动化的财务管理系统相结合。 (3) 远程通讯系统与办公自动化系统的配合，从而使信息上孤立的建筑物,成为广域网的一个接点。四、简述结构化综合布线系统标准结构化布线系统由如下图所示6个子系统组成：工作区子系统、水平区子系统、管理区子系统、垂直主干子系统、设备间子系统和建

17、筑群子系统。（1）工作区子系统设计工作区子系统由终端设备连到信息插座的连线组成，它包括有连接软线、适配器和其他电子器件。通过连接软线和适配器将终端设备同信息输入输出口相连，通过插座既可以引出电话也可以连接数据终端及其它传感器和弱电设备。（2）水平干线子系统的设计水平区子系统是连接管理子系统到水平区子系统之间的连接。包括水平布线和信息插座、电缆终端及交换。（3）管理子系统设计管理子系统主要功能是将垂直干缆线与各楼层水平布线子系统相连接。同时又可为同层组网提供条件。布线系统的优势和灵活性主要体现在管理子系统上，只要简单地跳一下线就可以完成任何一个结构化布线系统的信息插座以对任何一类智能系统的连接，

18、极大地方便了线路重新布局和网络终端的调整。管理子系统是放置电信布线设备，用来对线缆提供端接和跳接线管理，包括水平、主干布线系统的机械终端和建筑群主干的交换。从应用的角度来看，管理子系统就是对各种信息提供一种流向管理，为连接其它子系统提供连接手段。使某种信息流通过结构化布线系统到达相应的控制和交换设备。以便能更容量地管理通信线路，使在移动终端设备时能方便地进行插拔。系统内各层分配线间一般为五个，分别为A、B、C、D、E。分配线间均设在本区垂直干缆走线的竖井中。在分配线间中，语音水平线缆接在可进机架的110DW2型配线架上、数据水平线缆端接在1100GS-48口快接式配架上，为便于跳线管理，每个快

19、接式配 线架分配一个1100D3-35-19走线槽。语音主干端接在110DW2型配线架（可安装在机柜内），数据主干光纤端接在600B2型光纤终接架上，24根1071六类铜缆端接在1100GS-48口配线架上。数据间连接采用D8GS跳线，语音间连接采用CCW跳线。双绞线及垂直主干线缆均端接到配线架上，绝对不允许没有端接而散露的双绞线存在。因此该配线架的数量应根据I/ O 口数量、骨干线缆的对数、一定的冗余量来定，以达到最大的灵活性。（4）垂直主干子系统设计垂直主干子系统指从各楼层的分配线间IDF 接到楼内主设备间 MDF的五类大对数UTP或6芯62.5/125UM多模光纤。它连接到通讯室、设备间

20、和入口设备，实现计算机设备，程控交换机（PBX），控制中心与各管理子系统的连接。包括主干交换、中间交换、机械终端和用于主干到主干交换的接插线和插头。垂直干线部分提供了建筑物中主配线架与分配线架连接的路由。（5）设备间子系统设计设备间子系统指设备间内与设备有关的系统，由设备间中的电缆、连接器和相关支撑硬件组成，它把公共系统设备的各种不同设备（如计算机主机、PABX、各种控制系统、网络交换设备等）互连起来，该子系统还包括雷电保护装置等。EIA/TIA569标准规定了设备间的设备布线，它是布线系统最主要的管理区域，所有楼层的资料由电缆或光纤传送至此。此系统安装在计算机系统、网络系统和程控机系统的主机

21、房内。（6）建筑群子系统本子系统是指主建筑物中的主配线架延伸到另外一些建筑物的主配线架的连接系统。通常采用光纤或大对数铜缆连接。它是整个布线系统的一部分（包括传输介质）并支持提供楼群之间通信所需的硬件，其中有电缆、光缆和防止电缆的浪涌电压进入建筑物的电气保护设备。五、闭路电视监控系统概述闭路电视系统作为安全自动化系统（SAS）一个重要组成部分，可以提供最直观的现场信息，并进行录像，是现代智能大厦不可缺少的有机组成部分。1隐蔽式摄像机安装在电梯轿厢顶部，在监控乘坐人员的同时，亦不至于给乘客带来压抑感。同时还可随时掌握客流情况，合理调度电梯的运行。2全方位摄像机可以灵活地监控范围内的目标，调整角度

22、，或大范围搜索，或细节跟踪。在停车场、会议室和大厅内可以充分发挥其作用。3一般固定安装式摄像机做为常规监视用，安装在电梯厅、走廊、办公室、设备间等地方。4中央矩阵主机可以将任意摄像机画图显示在任意监视器上，并可以设定程序，自动地轮流显示各摄像机的画面，或者输出到摄像机上。5通过设在控制室的主控键盘或设在其他地点，如领导办公室、物业管理室、消防中心的分控键盘控制显示监视画面，或控制摄像机的上、下、左、右旋转或镜头变倍。6中央矩阵主机可以与SAS系统中的防盗报警探头联动，并输出控制信号，一旦发生警情，系统自动将监控画面、录像机锁定在报警区域内的摄像机上，并联动控制门禁系统、照明系统。7中央矩阵主机

23、还可以与多媒体，计算机联网，由计算机控制该主机的运行，完成所有操作，并把图象信息联网进计算机网络系统，实现信息共享。8特别留有四路输出信号经四画面分割器合成为一路信息通过有线电视系统的一个专用频道输出，使所有有线电视用户也可以共享监控信息。六、楼宇自动化系统简介 楼宇智能化系统(BAS)的主要组成楼宇自动化系统负责完成大厦中的空调制冷系统、变配电系统、照明系统、供热系统及电梯等的计算机监控管理。楼宇自动化系统由计算机对各子系统进行监测、控制、记录,实现分散节能控制和集中科学管理,为大厦中的用户提供良好的工作环境,为大厦的管理者提供方便的管理手段,为大厦的经营者减少能耗并降低管理成本,为物业管理

24、现代化提供物质基础。它的主要控制部件如下: 空调监控系统：其监控要求为:温度控制、湿度控制、新风、回风、排风的控制、制冷器的防冻监控、过滤器的状态监测、风机的状态及故障报警 冷冻站监控系统：包括对冷却水泵、冷却塔风机的自动控制,以及冷水机组台数的节能控制和冷冻水系统的压差控制,还包括中央管理站对冷冻站的控制,因此需解决如下问题:冷却塔风机运行状态监测，控制和故障报警、冷却水泵运行状态监测，控制和故障报警、冷水机组冷却水进水温度监测及控制、冷却水泵运行状态监测，控制及故障报警、冷水机组冷却水出水温度，流量监测及控制、分水器，集水器压差监测和控制、冷水机组运行状态监测，控制和故障报警 给排水监控系

25、统：对大厦生活用水、消防用水、污水、冷冻水箱等给排水装置进行监测和启停控制。其中包括压力测量点、液位测量点以及开关量控制点,并要求显示各监测点的参数、设备运行状态和非正常状态的故障报警,并控制相关设备的启与停。 变配电监控系统：包括低压配电系统、计算机不间断UPS电源系统、冷冻站配电、变压器、高压系统和高压二次线中的各个点进行监测控制。它主要包括电流量、电压量、有功电度、无功电度、功率因数、温度等的测量和开关量的控制,并要求实时监测和计量供电系统的运行参数,显示主接线图、交直流系统和UPS系统运行图及运行参数,对系统各开关变位和故障变位进行正确区分,对参数超限报警,并对事故、故障进行顺序记录,

26、可查询事故原因,并显示、制表和打印,可绘制负荷曲线,并显示、打印运行报表 热力站监控系统：由中央监控系统监测热交换器的热水出水温度、热水流量和控制热水泵的启停 照明监控系统：由中央监控系统按每天预定的时间顺序进行开关控制,监视其开关状态,工作状态可用文字、图形显示,并经打印机打印。 安全防范监控系统：安全防范系统是智能大厦必不可少的部分,它为大厦提供了安全监视、侵入报警、出入门控制管理。安全监视系统采用微机控制矩阵系统,集中完成视频切换控制、水平/俯仰/变焦控制及自备检测功能。系统可设分控键盘便于管理。 安全监视系统技术主要表现为:侵入报警系统通过各类传感器,如主动红外探测器、被动红外探测器、

27、红外微波双鉴探测器、玻璃破碎传感器、振动传感器,以及各类手动、脚动开关等,可获得大厦的主要通道、出入口、重要部位及周边的情况,以利防范工作。 出入门控制系统是对出进门的人员进行识别和选择,即所有人员的出入都得到监控。系统识别人员的身份后,根据所储存的数据决定是否允许其出入。每一项出入都作为一个事件记录存储,根据需,这些数据可以有选择的输出。整个防范系统组成一个有机的整体,当侵入报警或出入门非授权侵入时,在中央控制室接到有关报警信息,通过信息交换,安全监视系统打开报警地点附近的摄像机,并切换到指定监视器上监视,同时打开视频录像机自动记录现场情况,以便查询使用。 背景音乐、消防广播系统：消防系统的

28、设计必须征询公安、消防部门并得到认可,切不可自作主张,自行其事。设计的要点为:背景音乐系统主要为大厦工作区及公共场所提供平时播放背景音乐、语音广播等 功能。当发生火灾或紧急事故时,则可作为事故报警广播,引导疏散,指挥处理事故。公共广播音响的设计应与消防报警系统相互配合,实行分区控制。在出现非常事件或火灾时,系统能够接受消防中心的强制切换,并自动投入事故广播和火灾报警广播,将着火区平时播放的背景音乐立即切换为事故广播。在技术性能上要求扬声器基本上按间隔等于22.5倍层高的要求分布;满足消防报警的要求,即扬声器间隔小于25米,功率不小于3W,能满足实现本层和上下两层的同时报警;性能上要求最大响度不

29、小于80分贝,声场均匀度不小于8分贝,语音清晰大于85%。七、电子门禁系统系统概述Motorola 感应式IC卡门禁系统集电脑技术、电子技术、机械技术、磁电技术和非接触式IC卡技术于一体，使卡与锁之间实现完整的“对话”功能，以智能来控制门锁的开启，从而开创了门禁管理的新概念。它不仅给管理者提供了更安全、更迅捷、更自动化的管理模式，而且也给使用者带来了极大的方便。1、系统特点： （1）极短的运作时间，每张卡感应只需0.8秒 ，甚至更短。（而磁卡，接触式IC卡开门时间要达到2秒以上，甚至更长。）感应卡便于携带，解除了管理员对钥匙管理的负担，一张卡可以打开所有授权其权力范围的所有的门。(2) 严格的

30、安全性能，每张感应卡的芯片内都有一个只读的识别码，这使得复制成为不可能。而且授权系统密码管理严格，绝无仿冒的可能。如果卡片遗失或是用户调离后未交回卡片，只要在门控制器上将该卡号注销掉，这张卡片就失去功效，绝对没有后顾之忧。该系统具有掉电开锁功能，合符消防要求，在发生消防火警时，如果断电，门可自动打开，不会使门被锁住而使人员无法疏散或妨碍消防人员的救援工作。(3) 脱机可运行。既可以和计算机联网工作，又可以脱离计算机独立运行，并自成网络。这样可以为企业减少庞大的系统投资。(4) 可靠性高，内置时钟芯片，精确度和电子表一样。无需经常校对。IC卡与感应器之间无机械接触，避免了由于接触而产生的各种故障

31、，并且提高了卡片的使用寿命。而且由于无裸露的IC芯片，无需担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损伤或油污等因素。整个系统采用质量可靠的进口元器件，并采用多种保护方案，从而保证了系统运行的高可靠性。(5) 抗干扰性强，允许同时多卡操作，能在各种恶劣的工作条件下使用，比磁卡和接触式IC卡更让管理人员放心。系统采用总线结构，便于以后扩展或实现智能化大厦一卡通方案。2、系统功能：(1) 守护神员工通过个人识别卡感应后，通过系统确认其身份和使用时段后,方能开门；可以设置感应卡的使用权限和年限,每周的使用天数,每日的使用时段. 可以禁用挂失一张个人识别卡或一批识别卡； 多级系统操作密码.(2) 千里眼 系统实时显示当前所有门的开关情况；进出情况. 可以对以前时间内所有门和卡的进出情况进行统计查询； 进出人员均有相片显示.并随时可查阅其人事档案. 系统对设备的故障进行自检