毕业论文智能化楼宇监控系统的技术与应用.

1、第1章 绪论随着科学技术的进步，3C+A1技术即计算机及其网络技术(Computer)、现代通信技术(Communication)、现代控制技术(Control)以及现代建筑艺术(Architecture)等得到了广泛应用，在推动人类社会进步的同时，也改变着人们工作、学习和生活的方式，从而促使人们要求社会的信息化、工作与生活的自动化、居住环境的舒适化与平安化，使智能楼宇以及与之配套的楼宇智能化系统得到飞速开展。智能的特征是将各种与信息相关的楼宇设备通过建筑内的综合布线系统连接起来，并保持这些设备与建筑的协调，从而舒适的信息化空间得以构成，人们在信启、社会中的快节奏和开放性需要得以满足。随着人们

2、对智能楼宇功能需求的不断提高，各种来自不同生产厂家、不同类型、先进的自动化设备和网络通信技术及监控系统被广泛的应用于智能楼宇之中，使得智能楼宇中的各个子系统正朝着大规模、多控制对象和分散的方向开展，各个子系统之间及楼宇之间对信息的传递速率和共享程度越来越高。然而，在智能楼宇的具体施工过程中，由于不同的技术人员、不同的承包商及不同的合同方案，使得智能楼宇中的各个子系统被单独、分阶段安装，而月系统的安装没有标准的说明或设计，仅仅是在“无知的用户和厂商之间达成某种认可。这样，一方面造成设备之间互不兼容，不能互联互融，信息交互困难;另一方面各个子系统之间彼此独立，不能很好的实现资源共享，系统资源重复投

3、入，安装时间长，费用高，不能互操作，传输速率低，实时性差。为了解决电气设备各异构监控子系统之间以及硬件设备之间的互连和互操作性问题，就要求构成智能楼宇的电气设备的各个异构子系统具有开放式结构，所采用的协议和接口都要标准化和标准化。也就是说，软件硬件的连接方式、交换信息的内容和格式、都必须标准化和标准化，从而将各自别离的设备、功能和信息处理等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，到达资源的充分共享，并实现集中和便利的管理，可以方便地把构成智能楼宇中的电气设备各个子系统从各个别离的设备、功能和信息等有机的集中于一个统一的、相互关联的和协调的环境之中，运行于同一个操作平台之下，实现l+1>2

4、的效果，使资源到达充分的共享，高效率的完成规定的任务。并且系统运行机制与结构、系统效劳与管理等方面，都将产生质的提高与飞跃。随着工农业生产的开展，社会的进步，导致了对能源需求的大幅度增长，电力作为二次能源的主力对于国民经济的可持续开展就显得格外重要。为了保证电力能源消费平安与可靠，电气监控系统应用控制技术、信息处理技术和通信技术，利用计算机软件和硬件系统或智能装置代替人工进行各种作业，实现对楼宇内主要电气设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护。监控系统的开展经历了如下几个阶段：1早期的远动技术。早期的远动技术可以追溯到20世纪的40年代至70年代，是在自动 交换机和电子技术根底

5、上逐步开展起来的。最早用于电力工业的远动设备便是采用 继电器、步进器和电子管为主要元件组成的。随着半导体技术的开展，60年代开始出现晶体管无触点式远动设备，70年代出现集成电路远动设备。2中期的远动(监控)技术。上世纪80年代到90年代前几年，由于微处理芯片(CPU)和各种作为外围电路的大规模集成电路的出现与应用，远动设备从早期方式进入了中期开展阶段。同时它又与个人计算机相结合，出现了数据采集与监控系统，即SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)，广义的SCADA系统不仅包括远动设备，也包括调度自动化中完整的主站系统。这意味着远动将向提高传

6、输速度、提高编译码的检纠错能力、应用智能控制技术对所采集的数据进行预处理和正确性校验等方向开展。这样远动一词也逐渐为监控所取代。3当前的厂站自动化技术。上世纪到本世纪初，由于半导体芯片技术、通信技术及计算机技术的飞速开展，远动技术也从早期、中期开展到当前的厂站自动化技术阶段。20世纪90年代引入我国的电力需求侧管理(DSM)，这一先进的思维方法和管理技术是从提高终端电能利用效率出发来提高能源效率的。DSM在20世纪70年代起源于能源消耗居世界首位的美国。90年代以来已扩展到美洲、欧洲、亚洲等30多个国家和地区，其目的是使能源需求方合理用能，提高能效，节约能源，从而减少对能源的需求量，也有利于保

7、护生态环境和节约能源开发投资。总结说来，其优越性在于：1对政府，可以更合理有效的利用能源资源，同时控制环境质量；2对用户，可以降低单位节电本钱，减少电费支出，更加合理的用电并促进实现本钱效益；3对电力系统，可以防止新增电力本钱和峰荷容量本钱，减少对电力设备的投资。分布式开发技术任何一个对象都可以通过一定的接口调用另一个对象提供的效劳的技术。分布式系统提供了整个系统的绝对灵活性和互操作性。具体说来这种结构的优势有：1缩短了开发时间。由于编程人员可以先将先行开发的部件装配到新的程序中，从而加速了新程序的开发进程。2开发更具灵活性。只需简单调整全部应用的一些组件，即可为企业等不同领域的应用提供特定的

8、解决方案。3降低软件维护费用。各组件的功能是相对独立的，在维护和升级一个组件时，不必变动整个应用，降低了费用，维护方便。文章的后续章节安排如下:第二章从智能楼宇的定义、组成、功能、类型，及智能监控系统技术论述方面，第三章对智能楼宇监控系统的结构分析， 第四章通过智能化楼宇电气设备监控系统的综合设计第2章 智能楼宇概述2.1 智能楼宇的认知自世界上出现第一幢智能楼宇至今，国内外对智能楼宇尚未有统一的定-义，主要原因就是智能楼宇的含义是随着科技的开展而不断完善的，以下是关于智能楼宇的一些典型的定义：l)美国智能建筑研究机构把智能楼宇定义为:智能楼宇是指通过将建筑物的结构、系统、效劳和管理四项根本要

9、求以及它们之间的内在关系进行最优化，来提供一个投资合理的、具有高效、舒适、便利的环境的楼宇。2)欧洲智能建筑联盟把智能楼宇定义为:智能楼宇是使用户发挥最高效率，同时又以最低的保养本钱，最有效地管理其本身资源的楼宇。3)智能建筑研究会把智能楼宇定义为:智能楼宇是指具备信户、通信、办公自动化信息效劳，以及楼宇自动化各项功能的、便于进行智力活动需要的楼宇。4)国际智能工程学会对智能楼宇的定义为:可提供相应的功能以及适应用户对楼宇用途、信息技术要求变动额灵活性楼宇。楼宇具有平安、舒适、节能、系统综合等很强的功能，能满足用户实现高效率的需要。5)我国对智能楼宇的认识是:智能楼宇以建筑为平台，兼备通信、办

10、公、建筑设备自动化，集系统机构、效劳、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个高效、舒适、便利的楼宇环境。综上所述，智能楼宇是运用系统工程的观点，对建筑物的结构、需要、服务和管理四个根本要素以及它们之间的内在联系进行优化组合(系统集成)，从而提供一个投资合理、高效、平安、方便的环境。智能楼宇的组成智能楼宇与普通楼宇的主要区别在于具有“智能化，为了实现智能楼宇的高度智能化，在建筑工程中配备了完备的楼宇智能化子系统，来到达楼宇开发商、物业管理公司和业主节省费用、舒适方便、平安、有长期开展灵活性和市场价值的目标。其根本系统组成如图2.1所示:通常所说的“3A型智能楼宇，就是指一座具有楼宇自动化BA

11、、办公自动化OA与通信自动化CA功能的建筑，虽然不太严谨，但却通俗易懂。所谓的“SA型智能楼宇。为了与国际接轨，根据我国最新公布的国家标准?智能建筑设计标准?(GB/T503142000)将通常定义的BAS己包括SAS与队FAS，所以采用“3A建筑的说法，而不采用“5A建筑的说法。 图2.1 智能楼宇系统示意图1 楼宇自动化系统BAS楼宇自动化系统(BudingAutomationsystem)，实质上是一套采用现代传感技术、计算机、通讯和自动控制技术，对楼宇中的机电设备进行自动化监控管理的中央监控系统。主要包括:电力监控系统、照明监控系统、环境(空调与冷热源、给排水)监控系统、交通运输(电梯

12、、停车场、车辆管理)监控系统等。2 办公自动化系统OAS办公自动化系统(Office Automation System)，就是利用计算机技术、通信技术、系统科学、行为科学等先进技术，不断使人们的局部办公业务借助于办公设备，并由这些办公设备与办公人员构成效劳于某种办公目标的人机信息系统。主要包括:信息管理系统MIS(Management Inofmration Sysetm)、电子商务EC(ElectronieCommeree)、决策支持系统DSS(Decision Support System)与数据信息处理系统等。3 通信自动化系统CAS通信自动化系统(Communication Auto

13、mation syste:n)，是智能楼宇的“中枢神经系统，它同时与外部通信网相联，具备对来自智能楼宇内外的各种信息的收集、处理、存储显示、检索和提供决策支持的能力，以满足智能楼宇办公自动化、楼宇内外通信的需要，提供最有效的效劳。主要包括: / 系统、有线电视系统、卫星通信系统、电视会议系统、光缆传输系统等。4 综合布线系统PDS为了可以把楼宇自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统综合管理起来，需要有一种新的布线系统，即开放型综合布线系统(Prermises Disrtibutinoysestm)。在信息意义上兼容语音信号、数据信号、控制信号、数字图像信号，甚至是模拟图像信号，可连接 、程

14、控交换机、电传、影像、计算机等设备。综合布线是一种开发系统，所谓“开放有三层含义，即能支持多家厂商的不同产品;能提供面向用户的设计方式;安装布线系统时并不要求对系统连接的有源设备本身有深刻的了解。所以开放性的布线系统消除了非兼容布线可能带来的麻烦，如网络性能低于标准，改动布线花费昂贵，不能支持新技术开展等。5 智能建筑综合管理系统IBMS智能楼宇综合管理系统，是一个具有高生产能力、低运营本钱和高平安性的智能化的综合管理系统。它能够利用所收集到的楼宇相关资料.分析整理成具有高附加值的信息:运用先进的技术和方法，使楼宇设备的作业流程更有效、运行本钱更低、竞争力更强。同时，它能将建筑内各个实时子系统

15、高度集成，做到保安、防火、设备监控三位一体，楼宇自动化系统BAS、办公自动化系统OAS和通信自动化系统CAS集成在一个图形操作界面上对整个楼宇进行全面监视、控制和管理，提高楼宇全局事件和物业管理的效率和综合效劳的功能。2.1.2 智能化楼宇的根本要求智能化楼宇的根本要求是，有完整的控制、管理、维护和通信设施，便于进行环境控制、平安管理、监视报警，并有利于提高工作效率，激发人们的创造性。简言之，楼宇智能化的根本要求是：办公设备自动化、智能化，通信系统高性能化，建筑柔性化，建筑管理效劳自动化。 楼宇智能化提供的环境应该是一种优越的生活环境和高效率的工作环境：舒适性。使人们在智能化楼宇中生活和工作包

16、括公共区域，无论是心理上还是生理上均感到舒适，为此，空调、照明、噪音、绿化、自然光及其他环境条件应到达较佳或最正确状态。高效性。提高办公业务、通信、决策方面的工作效率，节省人力、时间、空间、资源、能耗、费用，以及建筑物所属设备系统使用管理的效率。方便性。除了集中管理，易于维护外，还应具有高效的信息效劳功能。适应性。对办公组织机构、办公方法和程序的变更以及设备更新的适应性强，当网络功能发生变化和更新时，不阻碍原有系统的使用。平安性。除了要保证生命、财产、建筑物平安外，还要考虑信息的平安性，防止信息网中发生信息泄露和被干扰，特别是防止信息数据被破坏、被篡改，防止黑客入侵。可靠性。选用的设备硬件和软

17、件技术成熟，运行良好，易于维护，当出现故障时能及时修复。2.1.3 智能化楼宇的优越性和普通建筑相比，智能化楼宇的优越性体系那表达在以下几个方面：具有良好的信息接收和反响能力，提高工作效率。提高建筑物的平安、舒适和高效便捷性。具有良好的节能效果。对空调、照明等设备的有效控制，不但提供了舒适的环境，还有显著的节能效果一般节能达1520%。节省设备运行维护费用。一方面系统能正常运行，发挥其作用可降低机电系统的维护本钱，另一方面由于系统的高度集成，操作和管理也高度集中，人员安排更合理，从而使人工本钱降到最底。满足用户对不同环境功能的需求。高薪技术的运用能大大提高工作效率。及功能2.2.1 智能楼宇的

18、类型虽然智能楼宇的使用功能各异，但是归纳起来主要有以下几种类型:1专用办公楼这类建筑包括:政府机关办公楼;跨国大公司、企业;金融欧(银行、证券、期货、保险等);商业楼;利教办公楼(研究院所、学校、医院等)2)出租办公楼主要由房地产商投资兴建，然后出租、出售。楼内的共用设施一次建成，出租、出售的房间由使用者根据各自的需要进行二次装修。3)综合性建筑这是集办公、金融、商业、娱乐、生活于一体的多功能的建筑(群)。4)住宅以生活起居为目的的多层、高层、超高层建筑楼宇。 2.2.2 智能楼宇的功能从楼宇智能化的功能角度看，楼宇智能化提供的功能应包括：具有信息处理功能，而且信息范围不只局限于建筑物内，应该

19、能在城市、地区或国家间进行。能对建筑物内照明、电力、暖通、空调、给排水、防灾、防盗、运输设备进行综合自动控制。能实现各种设备运行状态监视和统计记录的设备管理自动化，并实现以平安状态监视为中心的防灾自动化。建筑物内应具有充分的适应性和可扩展性。它的所有功能应能随技术进步和社会需要而开展。从用户效劳功能角度来看，智能建筑提供3大方面的效劳功能，即平安性、舒适性、便利和高效性，如表2.1所示。因此，智能楼宇可以指人们在社会信息化新形势下对建筑物提出的更高的功能需求。表2.1 智能楼宇的三大效劳功能2.3.1 计算机网络技术通过计算机网络技术能够实现数据通信功能,资源共享，信息效劳等功能1通信功能它是

20、指计算机与计算机或其它终端设备之间的数据传输，是计算机网络系统的根本功能之一。通过计算机网络来传送电子邮件，发布新闻信息等，方便了用户之间的信启、交换，而且不受地理因素和时间的限制。2资源共享通过计算机网络，可以将位于计算机网络中某个部位的资源提供出来，供整个网络的相关用户使用。计算机网络的三大资源:硬件资源、软件资源、数据资源均可被共享，并由网络系统对共享资源实施有效管理，不仅提高了网络范围内系统资源的利用率，而且可以使整个系统处理的费用明显下降。3信息效劳借助于计算机网络，用户可以到社区网上或Intemet上获取各种信息:反之，也能够向nItcmet或社区网上发布各种相关信息，如电子商务信

21、息、各种管理公告信息等。同时，借助于计算机网络用户可以方便地召开网络会议、实现自动抄表、自动交费等业务，以次来表达智能建筑的便利和高效的特点。2.3.2 计算机控制技术计算机控制技术是计算机技术与自动控制技术相结合的应用技术，是构成智能楼宇电气设备监控系统的关键技术。上个实际70年代以来，随着电子技术的快速开展，计算机性价比不断提高，从而促进了计算机在控制系统中的应用。这种应用的直接结果是极大地改善了过程控制的硬件性能，加强了过程控制的手段，同时也促进了自动控制理论的开展，使计算机控制技术更加完善和深化，从单一过程、单一对象的局部控制开展到整个过程、整个系统的大规模复杂控制，并逐步向智能化、网

22、络化方向开展。1计算机控制系统根本概念在计算机控制系统，计算机输入输出的信号都是数字量，而被控对象的输入输出信号往往都是连续变化的模拟量。因此，计算机的信号输入和输出击要设有模拟量和数字量之间的信号形式转换的模/数(Analgo/Distia)l和数/模(Dgitial/Anaolg)转换器。典型的计算机控制系统如图2.3所示: 计算机控制原理图在计算机控制系统中，监测装置(传感器)将系统输出量转换成电信号，再经过A/D转换器转换为数字量，计算机收到输出反响量后，将它与计算机内部的给定值相比拟，计算出偏差值，然后对偏差进行算术与逻辑运算，将运算结果作为控制量输出，控制量再经过D/A转换器转换为

23、模拟量，输出到执行机构调节被控参数，从而到达控制的目的。上述过程连续不断地重复执行，以使整个系统运行在给定的性能指标下。同时，也可以对被控参数和设备本身出现的异常情况进行监督，并迅速做出处理。 命名效劳命名效劳16,17提供从名字到对象引用的映射，这好似Internet的域名效劳系统将给定的域名转换为IP地址一样，命名效劳采用类似文件系统中目录结构的方法来管理文件。在CORBA命名效劳中，命名对象以分层命名图的方式进行组织，称为命名树，如下列图所示： 命名树结构示意图如上图所示，命名树的节点都是对象，其中图中的空心节点表示的是命名环境对象，简称为命名环境；图中实心节点表示应用程序的对象简称为应

24、用对象。建立命名树的目的是要根据对象的名字通过遍历的方式找到目的对象的对象引用。在CORBA的命名效劳中，构成名字的根本元素是有名组件(namedcomponent)。有名组件本身是一个结构，该结构由两个字符串域组成：id和kind。一般来说，id域给出用户的字符串标识，kind域给出一些描述信息，如名字所用的编码、版本等。命名环境相当于一个目录，用来存放指向其它目录(即其它的命名环境)和文件(应用对象)的名字。这种名字到对象引用关系就称为名字绑定。在一个命名环境中，给一个对象(可能是另一个命名环境)取一个名字的操作称为绑定(bind)，反之，从一个名字得到一个与之绑定的对象的操作称为解析(r

25、esolve)。给定一个起始命名环境，在命名树中从起始节点到目标节点的遍历中，这些绑定序列就构成了唯一识别目标对象的路径名。 名字库一般的命名效劳中，使用者是直接对有名组件和名字的值进行操作的，为了更好的表达封装的特性，应该把效劳的使用者与名字的具体表示分割出来，因此，系统建立工程名字库，实现对系统中多个工程对象的统一管理，这样命名效劳的使用者就可以通过接口调用来管理和操纵名字的组成，防止了直接操纵有名组件的id域和kind域。名字库的结构如图2所示。本系统通过命名效劳来提供对所有工程对象的管理，提供整个网络中工程对象的注册/注销功能，工程在启动时主动对生成的工程对象进行注册，当工程退出时主动

26、对工程对象的注销；其它客户端只需知道对象名称就可以通过命名效劳来得到其对象引用，从而完成所需功能。例如，SCADA的工程对象首先得向命名效劳注册，然后如果某个客户端想要得到SCADA工程对象引用，只需将此工程的名称作为参数来调用命名效劳的接口，就可以获取此工程对象的引用。事件效劳设计CORBA事件效劳18,19是为了解决CORBA对象之间的通信问题而定义的，CORBA的事件效劳提供了一种松散的、异步的通信机制，它的目标是建立一个通用的分布式事件模型。在CORBA的事件效劳中，事件的发送者和接收者都是对象，发送事件的对象扮演供给者的角色，接收事件的对象扮演消费者的角色。事件的传送是借助一个称为事

27、件通道的对象来进行的。事件通道作为多个供应者对象与多个消费者对象之间的异步通信中介，负责将事件从供给者对象传送给消费者对象。因此，事件的传递经历了两个阶段，从供给者到事件通道的阶段以及从事件通道到消费者的阶段。事件通道在这两个阶段起到了两种截然不同的作用，在前一个阶段，它是事件的消费者，在后一个阶段，它是事件的供给者。参加事件通道后，供给者和消费者的关系变得松散，彼此看不到对方，而只同事件通道打交道。对一个事件通道，可以有任意多个供给者和消费者与之联系，这样，由任意一个供给者发出的消息将会通过事件通道最终送达每一个消费者。事件传递的模式有两种：推模式(push)和拉模式(pull)，这两类模式

28、是依据由哪一方主动发起而划分的。如果一个事件由供给者主动发出，消费者被动接收，就称为推模式；如果一个事件由消费者主动索取，而由供给者被动提供，就称为拉模式。在事件传递的两个阶段中，可以使用不同的消息传递模式，例如，从供给者到事件通道采用推模式，从事件通道到消费者采用拉模式。事件效劳中有3个最重要的接口：供给者、消费者和事件通道，但是，这还不能完成供给者和消费者之间的通信。事件通道对于供给者来说担当了消费者的角色，而对消费者来说担当了供给者的角色，在事件效劳中这两种角色由其它的接口来完成，即供给者代理和消费者代理。事件效劳有很多重要的应用，一个最重要的应用就是用于实时数据发布。实时数据发布就是现

29、场SCADA将实时数据(模拟量、状态量、报警信息等)传递给相关数据需求方(监控站、效劳器等)的方法策略。假设有n个监控站和m数据源(SCADA)，每个需求方要向数据源发送m个请求，每个数据源要将每项数据发送n次，那么远程调用的次数为m×n。当m和n的值较小时还能满足系统对实时性的要求，当m和n的值较大时，频繁的接口调用，再加上大量的传输数据，会严重影响到系统的实时性甚至是系统的稳定运行。如下图，利用事件效劳的push-push模式，数据源以组播的方式向需求方发送数据，这样就能极大地提高效率。 基于事件效劳的实时数据发布第3章 智能楼宇监控系统的结构分析3.1 楼宇智能化电气设备监控系

30、统运用楼宇智能化电气设备监控系统，为业主和用户提供良好的工作和生活环境，并使系统中的各个设备始终处在最正确运行状态，从而保证系统运行的经济性和管理的现代化和智能化。以到达舒适、平安、健康、经济和节能的目的，因此，楼宇智能化电气设备监控系统是智能楼宇系统工程中不可缺少的根本组成局部，广泛受到重视。3.1.1楼宇智能化电气设备监控系统的功能表现1)设各监控与管理可提供设备运行管理和楼宇经营管理，包括楼宇内的各种空间效劳设施的预约，使用分配、调度及费用管理。能够对楼宇内的各种电气设备实现运行状态监控，报表编制，启停控制，维护保养及事故诊断分析等。2)节能控制包括空调、供配电、照明、给排水等系统的控制

31、管理。节能控制是在不降低舒适性的前提下到达节能、降低运行费用的目的。3电气设备监控系统的组成1)建筑设各监控系统楼宇智能化电气设备监控系统系统主要是对楼宇内的电力、照明、空调、给排水等机电设务或系统进行集中监视、控制与管理、以保证这些设备平安可靠地工作。)供配电设备监控子系统平安、可靠是智能楼宇正常运行的先决条件，供配电监控子系统的主要功能是确保楼宇平安可靠的供电。因而就要对各级开关设备的状态、主要回路的电流、电压及变压器的温度进仃监测，实现全面的能量管理。)照明系统监控子系统照明系统与节能有关，在大型建筑中照明耗电仅次于供热、通风与空调系统(HVAC)。利用自动化手段对照明设备进行有效的控制

32、可以取得明显的节能效果，这主要是对门厅、走廊、庭园和停车场等处照明的定时控制，对照明回路分组控制，以及对一些重要场所实现智能化控制。在照明监控子系统中，可以通过计算机软件设定启停时间表，按照预定的使用时间进行开环控制，也可以采用超声波、红外线等方式探测照明区域的人员活动及照度变化信息构成反响控制方式。)暖通空调系统空调系统在楼宇中的能耗最大，因此这一系统的中心任务就是在保证提供舒适环境的根底上尽可能降低运行能耗。主要节能控制措施如下:A设备最正确启停控制;B空调及制冷机的节能优化控制;C)设备运行周期控制;D)电力负荷控制:E)储冷系统最正确控制等。这些协调是由空调监控子系统的管理计算机通过监

33、控网络索取到楼宇使用要求与使用状况的信息，进行分析决策来实施的。)给排水监控子系统给排水监控子系统的主要作用是为了保证供水、排水系统的正常运行，其根本监控内容是对各给水泵、排水泵、污水泵及饮用水泵的运行状态进行监测，对各种水箱及污水池的水位、给水系统压力进行监测，并根据这些监测信息，控制相应的水泵启、停或按某种节能方式运行。)电梯系统大型建筑中均配置有电梯、扶梯，需要利用计算机实现群控，以到达优化传送、控制平均设备使用率与节约能源运行管理等目的，并与使得设备监控管理中心能够随时掌握各个电梯、扶梯的工作状况，以确保在火灾、非法入侵等特殊情况下对它们进行直接控制。智能楼宇的内外环境要求标准高，尤其

34、是内环境，为了满足人们工作、生活在舒适等多方面的需要，大量采用了多种多样的装饰材料。一旦发生火灾，大量可燃材料的燃烧，将产生大量有害的烟气和毒气，直接危害人们生命平安。为了适应智能楼宇现代化的需要，高水平的自动化设备和先进的通信网络比比皆是。如假设处出理电火花或线路绝缘层老化、短路竹现象发生电气火灾，而且火灾蔓延速度会相当迅速，以致产生难以估计的后果。由于智能楼宇尤其是高层或超高层建筑，其建筑容量大，可同时容纳成千上万人在楼内工作。一旦发生火情，因为建筑通道复杂及楼层太多，以致造成人员疏散难度大，而且疏散时间长;据有关资料统计，在高度60m的智能大厦内，人员平安疏散的时间需要.05h，在高度1

35、6Om的智能大厦内，人员平安疏散的时间增加至2h以上。智能楼宇多数是多用途的综合性大楼，往往设有办公室、写字间、会议厅、饭店、公寓、娱乐场所等，期间人员复杂，而且难遇管理。如果人们的防火意识淡薄或者放松警惕，就会增加火灾的发生。A)自动水灭火系统水，最为灭火介质，无毒、无污染，而且水火火系统的结构简单、造价低廉、性能稳定、工作可靠、维护使用方便，因此它是智能楼宇中最主要的灭火系统。自动喷水灭火系统，根据系统构成和灭火过程，可分为室内消火栓灭火系统和室内自动喷淋水系统。B)自动气体灭火系统气体自动灭火系统只要用于火灾时不宜用水灭火或有贵重设备场所。比方配电室、计算机房、可燃气体及易燃液体仓库等。

36、气体自动灭火设备室通过探测器探测到火灾后，向灭火控制器发信号，控制器收到信号后通过灭火指令来控制气体压力容器上的电磁阀，放出灭火用气体灭火。同时还具有音响报警功育旨。C)平安疏散系统平安疏散系统主要包括事故照明与疏散照明(也叫应急照明)，是为了保证在火灾时人员能平安疏散而设置的。应急照明的电源除了正常市电供电外一般还有备用电源或自备发电机供电，通常都设置在疏散通道、公共出口处，如疏散电梯、防烟楼梯间及前室、消防电梯及前室等。D)消防电梯管理系统消防电梯是智能楼宇中特有的必备设施，其作用有两个:一是当火灾发生时，正常电梯因断电和不防烟火而停止使用，消防电梯那么作为垂直疏散的通道之被启用;二走作为

37、消防队员登高补救的重要运送工具。消防电梯官理东玩就是要通过设置在消防控制室的电梯控制显示盘，或通过设置在楼宇消防控制室的专用开关来对消防电梯的运行进行管理控制。安防自动化系统SAS智能楼宇综合保安自动化系统对建筑智能化弱电系统来讲是一个十分重要的子系统，是确保大厦内人身、财产及信息资源平安的重要手段，是使楼宇有一个平安、方便、舒适与高效的工作生活环境的必要保证。安放自动化系统SAS设计应该是一体化地实现对大厦内各种保安防范措施和功能的集成监控管理、报警处理和联动控制。a)闭路电视监控系统闭路电视监控系统的主要功能是辅助保安系统对于楼宇内的现场实况进行监视，实时、形象、真实地反映楼内各种设备的运

38、行状态和人员活动情况，以便及时观察到该区内发生的紧急事件，为保安、消防、楼宇自控等部门提供决策依据，从而到达维护治安、保障平安的目的。b)出入口控制系统出入口控制系统也叫门禁管理系统，该系统采用微电子技术、测控技术、机电一体化技术及计算机网络技术和通讯技术，为楼宇的出入通道提供高效的智能化管理，对进出建坑物、进出楼宇中某一沐域或某一特定房间的人员进行识别和控制，使大楼内的人员只能在其被授权的区域内活动，为防范从正常通道的侵入提供了保证-c)防盗报警系统防盗报警系统，是采用红外或微波技术的信号探测器，在一些无人值守的部位，根据不同部位的重要程度和风险等级要求以及现场条件，进行周边界或定方位保护。

39、高度灵敏的探测器获得侵入物的信号以有线或无线的方式传输到中心控制值班室，同时报警信号以声或光的形式在楼宇模拟图形上显示，使值班人员能及时获得发生事故的信息。d)巡更管理系统目前为止，没有任何一种先进的安防系统能够做到100%的自动化，所以，智能楼宇中的安防系统应强调技防与人防的结合。巡更管理系统的主要功能是保证保女值班人员能够按时、项序地对楼宇的巡更点进行巡视，同时保护巡更人员的平安。e)停车场自动管理系统停车场自动管理系统由:车辆自动识别子系统、收费子系统、保安监控子系统组成。通常包括中央控制计算机、自动识别装置、临时车票发放及检验装置、挡车器、车辆探测器、监控摄像机、车位提示牌等设备。f)

40、访客管理系统访客管理系统主要功能是实现楼宇来访客人与居室中的人们进行双向通话或可视通话未确认来访者的身份，以决定是否翻开楼门电子锁，以及向安保管理中心进行紧急报警的系统，从而到达了平安、方便的管理目的。3.2 通信自动化电气设备监控系统智能楼宇的通信自动化系统包括通信系统和计算机网络系统两大局部。通信系统主要由两大系统组成:用户程控交换机和有线电视网CATV。前者是由电信部门开展而来的，后者是由广电部门开展而来的。计算机网络系统即智能建筑中的计算机局域网及其互联网、接入网。目前，CAS一般包括如下子系统:1)程控数字用户交换机系统PABX程控数字交换机按用途可分为市话、长话和用户交换机。程控数

41、字用户交换机实质上是一部由计算机软件控制的数字通信交换机，它的任务是完成建筑物内用户与用户之间，以及用户通过月户交换机中继线与外部 交换网卜各用少之间的通信。支持材能建筑中办公自动化即多媒体通信，能向智能楼宇中的使用者提供宽带综合业务数据的传输功能，对每一用户同时进行话音、数据、图像的多媒体通信。对各个不同的用户终端设备提供码式、码速和协议的转换，并具有构成计算机局域网LAN的功能，因而程控数字用户交换机是智能楼宇中通信系统的控制中心。2) 通信系统 通信系统是各类建筑物必须设置的系统，智能楼宇中的 系统交换设备一般是采用APBX(用户程控交换机)， 线路基于综合布线系统PDS。以BX不仅能提

42、供传统的语音通信方式，还能满足用户对数据通信、计算机局域网互联、综合业务数字网SIDN通信的要求。3)有线电视系统CATV有线电视系统(Cable Antenna Television)也是智能楼宇的根本系统之一，与传统的CATV不同的是，智能楼宇CATV要求电视图像信号双向传输，有线电视系统通常由前端系统、传输网络和用户分配网络等3个局部组成4)视频会议系统VCS视频会议系统(Video Conferencing System)是利用图像压缩编码和处理技术、电视技术、计算机网络通信技术和相关设备、线路，实现远程点对点或多点之间图像、语音、数据信号的实时交互式通信，可大大节省时间、提高会议的效

43、率、降低会议本钱。该系统可以将分布在不同会场的与会人员活动情况、会议内容、以及各种数据、资料等实时地传送到各方，通过多画面电视处理技术将各会场的视频信应、台成在一个画面上，在利用大屏幕投影墙显示出米。5)视步贞点播VOD视频点播VOD(Video On Demand)就是一种在观众和节目提供者之间具有文互能力的电视系统。它可以让观众从中心节目库中现场选择自己喜欢的节目，然后通过机顶盒STB在自己家中的电视上观看。VOD的重要性就是交互性，VOD交互分为节目内交互和节目间交互两种。节目内交互允许用户在节目进行中实时地与系统进行交互，选择节目开展的方向、情节、结局等，它还可以实现交互购物、交互游戏

44、和远程教学等功能。节目间交互就是让用户选择节目.然后播放。6)播送电视卫星系统通过架设在建筑物顶部的卫星地面站可直接接收播送电视的卫星信号，VAST(very Small Aperture terminal，超小口径终端)卫星通信系统是上世纪80年代开展起来的一种新型的卫星通信系统，是具有小口径天线的智能化的地球站。这类地球站安装使用方便，非常适合智能建筑的数据传输。大量的这类小站协同一个主站，构成一个卫星通信系统，可以单向、双向传输数据、语音、图像及其它综合电信和信息、业务，适合于用户分散、业务量不大的专用或共用通信网。而且组网灵活、通信效益高，网络部件模块化易于扩展和调整。7)同声传译系统

45、同声传译系统是译员通过专用的传译设备提供的即时口头翻译，译员通过话筒讲话，听众通过耳机接收.这种翻译形式可同时有多种语言，如联合国大会就有6种语言的同声传译8)公共/紧急播送系统智能楼宇和高级宾馆等现代化建筑物都设有播送音像系统，包括一般)一播、紧急播送和音乐播送等局部。播送音像系统的设计那么包括公共播送与客房音像二局部。公共播送用于公共场所，如走廊、电梯门厅、电梯轿箱、入口大厅、商场、酒吧、宴会厅等，通常采用组合式声柱或分散扬声器箱，平时播放背景音乐等，当遇到火灾等紧急事故时作为事故播送，指挥人员的疏散。客房音像设置的目的是为客人营造一种欣赏音乐与休息的舒适环境。9)计算机局域网LAN计算机

46、局域网LAN包括智能建筑公共主管网，以及物业营理使用的局域网粼和购房/租房用户使用的业务局域网。主干网和楼层局域网主要采用以太网系、_歹d。10)用户按入网从现代网络功能角度看，通信网由传输网、交换网和接入网3局部组成。电信网的接入网是指实现本地交换机与用户间连接的局部;有线电视的接入网是指从前端到用户之间的局部;而数据通信的接入网是指通信子网的边缘路由器与用户PC之间的局部。用户接入网主要是解决智能建筑内部与外部世界的信启、沟通，主流用户接入网目前有N一SIDN(窄带综合业务数字网)、HFC(光纤同轴电缆混合网)、ADSL(非对称数字用户线)、HTTB(光纤到楼)、DDN(数字数据网)、FR

47、(帧中继)。 综合布线系统综合布线系统(premisesDistributionSystem)是建筑物或建筑群内部信息通信设备传输信号的物理链路。它能使建筑物或建筑群内部的语音、数据通信设备、信息交换设备、建筑物物业管理及建筑物自动化管理设备等系统之间彼此相连，也能使建筑物内部通信设备与外部的信息通信网络连接。.1 综合布线系统的特点1)综合性过去建筑物或建筑群内的语音及数据线路彼此独立，不同的系统采用不同的传输介质、不同的配线插座和接头等。比方， 通信系统中的线缆采用对绞 线;计算机系统采用同轴电缆。各个系统采用的布线材料、插座、接口和接线端子板相互不兼容，相互之间达不到共用的目的，不仅造成

48、建筑物中布线系统重复施工，增加了工程造价，而且建筑物内的多套线路使布线环境恶化，竖井、吊顶空阳拥挤不堪。另外，因为缺乏统一的技术标准，统一的传输介质，系统一经确定，难以更改，灵活性较差。当系统更新或升级时需更动布线，不能适应智能建筑的动态特性:综合布线系统是一套由共用配件组成的配线系统，综合了建筑物与建筑群中各种布线系统和相应的共用配件，这些系统包括:.模拟数字的话音系统.令高速与低速的数据系统.图形终端、绘图仪等需要传输的图文资料传输系统.电视会议与平安监视系统.建筑设备自动化管理系统综合布线系统的综合性解决了建筑物中语音、数据、图文、图像及多媒体等设备配线不兼容的问题，布线系统实施后，能满

49、足现在通信技术的应用和未米通信技木的友展，实用性依强。2)灵活性综合布线系统是采用符合国际标准联接件的预布线系统，系统采用相同的传输介质、相同的插头与模块化插座，所有信息通道是通用的，任何一个信息插座均能连接不同类型的终端设备，如个人计算机、可视 机、双音频 机、可视图文终端、G3或G4类 机等，满足灵活应用的要求。而且，由于布线系统全部采用星形拓扑结构设计，所有设备的开通及更改均不需改变系统布线，只需增减相应的网络设备及在布线系统的配线架上做必要的跳线管理即可。系统组网也可灵活多样，各部门可独立组网义可方便地互连，为合理组织信息流提供了必要条件。3)可靠性和开展性由于综合布线系统采用的是高品

50、质的标准材料，系统连接采用组合压接的方式，因而构成一套高标准信息通道:又因为综合布线系统采用模块化设计，工作站是由节点向往增设，每条线路与其它线路无关，如果一条线路出现故障，并不影响其它线路的正常运行;所以为线路的运行维护及故障检修提供了极大的方便，不会因J卜卜而更改斡伏配套系统。这样不仅可保护先前在配烤方面的投资，而且能将当前和未来的话音和数据设备、互连设备、网络营理产品方使的由展进去。可保证对网络扩展与变化的长期需求，所以具有很好的开展性。4)先进性和开放性综合布线系统采用弹性布线方式，将光纤与双绞线混布，对于重要部门可支持光纤到桌面的应用，为将来的开展提供了足够的裕量。而且信息通道均采用

51、8芯配置，符合利用数字通讯技术及标准接口实现声音、数据综合业务数字网(SIDN)的标准，因而保诬了先进性。综合布线系统的开放性表达在它能支持多厂商的不同产.钻，能提供面向用户的选择设计方式。.2 综合布线系统产品的组成综合布线系统产品是由各个不同系列的器件所组成，如下图:系统产品包括:建筑物或建筑群内部的传输电缆、信息插座、插头、适配器、连接器、线路的配线及跳线硬件、传输电子信号和光信号线缆的检测器、电气保护设备、各种相关的硬件和工具等。这些器件可组合成系统构成各自相关的子系统，分别完成各自功能:系统产品还包括建筑物内到 局线缆进楼的交接点上这一段的布线线缆、配线架以及相关的器件。但不应包括交

52、接点外侧的 局网络上的线缆和相关器件，以及不包括连接到布线系统上的各个交换设备，如:程控数字用户交换机、数据交换设备、工作站中的终端设备和建筑物内的自动控制设备等。 图 3.2 综合布线系统产品的构成.3 综合布线系统的构成按照国家标准(建筑与建筑群综合布线系统工程设计标准?GB/T50311一2000的规定，综合布线系统给构的设计组合可以划分为六个独立的子系统。侮个子系统均可视为各自独立的觅元组，一旦需要更改其中任一子系统时，不会影响到其它的子系统。l)工作区子系统work Area Subsystem工作区是指需要设置终端设备的独立区域，每个工作区设置l-2个信息插座，可支持 机、数据终端

53、及监视器等终端设备。工作区子系统由工作区内的终端设备连接到水平系统的信息插座的连接电缆及适配器组成。其中带有多芯插头的连接电缆实现终端设备和信息插座之间的连接，适配器的作用是使工作区终端设备与信息插座的连接匹配。一个工作区的效劳面积可按5一10m2估算，或按不同的应用场合调整面积的大小。2)水平于系统又配线子系统Horizontal subsystem水平子系统由工作区的信息插座、信息插座至楼层配线设备的配线电缆或光缆、楼层配线设备和跳线等所组成。其作用是将干线子系统线路延伸到用户工作区，并端接在信息插座上。所以水平子系统是由每个工作区的信息插座开始，经水平路由到交接间或设备间的配线设备上进行

54、连接。水平子系统一般采用4对双绞线，可以支持大多数现代通信设备，在需要宽度及高速应用时，也可以采用光纤。其线缆均沿大楼的地面或吊顶布线，最大长度不超过90m。3)干线子系统干线子系统由设备间的建筑物配线设备和跳线以及设备间至各楼层交接间的干线电缆组成，以提供设备间至各楼层交接间的干线电缆的路由。4)管理区子系统管理区子系统是由交叉连接、直接连接配线的连接硬件等设备所组成。以提供干线接线间、中间接线间、主设备间中各个楼层配线架、总配线架上水平电缆与干线电缆之间通信线路连接通信、线路定位与移位的管理。5)设各阳J子系统设备间是楼宇内设置电信设备、计算机网络设备以及建筑物配线设备，并进行网络管理的场

55、所。对于练合布线系统来说，设备间子系统就由设备中的电缆、连接器和相关支撑硬件所组成，把公共系统的各种不同设备互连起来。6)建筑群子系统建筑群子系统由连接各道筑物之间的综合布线线缆、建筑群配线设备和跳线等组成。它将一个建筑物中的通信电缆延伸到建筑群中另外一些建筑物内的通信设备和装置上。包括可架空安装或沿地下电缆管道敷设的电缆和光缆，以及防止线缆的过流过压进入建筑的电气保护装置等。第4章 智能化楼宇电气设备监控系统的综合设计 基于CORBA的系统方案的总体设计智能化楼宇电气设备监控系统的目的是要提供一套完整的企业电气智能化监控系统，它完成对企业内主要电气设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保

56、护，以及与上级系统通信等综合性的自动化功能，提供根底性的信息资源平台，通过基于Intranet/Internet的内外网络开展多种信息应用，实现业务操作的自动化与智能化，在更宽范围、更高层次实现企业信息集成，并在此根底上对全局的电能量进行综合管理，多角度深层次实现对电能量的综合分析，进而实现管理节能。因此，系统的设计需注重标准化和标准化。在业务方面，系统必须符合相应的政策标准和行业标准，保证软件统一化、结构模块化、数据格式标准化、代码统一化、各种文档资料标准化；在技术框架方面，系统必须符合业界的统一标准，使系统最大程度地具备各种层次的平台无关性和兼容性。在使用新技术的同时充分考虑技术的国际标准化，严格按照国际国内相关标准设计实施。应用系统的实施应遵循工程化标准，设计开发与维护各个阶段划清楚确，坚持一体化的设计思想，确保系统建设的开放性。基于上述目的和原那么，系统设计规划将充分利用CORBA技术的优点，遵照面向对象和