系统集成讲座

1、 中国矿业大学（北京）信息与电子工程系中国矿业大学（北京）信息与电子工程系 王汝琳王汝琳 教授教授 博士生导师博士生导师 第一座智能建筑1984年世界上第一座智能建筑在美国康涅狄格洲的哈特福特市诞生。现在智能建筑已成为国家：建筑现代化的标志；科技现代化、信息化的标志；经济发展水平和国家实力的标志。智能建筑的综合特征：能为人们提供 舒适、舒适、 高效、高效、 安全安全的工作环境和生活环境。l空调系统l供热系统l给排水系统l电力供应系统l灯光照明系统 卫星有线电视系统 背景音乐系统 停车场管理系统 智能卡系统 高效的工作和生活环境n结构化综合布线系统n程控交换机系统n无线通信系统n网际网络系统n办

2、公自动化系统n电子转帐财务系统n酒店管理系统n物业管理系统 安全的工作和生活环境 n火灾报警系统n消防喷淋系统n防盗报警系统n出入口控制系统n视频监控系统n保安巡更系统n周界防卫系统n电梯保安与控制系统n紧急广播系统n紧急照明系统n紧急呼叫系统例例: 上海博物馆上海博物馆, 1995 年年 12 月月 30 日正式建成日正式建成注注: 1: 1、节约能耗、节约能耗 30%30% ； 2 2、展室空调平均每天工作时间为、展室空调平均每天工作时间为8 8与与1 1. .5 5小时；小时； 3 3、全馆总营运费用减少二分之一，、全馆总营运费用减少二分之一，600600万元；万元； 4、机电设备管理人

3、员从原来、机电设备管理人员从原来 90 人减少到人减少到 21 人；人；0200400600800100012001400123OAS 办公自动化办公自动化 系统系统 BAS楼宇管理自动化楼宇管理自动化系统系统 CAS 通讯自动化通讯自动化 系统系统系统集成安全防范系统出入口门禁系统电视监视系统防盗报警控制系统火灾报警与消防联动系统广播系统电力供应管理监视系统照明控制与管理系统环境控制与管理系统交通运输系统设备维修管理系统背景音乐紧急广播空调通风冷、热源控制工作照明给排水、污水处理事故照明特种照明电梯、电扶梯监视停车场管理程控用户交换系统无线通信系统电话会议系统电视会议系统电视接收系统无线寻呼

4、及无线对讲系统世界范围信息资源共享决策支持综合信息管理文字处理电子排版电子邮件个人数据库报表处理财务管理电子文档处理办公日程管理人事档案管理智能建筑系统总体结构图智能建筑系统总体结构图麦克黑尔智能建筑金字塔 电 话 、 电 视 网语 音 通 信有 线 电 视卫 星 电 视数 字 电 视信 息 网综 合 管 理 平 台Internet出 入 口 监 控停 车 场 监 控入 侵 报 警巡 更周 界 防 范视 频 监 控楼 宇 对 讲监 控 网暖 通 空 调 、 给 排 水供 电 与 照 明背 景 音 乐 于 紧 急 广 播一 卡 通消 防安 防防 火 墙物 业 管 理社 区 网 络 服 务Inte

5、rnet服 务宽 带 接 入远 程 监 控远 程 教 育网 上 购 物电 子 政 务网 络 信 息 服 务GIS、 RS、 GPS服 务房 屋 管 理 与 维 修住 户 登 记 与 管 理电 子 公 告物 业 综 合 服 务绿 化 管 理视 频 点 播社 区 论 坛社 区 网 络 图 书 馆社 区 网 络 教 育网 络 医 疗 保 健网 络 电 话智 能 家 居家 庭 电 器 智 能 监 控家 庭 智 能 安 防三 表 远 抄智能建筑分系统图智能建筑分系统图楼宇自控系统综合布线系统消防系统办公自动化和局域网系统视频监控系统防侵入系统门卫管理系统智能卡巡更及锁匙管理系统停车场管理系统公共天线电视

6、和音响、广播（）.智能建筑计算机网络平台综合布线系统总体方案综合布线系统总体方案注：该布线系统是灵活的星形的物理结构，它可以通过不同的适配器或网络设备构成不同的逻辑结构，适于电话系统、计算机网络系统、保安监视系统、楼宇自控系统。整个系统为二级星形结构，连接配置有较强灵活性。二级星型二级星型一一级星型级星型PBXHUB主配线架MDF服务器服务器电脑机房楼层配线架 IDFF16F15F8F9F10F11F12F13F14B2B1F1F2F3F4F5F6F7BAS全空气调节机组监控系统图全空气调节机组监控系统图新风新风排风排风送风送风回风回风空调区域空调区域电控电控箱箱过滤过滤加热器加热器表冷器表冷

7、器加湿器加湿器送风机送风机防防冻冻开开关关新新风风阀阀热热电电阻阻湿湿度度传传感感器器排风阀排风阀回风阀回风阀回风机回风机热热电电阻阻湿湿度度传传感感器器二二氧氧化化碳碳探探测测器器热电热电阻阻湿度传感器湿度传感器热电阻热电阻湿度传感器湿度传感器电控箱电控箱蒸蒸气气冷冷水水热热水水DDC 现场管线电源电源管线管线接入接入DDC箱号箱号电电磁磁阀阀电动二通阀电动二通阀压压差差开开关关压压差差开开关关压压差差开开关关消防水位报警压力开关降档烟垂壁消火栓按钮关防火门关防火卷帘门感温探测器检修信号阀开排烟阀水流指示器手动报警按钮及电话插孔感烟探测器停一般风机关电控防火阀开正压送风口温控防火阀停空调机、

8、新风机启停排烟风机、正压送风机防排烟机房电梯机房电梯迫降启动警铃和声光报警装置分层切断非消防电源气体自动灭火系统火灾自动报警与消防联动设备（含电源、打印机与CRT装置）紧急广播电梯状态显示盘消防电话总机通风、排烟机房使双速风机高速排烟消防泵房启停消火栓泵喷淋泵集中空调机房停空调机变配电站说明说明火灾报警与消防控制系统火灾报警与消防控制系统对分散于各层的量大的装置，如各种阀等，为使线路简单，宜采用总线模块化控制；对于关于全局的重要设备如消火栓泵、喷淋泵、排烟风机等，为提高可靠性，宜采用专线或模块与专线双路控制；对影响很大，误动作可能造成混乱的设备，如电铃、断电等，应采用手动控制为主的方式。 巡更

9、系统巡更系统系统图系统图巡更点设置示意图巡更点设置示意图前前端端控控制制器器前前端端控控制制器器前前端端控控制制器器前前端端控控制制器器保安值班室保安值班室PTPTPTPTPTPTPTPTPTCRTKYPRTCPUN层1层2层前端控制器前端控制器重要房间注：注：1.本系统为有线巡更系统本系统为有线巡更系统,该系统由计算机、该系统由计算机、网络收发器、前端控制器、巡更点等设备组成。网络收发器、前端控制器、巡更点等设备组成。2.巡更时，保安人员按规定的线路及时间到达各巡更时，保安人员按规定的线路及时间到达各个巡更点，并触动巡更点开关，巡更点将信号通个巡更点，并触动巡更点开关，巡更点将信号通过前端控

10、制器及网络收发器送到计算机。本系统过前端控制器及网络收发器送到计算机。本系统可实时观察保安人员巡更情况，自动记录各种巡可实时观察保安人员巡更情况，自动记录各种巡更信息，并随时打印各种巡更记录。更信息，并随时打印各种巡更记录。3.巡更点主要设置在各主要出入口及主要通道、巡更点主要设置在各主要出入口及主要通道、各紧急出口、主要部门处。各紧急出口、主要部门处。手机 附注：1.卡片可采用磁卡、IC卡等。 2.开门方式： 1）普通型的读卡器（如门1） ：只确认卡片正确即可开门。 2）带密码键盘的读卡器（如门2） ：确认卡片及密码正确后开门。 3）带指纹识别的读卡器（如门3） ：确认卡片及指纹正确后开门。

11、 4）带掌型识别的读卡器（如门3） ：确认卡片及掌型正确后开门。 3.根据工程实际需要，系统可不组成网络，通道进出控制器可单 独使用。 保保安安值值班班室室普普通通性性的的读读卡卡器器带带密密码码键键盘盘的的读读卡卡器器带带指指纹纹识识别别的的读读卡卡器器带带掌掌型型识识别别的的读读卡卡器器通通道道进进出出控控制制器器门门磁磁开开关关出出入入开开关关门门锁锁网网络络收收发发器器C P UC R T通通道道进进出出控控制制器器通通道道进进出出控控制制器器通通道道进进出出控控制制器器门门磁磁开开关关出出入入开开关关门门锁锁门门磁磁开开关关出出入入开开关关门门锁锁门门磁磁开开关关出出入入开开关关门门

12、锁锁K YP R T通道出入控制系统通道出入控制系统 视频监控系统视频监控系统码分配器码分配器多画面多画面分割器分割器视频字符视频字符发生器发生器主控制主控制键盘键盘分控制分控制键盘键盘分控制分控制键盘键盘矩矩 阵阵 切切 换换 器器保安监控室保安监控室R/DR/DR/D注：注：1.本系统适用于摄像头数在本系统适用于摄像头数在10台到台到100台之间的中型系台之间的中型系统统 。 2.多画面分割器根据工程需要多画面分割器根据工程需要,可采用四画面、可采用四画面、九画面、十六画面分割器九画面、十六画面分割器3.磁带录像机、分控制键盘、监视器数量根据磁带录像机、分控制键盘、监视器数量根据工程需要确

13、定。工程需要确定。4.磁带录像机采用长时间磁带录像机磁带录像机采用长时间磁带录像机 基本组网方式基本组网方式(1)基于监控专网传输的传统矩阵联网系统基于监控专网传输的传统矩阵联网系统 (2)基于以太网传输的数字矩阵联网系统基于以太网传输的数字矩阵联网系统 (3)基于网络视频服务器的数字化系统基于网络视频服务器的数字化系统 (4)基于基于DVR/DVS数字录像设备的数字化系统数字录像设备的数字化系统 我国已经建成的系统举例功能结构图(1) 南宁市应急联动系统 (2) 深圳市应急指挥系统 (3) 海淀区系统结构海淀区系统结构海淀区控制及应用等级分析海淀区控制及应用等级分析应急指挥交通管理城市管理招

14、商引资多维社管网各街乡分控中心移动监控系统委办局分控中心其它辅助系统治安防控视频指挥调度中心监控终端监控终端监控终端构建应用模式构建应用模式应急处置流程应急处置流程北京市突发事件应急委员会海淀区突发事件应急委员会海淀区突发事件应急委员会 海淀区突发事件应急委员会办公室现场指挥部区公安分局指挥中心各专项指挥部街道（乡镇）应急领导小组相关委办局区人防指挥中心区突发公共卫生事件指挥部区公共设施事件指挥部区电力事故指挥部区交通安全指挥部区反恐和刑事案件指挥部区重大动物疫病防控指挥部区安全生产指挥部区防震减灾指挥部区防汛抗旱指挥部区森林防火指挥部区消防安全指挥部区轨道交通建设指挥部北部地区建设办公室组织

15、机构分析组织机构分析应急指挥决策支持系统ServerServer有线/无线简化的独立系统任何区域更多类似装置Radio网络服务器摄像机摄像机冷凝器BMS采暖通风和空调 锅炉紧急警报装置进出控制装置数字录音入侵警报灭火面板报警面板火警面板喷淋监控面板智能标识软件“粘合-中间件”DVSDVR存储存储NIUInforTone 服务器服务器DVRDVS终端终端INTERNETINTERNET终端终端终端终端终端终端INTERNET显示设备显示设备显示设备显示设备存储存储NIU三级监控三级监控二级监控二级监控三级监控三级监控三级监控三级监控二级监控二级监控一级监控一级监控警务警务其它终端三级监控智能建筑

16、的系统集成方式 (1)以网络为基础的集成方式供电系统锅炉系统制冷系统.温感探头烟感探头报警器.摄像头录像机监视器.楼宇设备自控子系统火灾报警子 系统保安监控子系统BACnetLonWorks BACnet是美国 采暖冷冻空调工程师协会（ASHRAE)提出的以实现不同产品间的通信为目的的通用型通信协议，它将OSI的七层协议简化为四层。 LonWorks是由美国Echelon公司开发并倡导的控制网络的产品，采用LonTalk协议，主要用于各控制系统的传感器、控制器和执行单元，有LonMark标志。智能建筑的系统集成方式 (2)以DDC为基础的集成方式通用型DDC通用型DDC暖通空调系统照明系统安防

17、系统接入门禁系统-通用型DDC暖通空调系统照明系统安防系统接入门禁系统-暖通空调系统通用型DDC 门禁系统监视管理计算机系统集成的设计原则是：信息共享、分散控制、集中管理、节省投资、为更大规模的集成创造条件。 系统集成的前提条件：1、该系统有用于控制与管理的计算机操作站平台 （系统集成软件）和符合国际标准的通用的网 络物理结构如以太网等 ； 2、该计算机平台应支持通用的网络传输层协议， 如TCP/IP，或者能够提供专门用于集成的网关 设备； 3、该系统提供明确的应用层信息与数据通讯协议； 或者支持工业标准的SQL语言的数据库体系； 或者有能进行客户/服务器软件开发的API； 或者能支持网络动态

18、数据交换（DDE）， 或者支持对象的链接和嵌入（OLE） 。 不同水平的系统集成 用户的实际需要是决定需要何种系统集成 的唯一标准！1、部份集成： 所有系统实现重要状态量、报警信号、故障信 号的统 一监控； 各系统有自己的数据库，未建统一数据库； 各系统的参数必须通过本系统控制器设置； 设备有较大冗余。2、完全集成： 所有系统通过统一的控制与管理计算机操作站平台（系统集成软件）实现所有状态量、报警信号、故障信号的统 一监控和对所有参数的设置，各系统的参数可以通过任意一个子系统控制器进行设置； 所有系统通过统一的数据库实现完全的数据共享； 设备有较少冗余。 系统集成应用实例 1、美国江森公司 F

19、MS设施集成管理系统方案（Facility Management System） 江森公司的Metasys楼宇自控系统是开放式自控系统，如果集成到楼宇自控系统上，可将其他厂家的开放式系统或设备通过标准的RS232或RS485接口直接连到楼宇自控系统的Metasys N2总线上；非开放式设备或系统可以利用Metasys Integrator接连到Metasys N2总线， 通过N2总线实现系统集成。VAV控制器照明控制器消防控器RS-485RS-485NCU网络控制器操作站NCU网络控制器N2N2直接连到楼宇自控系统的Metasys N2总线N1Metasys Integrator第3方设备2、

20、江森公司Metasys BMS大厦设施集成管理系统方 案（Building Management System） 这种方案包括了Metasys FMS方案的所有内容，并要求其他需要集成的子系统，都必须是开放性的，运行在统一的国际标准的网络上如以太网或ARCNET网 。 Metasys BMS建立统一的开放式平台，通过使用高性能的工作站作为Metasys BMS中央服务器，将所需要集成的弱电系统的有关信息动态传输到BMS上的大型数据库中。BMS与所有系统通过采用ODBC（开放式数据库互联）技术进行数据访问。Metasys BMS大厦设施集成管理系统支持多种国际工业标准，如BACnet、OPC、L

21、onWorks等等 ，通过Ethernet LAN(N1)实现系统集成。 LAN 主干线 标准以太网 Ethernet TCP/IP METASYS 网络控制器Ethernet TCP/IP网卡与驱动器N2 总线通信接口Ethernet TCP/IP网卡与驱动器METASYS API 界面集成软件METASYS系统软件METASYS IBMSEthernet TCP/IP网卡与驱动器METASYS API 界面集成软件子系统监控软件第3方系统 Metasys BMS系统集成特征1、江森公司Metasys系统集成N1 LAN采用ARCNET工业标 准，新系统与Ethernet 无缝连接，采用Ethernet/IP 协议。2、N1 LAN 两接点之间最大距离为4英里，适合于大型楼 宇或楼群的系统集成。3、对非开放设备或系统，利用Ethernet TCP/IP 网卡与N1 相连。4、 Metasys BMS大厦设施集成管理系统支持多种国际工业 标准，如BACnet、OPC、LonWorks等等 。5、N2网具有255个地址，利用RS-485 或Optp22与各种设 备相连。6、对非开放设备，利用Metasys Integrator将其他厂家的自 控设备或系统集成到Metasys N2