系统集成讲座

智能建筑技术概述

—智能建筑的概念、分类

和系统集成

中国矿业大学（北京）信息与电子工程系

王汝琳教授博士生导师

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、高效、安全的工作环境和生活环境。

舒适的工作和生活环境空调系统供热系统给排水系统电力供应系统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结构化综合布线系统程控交换机系统无线通信系统网际网络系统办公自动化系统电子转帐财务系统酒店管理系统物业管理系统

安全的工作和生活环境

火灾报警系统消防喷淋系统防盗报警系统出入口控制系统视频监控系统保安巡更系统周界防卫系统电梯保安与控制系统紧急广播系统紧急照明系统紧急呼叫系统OAS办公自动化系统

BAS楼宇管理自动化系统

CAS

通讯自动化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麦克黑尔智能建筑金字塔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。二级星型一级星型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新风排风送风回风空调区域电控箱过滤加热器表冷器加湿器送风机防冻开关新风阀热电阻湿度传感器排风阀回风阀回风机热电阻湿度传感器二氧化碳探测器热电阻湿度传感器热电阻湿度传感器电控箱蒸气冷水热水DDC现场管线电源管线接入DDC箱号电磁阀电动二通阀压差开关压差开关压差开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、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。巡更系统系统图巡更点设置示意图前端控制器前端控制器前端控制器前端控制器保安值班室PTPTPTPTPTPTPTPTPTCRTKYPRTCPUN层1层2层前端控制器重要房间注：1.本系统为有线巡更系统,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。2.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、各紧急出口、主要部门处。手机通道出入控制系统

视频监控系统码分配器多画面分割器视频字符发生器主控制键盘分控制键盘分控制键盘矩阵切换器保安监控室R/DR/DR/D注：1.本系统适用于摄像头数在10台到100台之间的中型系统。

2.多画面分割器根据工程需要,可采用四画面、九画面、十六画面分割器3.磁带录像机、分控制键盘、监视器数量根据工程需要确定。4.磁带录像机采用长时间磁带录像机

基本组网方式(1)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

(3)基于网络视频服务器的数字化系统

(4)基于DVR/DVS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控制及应用等级分析应急指挥交通管理城市管理招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机构分析应急指挥决策支持系统有线/无线简化的独立系统任何区域更多类似装置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分布式整合网络一览智能标识软件“粘合-中间件”(4)东润科技分布式InforTech平台视频监控架构DVSDVR存储NIUInforTone服务器DVRDVS终端INTERNETINTERNET终端终端终端INTERNET显示设备显示设备存储NIU三级监控二级监控三级监控三级监控二级监控一级监控警务其它终端三级监控

智能建筑的系统集成

1、系统集成的概念：

资源共享，点对点通信

功能集成，网络集成，系统集成

2、系统集成的分类：智能建筑的系统集成方式(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BACnet

系统andLonWorks

产品

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MetasysFMS设施集成管理系统方案（FacilityManagementSystem）

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RS－232或RS－485接口直接连到楼宇自控系统的MetasysN2总线上；非开放式设备或系统可以利用MetasysIntegrator接连到MetasysN2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MetasysN2总线N1MetasysIntegrator第3方设备2、江森公司MetasysBMS大厦设施集成管理系统方案（BuildingManagementSystem）

这种方案包括了MetasysFMS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。

MetasysBMS建立统一的开放式平台，通过使用高性能的工作站作为MetasysBMS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。MetasysBMS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，通过EthernetLAN(N1)实现系统集成。LAN主干线标准以太网EthernetTCP/IPMETASYS网络控制器EthernetTCP/IP网卡与驱动器N2总线通信接口EthernetTCP/IP网卡与驱动器METASYSAPI界面集成软件METASYS系统软件METASYSIBMSEthernetTCP/IP网卡与驱动器METASYSAPI界面集成软件子系统监控软件第3方系统MetasysBMS系统集成特征1、江森公司Metasys系统集成N1LAN采用ARCNET工业标准，新系统与Ethernet无缝连接，采用Ethernet/IP协议。2、N1LAN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EthernetTCP/IP网卡与N1

相连。4、MetasysBMS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MetasysIntegrator将其他厂家的自控设备或系统集成到MetasysN2总线，其他系统通过标准的RS－232或RS－485接口与MetasysIntegrator相联。3、加拿大Delta公司的ORCAweb集成方案

ORCAweb使用用户/服务器结构，系统用户在这个平台上即可实现所有状态量、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