智能建筑概论

智能建筑概论第一章综述CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系1.1智能建筑基本概念第一座智能建筑1984年1月美国康涅狄格州哈特福特市都市办公大楼（CityPlaceBuilding）1.1.1智能建筑的定义

结合现代建筑技术与高新信息技术

优化组合结构、系统、服务、管理

高效率、高功能与高舒适性 智能建筑的3A说：

BAS(BuildingAutomationSystem)楼宇自动化系统

OAS(OfficeAutomationSystem)办公自动化系统

CAS(CommunicationAutomationSystem)通信自动化系统 智能建筑的5A说，外加：

FAS(FireAutomationSystem)消防自动化系统

SAS(SafetyAutomationSystem)安防自动化系统CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系1.1智能建筑基本概念1.1.2智能建筑的基本结构CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系SIC智能化建筑系统集成中心BAS建筑物自动化系统CAS通信自动化系统OAS办公自动化系统●●●电视会议传真有线电视电力设备电话电梯设备保安系统消防系统车库管理空调照明冷热源系统给排水系统●●●预约管理访客接待局域网文字处理光缆传输电子信箱1.1智能建筑基本概念1.1.3智能建筑的3A说法CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系1.1智能建筑基本概念1.1.3智能建筑的3A说法BAS建筑物自动化系统电力供应管理系统环境控制与管理系统火灾自动报警系统安全防范系统物业管理服务系统CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系SIC智能化建筑系统集成中心BAS建筑物自动化系统CAS通信自动化系统OAS办公自动化系统1.1智能建筑基本概念FAS消防自动化系统SAS安防自动化系统1.1.4智能建筑的5A说法CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系1.2智能建筑优点安全、健康、舒适宜人节能（最优控制和参数满意控制）能满足各种用户不同的环境功能要求（开放式，大跨度框架结构，允许用户迅速方便地改变建筑物使用功能）现代化的通讯手段与办公条件其他优点1.2.1智能建筑的主要优点CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2011年—2014年智能建筑行业市场规模1.3智能建筑发展1.3.1市场规模CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系1.3智能建筑发展系统集成防御措施安保措施节能趋势1.3.2时代要求CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4C技术智能建筑是信息时代的必然产物。Computer计算机技术Control控制技术Communication通信技术CRT图形显示技术1.4智能建筑与信息学科的关系1.4.14C技术CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系1.4智能建筑与信息学科的关系1.4.1Computer计算机技术Computer计算机技术系统结构技术系统管理技术系统维护技术系统应用技术CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系1.4智能建筑与信息学科的关系1.4.1Control控制技术Control控制技术专家系统模糊逻辑遗传算法神经网络智能控制技术是控制技术的分支，也是智能建筑的核心技术。自适应控制自组织控制自学习控制理论技术CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系1.4智能建筑与信息学科的关系1.4.1Communication通信技术综合业务数字网光纤通信卫星通信高速传真Communication通信技术微波接力通信HF/UHF移动通信短波通信●●●CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系1.4智能建筑与信息学科的关系1.4.1CRT图形显示技术CRT图形显示技术的发展表现在显示器件的发展上，显示器件总体上是向大信息量、平板化、彩色化、低压、微功耗、实时显示化方向发展。（CRT：Cathode-RayTube，阴极射线管）显示技术显像管显示平板显示液晶显示（LCD）发光二极管显示（LED）等离子显示（PDP）荧光显示（VFD）其他CRTA/D--AnalogtoDigital--摸数转换D/A--DigitaltoAnalog--数摸转换DCS--DistributedControlSystem--分散控制系统FCS--FieldControlSystem--现场总线控制系统BACnet--ADataCommunicationProtocolForBuildingAutomationandcontrolNetworks--数据通信协议EBI--EnterpriseBuildingIntegrator--企业建筑物集成DDC--DirectDigitalcontrol--直接数字控制器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系附：一些重要的名词术语ODBC--OpenDatabaseConnectivity--开放数据库互连OPC--OLEforProcessControl--用于过程控制的OLEOLE--ObjectLinking&Embedding--对象链接与嵌入ISO--InternationalOrganizationforStandardization

—国际标准化组织OSI--OpenSystemInterconnection--开放系统互连PDS--PremisesDistributionSystem--综合布线系统TCP/IP--TransferControlProtocol/InternetProtocol

--传输控制协议/互联网协议CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系附：一些重要的名词术语第二章智能建筑信息技术基础CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1计算机控制技术2.1.1

计算机控制基本原理电子技术计算机应用技术自动控制技术计算机控制技术CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系计算机控制系统基本框图2.1.1

计算机控制基本原理A/D转换器：将模拟信号转换为数字信号的模数（AnalogtoDigital，A/D）转换器D/A转换器：将数字信号转换为模拟信号的数模（DigitaltoAnalog，D/A）转换器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系计算机控制系统的控制过程2.1.1

计算机控制基本原理数据采集决策控制对连续量的变化过程进行控制，要求控制系统能够满足实时性要求，即在确定的时间内对输入量进行处理并做出反应。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系计算机控制系统的硬件组成框图2.1.1

计算机控制基本原理CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系计算机控制系统的软件组成2.1.1

计算机控制基本原理软件系统软件应用软件操作系统汇编语言高级算法语言过程控制语言数据库通信软件诊断程序●●●●●●过程输入程序打印程序过程控制程序过程输出程序人机接口程序控制系统组态公共服务程序画面生成报表曲线生成●●●CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.2

计算机控制系统典型形式①数据采集和操作指导控制系统数据采集和操作指导控制系统，含计算机信息采集系统（DataAcquisitionSystem，DAS）和操作控制系统（DataProcessSystem，DPS）。开环系统结构简单安全可靠需要引入人工操作，以致速度不快、被控对象数量受限CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系②直接数字控制系统2.1.2

计算机控制系统典型形式直接数字控制系统（DirectDigitalControl，DDC）是目前国内外应用较为广泛的计算机控制系统。闭环控制系统没有操作人员的直接参与实时性好可靠性和适应性较强在自控系统中得到了普遍应用CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系③监督控制系统2.1.2

计算机控制系统典型形式监督控制系统（SupervisoryComputerControl，SCC）有两种结构形式：1）SCC+模拟调节器的控制系统CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系③监督控制系统2.1.2

计算机控制系统典型形式2）SCC+DDC分级控制系统CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系④集散控制系统（第三章详细介绍）2.1.2

计算机控制系统典型形式集散控制系统（DistributedControlSystem，DCS）又称分布控制系统或分散控制系统。第一级：现场控制级第二级：监控级第三级：企业管理级其基本思想是分散控制集中操作分级管理配置灵活组态方便CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系⑤现场总线控制系统（第三章详细介绍）2.1.2

计算机控制系统典型形式现场总线控制系统（FieldbusControlSystem，FCS）是在集散控制系统的基础上发展起来的，是新一代分布式控制系统。现场总线的含义及优越点主要表现在以下方面：（1）现场通信网络（2）互操作性（3）分散功能模块（4）通信线供电（5）开放式互连网络（6）“傻瓜”性CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.3

工业控制计算机工业控制计算机（IndustrialPersonalComputer，IPC）是一种采用总线结构，对生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制的设备总称。是用于实现工业生产过程控制和管理的计算机，又称过程计算机，它是自动化技术工具中最重要的设备。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.3

工业控制计算机①工控机分类工业控制计算机总线型工业控制计算机可编程控制器单片机IPCPLCMCUCSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.3

工业控制计算机②IPC的主要特点可靠性实时性扩充性兼容性③IPC的发展历程第一代第二代第三代80年代-90年代末开创低成本工业自动化技术先河STD总线工控机90年代初-

PC-based时代PC/104总线工控机仍占一席之地90年代末-迅速发展和普及的第三代技术CompactPCICSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.3

工业控制计算机④IPC的组成结构CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.4

可编程控制器可编程控制器（ProgrammableLogicController，PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计，适应多品种，小批量生产的需求。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.4

可编程控制器①PLC的组成结构存储器通信接口输入/输出接口（I/O模块）中央处理单元CPU电源可编程控制器结构图CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.4

可编程控制器②PLC主要厂商及型号三菱:FX系列，Q系列西门子：S7-200，S7-300，S7-400，S7-1200欧姆龙：CQM1系列，C200H系列，CS1系列，CJ1系列施耐德：ModiconM340，M218，M238，M258ABB:

AC31，AC500，AC800F，AC800M松下：FP-e，FP0，FP∑，FP1，FP-M，FP2，FP2SH，FP3，FP10SH，FP-x和利时：LM,LK海为：E系列，S系列台达：DVP-EX，EX2，ES2，ES，EH2，SS富士：FlexNS/NJ/NBNWO系列，MICREX-SXSPB系列永宏;

B1，B1Z罗克韦尔：CompactLogixPLC-5，SLC500CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.4

可编程控制器③PLC工作原理分时工作循环扫描循环扫描流程：（1）输入处理（2）程序处理（3）输出处理CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.4

可编程控制器可靠性高适用性强易学易用维护方便，容易改造体积小，重量轻，能耗低④PLC的主要特点CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.4

可编程控制器在可编程控制器中有多种程序设计语言：梯形图语言布尔助记符语言（语句表）功能表图语言功能模块图语言结构化语句描述语言⑤PLC编译语言CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系梯形图2.1.4

可编程控制器⑤PLC编译语言CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系语句表（布尔助记符程序设计语言）2.1.4

可编程控制器⑤PLC编译语言CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.5

单片机单片微型计算机简称单片机（SingleChipMicrocomputer），又称微控制器（MicroComputerUnit）。目前国外已普遍称之为微控制器

MCU（MicroControllerUnit）。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.1.5

单片机①MCU的构成CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系②MCU的主要特点系统结构简单，使用方便，实现模块化可靠性高处理功能强，速度快低电压，低功耗，便于生产便携式产品控制功能强环境适应能力强2.1.5

单片机CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系③单片机开发系统2.1.5

单片机仿真器keilC编译器窗口CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器2.2.1

传感器概述传感器

Transducer/Sensor被测量信息物理量化学量生物量●●●电信号（或其他形式信息）传输处理存储显示控制记录（1）传感器的定义CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器2.2.1

传感器概述（1）传感器的定义传感器构成框图：CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器传感器力/压力敏传感器能耗传感器液位传感器热敏传感器射线辐射传感器加速度传感器位置传感器速度传感器（2）传感器分类按用途分类CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器按原理分类传感器振动传感器气敏传感器磁敏传感器生物传感器湿敏传感器真空度传感器（2）传感器分类CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器按输出信号分类传感器模拟传感器开关传感器数字传感器数字传感器（2）传感器分类CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器按制作工艺分类传感器集成传感器陶瓷传感器厚膜传感器薄膜传感器（2）传感器分类CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器按测量方法的学科领域分类传感器物理型传感器化学型传感器生物型传感器（2）传感器分类CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器按其构成分类传感器基本型传感器组合型传感器应用型传感器（2）传感器分类CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器按作用形式分类传感器主动型传感器被动型传感器（2）传感器分类CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器测量对象与测量环境线性范围频率响应特性灵敏度精度稳定性传感器选型考虑因素（3）传感器的选型原则CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器静态特性动态特性2.2.2

传感器的特性与指标传感器的特性分为两类：CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器线性度漂移灵敏度分辨力迟滞稳定性静态误差阈值重复性2.2.2

传感器的特性与指标静态特性表示传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出-输入关系。静态特性CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器瞬态响应特性频率响应特性2.2.2

传感器的特性与指标动态特性动态特性是反映传感器对随时间变化的输入量的响应特性。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器(5)

不同种类传感器工作原理电阻式传感器电阻式液位传感器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器(5)

不同种类传感器工作原理电感式传感器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器(5)

不同种类传感器工作原理电容式传感器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器(5)

不同种类传感器工作原理压电式加速度传感器压电式传感器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器(5)

不同种类传感器工作原理磁电式传感器磁电式(无源)转速传感器恒磁通式磁电传感器结构图CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器(5)

不同种类传感器工作原理霍尔传感器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器(5)

不同种类传感器工作原理热电式传感器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器(5)

不同种类传感器工作原理光电式传感器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器(6)

智能传感器本身消除异常值和例外值1具有信号处理功能2随机整定和自适应3具有一定程度的存储、识别和自诊断功能4内含特定算法并可根据需要改变5智能传感器具备以下条件CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器(6)

智能传感器智能传感器的主要特征是敏感技术和信息处理技术的结合CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.2传感器及执行器(6)

智能传感器智能传感器的商用产品CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系执行器（FinalControllingElement）自动化技术工具中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置。2.2传感器及执行器(7)

执行器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.3计算机测控系统接口技术(1)

控制器控制器（Controller）是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.3计算机测控系统接口技术(2)

数字量和模拟量接口I/O接口CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.3计算机测控系统接口技术(2)

数字量和模拟量接口D/A转换器数字量模拟量R－2R梯形电阻解码网络原理图CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.3计算机测控系统接口技术(2)

数字量和模拟量接口A/D转换器数字量模拟量逐次逼近式A/D转换CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.3计算机测控系统接口技术(2)

数字量和模拟量接口D/A转换器主要参数分辨率工作温度输入编码输出电平稳定时间A/D转换器主要参数分辨率工作温度转换时间转换精度量程CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.3计算机测控系统接口技术(3)

通信总线接口技术计算机和外部交换信息，称为通信（Communication）。通信并行通信串行通信全双工方式半双工方式同步通信异步通信CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.3计算机测控系统接口技术(3)

通信总线接口技术标准的异步通信数据格式CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.4自动控制相关技术机械技术电子电工技术微电子技术信息技术传感器技术接口技术信号变换技术(1)

机电一体化机电一体化智能化模块化网络化微型化绿色化系统化CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系2.4自动控制相关技术(2)

计算机容错技术容错（Fault-tolerance）容忍故障，考虑故障一旦发生时能够自动检测出来并使系统能够自动恢复正常运行。容错软件实现容错技术，主要依靠冗余结构冗余信息冗余时间冗余冗余附加技术CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系故障限制故障检测故障屏蔽重试诊断重组恢复修复重构2.4自动控制相关技术(2)

计算机容错技术容错系统的一般阶段第三章建筑物自动化CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.1建筑物自动化系统简介建筑自动化系统（BuildingAutomationSystem，BAS）又称为楼宇自控系统CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.1建筑物自动化系统简介计算机技术节能自动控制技术建筑物设备的有效控制与管理通信技术传感器应用技术高效可靠安全CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.1建筑物自动化系统简介广义BAS，监视、控制和管理的范围广义BAS广义BAS电力照明给排水安全防范防灾空调CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.1建筑物自动化系统简介广义BAS与狭义BAS的区别，在于广义BAS包括了目前自成体系的火灾自动报警系统和安全防范系统。狭义BAS狭义BAS，监视、控制和管理的范围狭义BAS电力照明给排水空调CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.1建筑物自动化系统简介楼宇自控系统是自动控制技术应用的一个分支，它的发展也随着自动控制技术的不断进步和完善而日趋成熟。自动控制系统发展的几个阶段50年代60年代70年代80年代后近年基地式气动仪表控制系统电动单元组合仪表控制系统集中式数字控制系统集散控制系统现场总线控制系统CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.2建筑物自动化系统的组成及功能BAS系统网络结构（三层）：最上层第二层第三层信息域的干线控制域的干线现场总线BAS系统结构由如下四部分组成：中央控制站、区域控制器、现场设备、通信网络。BAS结构及形式CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.2建筑物自动化系统的组成及功能BAS结构及形式Internet网络结构TCP/IP协议实现网络资源共享及各工作站之间的通信分站总线

连接起各分站供分散的微型控制器相互连接使用现场总线通过网关与分站局域网连接信息域的干线控制域的干线现场总线CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.2建筑物自动化系统的组成及功能BAS的体系结构是指所有被控参数与中央管理计算机之间的连接方式。BAS体系结构集中式体系结构1集散式体系结构2分布式网络化体系结构3其体系结构发展历程，分为三个阶段：CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.2建筑物自动化系统的组成及功能BAS体系结构一台中央计算机为核心，辅以必要的外部设备，采集各处的建筑设备信号，完成全部设备的监控及调节。原理特点实现困难可靠性不高（1）集中式体系结构CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.2建筑物自动化系统的组成及功能BAS体系结构（2）集散式体系结构现场分布多台DDC控制器完成实时监控任务，在中央控制室设置管理计算机，完成集中操作、显示报警、打印输出与优化控制等任务。原理监控任务分散到各现场控制装置方便施工降低危险性特点可靠性提高系统整体优化突出管理功能CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.2建筑物自动化系统的组成及功能BAS体系结构（3）分布式网络化体系结构每个节点均是智能仪表或设备，网络上传输的是双向的数字信号。是专门用于工业自动化领域的工业网络原理特点可实现互操作性分布控制开放性系统可靠性高成本低组态简单CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.2建筑物自动化系统的组成及功能在大型公建内为了实现节能和安全等目的，采用微机控制系统，在监控中心集中监测、控制、管理各子系统动力配变电照明给排水●●●暖通建筑物自动化系统功能CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.2建筑物自动化系统的组成及功能设备管理和子系统间的协调主要由BAS中央管理计算机承担。为此，中央管理计算机应具备以下功能：建筑物自动化系统功能数据库设备操作显示故障诊断设备管理统计分析定时控制CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.3建筑物自动化系统硬件及软件简介建筑物自动化系统硬件1．控制分站硬件普通型控制器(DCP-G)智能型控制器(DCP-I)数据采集型(DGP)分散控制型(DCP)控制分站是否有分散的闭环控制功能有无微处理机CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.3建筑物自动化系统硬件及软件简介中央站或管理中心又称监控中心或上位计算机，它可以对整个系统实行管理和优化。通常使用高档微机。建筑物自动化系统硬件2．中央站硬件微机外围设备（如打印机）中央站CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.3建筑物自动化系统硬件及软件简介建筑物自动化系统软件1．控制分站软件建筑物自动化系统要求的控制分站软件有：系统软件（监控程序和实时操作）报警处理软件操作命令控制软件输入/输出点处理软件通信软件运算软件能量管理和控制软件时间/事件程序（TEP）控制软件CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.3建筑物自动化系统硬件及软件简介一般来说中央站软件要求有以下功能：建筑物自动化系统软件2．中央站软件操作环境设定显示功能系统功能数据保存功能控制功能用户化功能操作功能CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.4集散控制系统集散控制系统（DistributedControlSystem，DCS）又称分布控制系统或分散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统。集散控制系统基本概念综合了4C技术计算机技术（Computer）通信技术（Communication）控制技术（Control）显示技术（CRT）CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.4集散控制系统基本思想分散控制集中操作分级管理配置灵活组态方便集散控制系统基本概念第一级第二级第三级CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.4集散控制系统注：并不是所有的集散控制系统都具有三层功能，大多数中小规模系统只有一、二层，只有大规模系统才具有三层。集散控制系统体系结构承担分散控制任务并与过程及操作站联系第一级现场控制级控制信息的集中管理把建筑物自动化系统与企业管理信息系统有机地结合第二级企业监控级第三级企业管理级CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.4集散控制系统现场控制单元的硬件配置需要完成以下内容：1

现场控制单元集散控制系统的硬件结构插件的配置硬件冗余配置硬件安装CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.4集散控制系统2

操作站操作站显示并记录来自各控制单元的过程数据，是人与生产过程信息交互的操作接口。集散控制系统的硬件结构典型的操作站包括：主机系统显示设备键盘输入设备信息存储设备打印输出设备CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.4集散控制系统2

操作站操作站主要实现以下功能：集散控制系统的硬件结构模拟参数显示（如模拟参数显示、系统状态显示、多种画面显示等）报警功能操作功能报表打印功能组态（配置、设定、设置）编程功能CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.4集散控制系统集散控制系统的软件体系CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.4集散控制系统DCS的开发过程主要是采用系统组态软件依据控制系统的实际需要生成各类应用软件的过程。集散控制系统的组态组态软件功能基本配置组态应用软件组态控制回路的组态实时数据库生成工业流程画面的生成历史数据库的生成报表生成CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.4集散控制系统直接与生产过程相连，接收现场设备送来的信号集散控制系统的通信DCS控制系统，从集成结构看可以分为三大部分：带I/O部件的控制器人机接口（HSI）通信网络操作人员与DCS相互交换信息的设备将控制器和人机接口联系起来，形成一个有机的整体CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统现场总线控制系统（FieldbusControlSystem，FCS）是连接智能现场设备和自动控制系统的数字式、双向传输、多分支的通信网络。现场总线的基本概述在集散控制系统的基础上发展起来新一代分布式控制系统CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统开放性互操作性分散功能模块环境适应性节约现场总线技术特点现场设备的智能化与功能自治性用户具有高度的系统集成主动权准确性可靠性CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统现场总线的结构组成FCS的硬件组成FCS是总线网络，所有现场表都是一个网络节点，并挂接在总线上，每一个节点都是一个智能设备，因此FCS中已经不存在现场控制站，只需要工业PC即可。接口设备现场总线仪表外围设备Smar公司是生产FCS最早的生产厂家，下面以此为例介绍FCS的硬件组成。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统现场总线的结构组成FCS的硬件组成接口设备PC。一般的工业PC带有大屏幕显示器、打印机、工业键盘和鼠标等，置与操作室内。过程控制接口卡（PCI）。PCI（ProcessControlInterface）是一种高性能接口卡，把先进的过程控制与多通道通信、管理融为一体。串行接口（BC1）。Smar入口级的现场总线网络与PC机之间的智能接口CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统现场总线的结构组成FCS的硬件组成现场总线仪表Smar公司共有五种现场总线仪表：三种输入仪表：双通道温度变送器TT302差压变送器LD302三通道输入电流变换器IF302二种输出仪表：三通道输出电流变换器FI302输出气压信号变换器FP302CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统现场总线的结构组成FCS的硬件组成外围设备专用电源PS302电源阻抗匹配器PSI302端子BT302本质安全栅SB302重发器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统现场总线的结构组成FCS的软件组成作为一个完整的控制系统，仍然需要具有类似于DCS或其他计算机控制系统那样的控制软件、人机接口软件。现场总线控制系统软件是现场总线控制系统集成、运行的重要组成部分。组态软件监控软件设备管理软件CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统基金会现场总线（FoundationFieldbus，FF）控制局域网（ControllerAreaNetwork，CAN）局部操作网（LocalOperatingNetwork，LonWorks）过程现场总线（ProcessFieldBus，PROFIBUS）可寻址远程传感器数据通路协议（HighwayAddressableRemoteTransducer，HART）基于工业以太网现场总线几种常见的现场总线20世纪80年代以来，各种现场总线标准陆续形成，其中主要的有：建筑物自动化系统常见现场总线有LonWorks总线

和CAN总线两种。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统FF（FoundationFieldbus）1

基金会现场总线在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景。前身是以美国Fisher-Rosemount公司为首，80家公司制订的ISP协议，和以Honeywell公司为首，150家公司制订的worldFIP协议。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统1

基金会现场总线基金会现场总线的通信技术标准化功能块（FB）与功能块应用进程（FBAP）设备描述（DD）与设备描述语言（DDL）现场总线通信控制器与智能仪表或工业控制计算机之间的接口技术系统集成技术系统测试技术围绕工厂底层网络和全分布自动化系统这两个方面形成了它的技术特色。其主要技术内容有：CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统Echelon公司开发的现场总线，并开发了配套的LonWorks技术由Motorola、Toshiba公司共同倡导2

LonWorks技术LON（LocalOperatingNetworks）CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统2

LonWorks技术LonWorks技术特点支持OSI七层模型的LonTalk通信协议。神经元芯片基于LNS（LonWorksNetworkOperatingSystem）的软件工具开放性CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统2

LonWorks技术基于开发工具LonBuilder或NodeBuilder，使用NeuronC语言编程。基于图形方式的软件开发工具VisualControl。LON总线系统的开发有两种途径：CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统2

LonWorks技术采用分级编制方式支持多种通信介质支持多点通信，互操作性强报文很短，通信带宽不高，响应时间快，通信安全可靠网络节点是低成本、低维护的单片机LonTalk协议LonTalk协议是LON总线的专用协议，是LonWorks技术的核心。它符合1SO/OSI参考模型的七层体系结构。主要有以下几个特点：CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统2

LonWorks技术LonTalk与OSI的七层协议比较（OSI七层协议详细介绍见第五章）CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统2

LonWorks技术LonTalk七层协议物理层LonTalk协议支持一种或多种不同传输介质构成的网络。LonTalk协议支持在通信介质上的硬件碰撞检测，可自动地将正在发生碰撞的报文取消，重新再发。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统2

LonWorks技术LonTalk七层协议数据链路层数据链路层分成逻辑链路控制（LLC）和介质访问控制（MAC）两个子层。LonWorks的MAC子层有以下的优点：支持多介质通信、低速率网络、在重负载的情况下保持网络性能、过载情况下不会因冲突而降低吞吐量。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统2

LonWorks技术LonTalk七层协议网络层LonTalk协议提供给用户一个简单的通信接口，定义了如何接收、发送、响应等，在网络管理上有网络地址分配、出错处理、网络认证、流量控制、路由器机制。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统2

LonWorks技术LonTalk七层协议传输层和会话层LonTalk协议提供四种类型的报文服务：

应答方式(acknowledge)

请求/响应方式(request/response)

非应答重发方式(unacknowledgedrepeated)、非应答方式(unacknowledged)请求/响应在会话层实现，另三种在传输层实现。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统2

LonWorks技术LonTalk七层协议表示层和应用层LonTalk协议采用面向数据的应用协议。以这种方式，同一工程量可送到多个节点，然而每个节点对该数据有不同的应用程序。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统2

LonWorks技术神经元芯片正确的网络控制机制类似人脑，是没有控制中心的。每个神经元都能通过位数众多的路径向其他的神经元发送信息。每个神经元通常专注于某一种特殊功能，但是任何一个神经元的故障不会影响整个网络的性能。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。其总线规范现已被ISO国际标准组织制订为国际标准。3CAN总线技术CAN（Control

AreaNetwork）,ISO国际标准化的串行通信协议。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统3CAN总线技术取OSI结构的三层：底层的物理层、数据链路层和顶层的应用层传输介质：双绞线速率最高可达1Mb/s（40m）直接传输距离最远可达10km（5kb/s）可挂接设备数最多可达110个CAN总线结构图CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系3.5现场总线控制系统3CAN总线技术CAN总线性能特点完成对通信数据的成帧处理使网络内的节点个数在理论上不受限制可在各节点之间实现自由通信结构简单传输距离和速率性能好第四章办公自动化CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.1办公自动化概述办公自动化（OfficeAutomation，OA）即利用先进的科学技术、办公设备和计算机系统，为提高办公效率而构成的服务于办公业务的人机信息系统。办公自动化的三项任务：决策支持信息管理电子数据处理办公自动化基本概念CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系办公自动化的常用设备4.1办公自动化概述办公自动化基本设备图文数据处理设备图文数据传送设备计算机打印机复印机图像输入输出设备电子印刷系统存储记录设备●●●●●●图文传真机电传机程控交换机其他新型通信设备●●●●●●CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系办公自动化的常用设备4.1办公自动化概述1．微型计算机微型计算机的关键技术主要集中在以下几个方面：CPU技术主板技术显示屏技术电源技术存储技术接口技术触控板技术软件技术微型化技术CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系办公自动化的常用设备4.1办公自动化概述2．打印机CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系办公自动化的常用设备4.1办公自动化概述3．复印机CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系办公自动化的常用设备4.1办公自动化概述4．扫描仪CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.1办公自动化概述办公自动化的发展历程起步阶段（80年代）结构化数据处理基于文件系统、数据库系统缺乏沟通协作缺乏文档资料综合处理应用阶段（90年代）以网络为基础方便员工工作发展阶段（21世纪以来）内部组织与协同资源组合提供高效协作工作平台规范组织管理提高运营效率CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.2办公自动化的模式基于OA技术的三个层次（电子数据处理、信息管理、决策支持）

OA系统被归类为不同模式：事务型OA系统信息管理型OA系统决策支持型OA系统一体化OA系统CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系事务型办公自动化4.2办公自动化的模式事务型办公自动化系统，由以下部分组成：计算机软硬件设备处理事务的数据库简单通信设备基本办公设备主要处理日常的办公操作，直接面向办公人员。文字管理电子文档管理办公日程管理个人数据库

●●●●●●CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系管理型办公自动化事务型OA系统+综合数据库主要目的：管理控制活动4.2办公自动化的模式具有事务型OA系统的全部功能，此外，主要增加了信息管理功能数据信息、设备资源共享优化日常工作提高办公效率和质量CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系决策型办公自动化4.2办公自动化的模式在前两者的基础上增加了决策和辅助决策功能使用由综合数据库所提供的信息，针对需要做出决策的课题，构造或选用决策模型由计算机执行决策程序，给决策者提供支持。数据库模型库方法库CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系一体化办公自动化系统4.2办公自动化的模式利用现代化的计算机网络通信系统把三个层次的OA系统集成一个完整的OA系统办公信息的流通更为合理避免重复输入信息提高效率CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.3办公自动化的信息流管理信息生成与输入1．语音识别语音识别技术主要包括三个方面：特征提取技术模式匹配准则模型训练技术CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.3办公自动化的信息流管理信息生成与输入1．语音识别语音识别技术影响领域：工业家电通信汽车电子医疗家庭服务消费电子产品

●●●●●●CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系语音识别技术涉及的研究方向：信号处理模式识别概率论和信息论发声机理和听觉机理人工智能

●●●●●●4.3办公自动化的信息流管理信息生成与输入1．语音识别CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系训练阶段用户将词汇表中的每一词依次说一遍，

并且将其特征矢量作为模板存入模板库。4.3办公自动化的信息流管理信息生成与输入1．语音识别语音识别方法主要是模式匹配法：识别阶段将输入语音的特征矢量依次与模板库中

的每个模板进行相似度比较，将相似度

最高者作为识别结果输出。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.3办公自动化的信息流管理信息生成与输入1．语音识别语音识别根据识别对象分类：孤立词识别（IsolatedWordRecognition）关键词识别（KeywordSpotting）连续语音识别（Continuousspeechrecognition）CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.3办公自动化的信息流管理信息生成与输入1．语音识别语音识别根据针对的发音人分类：特定人语音识别非特定人语音识别只能识别一个或几个人的语音可以被任何人使用更符合实际需要实现更困难CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.3办公自动化的信息流管理信息生成与输入2．图像识别利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种模式下的对象的技术。一般工业使用中，采用工业相机拍摄图片，然后再利用软件根据图片灰阶差做进一步识别处理。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.3办公自动化的信息流管理信息处理1．信息处理的内容信息处理主要包括信息的收集、加工、传递、存储、检索和输出。2．信息处理的方式随着社会的发展，不同时期有不同的信息处理方式：1）手工处理2）机械处理3）电子计算机处理CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.3办公自动化的信息流管理信息处理3．对信息处理的要求决策依靠信息，控制和管理也依靠信息，信息的质量对使用信息者来讲是非常重要的。因此对信息处理有严格的要求，归结如下：及时准确适用经济CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.3办公自动化的信息流管理信息处理4．字处理（WordProcessing）现代的字处理软件可以集文字、表格、图形、图像、声音于一体。现有的中文文字处理软件主要有：微软公司的Word金山公司的WPS永中OfficeOpenOffice文字处理软件一般用于文字的格式化和排版CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系数据处理软件包括：程序设计语言及其编译程序书写处理程序4.3办公自动化的信息流管理信息处理5．数据处理软件文件系统和数据库系统应用软件包保密技术管理数据提供数据处理方法保障数据安全CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系信息管理流程示意图4.3办公自动化的信息流管理信息管理CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.3办公自动化的信息流管理信息复制与分发信息的复制、分发方式，依照信息载体的种类不同而有差异。附于实物电子信息形式CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.4自动化办公室在智能建筑中的应用从智能建筑角度考虑实施问题1．办公自动化系统发展成熟的网络手段数据通信数据库系统局域网详细介绍见第5章CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.4自动化办公室在智能建筑中的应用建筑物综合布线系统（PremisesDistributionSystem，PDS），即建筑物或建筑群内部的传输网络。从智能建筑角度考虑实施问题2．PDS为网络办公室自动化系统做准备或译作规整化布线系统，亦称“开放式布线系统”(OpenCablingSystem)CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.4自动化办公室在智能建筑中的应用从智能建筑角度考虑实施问题2．PDS为网络办公室自动化系统做准备综合布线系统一般由六个独立的子系统组成，采用星型结构布放线缆，可使任何一个子系统独立的进入综合布线系统中。工作区子系统(WorkLocation)水平子系统(Horizontal)管理区子系统(Administration)干线子系统(Backbone)设备间子系统(Equipment)建筑群子系统(Campus)CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.4自动化办公室在智能建筑中的应用从办公室角度考虑实施问题1．自动化办公室的环境光线空气声音空间绿化CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.4自动化办公室在智能建筑中的应用要制定一个合适的办公布局方案，需先认真了解各种布局类型办公室的特点，并要结合本组织的规模、人数、结构、经营特点和工作情况进行设计。从办公室角度考虑实施问题2．开放布局与传统布局开放式传统式全开放半开放封闭式CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.5办公自动化软件办公自动化的软件体系系统软件应用软件公用软件办公事务处理软件管理信息系统软件决策支持软件CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.5办公自动化软件办公自动化的系统软件系统软件操作系统编译系统合理组织计算机工作流程，方便用户控制和管理计算机软件、硬件资源COBOL语言C语言BASIC语言FORTRAN语言PASCAL语言●●●●●●CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.5办公自动化软件办公自动化的公共软件PowerPointExcelWordCSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.6办公自动化展望输入技术未来的办公自动化系统，目前看来，有发展前景的输入技术，包括：声纹识别声音回答语言翻译图像识别人工智能CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.6办公自动化展望信息处理1.互联网信息处理（云处理）超大规模虚拟化高可靠性通用性高可扩展性按需服务极其廉价潜在危险性2.内部信息系统处理保密要求高配置计算机需配有网络开发维护技术人员CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.6办公自动化展望有偿信息服务信息领域的服务有偿化，才能有效推动相关领域的开发利用，在信息供需方之间，搭建一道平坦而广阔的桥梁。困境

信息求方：无处查找信息

信息供方：不能充分开发利用信息的价值CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系4.6办公自动化展望无纸化办公CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系通信自动化（CommunicationAutomation，CA）是智能建筑的“中枢神经”系统，它具备对来自智能建筑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。通信自动化语音通信数据通信图形图像通信5.1通信自动化概述5.1.1概述第五章通信自动化CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系数字化综合化智能化个人化通信自动化系统未来趋势5.1通信自动化概述5.1.2通信自动化系统的未来趋势CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系智能建筑的通信系统是基于以下两个基本技术领域演变来的：5.2通信自动化系统的网络基础计算机技术通信技术5.2.1计算机通信及通信网络基础CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系智能建筑计算机系统智能建筑的计算机系统是一个局域网系统主干线楼内各层子网或楼宇子网与外界的通信联网系统特点：网络规模大覆盖面适中传输速率高主机反应快速5.2通信自动化系统的网络基础5.2.1计算机通信及通信网络基础1．计算机通信网络概念与组成CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系5.2通信自动化系统的网络基础5.2.1计算机通信及通信网络基础2．通信网络的分类按照网络技术本质特征（分布距离）分类局域网LAN（LocalAreaNetwork）城域网MAN（MetropolitanAreaNetwork）广域网WAN（WideAreaNetwork）传输距离短传输速率比较高一般指覆盖范围为一个城市的网络跨地区、跨城市、跨国家Internet是最大的广域网联网计算机多，信息丰富CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系5.2通信自动化系统的网络基础5.2.1计算机通信及通信网络基础2．通信网络的分类按照网络功能逻辑分类组成：网络的服务器、工作站、共享的打印机和其他设备及相关软件资源子网通信子网组成：中继器，集线器，网桥，路由器，网关等硬件设备CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系5.2通信自动化系统的网络基础5.2.1计算机通信及通信网络基础2．通信网络的分类按照传输技术分类广播式网络点到点式网络CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系星形环形总线型树形5.2.1计算机通信及通信网络基础5.2通信自动化系统的网络基础3．通信网络的拓扑结构CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系LAN同WAN和MAN相比具有下列特性：地理范围较小数据传输速率较快网络拓扑结构灵活多变，便于扩充和系统重构协议简单容易实现异种网络相连、互操作和协同工作多媒体信息传输（数字，语言，图像）网络建设配置容易局域网（LocalAreaNetwork，LAN）5.2.1计算机通信及通信网络基础4．局域网CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系有屏蔽双绞线

（ShieldedTwistedPair，STP）无屏蔽双绞线

（UnshieldedTwistedPair，UTP）双绞线（TwistedPair）同轴电缆（Coaxial）光纤电缆（opticalfibrecable）局域网的传输介质5.2.1计算机通信及通信网络基础4．局域网CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系电气和电子工程师协会(IEEE，InstituteofElectricalandElectronicsEngineers）从1980年开始制定局域网协议体系结构及机关标准，形成了IEEE802系列标准。在1987年为ISO所接受－ISO8802标准。IEEE802.1体系结构；管理；异地国际互连802.2（ISO8802-2：1989）LLC逻辑链路控制802.3（ISOIEC8802-3：1992）802.4（ISOIEC8802-4：1990）802.5（ISO/IEC8802-5：1992）802.6城域网分布排列总线802.7宽带局域网访问控制方法与物理层规范……局域网协议体系CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系以太网（Ethernet）最早由Xerox（施乐）公司创建，于1980年DEC、Intel和Xerox三家公司联合开发成为一个标准。CSMA/CD介质访问控制方法：Ethernet的主要特征拓扑结构：总线或分布无根树型Ethernet网CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系FDDI的英文全称为“FiberDistributedDataInterface”，即光纤分布式数据接口。发展起于80年代中期高速数据通信能力高于当时的以太网（10Mbps）和令牌网（4或16Mbps）可靠：采用站旁路，集成器和双环技术FDDICSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系Novell网是局域网的一种，是局部小范围使用的。Novell网所使用的协议，不能和Windows网通信。如果Novell网要上Internet

，必须安装TCP/IP协议。可靠性高、效率高。少数场所仍在使用，如网吧其他局域网技术Novell网络令牌环TokenRingCSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系OSI(OpenSystemInterconnection)，开放式系统互联参考模型，它把网络协议从逻辑上分为了7层。解决异种网络互联时的兼容性问题。1物理层2数据链路层3网络层4传输层5会话层6表示层7应用层5.2.1计算机通信及通信网络基础5．OSI七层模型CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系物理层5.2.1计算机通信及通信网络基础5．OSI七层模型主要定义物理设备标准。

如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。（各种物理设备）集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆等对应设备CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系数据链路层5.2.1计算机通信及通信网络基础5．OSI七层模型定义了如何格式化数据以进行传输，以及如何控制对物理介质的访问。通常还提供错误检测和纠正。对应设备网卡、网桥、交换机CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系网络层5.2.1计算机通信及通信网络基础5．OSI七层模型在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择。对应设备路由器网关（工作于网络层及以上）CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系传输层5.2.1计算机通信及通信网络基础5．OSI七层模型定义了一些传输数据的协议和端口号。主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系会话层5.2.1计算机通信及通信网络基础5．OSI七层模型通过传输层建立数据传输的通路。主要在系统之间发起会话或者接受会话请求。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系表示层5.2.1计算机通信及通信网络基础5．OSI七层模型确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系应用层5.2.1计算机通信及通信网络基础5．OSI七层模型最靠近用户的OSI层。为用户的应用程序(例如电子邮件、文件传输和终端仿真)提供网络服务。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系在物理层实现网络互连的设备称为中继器。中继器扩展物理电缆长度。中继器（Repeater）5.2.1计算机通信及通信网络基础6．网络互联设备和集线器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。网桥（Bridge）5.2.1计算机通信及通信网络基础6．网络互联设备和集线器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备。它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。交换机：OSI第二层（数据链路层）路由器：OSI第三层（网络层）路由器（Router）5.2.1计算机通信及通信网络基础6．网络互联设备和集线器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系网关，也称作网络连接器，是多个网络间提供数据转换服务的计算机系统或设备。网关工作在OSI的网络层及以上的所有层次。网关（Gateway）5.2.1计算机通信及通信网络基础6．网络互联设备和集线器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。物理层集线器（Hub）5.2.1计算机通信及通信网络基础6．网络互联设备和集线器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系一个典型共享以太网（Ethernet）的连接方式：5.2.1计算机通信及通信网络基础6．网络互联设备和集线器CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系5.2.2综合业务数字网系统5.2通信自动化系统的网络基础在数字电话网IDN的基础上发展起来能够支持多种业务（电话业务和非电话业务）作为数据连接服务，ISDN事实上已经被DSL技术淘汰。综合业务数字网（IntegratedServicesDigitalNetwork，ISDN）是一个数字电话网络国际标准，是一种典型的电路交换网络系统。CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系xDSL宽带接入HFC双向接入技术光纤接入其他接入方式5.2.3智能建筑内的宽带接入5.2通信自动化系统的网络基础CSU防灾科学与安全技术研究所/消防工程系xDSL宽带接入DSL（DigitalSubscriberLine），即数字用户线路包括ADSL、HDSL、IDSL、SDSL、VDSL