《電子技術(shù)應(yīng)用》
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樓宇家居智能化系統(tǒng)

2009-03-24
作者:上海典眾智能家居系統(tǒng)有限公司
?? 樓宇智能化是信息化的重要組成部分,在現(xiàn)代的西方發(fā)達(dá)國(guó)家,樓宇智能化早已興起,但在我國(guó),樓宇智能化還是近年才出現(xiàn)的新鮮事物,我們根據(jù)形勢(shì)的發(fā)展需要,及時(shí)組織科研力量,根據(jù)目前的實(shí)際國(guó)情,研究樓宇智能化這一新課題,并承擔(dān)了多項(xiàng)大型建筑的智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施任務(wù),深受用戶好評(píng)。
一、智能樓宇的概念
1、智能樓宇的起源和發(fā)展
???? 現(xiàn)代社會(huì)對(duì)信息的需求量越來越大,信息傳遞速度也越來越快,二十一世紀(jì)是信息化的世紀(jì),目前推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要是信息技術(shù)、生物技術(shù)和新材料技術(shù),而其中信息技術(shù)對(duì)人們的經(jīng)濟(jì)、政治和社會(huì)生活影響最大,信息業(yè)正逐步成為社會(huì)的主要支柱產(chǎn)業(yè),人類社會(huì)的進(jìn)步將依賴于信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
近年來,電子技術(shù)(尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù))和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,使社會(huì)高度信息化,在建筑物內(nèi)部,應(yīng)用信息技術(shù)、古老的建筑技術(shù)和現(xiàn)代的高科技相結(jié)合,于是產(chǎn)生"樓宇智能化"。 樓宇智能化是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)建筑物內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制,對(duì)信息資源進(jìn)行管理,為用戶提供信息服務(wù),它是建筑技術(shù)適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)信息化要求的結(jié)晶。
1984年美國(guó)聯(lián)合科技的UTBS公司在康涅狄格(Connecticut)州哈伏特(Hartford)市將一座金融大廈進(jìn)行改造,主要是增添了計(jì)算機(jī)設(shè)備、數(shù)據(jù)通信線路、程控交換機(jī)等,使住戶可以得到通信、文字處理、電子函件、情報(bào)資料檢索、行情查詢等服務(wù)。同時(shí),對(duì)大樓的所有空調(diào)、給排水、供配電設(shè)備、防火、保安設(shè)備由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化,使大樓的用戶獲得了經(jīng)濟(jì)舒適、高效安全的環(huán)境,使大廈功能發(fā)生質(zhì)的飛躍,從而誕生了世界上第一座智能化樓宇。自此以后,世界上樓宇智能化建設(shè)走上了高速發(fā)展軌道。
2、智能化樓宇的基本要求
?????智能化樓宇的基本要求是,有完整的控制、管理、維護(hù)和通信設(shè)施,便于進(jìn)行環(huán)境控制、安全管理、監(jiān)視報(bào)警,并有利于提高工作效率,激發(fā)人們的創(chuàng)造性。簡(jiǎn)言之,樓宇智能化的基本要求是:辦公設(shè)備自動(dòng)化、智能化,通信系統(tǒng)高性能化,建筑柔性化,建筑管理服務(wù)自動(dòng)化。
樓宇智能化提供的環(huán)境應(yīng)該是一種優(yōu)越的生活環(huán)境和高效率的工作環(huán)境:
  舒適性。使人們?cè)谥悄芑瘶怯钪猩詈凸ぷ鳎òü矃^(qū)域),無論是心理上還是生理上均感到舒適,為此,空調(diào)、照明、噪音、綠化、自然光及其他環(huán)境條件應(yīng)達(dá)到較佳或最佳狀態(tài)。
?????高效性。提高辦公業(yè)務(wù)、通信、決策方面的工作效率,節(jié)省人力、時(shí)間、空間、資源、能耗、費(fèi)用,以及建筑物所屬設(shè)備系統(tǒng)使用管理的效率。
???? 方便性。除了集中管理,易于維護(hù)外,還應(yīng)具有高效的信息服務(wù)功能。
???? 適應(yīng)性。對(duì)辦公組織機(jī)構(gòu)、辦公方法和程序的變更以及設(shè)備更新的適應(yīng)性強(qiáng),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)功能發(fā)生變化和更新時(shí),不妨礙原有系統(tǒng)的使用。
???? 安全性。除了要保證生命、財(cái)產(chǎn)、建筑物安全外,還要考慮信息的安全性,防止信息網(wǎng)中發(fā)生信息泄露和被干擾,特別是防止信息數(shù)據(jù)被破壞、被篡改,防止黑客入侵。
???? 可靠性。選用的設(shè)備硬件和軟件技術(shù)成熟,運(yùn)行良好,易于維護(hù),當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)修復(fù)。
3、智能化樓宇的功能
從樓宇智能化的功能角度看,樓宇智能化提供的功能包應(yīng)括:
具有信息處理功能。
????? 各種信息應(yīng)能進(jìn)行通信。
????? 要能對(duì)建筑物內(nèi)照明、電力、暖通、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、防盜、運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行綜合自動(dòng)控制。
????? 能實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和統(tǒng)計(jì)記錄的設(shè)備管理自動(dòng)化,并實(shí)現(xiàn)以安全狀態(tài)監(jiān)視為中心的防災(zāi)自動(dòng)化。
???? 建筑物內(nèi)應(yīng)具有充分的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。
4、智能化樓宇的優(yōu)越性
和普通建筑相比,智能化樓宇的優(yōu)越性體系那體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
????? 具有良好的信息接收和反應(yīng)能力,提高工作效率。
????? 提高建筑物的安全性。
????? 具有良好的節(jié)能效果。對(duì)空調(diào)、照明等設(shè)備的有效控制,不但提供了舒適的環(huán)境,還有顯著的節(jié)能效果(一般節(jié)能達(dá)15~20%)。
????? 改進(jìn)對(duì)建筑物的管理。
5、智能化樓宇的定義
什么樣的建筑才算是智能化樓宇?目前世界上的對(duì)樓宇智能化的提法很多,歐洲、美國(guó)、日本的提法各有不同,其中,日本的國(guó)情與我國(guó)較為相近,其提法可以參考,日本電機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)樓宇智能化分會(huì)把智能化樓宇定義為:綜合計(jì)算機(jī)、信息通信等方面的最先進(jìn)技術(shù),使建筑物內(nèi)的電力、空調(diào)、照明、防災(zāi)、防盜、運(yùn)輸設(shè)備等協(xié)調(diào)工作,實(shí)現(xiàn)建筑物自動(dòng)化(BA)、通信自動(dòng)化(CA)和辦公自動(dòng)化(OA),將這3種功能結(jié)合起來的建筑,就是智能化樓宇。
二、系統(tǒng)解決方案介紹
大樓智能化系統(tǒng)包括如下子系統(tǒng):
?? 綜合布線系統(tǒng)
?? 樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)
?? 安全防范系統(tǒng)
?? 大屏幕投影系統(tǒng)
?? LED大屏幕顯示系統(tǒng)
?? 音頻會(huì)議及同聲傳譯系統(tǒng)
?? 背景音響/緊急廣播系統(tǒng)
?? 停車場(chǎng)管理系統(tǒng)
?? 有線電視系統(tǒng)
?? 不間斷電源系統(tǒng)
?? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
?? 多媒體查詢系統(tǒng)
?? 辦公自動(dòng)化系統(tǒng)。
1、綜合布線系統(tǒng)(PDS)
樓宇采用超5類雙絞線(現(xiàn)在有些工程已經(jīng)開始運(yùn)用六類雙絞線)和光纖系統(tǒng)(MOLEX),其中(通常情況下)數(shù)據(jù)信息點(diǎn)、語音信息點(diǎn)各占一半。垂直主干采用大對(duì)數(shù)5類線和光纖。另外,有特殊需要的地點(diǎn)要放光纖點(diǎn)到桌面,以滿足今后信息、圖象高速傳輸?shù)囊蟆?
2、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)
現(xiàn)代建筑內(nèi)部有大量的電氣設(shè)備,這些設(shè)備多而分散,為了合理利用設(shè)備,節(jié)約能源,節(jié)省人力,確保設(shè)備的安全運(yùn)行,自然地提出了如何加強(qiáng)設(shè)備的管理問題。今天,已經(jīng)進(jìn)入二十一世紀(jì),隨著高新信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)及管理的最優(yōu)化組合的要求越來越高。系統(tǒng)控制的方式由過去的中央集中監(jiān)控,轉(zhuǎn)而由高處理能力的現(xiàn)場(chǎng)控制器所取代的集-散控制系統(tǒng),中央計(jì)算機(jī)以提供報(bào)表和應(yīng)變處理為主,現(xiàn)場(chǎng)控制器以有關(guān)參數(shù)自動(dòng)控制相關(guān)設(shè)備,來達(dá)到控制目的。
樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的管理軟件主要有如下幾個(gè)主要特點(diǎn):一是將控制網(wǎng)絡(luò)WEB化,可以將不同來源不同格式的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一的格式,供具有統(tǒng)一界面的客戶機(jī)瀏覽器瀏覽,以更好地適應(yīng)信息化社會(huì)的使用需要;二是建立了SQL SERVER7.0相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),提高了信息管理的功能;三是采用開放式設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可更方便地與其他系統(tǒng)(如安保系統(tǒng)、消防系統(tǒng))進(jìn)行集成。
樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)大樓的中央空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
·冷源系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)對(duì)冷水主機(jī),包括配套冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔的群控。
·空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)對(duì)樓層新風(fēng)機(jī)、空氣處理機(jī)、排風(fēng)機(jī)的監(jiān)測(cè)及控制。
·給排水系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)對(duì)生活水池、消防水池、污水井的高、低位監(jiān)測(cè),及潛水排污泵的控制。
·照明系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)對(duì)樓層公共照明回路的開關(guān)控制與狀態(tài)監(jiān)測(cè),及大樓外輪廓照明的控制與狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
·變配電系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓進(jìn)線回路、備用柴油發(fā)電機(jī)的三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、頻率的檢測(cè),以及變壓器的超溫報(bào)警監(jiān)測(cè)。
電梯系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)的監(jiān)測(cè),及上行、 下行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
3、安全防范系統(tǒng)(SAS)
為了加強(qiáng)安全防范工作,確保人員和大樓的財(cái)產(chǎn)安全,以及維護(hù)審判工作的順利進(jìn)行,建立了如下系統(tǒng):
1)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)
系統(tǒng)由多支不同類型的攝像機(jī)對(duì)公共過道、機(jī)房和重點(diǎn)地段等地進(jìn)行監(jiān)控,在中控室設(shè)多臺(tái)監(jiān)視器,采用計(jì)算機(jī)控制,并在重要的房間設(shè)分控鍵盤,可以看到現(xiàn)場(chǎng)圖像和聽到現(xiàn)場(chǎng)聲音。系統(tǒng)對(duì)重要區(qū)域?qū)嵭?4小時(shí)不間斷錄象,其他則具有報(bào)警聯(lián)動(dòng)錄象功能。
2)出入口控制系統(tǒng)
設(shè)置聯(lián)網(wǎng)式門禁,使用先進(jìn)的非接觸式感應(yīng)IC卡,需持有效卡方可通行,該卡可設(shè)不同級(jí)別的開門權(quán)限。該卡還提供人員考勤、進(jìn)入停車場(chǎng)、飯?zhí)孟M(fèi)等功能。另外,個(gè)別地方還根據(jù)實(shí)際需要設(shè)獨(dú)立式門禁,或密碼鍵盤式門禁。
3)巡更系統(tǒng)
在大樓內(nèi)設(shè)置無線巡更系統(tǒng),確保夜間安全。
4)防盜報(bào)警系統(tǒng)
在關(guān)鍵部位設(shè)置報(bào)警按鈕、門磁開關(guān)、紅外微波探測(cè)器、紅外對(duì)射探測(cè)器等探測(cè)器件,在遇到緊急情況時(shí),可進(jìn)行報(bào)警,通知監(jiān)控中心。
4、大屏幕投影系統(tǒng)
在大樓內(nèi)根據(jù)需要設(shè)置投影系統(tǒng),可以接駁任何的視頻信號(hào)、計(jì)算機(jī)信號(hào),并可連接實(shí)物展示臺(tái)。上述設(shè)備提供了現(xiàn)代化的輔助手段,組成先進(jìn)的證據(jù)顯示系統(tǒng)。其中大樓指揮中心更是配備了當(dāng)前最先進(jìn)的高亮度投影系統(tǒng)和演示系統(tǒng)。
5、LED大屏幕顯示系統(tǒng)
大樓內(nèi)設(shè)置LED視頻顯示屏。對(duì)外發(fā)布新聞和廣告;屏幕都采用雙基色視頻屏,能組合多種色彩,可演播電視、VCD及文本信息。
6、音頻會(huì)議及同聲傳譯系統(tǒng)
為滿足討論型會(huì)議和學(xué)術(shù)交流的需要,在多功能會(huì)議室可以設(shè)置數(shù)字化音頻會(huì)議系統(tǒng),帶有線式同聲傳譯功能。
系統(tǒng)除具備會(huì)議功能外,尚帶基本的表決功能,可進(jìn)行會(huì)議表決;系統(tǒng)具有同聲傳譯功能,可以通過翻譯人員將發(fā)言翻譯成一種通用語,用有線方式傳輸給與會(huì)者收聽。
7、背景音響/緊急廣播系統(tǒng)
背景音響系統(tǒng)與消防廣播系統(tǒng)合二為一。系統(tǒng)平時(shí)可以播放音樂,或者通過話筒發(fā)布公共消息,可以滿足對(duì)全部樓層同時(shí)進(jìn)行廣播的需要。在遇火警信號(hào)時(shí),則可以自動(dòng)轉(zhuǎn)為發(fā)布消防廣播。
8、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)
通過使用非接觸式IC卡,對(duì)進(jìn)入本大樓的進(jìn)出車輛進(jìn)行自動(dòng)管理,按一入口一出口進(jìn)行配置。
9、有線電視系統(tǒng)
大樓設(shè)置了有線電視點(diǎn),可自辦節(jié)目,可播放錄象、DVD節(jié)目、還可由電腦編輯各類信息在電視中播放,將對(duì)自辦新聞、培訓(xùn)教育和豐富文娛節(jié)目發(fā)揮積極作用,并可在本大樓召開電視會(huì)議。
10、不間斷電源系統(tǒng)
為了確保計(jì)算機(jī)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、中控室計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在萬一停電時(shí)仍能正常工作及系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠,在計(jì)算機(jī)房、中控室和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間等處安裝不間斷電源(UPS)。
11、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)覆蓋所有樓宇,主交換機(jī)安裝在計(jì)算機(jī)中心,分組交換機(jī)位于各個(gè)綜合布線配線間。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可支持?jǐn)?shù)字、語音、圖形圖像等多媒體信息,以及綜合信息的傳輸和處理,支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要考慮其成熟性和先進(jìn)性,網(wǎng)絡(luò)主干采用千兆光纖主干,水平干線為百兆速率交換。配線間交換機(jī)設(shè)備利用堆疊方式或級(jí)聯(lián)方式聯(lián)接成一體。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可劃分為多個(gè)虛擬子網(wǎng),可以有效控制網(wǎng)絡(luò)流量。
12、計(jì)算機(jī)機(jī)房及中控室裝修
機(jī)房裝修按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工,采用了三層銅網(wǎng)屏蔽技術(shù)防止信息泄露。在計(jì)算機(jī)中心機(jī)房和中控室均采用了防靜電地板,并安裝二級(jí)防雷器,保證整個(gè)大樓智能系統(tǒng)的防雷安全。
13、多媒體查詢系統(tǒng)
為了方便群眾,可在樓于入口處配備觸摸屏,供當(dāng)事人查詢相關(guān)信息。
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