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1、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
2、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,
3、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
4、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,PBX,HUB,主配线架MDF,服务器,服务器,电脑机房,楼层配线架 IDF,F16,F15,F8,F9,F10,F11,F12,F13,F14,B2,B1,F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,BAS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
5、,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
6、,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,PT,PT,PT,PT,PT,PT,PT,PT,PT,CRT,KY,PRT,CPU,N层,1层,2层,前端控制器,重要房间,注：1.
7、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/D,R/D,R/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
8、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,构建应用模式,应急处置流程,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,分布式整合网络一览,
9、软件“粘合-中间件”,(4)东润科技分布式InforTech平台视频监控架构,DVS,DVR,存储NIU,InforTone 服务器,DVR,DVS,终端,INTERNET,INTERNET,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,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
10、控子系统,火灾报警子 系统,保安监控子系统,BACnet 系统 and LonWorks 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,-
11、,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
12、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Metasys FMS设施集成管理系统方案（Facility Management System）江
13、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-485,RS-485,NCU网络控制器,操作站,NCU网络控制器,N2,N2,直接连到楼宇自控系统的Metasys N2总线,N1,Metasys Integrator,第3方设备,2、江森公司Metasys BMS大厦设施集成管理系统方 案
14、（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、LonWorks等等，通过Ethernet LAN(N1)实现系
15、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 IBMS,Ethernet 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 LA
16、N 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总线，其他系统通过标 准的RS232或RS485接口与Metasys Integrator相联。,3、加拿大 Delta公司的ORCAweb集成方案
17、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任意一个子系统控制器进行设置；ORCAweb通常使用两级网，一级网络支持BACnet/IP(10Mbps)，点对点；二级网络支持BACnet MS/TP(76.8Kbps)，点对点；BACnet MS/TP(76.8Kbps)网络支持动态数据交换；多个用户可同时使用ORCAweb。既多个使用者同时连接到用户服务器上，此时ORCAweb需使用以太网连接到控制器上，而服务器则使用TCP/IP协议通过国际互连网连接到用户PC上。,VAV控制器,照明控制器,消防控器,系统控制器,操作站,网关,BECnetMS/TP N2,Delta公司的ORCAweb集成方案,BECnet/IP N1,第3方设备,门禁控制器,系统控制器,BECnetMS/TP N2,门禁控制器,公共照明,照明DDC,冷热源DDC,主控制器,工作站,主控制器,N2,N2,4、美国Andover公司集成方案,N1 Continum平台 Ethernet BACnet TCP/IP,消防控制器,服务器,空调DDC,排风DDC,电梯,RS-232,传感器,连动,RS-232,有线/无线,简化的独立系统,任何区域更多类似装置,分布式整合网络一览,软件“粘合-中间件”,谢 谢！,
