1、第1章 緒論1.1課題研究的背景和意義隨著科學技術的進步，3C+A1技術即計算機及其網絡技術(Computer)、現代通信技術(Communication)、現代控制技術(Control)以及現代建筑藝術(Architecture)等得到了廣泛應用，在推動人類社會進步的同時，也改變著人們工作、學習和生活的方式，從而促使人們要求社會的信息化、工作與生活的自動化、居住環境的舒適化與安全化，使智能樓宇以及與之配套的樓宇智能化系統得到飛速發展。智能的特征是將各種與信息相關的樓宇設備通過建筑內的綜合布線系統連接起來，并保持這些設備與建筑的協調，從而舒適的信息化空間得以構成，人們在信啟、社會中的快節奏和開

2、放性需要得以滿足。隨著人們對智能樓宇功能需求的不斷提高，各種來自不同生產廠家、不同類型、先進的自動化設備和網絡通信技術及監控系統被廣泛的應用于智能樓宇之中，使得智能樓宇中的各個子系統正朝著大規模、多控制對象和分散的方向發展，各個子系統之間及樓宇之間對信息的傳遞速率和共享程度越來越高。然而，在智能樓宇的具體施工過程中，由于不同的技術人員、不同的承包商及不同的合同計劃，使得智能樓宇中的各個子系統被單獨、分階段安裝，而月系統的安裝沒有規范的說明或設計，僅僅是在“無知”的用戶和廠商之間達成某種認可。這樣，一方面造成設備之間互不兼容，不能互聯互融，信息交互困難;另一方面各個子系統之間彼此獨立，不能很好的

3、實現資源共享，系統資源重復投入，安裝時間長，費用高，不能互操作，傳輸速率低，實時性差。為了解決電氣設備各異構監控子系統之間以及硬件設備之間的互連和互操作性問題，就要求構成智能樓宇的電氣設備的各個異構子系統具有開放式結構，所采用的協議和接口都要標準化和規范化。也就是說，軟件硬件的連接方式、交換信息的內容和格式、都必須標準化和規范化，從而將各自分離的設備、功能和信息處理等集成到相互關聯的、統一和協調的系統之中，達到資源的充分共享，并實現集中和便利的管理，可以方便地把構成智能樓宇中的電氣設備各個子系統從各個分離的設備、功能和信息等有機的集中于一個統一的、相互關聯的和協調的環境之中，運行于同一個操作平

4、臺之下，實現l+1>2的效果，使資源達到充分的共享，高效率的完成規定的任務。并且系統運行機制與結構、系統服務與管理等方面，都將產生質的提高與飛躍。1.2國內外研究狀況隨著工農業生產的發展，社會的進步，導致了對能源需求的大幅度增長，電力作為二次能源的主力對于國民經濟的可持續發展就顯得格外重要。為了保證電力能源消費安全與可靠，電氣監控系統應用控制技術、信息處理技術和通信技術，利用計算機軟件和硬件系統或智能裝置代替人工進行各種作業，實現對樓宇內主要電氣設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護。監控系統的發展經歷了如下幾個階段：1早期的遠動技術。早期的遠動技術可以追溯到20世紀的4

5、0年代至70年代，是在自動電話交換機和電子技術基礎上逐步發展起來的。最早用于電力工業的遠動設備便是采用電話繼電器、步進器和電子管為主要元件組成的。隨著半導體技術的發展，60年代開始出現晶體管無觸點式遠動設備，70年代出現集成電路遠動設備。2中期的遠動(監控)技術。上世紀80年代到90年代前幾年，由于微處理芯片(CPU)和各種作為外圍電路的大規模集成電路的出現與應用，遠動設備從早期方式進入了中期發展階段。同時它又與個人計算機相結合，出現了數據采集與監控系統，即SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)，廣義的SCADA系統不僅包括遠動設備，也包

6、括調度自動化中完整的主站系統。這意味著遠動將向提高傳輸速度、提高編譯碼的檢糾錯能力、應用智能控制技術對所采集的數據進行預處理和正確性校驗等方向發展。這樣遠動一詞也逐漸為監控所取代。3當前的廠站自動化技術。上世紀到本世紀初，由于半導體芯片技術、通信技術及計算機技術的飛速發展，遠動技術也從早期、中期發展到當前的廠站自動化技術階段。20世紀90年代引入我國的電力需求側管理(DSM)，這一先進的思維方法和管理技術是從提高終端電能利用效率出發來提高能源效率的。DSM在20世紀70年代起源于能源消耗居世界首位的美國。90年代以來已擴展到美洲、歐洲、亞洲等30多個國家和地區，其目的是使能源需求方合理用能，提

7、高能效，節約能源，從而減少對能源的需求量，也有利于保護生態環境和節約能源開發投資。總結說來，其優越性在于：1對政府，可以更合理有效的利用能源資源，同時控制環境質量；2對用戶，可以降低單位節電成本，減少電費支出，更加合理的用電并促進實現成本效益；3對電力系統，可以避免新增電力成本和峰荷容量成本，減少對電力設備的投資。分布式開發技術任何一個對象都可以通過一定的接口調用另一個對象提供的服務的技術。分布式系統提供了整個系統的絕對靈活性和互操作性。具體說來這種結構的優勢有：1縮短了開發時間。由于編程人員可以先將先行開發的部件裝配到新的程序中，從而加速了新程序的開發進程。2開發更具靈活性。只需簡單調整全部

8、應用的一些組件，即可為企業等不同領域的應用提供特定的解決方案。3降低軟件維護費用。各組件的功能是相對獨立的，在維護和升級一個組件時，不必變動整個應用，降低了費用，維護方便。文章的后續章節安排如下:第二章從智能樓宇的定義、組成、功能、類型，及智能監控系統技術論述方面，第三章對智能樓宇監控系統的結構分析， 第四章通過智能化樓宇電氣設備監控系統的綜合設計第2章 智能樓宇概述2.1 智能樓宇的認知自世界上出現第一幢智能樓宇至今，國內外對智能樓宇尚未有統一的定-義，主要原因就是智能樓宇的含義是隨著科技的發展而不斷完善的，以下是關于智能樓宇的一些典型的定義：l)美國智能建筑研究機構把智能樓宇定義為:智能樓

9、宇是指通過將建筑物的結構、系統、服務和管理四項基本要求以及它們之間的內在關系進行最優化，來提供一個投資合理的、具有高效、舒適、便利的環境的樓宇。2)歐洲智能建筑聯盟把智能樓宇定義為:智能樓宇是使用戶發揮最高效率，同時又以最低的保養成本，最有效地管理其本身資源的樓宇。3)智能建筑研究會把智能樓宇定義為:智能樓宇是指具備信戶、通信、辦公自動化信息服務，以及樓宇自動化各項功能的、便于進行智力活動需要的樓宇。4)國際智能工程學會對智能樓宇的定義為:可提供相應的功能以及適應用戶對樓宇用途、信息技術要求變動額靈活性樓宇。樓宇具有安全、舒適、節能、系統綜合等很強的功能，能滿足用戶實現高效率的需要。5)我國對

10、智能樓宇的認識是:智能樓宇以建筑為平臺，兼備通信、辦公、建筑設備自動化，集系統機構、服務、管理及它們之間的最優化組合，向人們提供一個高效、舒適、便利的樓宇環境。綜上所述，智能樓宇是運用系統工程的觀點，對建筑物的結構、需要、服務和管理四個基本要素以及它們之間的內在聯系進行優化組合(系統集成)，從而提供一個投資合理、高效、安全、方便的環境。智能樓宇的組成智能樓宇與普通樓宇的主要區別在于具有“智能化”，為了實現智能樓宇的高度智能化，在建筑工程中配備了完備的樓宇智能化子系統，來達到樓宇開發商、物業管理公司和業主節省費用、舒適方便、安全、有長期發展靈活性和市場價值的目標。其基本系統組成如圖2.1所示:通

11、常所說的“3A型智能樓宇”，就是指一座具有樓宇自動化BA、辦公自動化OA與通信自動化CA功能的建筑，雖然不太嚴謹，但卻通俗易懂。所謂的“SA型智能樓宇”。為了與國際接軌，根據我國最新頒布的國家標準智能建筑設計標準(GB/T503142000)將通常定義的BAS己包括SAS與隊FAS，所以采用“3A建筑”的說法，而不采用“5A建筑”的說法。 圖2.1 智能樓宇系統示意圖1） 樓宇自動化系統BAS樓宇自動化系統(BudingAutomationsystem)，實質上是一套采用現代傳感技術、計算機、通訊和自動控制技術，對樓宇中的機電設備進行自動化監控管理的中央監控系統。主要包括:電力監控系統、照明監

12、控系統、環境(空調與冷熱源、給排水)監控系統、交通運輸(電梯、停車場、車輛管理)監控系統等。2） 辦公自動化系統OAS辦公自動化系統(Office Automation System)，就是利用計算機技術、通信技術、系統科學、行為科學等先進技術，不斷使人們的部分辦公業務借助于辦公設備，并由這些辦公設備與辦公人員構成服務于某種辦公目標的人機信息系統。主要包括:信息管理系統MIS(Management Inofmration Sysetm)、電子商務EC(ElectronieCommeree)、決策支持系統DSS(Decision Support System)與數據信息處理系統等。3） 通信自動

13、化系統CAS通信自動化系統(Communication Automation syste:n)，是智能樓宇的“中樞神經”系統，它同時與外部通信網相聯，具備對來自智能樓宇內外的各種信息的收集、處理、存儲顯示、檢索和提供決策支持的能力，以滿足智能樓宇辦公自動化、樓宇內外通信的需要，提供最有效的服務。主要包括:電話/傳真系統、有線電視系統、衛星通信系統、電視會議系統、光纜傳輸系統等。4） 綜合布線系統PDS為了可以把樓宇自動化系統、辦公自動化系統、通信自動化系統綜合管理起來，需要有一種新的布線系統，即開放型綜合布線系統(Prermises Disrtibutinoysestm)。在信息意義上兼容語音

14、信號、數據信號、控制信號、數字圖像信號，甚至是模擬圖像信號，可連接電話、程控交換機、電傳、影像、計算機等設備。綜合布線是一種開發系統，所謂“開放”有三層含義，即能支持多家廠商的不同產品;能提供面向用戶的設計方式;安裝布線系統時并不要求對系統連接的有源設備本身有深刻的了解。所以開放性的布線系統消除了非兼容布線可能帶來的麻煩，如網絡性能低于標準，改動布線花費昂貴，不能支持新技術發展等。5） 智能建筑綜合管理系統IBMS智能樓宇綜合管理系統，是一個具有高生產能力、低運營成本和高安全性的智能化的綜合管理系統。它能夠利用所收集到的樓宇相關資料.分析整理成具有高附加值的信息:運用先進的技術和方法，使樓宇設

15、備的作業流程更有效、運行成本更低、競爭力更強。同時，它能將建筑內各個實時子系統高度集成，做到保安、防火、設備監控三位一體，樓宇自動化系統BAS、辦公自動化系統OAS和通信自動化系統CAS集成在一個圖形操作界面上對整個樓宇進行全面監視、控制和管理，提高樓宇全局事件和物業管理的效率和綜合服務的功能。2.1.2 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、維護和通信設施，便于進行環境控制、安全管理、監視報警，并有利于提高工作效率，激發人們的創造性。簡言之，樓宇智能化的基本要求是：辦公設備自動化、智能化，通信系統高性能化，建筑柔性化，建筑管理服務自動化。 樓宇智能化提供的環境應該是

16、一種優越的生活環境和高效率的工作環境：舒適性。使人們在智能化樓宇中生活和工作（包括公共區域），無論是心理上還是生理上均感到舒適，為此，空調、照明、噪音、綠化、自然光及其他環境條件應達到較佳或最佳狀態。高效性。提高辦公業務、通信、決策方面的工作效率，節省人力、時間、空間、資源、能耗、費用，以及建筑物所屬設備系統使用管理的效率。方便性。除了集中管理，易于維護外，還應具有高效的信息服務功能。適應性。對辦公組織機構、辦公方法和程序的變更以及設備更新的適應性強，當網絡功能發生變化和更新時，不妨礙原有系統的使用。安全性。除了要保證生命、財產、建筑物安全外，還要考慮信息的安全性，防止信息網中發生信息泄露和被

17、干擾，特別是防止信息數據被破壞、被篡改，防止黑客入侵。可靠性。選用的設備硬件和軟件技術成熟，運行良好，易于維護，當出現故障時能及時修復。2.1.3 智能化樓宇的優越性和普通建筑相比，智能化樓宇的優越性體系那體現在以下幾個方面：具有良好的信息接收和反應能力，提高工作效率。提高建筑物的安全、舒適和高效便捷性。具有良好的節能效果。對空調、照明等設備的有效控制，不但提供了舒適的環境，還有顯著的節能效果（一般節能達1520%）。節省設備運行維護費用。一方面系統能正常運行，發揮其作用可降低機電系統的維護成本，另一方面由于系統的高度集成，操作和管理也高度集中，人員安排更合理，從而使人工成本降到最底。滿足用戶

18、對不同環境功能的需求。高薪技術的運用能大大提高工作效率。2.2智能樓宇的類型及功能2.2.1 智能樓宇的類型雖然智能樓宇的使用功能各異，但是歸納起來主要有以下幾種類型:1）專用辦公樓這類建筑包括:政府機關辦公樓;跨國大公司、企業;金融歐(銀行、證券、期貨、保險等);商業樓;利教辦公樓(研究院所、學校、醫院等)2)出租辦公樓主要由房地產商投資興建，然后出租、出售。樓內的共用設施一次建成，出租、出售的房間由使用者根據各自的需要進行二次裝修。3)綜合性建筑這是集辦公、金融、商業、娛樂、生活于一體的多功能的建筑(群)。4)住宅以生活起居為目的的多層、高層、超高層建筑樓宇。 2.2.2 智能樓宇的功能從

19、樓宇智能化的功能角度看，樓宇智能化提供的功能應包括：具有信息處理功能，而且信息范圍不只局限于建筑物內，應該能在城市、地區或國家間進行。能對建筑物內照明、電力、暖通、空調、給排水、防災、防盜、運輸設備進行綜合自動控制。能實現各種設備運行狀態監視和統計記錄的設備管理自動化，并實現以安全狀態監視為中心的防災自動化。建筑物內應具有充分的適應性和可擴展性。它的所有功能應能隨技術進步和社會需要而發展。從用戶服務功能角度來看，智能建筑提供3大方面的服務功能，即安全性、舒適性、便利和高效性，如表2.1所示。因此，智能樓宇可以指人們在社會信息化新形勢下對建筑物提出的更高的功能需求。表2.1 智能樓宇的三大服務功

20、能2.3智能監控系統技術2.3.1 計算機網絡技術通過計算機網絡技術能夠實現數據通信功能,資源共享，信息服務等功能1）通信功能它是指計算機與計算機或其它終端設備之間的數據傳輸，是計算機網絡系統的基本功能之一。通過計算機網絡來傳送電子郵件，發布新聞信息等，方便了用戶之間的信啟、交換，而且不受地理因素和時間的限制。2）資源共享通過計算機網絡，可以將位于計算機網絡中某個部位的資源提供出來，供整個網絡的相關用戶使用。計算機網絡的三大資源:硬件資源、軟件資源、數據資源均可被共享，并由網絡系統對共享資源實施有效管理，不僅提高了網絡范圍內系統資源的利用率，而且可以使整個系統處理的費用明顯下降。3）信息服務借

21、助于計算機網絡，用戶可以到社區網上或Intemet上獲取各種信息:反之，也能夠向nItcmet或社區網上發布各種相關信息，如電子商務信息、各種管理公告信息等。同時，借助于計算機網絡用戶可以方便地召開網絡會議、實現自動抄表、自動交費等業務，以次來體現智能建筑的便利和高效的特點。2.3.2 計算機控制技術計算機控制技術是計算機技術與自動控制技術相結合的應用技術，是構成智能樓宇電氣設備監控系統的關鍵技術。上個實際70年代以來，隨著電子技術的快速發展，計算機性價比不斷提高，從而促進了計算機在控制系統中的應用。這種應用的直接結果是極大地改善了過程控制的硬件性能，加強了過程控制的手段，同時也促進了自動控制

22、理論的發展，使計算機控制技術更加完善和深化，從單一過程、單一對象的局部控制發展到整個過程、整個系統的大規模復雜控制，并逐步向智能化、網絡化方向發展。（1）計算機控制系統基本概念在計算機控制系統，計算機輸入輸出的信號都是數字量，而被控對象的輸入輸出信號往往都是連續變化的模擬量。因此，計算機的信號輸入和輸出擊要設有模擬量和數字量之間的信號形式轉換的模/數(Analgo/Distia)l和數/模(Dgitial/Anaolg)轉換器。典型的計算機控制系統如圖2.3所示: 圖2.3.2.1 計算機控制原理圖在計算機控制系統中，監測裝置(傳感器)將系統輸出量轉換成電信號，再經過A/D轉換器轉換為數字量，

23、計算機收到輸出反饋量后，將它與計算機內部的給定值相比較，計算出偏差值，然后對偏差進行算術與邏輯運算，將運算結果作為控制量輸出，控制量再經過D/A轉換器轉換為模擬量，輸出到執行機構調節被控參數，從而達到控制的目的。上述過程連續不斷地重復執行，以使整個系統運行在給定的性能指標下。同時，也可以對被控參數和設備本身出現的異常情況進行監督，并迅速做出處理。 命名服務命名服務16,17提供從名字到對象引用的映射，這好像Internet的域名服務系統將給定的域名轉換為IP地址一樣，命名服務采用類似文件系統中目錄結構的方法來管理文件。在CORBA命名服務中，命名對象以分層命名圖的方式進行組織，稱為命名樹，如下

24、圖所示： 命名樹結構示意圖如上圖所示，命名樹的節點都是對象，其中圖中的空心節點表示的是命名環境對象，簡稱為命名環境；圖中實心節點表示應用程序的對象簡稱為應用對象。建立命名樹的目的是要根據對象的名字通過遍歷的方式找到目的對象的對象引用。在CORBA的命名服務中，構成名字的基本元素是有名組件(namedcomponent)。有名組件本身是一個結構，該結構由兩個字符串域組成：id和kind。一般來說，id域給出用戶的字符串標識，kind域給出一些描述信息，如名字所用的編碼、版本等。命名環境相當于一個目錄，用來存放指向其它目錄(即其它的命名環境)和文件(應用對象)的名字。這種名字到對象引用關系就稱為名

25、字綁定。在一個命名環境中，給一個對象(可能是另一個命名環境)取一個名字的操作稱為綁定(bind)，反之，從一個名字得到一個與之綁定的對象的操作稱為解析(resolve)。給定一個起始命名環境，在命名樹中從起始節點到目標節點的遍歷中，這些綁定序列就構成了唯一識別目標對象的路徑名。 名字庫一般的命名服務中，使用者是直接對有名組件和名字的值進行操作的，為了更好的體現封裝的特性，應該把服務的使用者與名字的具體表示分割出來，因此，系統建立工程名字庫，實現對系統中多個工程對象的統一管理，這樣命名服務的使用者就可以通過接口調用來管理和操縱名字的組成，避免了直接操縱有名組件的id域和kind域。名字庫的結構如

26、圖2所示。本系統通過命名服務來提供對所有工程對象的管理，提供整個網絡中工程對象的注冊/注銷功能，工程在啟動時主動對生成的工程對象進行注冊，當工程退出時主動對工程對象的注銷；其它客戶端只需知道對象名稱就可以通過命名服務來得到其對象引用，從而完成所需功能。例如，SCADA的工程對象首先得向命名服務注冊，然后如果某個客戶端想要得到SCADA工程對象引用，只需將此工程的名稱作為參數來調用命名服務的接口，就可以獲取此工程對象的引用。事件服務設計CORBA事件服務18,19是為了解決CORBA對象之間的通信問題而定義的，CORBA的事件服務提供了一種松散的、異步的通信機制，它的目標是建立一個通用的分布式事

27、件模型。在CORBA的事件服務中，事件的發送者和接收者都是對象，發送事件的對象扮演供應者的角色，接收事件的對象扮演消費者的角色。事件的傳送是借助一個稱為事件通道的對象來進行的。事件通道作為多個供應者對象與多個消費者對象之間的異步通信中介，負責將事件從供應者對象傳送給消費者對象。因此，事件的傳遞經歷了兩個階段，從供應者到事件通道的階段以及從事件通道到消費者的階段。事件通道在這兩個階段起到了兩種截然不同的作用，在前一個階段，它是事件的消費者，在后一個階段，它是事件的供應者。加入事件通道后，供應者和消費者的關系變得松散，彼此看不到對方，而只同事件通道打交道。對一個事件通道，可以有任意多個供應者和消費

28、者與之聯系，這樣，由任意一個供應者發出的消息將會通過事件通道最終送達每一個消費者。事件傳遞的模式有兩種：推模式(push)和拉模式(pull)，這兩類模式是依據由哪一方主動發起而劃分的。如果一個事件由供應者主動發出，消費者被動接收，就稱為推模式；如果一個事件由消費者主動索取，而由供應者被動提供，就稱為拉模式。在事件傳遞的兩個階段中，可以使用不同的消息傳遞模式，例如，從供應者到事件通道采用推模式，從事件通道到消費者采用拉模式。事件服務中有3個最重要的接口：供應者、消費者和事件通道，但是，這還不能完成供應者和消費者之間的通信。事件通道對于供應者來說擔當了消費者的角色，而對消費者來說擔當了供應者的角

29、色，在事件服務中這兩種角色由其它的接口來完成，即供應者代理和消費者代理。事件服務有很多重要的應用，一個最重要的應用就是用于實時數據發布。實時數據發布就是現場SCADA將實時數據(模擬量、狀態量、報警信息等)傳遞給相關數據需求方(監控站、服務器等)的方法策略。假設有n個監控站和m數據源(SCADA)，每個需求方要向數據源發送m個請求，每個數據源要將每項數據發送n次，那么遠程調用的次數為m×n。當m和n的值較小時還能滿足系統對實時性的要求，當m和n的值較大時，頻繁的接口調用，再加上大量的傳輸數據，會嚴重影響到系統的實時性甚至是系統的穩定運行。如圖所示，利用事件服務的push-push模式

30、，數據源以組播的方式向需求方發送數據，這樣就能極大地提高效率。 基于事件服務的實時數據發布第3章 智能樓宇監控系統的結構分析3.1 樓宇智能化電氣設備監控系統運用樓宇智能化電氣設備監控系統，為業主和用戶提供良好的工作和生活環境，并使系統中的各個設備始終處在最佳運行狀態，從而保證系統運行的經濟性和管理的現代化和智能化。以達到舒適、安全、健康、經濟和節能的目的，因此，樓宇智能化電氣設備監控系統是智能樓宇系統工程中不可缺少的基本組成部分，廣泛受到重視。3.1.1樓宇智能化電氣設備監控系統的功能表現1)設各監控與管理可提供設備運行管理和樓宇經營管理，包括樓宇內的各種空間服務設施的預約，使用分配、調度及

31、費用管理。能夠對樓宇內的各種電氣設備實現運行狀態監控，報表編制，啟停控制，維護保養及事故診斷分析等。2)節能控制包括空調、供配電、照明、給排水等系統的控制管理。節能控制是在不降低舒適性的前提下達到節能、降低運行費用的目的。3.1.2樓宇智能化電氣設備監控系統的組成1)建筑設各監控系統樓宇智能化電氣設備監控系統系統主要是對樓宇內的電力、照明、空調、給排水等機電設務或系統進行集中監視、控制與管理、以保證這些設備安全可靠地工作。1.1)供配電設備監控子系統安全、可靠是智能樓宇正常運行的先決條件，供配電監控子系統的主要功能是確保樓宇安全可靠的供電。因而就要對各級開關設備的狀態、主要回路的電流、電壓及變

32、壓器的溫度進仃監測，實現全面的能量管理。1.2)照明系統監控子系統照明系統與節能有關，在大型建筑中照明耗電僅次于供熱、通風與空調系統(HVAC)。利用自動化手段對照明設備進行有效的控制可以取得明顯的節能效果，這主要是對門廳、走廊、庭園和停車場等處照明的定時控制，對照明回路分組控制，以及對一些重要場所實現智能化控制。在照明監控子系統中，可以通過計算機軟件設定啟停時間表，按照預定的使用時間進行開環控制，也可以采用超聲波、紅外線等方式探測照明區域的人員活動及照度變化信息構成反饋控制方式。1.3)暖通空調系統空調系統在樓宇中的能耗最大，因此這一系統的中心任務就是在保證提供舒適環境的基礎上盡可能降低運行

33、能耗。主要節能控制措施如下:A）設備最佳啟停控制;B）空調及制冷機的節能優化控制;C)設備運行周期控制;D)電力負荷控制:E)儲冷系統最佳控制等。這些協調是由空調監控子系統的管理計算機通過監控網絡索取到樓宇使用要求與使用狀況的信息，進行分析決策來實施的。1.4)給排水監控子系統給排水監控子系統的主要作用是為了保證供水、排水系統的正常運行，其基本監控內容是對各給水泵、排水泵、污水泵及飲用水泵的運行狀態進行監測，對各種水箱及污水池的水位、給水系統壓力進行監測，并根據這些監測信息，控制相應的水泵啟、停或按某種節能方式運行。1.5)電梯系統大型建筑中均配置有電梯、扶梯，需要利用計算機實現群控，以達到優

34、化傳送、控制平均設備使用率與節約能源運行管理等目的，并與使得設備監控管理中心能夠隨時掌握各個電梯、扶梯的工作狀況，以確保在火災、非法入侵等特殊情況下對它們進行直接控制。智能樓宇的內外環境要求標準高，尤其是內環境，為了滿足人們工作、生活在舒適等多方面的需要，大量采用了多種多樣的裝飾材料。一旦發生火災，大量可燃材料的燃燒，將產生大量有害的煙氣和毒氣，直接危害人們生命安全。為了適應智能樓宇現代化的需要，高水平的自動化設備和先進的通信網絡比比皆是。如若處出理電火花或線路絕緣層老化、短路竹現象發生電氣火災，而且火災蔓延速度會相當迅速，以致產生難以估計的后果。由于智能樓宇尤其是高層或超高層建筑，其建筑容量

35、大，可同時容納成千上萬人在樓內工作。一旦發生火情，因為建筑通道復雜及樓層太多，以致造成人員疏散難度大，而且疏散時間長;據有關資料統計，在高度60m的智能大廈內，人員安全疏散的時間需要.05h，在高度16Om的智能大廈內，人員安全疏散的時間增加至2h以上。智能樓宇多數是多用途的綜合性大樓，往往設有辦公室、寫字間、會議廳、飯店、公寓、娛樂場所等，期間人員復雜，而且難遇管理。如果人們的防火意識淡薄或者放松警惕，就會增加火災的發生。A)自動水滅火系統水，最為滅火介質，無毒、無污染，而且水火火系統的結構簡單、造價低廉、性能穩定、工作可靠、維護使用方便，因此它是智能樓宇中最主要的滅火系統。自動噴水滅火系統

36、，根據系統構成和滅火過程，可分為室內消火栓滅火系統和室內自動噴淋水系統。B)自動氣體滅火系統氣體自動滅火系統只要用于火災時不宜用水滅火或有貴重設備場所。比如配電室、計算機房、可燃氣體及易燃液體倉庫等。氣體自動滅火設備室通過探測器探測到火災后，向滅火控制器發信號，控制器收到信號后通過滅火指令來控制氣體壓力容器上的電磁閥，放出滅火用氣體滅火。同時還具有音響報警功育旨。C)安全疏散系統安全疏散系統主要包括事故照明與疏散照明(也叫應急照明)，是為了保證在火災時人員能安全疏散而設置的。應急照明的電源除了正常市電供電外一般還有備用電源或自備發電機供電，通常都設置在疏散通道、公共出口處，如疏散電梯、防煙樓梯

37、間及前室、消防電梯及前室等。D)消防電梯管理系統消防電梯是智能樓宇中特有的必備設施，其作用有兩個:一是當火災發生時，正常電梯因斷電和不防煙火而停止使用，消防電梯則作為垂直疏散的通道之被啟用;二走作為消防隊員登高補救的重要運送工具。消防電梯官理東玩就是要通過設置在消防控制室的電梯控制顯示盤，或通過設置在樓宇消防控制室的專用開關來對消防電梯的運行進行管理控制。安防自動化系統SAS智能樓宇綜合保安自動化系統對建筑智能化弱電系統來講是一個十分重要的子系統，是確保大廈內人身、財產及信息資源安全的重要手段，是使樓宇有一個安全、方便、舒適與高效的工作生活環境的必要保證。安放自動化系統SAS設計應該是一體化地

38、實現對大廈內各種保安防范措施和功能的集成監控管理、報警處理和聯動控制。a)閉路電視監控系統閉路電視監控系統的主要功能是輔助保安系統對于樓宇內的現場實況進行監視，實時、形象、真實地反映樓內各種設備的運行狀態和人員活動情況，以便及時觀察到該區內發生的緊急事件，為保安、消防、樓宇自控等部門提供決策依據，從而達到維護治安、保障安全的目的。b)出入口控制系統出入口控制系統也叫門禁管理系統，該系統采用微電子技術、測控技術、機電一體化技術及計算機網絡技術和通訊技術，為樓宇的出入通道提供高效的智能化管理，對進出建坑物、進出樓宇中某一沐域或某一特定房間的人員進行識別和控制，使大樓內的人員只能在其被授權的區域內活

39、動，為防范從正常通道的侵入提供了保證-c)防盜報警系統防盜報警系統，是采用紅外或微波技術的信號探測器，在一些無人值守的部位，根據不同部位的重要程度和風險等級要求以及現場條件，進行周邊界或定方位保護。高度靈敏的探測器獲得侵入物的信號以有線或無線的方式傳輸到中心控制值班室，同時報警信號以聲或光的形式在樓宇模擬圖形上顯示，使值班人員能及時獲得發生事故的信息。d)巡更管理系統目前為止，沒有任何一種先進的安防系統能夠做到100%的自動化，所以，智能樓宇中的安防系統應強調技防與人防的結合。巡更管理系統的主要功能是保證保女值班人員能夠按時、項序地對樓宇的巡更點進行巡視，同時保護巡更人員的安全。e)停車場自動

40、管理系統停車場自動管理系統由:車輛自動識別子系統、收費子系統、保安監控子系統組成。通常包括中央控制計算機、自動識別裝置、臨時車票發放及檢驗裝置、擋車器、車輛探測器、監控攝像機、車位提示牌等設備。f)訪客管理系統訪客管理系統主要功能是實現樓宇來訪客人與居室中的人們進行雙向通話或可視通話未確認來訪者的身份，以決定是否打開樓門電子鎖，以及向安保管理中心進行緊急報警的系統，從而達到了安全、方便的管理目的。3.2 通信自動化電氣設備監控系統智能樓宇的通信自動化系統包括通信系統和計算機網絡系統兩大部分。通信系統主要由兩大系統組成:用戶程控交換機和有線電視網CATV。前者是由電信部門發展而來的，后者是由廣電

41、部門發展而來的。計算機網絡系統即智能建筑中的計算機局域網及其互聯網、接入網。目前，CAS一般包括如下子系統:1)程控數字用戶交換機系統PABX程控數字交換機按用途可分為市話、長話和用戶交換機。程控數字用戶交換機實質上是一部由計算機軟件控制的數字通信交換機，它的任務是完成建筑物內用戶與用戶之間，以及用戶通過月戶交換機中繼線與外部電話交換網卜各用少”之間的通信。支持材能建筑中辦公自動化即多媒體通信，能向智能樓宇中的使用者提供寬帶綜合業務數據的傳輸功能，對每一用戶同時進行話音、數據、圖像的多媒體通信。對各個不同的用戶終端設備提供碼式、碼速和協議的轉換，并具有構成計算機局域網LAN的功能，因而程控數字

42、用戶交換機是智能樓宇中通信系統的控制中心。2)電話通信系統電話通信系統是各類建筑物必須設置的系統，智能樓宇中的電話系統交換設備一般是采用APBX(用戶程控交換機)，電話線路基于綜合布線系統PDS。以BX不僅能提供傳統的語音通信方式，還能滿足用戶對數據通信、計算機局域網互聯、綜合業務數字網SIDN通信的要求。3)有線電視系統CATV有線電視系統(Cable Antenna Television)也是智能樓宇的基本系統之一，與傳統的CATV不同的是，智能樓宇CATV要求電視圖像信號雙向傳輸，有線電視系統通常由前端系統、傳輸網絡和用戶分配網絡等3個部分組成4)視頻會議系統VCS視頻會議系統(Vide

43、o Conferencing System)是利用圖像壓縮編碼和處理技術、電視技術、計算機網絡通信技術和相關設備、線路，實現遠程點對點或多點之間圖像、語音、數據信號的實時交互式通信，可大大節省時間、提高會議的效率、降低會議成本。該系統可以將分布在不同會場的與會人員活動情況、會議內容、以及各種數據、資料等實時地傳送到各方，通過多畫面電視處理技術將各會場的視頻信應、臺成在一個畫面上，在利用大屏幕投影墻顯示出米。5)視步貞點播VOD視頻點播VOD(Video On Demand)就是一種在觀眾和節目提供者之間具有文互能力的電視系統。它可以讓觀眾從中心節目庫中現場選擇自己喜歡的節目，然后通過機頂盒ST

44、B在自己家中的電視上觀看。VOD的重要性就是交互性，VOD交互分為節目內交互和節目間交互兩種。節目內交互允許用戶在節目進行中實時地與系統進行交互，選擇節目發展的方向、情節、結局等，它還可以實現交互購物、交互游戲和遠程教學等功能。節目間交互就是讓用戶選擇節目.然后播放。6)廣播電視衛星系統通過架設在建筑物頂部的衛星地面站可直接接收廣播電視的衛星信號，VAST(very Small Aperture terminal，超小口徑終端)衛星通信系統是上世紀80年代發展起來的一種新型的衛星通信系統，是具有小口徑天線的智能化的地球站。這類地球站安裝使用方便，非常適合智能建筑的數據傳輸。大量的這類小站協同一

45、個主站，構成一個衛星通信系統，可以單向、雙向傳輸數據、語音、圖像及其它綜合電信和信息、業務，適合于用戶分散、業務量不大的專用或共用通信網。而且組網靈活、通信效益高，網絡部件模塊化易于擴展和調整。7)同聲傳譯系統同聲傳譯系統是譯員通過專用的傳譯設備提供的即時口頭翻譯，譯員通過話筒講話，聽眾通過耳機接收.這種翻譯形式可同時有多種語言，如聯合國大會就有6種語言的同聲傳譯8)公共/緊急廣播系統智能樓宇和高級賓館等現代化建筑物都設有廣播音像系統，包括一般)一播、緊急廣播和音樂廣播等部分。廣播音像系統的設計則包括公共廣播與客房音像二部分。公共廣播用于公共場所，如走廊、電梯門廳、電梯轎箱、入口大廳、商場、酒

46、吧、宴會廳等，通常采用組合式聲柱或分散揚聲器箱，平時播放背景音樂等，當遇到火災等緊急事故時作為事故廣播，指揮人員的疏散。客房音像設置的目的是為客人營造一種欣賞音樂與休息的舒適環境。9)計算機局域網LAN計算機局域網LAN包括智能建筑公共主管網，以及物業營理使用的局域網粼和購房/租房用戶使用的業務局域網。主干網和樓層局域網主要采用以太網系、_歹d。10)用戶按入網從現代網絡功能角度看，通信網由傳輸網、交換網和接入網3部分組成。電信網的接入網是指實現本地交換機與用戶間連接的部分;有線電視的接入網是指從前端到用戶之間的部分;而數據通信的接入網是指通信子網的邊緣路由器與用戶PC之間的部分。用戶接入網主

47、要是解決智能建筑內部與外部世界的信啟、溝通，主流用戶接入網目前有N一SIDN(窄帶綜合業務數字網)、HFC(光纖同軸電纜混合網)、ADSL(非對稱數字用戶線)、HTTB(光纖到樓)、DDN(數字數據網)、FR(幀中繼)。 3.2綜合布線系統綜合布線系統(premisesDistributionSystem)是建筑物或建筑群內部信息通信設備傳輸信號的物理鏈路。它能使建筑物或建筑群內部的語音、數據通信設備、信息交換設備、建筑物物業管理及建筑物自動化管理設備等系統之間彼此相連，也能使建筑物內部通信設備與外部的信息通信網絡連接。3.3.1 綜合布線系統的特點1)綜合性過去建筑物或建筑群內的語音及數據線

48、路彼此獨立，不同的系統采用不同的傳輸介質、不同的配線插座和接頭等。比如，電話通信系統中的線纜采用對絞電話線;計算機系統采用同軸電纜。各個系統采用的布線材料、插座、接口和接線端子板相互不兼容，相互之間達不到共用的目的，不僅造成建筑物中布線系統重復施工，增加了工程造價，而且建筑物內的多套線路使布線環境惡化，豎井、吊頂空陽擁擠不堪。另外，因為缺乏統一的技術標準，統一的傳輸介質，系統一經確定，難以更改，靈活性較差。當系統更新或升級時需更動布線，不能適應智能建筑的動態特性:綜合布線系統是一套由共用配件組成的配線系統，綜合了建筑物與建筑群中各種布線系統和相應的共用配件，這些系統包括:.模擬數字的話音系統.

49、令高速與低速的數據系統.圖形終端、繪圖儀等需要傳輸的圖文資料傳輸系統.電視會議與安全監視系統.建筑設備自動化管理系統綜合布線系統的綜合性解決了建筑物中語音、數據、圖文、圖像及多媒體等設備配線不兼容的問題，布線系統實施后，能滿足現在通信技術的應用和未米通信技木的友展，實用性依強。2)靈活性綜合布線系統是采用符合國際標準聯接件的預布線系統，系統采用相同的傳輸介質、相同的插頭與模塊化插座，所有信息通道是通用的，任何一個信息插座均能連接不同類型的終端設備，如個人計算機、可視電話機、雙音頻電話機、可視圖文終端、G3或G4類傳真機等，滿足靈活應用的要求。而且，由于布線系統全部采用星形拓撲結構設計，所有設備

50、的開通及更改均不需改變系統布線，只需增減相應的網絡設備及在布線系統的配線架上做必要的跳線管理即可。系統組網也可靈活多樣，各部門可獨立組網義可方便地互連，為合理組織信息流提供了必要條件。3)可靠性和發展性由于綜合布線系統采用的是高品質的標準材料，系統連接采用組合壓接的方式，因而構成一套高標準信息通道:又因為綜合布線系統采用模塊化設計，工作站是由節點向往增設，每條線路與其它線路無關，如果一條線路出現故障，并不影響其它線路的正常運行;所以為線路的運行維護及故障檢修提供了極大的方便，不會因J卜卜而更改斡伏配套系統。這樣不僅可保護先前在配烤方面的投資，而且能將當前和未來的話音和數據設備、互連設備、網絡營

51、理產品方使的由展進去。可保證對網絡擴展與變化的長期需求，所以具有很好的發展性。4)先進性和開放性綜合布線系統采用彈性布線方式，將光纖與雙絞線混布，對于重要部門可支持光纖到桌面的應用，為將來的發展提供了足夠的裕量。而且信息通道均采用8芯配置，符合利用數字通訊技術及標準接口實現聲音、數據綜合業務數字網(SIDN)的標準，因而保誣了先進性。綜合布線系統的開放性體現在它能支持多廠商的不同產.鉆，能提供面向用戶的選擇設計方式。3.3.2 綜合布線系統產品的組成綜合布線系統產品是由各個不同系列的器件所組成，如圖3.2所示:系統產品包括:建筑物或建筑群內部的傳輸電纜、信息插座、插頭、適配器、連接器、線路的配

52、線及跳線硬件、傳輸電子信號和光信號線纜的檢測器、電氣保護設備、各種相關的硬件和工具等。這些器件可組合成系統構成各自相關的子系統，分別完成各自功能:系統產品還包括建筑物內到電話局線纜進樓的交接點上這一段的布線線纜、配線架以及相關的器件。但不應包括交接點外側的電話局網絡上的線纜和相關器件，以及不包括連接到布線系統上的各個交換設備，如:程控數字用戶交換機、數據交換設備、工作站中的終端設備和建筑物內的自動控制設備等。 圖 3.2 綜合布線系統產品的構成3.3.3 綜合布線系統的構成按照國家標準(建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范GB/T50311一2000的規定，綜合布線系統給構的設計組合可以劃分為

53、六個獨立的子系統。侮個子系統均可視為各自獨立的覓元組，一旦需要更改其中任一子系統時，不會影響到其它的子系統。l)工作區子系統work Area Subsystem工作區是指需要設置終端設備的獨立區域，每個工作區設置l-2個信息插座，可支持電話機、數據終端及監視器等終端設備。工作區子系統由工作區內的終端設備連接到水平系統的信息插座的連接電纜及適配器組成。其中帶有多芯插頭的連接電纜實現終端設備和信息插座之間的連接，適配器的作用是使工作區終端設備與信息插座的連接匹配。一個工作區的服務面積可按5一10m2估算，或按不同的應用場合調整面積的大小。2)水平于系統又配線子系統Horizontal subsy

54、stem水平子系統由工作區的信息插座、信息插座至樓層配線設備的配線電纜或光纜、樓層配線設備和跳線等所組成。其作用是將干線子系統線路延伸到用戶工作區，并端接在信息插座上。所以水平子系統是由每個工作區的信息插座開始，經水平路由到交接間或設備間的配線設備上進行連接。水平子系統一般采用4對雙絞線，可以支持大多數現代通信設備，在需要寬度及高速應用時，也可以采用光纖。其線纜均沿大樓的地面或吊頂布線，最大長度不超過90m。3)干線子系統干線子系統由設備間的建筑物配線設備和跳線以及設備間至各樓層交接間的干線電纜組成，以提供設備間至各樓層交接間的干線電纜的路由。4)管理區子系統管理區子系統是由交叉連接、直接連接

55、配線的連接硬件等設備所組成。以提供干線接線間、中間接線間、主設備間中各個樓層配線架、總配線架上水平電纜與干線電纜之間通信線路連接通信、線路定位與移位的管理。5)設各陽J子系統設備間是樓宇內設置電信設備、計算機網絡設備以及建筑物配線設備，并進行網絡管理的場所。對于練合布線系統來說，設備間子系統就由設備中的電纜、連接器和相關支撐硬件所組成，把公共系統的各種不同設備互連起來。6)建筑群子系統建筑群子系統由連接各道筑物之間的綜合布線線纜、建筑群配線設備和跳線等組成。它將一個建筑物中的通信電纜延伸到建筑群中另外一些建筑物內的通信設備和裝置上。包括可架空安裝或沿地下電纜管道敷設的電纜和光纜，以及防止線纜的

56、過流過壓進入建筑的電氣保護裝置等。第4章 智能化樓宇電氣設備監控系統的綜合設計4.1 基于CORBA的系統方案的總體設計智能化樓宇電氣設備監控系統的目的是要提供一套完整的企業電氣智能化監控系統，它完成對企業內主要電氣設備和輸、配電線路的自動監視、測量、控制、保護，以及與上級系統通信等綜合性的自動化功能，提供基礎性的信息資源平臺，通過基于Intranet/Internet的內外網絡開展多種信息應用，實現業務操作的自動化與智能化，在更寬范圍、更高層次實現企業信息集成，并在此基礎上對全局的電能量進行綜合管理，多角度深層次實現對電能量的綜合分析，進而實現管理節能。因此，系統的設計需注重標準化和規范化。在業務方面，系統必須符合相應的政策標準和行業標準，保證軟件統一化、結構模塊化、數據格式標準化、代碼統一化、各種文檔資料規范化；在技術框架方面，系統必須符合業界的統一標準，使系統最大程度地具備各種層次的平臺無關性和兼容性。在使用新技術的同時充分考慮技術的國際標準化，嚴格按照國際國內相關標準設計實施。應用系統的實施應遵循工程化規范，設計開發與維護