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1 第11章建筑智能化系统集成设计 2 本章主要内容 11 1建筑智能化系统集成设计概述11 2建筑智能化系统集成设计方案 3 11 1 1建筑智能化系统集成的目的 智能化系统集成是把若干个相互独立 相互关联的系统如建筑设备监控系统 安全防范系统 火灾自动报警及联动系统等集成到统一的 协调运行的系统中 实现建筑管理系统 BMS BMS可进一步与通信网络系统 信息网络系统实现建筑集成管理系统 IBMS 实现建筑物设备的自动检测与优化控制 实现信息资源的优化管理和共享 为使用者提供最佳的信息服务 创造安全 舒适 高效 环保的工作 生活环境 4 1 智能化系统的集成应贯彻设计一步到位 分步实施的原则 将集成分成三个步骤进行 完成各子系统的自身功能 满足用户基本的使用 管理要求 进行有限系统间的集成 满足用户较高的使用功能 管理要求 实现建筑物管理系统 BMS 集成 对各个建筑物内的各个子系统进行集成 实现更高层次的建筑集成管理系统 IBMS 5 2 智能化系统集成所用设备的通信协议和接口应符合现行有关标准的规定 3 智能化系统集成应具有整体性 做到技术先进 可行 使用灵活 可扩展 管理可靠 可容错 可维护 投资合理 6 11 1 2建筑智能化系统集成内容 系统集成的子系统包括通信网络 CNS 信息网络系统 INS 建筑设备监控系统 BAS 火灾自动报警系统 FAS 安全防范系统 SAS 7 1 通信网络系统 CNS 集成 1 CNS集成系统一般是各子系统逐步建成后 才完善系统集成功能 2 每个通信子系统都必须提供标准的接口与符合国际标准的通信协议 实现与BMS INS的集成 3 接收并提供IBMS集成所必须的各种信息 8 2 信息网络系统 INS 集成 1 INS集成系统应根据用户需求与经济条件 逐步建成与完善 首先应解决事务型办公自动化和物业管理自动化系统 2 信息网络一般由两大部分组成 本地信息网络 一般是高速主干网 主干以光纤为主 连接建筑物内其他各资源子网和计算机主机 建筑物外部的信息网络一般包括接入网以及通过接入网与本地信息网络联接 即局域网之间以及局域网与广域网之间的互连 9 3 INS应具备与BMS及CNS联网与集成的功能 既可实现近期工程集成的需求 又具备发展到IBMS的潜力 4 办公楼 综合楼等建筑中至少应具有一个高速通信主干网 一般采用带冗余功能的千兆位交换式以太网 并由高速主干连接每一楼层的局域网 LAN 和计算机主机 同时通过高速主干网实现楼群之间以及外部的联网与通信 高速主干网首选技术是ATM网和以太网 10 3 建筑管理系统 BMS 集成 1 BMS的通信接口 通信协议等必须符合国际通用标准 并具备与相关机电等设备互联 2 BMS应提供通过电话网 实现远距离通信与控制的能力 3 BMS应能实现广域网通信和由此而获得的资源共享与联动控制等功能 11 4 BMS应提供与火灾自动报警及联动系统互联所必须的标准通信接口和特殊接口协议 在BMS的平台上能观测到与火灾自动报警系统的相关实时信息 5 BMS应提供与安全防范系统互联所必须的标准通信接口和特殊接口协议 在BMS的平台上能观测到与安全防范系统的相关实时信息 12 4 建筑集成管理系统 IBMS 1 应根据用户使用和管理需求 把用户软 硬件平台 网络平台 数据平台等组成一个完整协调的集成系统 实现优化控制和管理 创造节能 高效 舒适 安全的环境 2 IBMS应具备与BMS SAS BAS FAS CNS INS联网通信的能力 实现各系统之间语言 数据 图像的资源共享 13 3 各子系统与建筑集成管理系统IBMS之间可有不同的通信 连接 子系统具有独立监控功能 并将运行数据送到IBMS 按照IBMS的指令改变运行状态或运行方式 实现优化控制 管理 子系统具有完全独立的监控功能 由于规范或职责的原因 不宜接受IBMS系统的统一控制 例如 视频监控 CCTV 子系统 火灾自动报警及联动子系统 14 子系统独立运行 基本上没有运行数据传递到IBMS系统 或者仅仅只传递简单的状态信息 IBMS系统只是监视其运行状态 记录设备的位置信息 例如 电视会议子系统 综合布线子系统 有线广播子系统等 子系统本身是一个软件系统 主要实现独立运行管理功能 一般接受其他子系统传递来的信息 也可以对其他子系统作出间接的 非实时控制 并与IBMS在软件上融为一体 例如物业管理 办公管理等 15 5 住宅 小区 集成管理系统 IHMS 1 IHMS应具备与HMS SAS CMS FAS HC CNS INS联网通信的能力 将分离的系统 设备有机地组成一整体 2 各智能化子系统与住宅 小区 集成管理系统IHMS之间可有不同的通信 连接 3 智能化系统集成采用系统集成 功能集成 网络集成 软件界面集成等集成技术和手段 分步实施 实现的关键在于解决系统之间的互连性和操作性 16 11 1 3建筑智能化系统集成的步骤 1 研究建筑物的功能 了解建筑物 住宅 小区 以及智能化系统的功能和构成 2 确定系统集成的内容 根据智能化系统应能达到的功能指标 系统的相应时间 存储容量 容错程度和安全指标 应用软件 数据库和系统平台及业主的要求 确定对哪些智能化系统进行集成 3 确定系统集成的原则 系统要求具有可靠性 先进性 开放性 容错性和可维护性 17 11 1 4实现建筑智能化系统集成的方式 系统集成主要是通过建筑与建筑群结构化的综合布线系统和计算机网络技术 使构成智能化建筑的各个主要子系统具有开放式结构 协议和接口都标准化和规范化 1 智能化建筑的系统集成可采用以BAS为中心 通过LonWorks或BACnet等技术实现的集成模式 18 2 智能化建筑是以信息集成为核心 连接所有与之相关的对象 并根据需要综合地相互作用 以实现整体的目标 可采用OPC技术和ODBC技术来实现智能化建筑的系统集成 3 新的集成技术是将信息集成建立在建筑物 群 内部网Intranet的基础上 通过Web服务器和浏览器在整个网络上的信息交换 综合与共享 实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问 4 实时数据的集成和管理数据的集成 19 11 2建筑智能化系统集成设计方案 11 2 1安全防范系统集成方式示例安全防范集成系统包括下列子系统 CCTV 门禁系统 防盗报警系统 巡更系统 消防报警系统 设备控制系统 20 根据工程的要求 各工作站可接打印机等辅助设备 工作站至门禁控制器 防盗报警控制器之间可采用RS485总线 数字硬盘录像机集多画面处理器 视频切换器 录象机 对云台旋转和镜头伸缩的控制全部功能于一体 可以通过网络传输图像信号和控制信号 在网络上的任意一台计算机 只要赋予了权限就可以通过网络访问某个数字硬盘录像机 并通过该数字硬盘录像机看到某地方现场情况 还可以对摄像机进行控制 总控室 CCTV 门禁系统 巡更系统 消防报警 防盗报警 设备控制 21 图11 1安全防范系统集成方式示例 22 11 2 2表具远传系统的集成方式示例 图11 2所示表具远传系统的集成方式以6层 每单元每层2户为例 该图采用总线技术 适用于水 电 气 热力专业公司分别管理 23 图11 2表具远传系统集成方式示例 24 实例一 广东安居宝智能有限公司的HY 311 HY 321 HY 331四表抄送系统 该系统由抄表接口 抄表平台组成 户内水 电 煤气 暖气表采用脉冲式表 利用抄表接口和抄表平台与系统总线相连 采集的数据存在抄表接口的永久存储器中 可以通过管理中心计算机十分方便地抄集每户四表数据 并可打印出来 25 26 功能说明 系统中采用总线结构 分层管理 每层一个抄表平台 每栋楼一个主抄表平台 层间抄表平台可接39户 主抄表平台可接99个层间抄表平台 管理中心可管理99栋楼的主抄表平台 系统供电采用不间断电源 停电后仍能使用 系统自带巡检功能 发现线路故障能向管理处报警 完善的软件支持 小区智能管理系统软件能对用户四表进行自动抄表 计算 统计 存储 打印等 27 实例二 基于以太网星形的四表自动计费计量系统 系统由网络数据终端 NDT NetworkDataTerminal 和抄表单元RIU构成 NDT具有多个数字 开关 脉冲量I O端口 可用于住户室内外的安全防盗报警系统 煤气泄漏检测 紧急呼救和服务请求 水电气表的数据记录等 具有键盘 可用于布防 撤防的控制 具有液晶显示屏 可用于发布公告作息 提请住户注意 也可以控制用户室内的门锁及其他的电气开关 28 NDT RIU组成的抄表系统示意图 29 11 2 3车库自动管理系统集成方式示例 1 车库自动管理系统集成方式示例见图11 3 2 设计说明 本系统为具有车位引导功能的车库自动管理系统集成方式 车位探测器可选用超声波 红外线 感应线圈或压电橡胶等类型的探测器 30 图11 3车库自动管理系统集成方式示例 31 实例一 海湾公司小区车辆出入 停车读卡控制系统 车库读卡控制器安装在车库的进出口处 一般和挡车器的间距为一个车身长 一个典型的车库出入口读卡控制系统示意图如下页所示 32 33 该系统采用先进的非接触式识别技术 对小区的进出车辆进行识别 管理 收费 该系统可实时记录车辆进出情况 司机无需摇下车窗交涉 通过非接触刷卡确认即可直接通行 将每一出入口的读卡控制器联网 可在小区物业管理中心查询车辆进出资料 收费记录等信息 34 车库读卡控制器是停车场管理系统的核心 它与挡车器 环路监测器 摄像机等设备一起构成停车场的车辆全自动化管理系统 其主要特点有 1 可单独用于停车场管理系统 也可联网使用 2 内含Lonworks神经元芯片 符合LonMatk标准 3 识别计时票 租户卡 临时卡 全自动操作 4 具有防剪线功能 一旦出现剪线或损坏能及时报警 5 带掉电保护 掉电后仍能维持现场数据48小时 35 实例二 CAR 3停车场智能管理系统方案 以具有先进水平和时代要求的CAR 3停车场智能管理系统为例 此系统采用PhilipMIFARE 1非接触 感应式 智能卡具备了1024bit的超大容量 并且自带具有可读可写的运算程式的CPU 可自行在0 1s内瞬时完成检测 登记 计算等工作 从而保证了可脱机运行 同时具备了极强的抗干扰能力 36 卡具有16个功能分区且各独立密码 利用先进的计算机工业控制技术 使用稳定 可靠 自动化程度高 只需将智能卡在读卡机前轻晃一下 距离10CM 就能瞬时完成检验 记录 核算 收费等计帐工作 该系统可以自动发卡 自动计费 自动检测出入口车辆 自动复位 防砸车等 卡可分为 授权卡 操作卡 用户卡 用户卡又分为 月租卡 临时卡 免费卡 充值卡等 37 方案设计思想停车场由一进一出组成 进口同入口控制机自动发卡在出口处进行收费 要求停车场系统具有图像识别 对讲 自动出卡 全自动道闸 收费等功能 车场采用出口收费管理模式 并划卡等级管理 整个系统用一台电脑控制 该电脑兼做收费及图像识别用 系统分级控制框图为 38 管理电脑负责各子系统的管理 数据接收及数据处理 各终端设备采用单板机控制 保障在较恶劣的环境下正常运作 它通过串行口于电脑通讯 实时地将信息传给相应的收费电脑 便于收费员判断及处理 停车场方案框图如下所示 39 系统组成及简述 本方案系统由一台电脑和出入口终端设备组成 电脑除负责管理收费和控制终端设备以外 还兼发卡 充值 挂失 汇总 查询等功能 40 入口处 一台入口控制机 两个地感线圈 两个车辆数字检测器 一台摄像机等 入口控制机由控制器 IC卡自动出卡机构 读卡器 对讲分机 语音提示等部件构成 出口处 一台出口控制机 一台电动快速道闸 两个地感线圈 两个车辆数字检测器 一台摄像机等 出口控制机由控制器 自动收卡机构 读卡器 对讲分机 语音提示等部件构成 入口控制机采用射频 微处理器 光电控制 高频扫描技术 实现信号的转换 信息的显示等 41 当月租车入场时 驶入场地感应区 车辆数字检测器将有车进入的信号传给控制器 控制器驱动读卡器 并同时驱动语音提示和LED显示屏显示 这时 司机将IC卡在入口控制机前感应一下 读卡器将卡号传给控制器 控制器在将卡上信息马上传给收费电脑 同时图像识别系统会把此时车辆入场图像和月租卡卡号对应保存在电脑里 收费电脑把卡的信息处理后 发出开闸指令 控制器收到指令后 驱动相应的继电器工作 入口道闸自动打开 车辆入场后 车辆数字检测将车入场的信号给道闸控制器 控制器发出闭闸指令 道闸自动关闭 42 当临时车入场时 驶入场地感应区 车辆数字检测器将有车进入的信号传给控制器 控制器驱动出卡机构动作 取卡 灯亮和语音设备语音提示和LED显示屏显示 这时 临时司机根据语音提示按一下 取卡 便得到一张卡 控制器会将出卡的信息传给收费电脑 余下步骤与上相同 当出场时司机缴完费将IC卡往卡机一插 经图像识别系统人工确认后 道闸自动打开汽车出场 43 在各出入口设摄像机 用于摄取车辆的进出场图像 存档后可根据需要调出车辆的进出场图像 用于比较和查询 可保障车辆的绝对安全 整个停车场一进一出采用一台电脑控制及处理图像 图像采用目前最先进的四路同屏处理技术 系统采用射频技术 以IC卡为信息载体 运用微处理器 电脑及图像处理技术 实现信息的存储 交换 统计等功能 44 现提供的系统采用大型数据库管理模式 Sybase数据库 可随停车场出入口的增加而随意挂接 而不需做大的调整 并可根据客户的需求提供多种数据库接口 采用的MIFARE 1智能IC卡技术提供了16个功能分区且各独立密码 则为实现一卡多用提供了条件 方便以后增加其它系统 为保障系统运行的高效率 该系统通讯采用RS232 485星形连接方式 而非总线连接方式 各通讯口之间不会因为总线的分时而影响效率 45 11 2 4安全防范系统与火灾报警系统联动控制方式示例 1 图11 4为安全防范系统与火灾报警系统联动控制方式示例 46 图11 4安全防范系统与火灾报警系统联动控制方式示例 47 2 设计说明 安全防范系统与火灾报警系统的联动控制是通过接点实现的 当火灾发生时 可通过安全防范系统将CCTV系统的摄像机对准着火区域 对火灾的发生进行确认 并将着火区域门禁系统的电控锁打开 如果是停车场发生火灾 通过停车场管理将停车场的进口改成出口 根据工程的要求 各工作站可接打印机等辅助设备 工作站至各控制器之间可采用RS485总线 48 实例一 上海福慧网络技术有限公司产品FUBIC智能集成楼宇管理系统是一个整合的楼宇控制管理平台 其采用高速以太网作为主干 其整合的弱电及智能控制系统主要包括 楼宇自动化系统 BuildingAutomationSystem 闭路电视监控系统 CCTVSystem 门禁管制系统 CardAccessSystem 安全防盗系统 IntrusionDetectingSystem 停车场系统 CarParkingSystem 电梯监视系统 LiftMonitoringSystem 火灾报警系统 FireAlarmSystem 49 50 这里我们介绍的安全防范控制系统是指大楼周边防范 公共出入口以及住户单元对讲通信系统组成的公共安全防范系统 我们提供的安全防范控制系统是一个基于计算机网络的综合系统 它包括 综合安保管理系统 门禁系统 入侵检测系统 对讲系统 巡更系统 51 安防系统采用基于PC的计算机网络系统与区域控制单元组成 这些区域控制单元包括门禁控制器和入侵检测器 详细结构参见下图 52 53 54 闭路监控系统 上图 55 56 11 2 5住宅 小区 安全防范系统集成方式示例 实例一 创世纪滨海花园安全防范系统工程设计 57 一 保安闭路电视监控1 闭路监控报警系统概述 针对创世纪滨海花园占地面积大 环境优美 布局美观 设计安装周期短 要求技术起点高和技术领先的特点 本设计采用模块化集成的设计方式 提出解决问题的方案 不仅仅作为独立的保安 防盗 监控 巡更 门禁的系统 而且作为一个信息化建设的组成部分留有其他系统的接口 并可开放给其他系统使用如BAS 本系统所采用的各子系统均为当前保安监控报警中所使用的最新先进技术和产品并经过时间证明其为可靠安全的系统 58 2 设计概要 1 选用的摄像头护罩均采用球型 照明灯外型 使于隐蔽 减少用户心理压力 大方美观 为降低造价 外围入口仍用传统型护罩配套使用 2 为了防止保安人员疏于监控 特别增加 美讯3000 视频捕捉报警系统 一旦有人进入监控画面立即动态捕捉 硬盘存贮 启动报警 便于提醒值班人员观察查证 所有摄像头均录入同一长时录相机中 并可单画面回放 3 采用美国KALATE公司的矩阵切换主机 功能强大 界面友好 开放式标准 便于升级平滑过渡到120路 59 4 强大的软件处理功能 具备动态图像捕捉报警 数字录音报警 管理功能 以上软件均为自主开发的应用软件 已在国内多个大型系统中得到长期稳定的使用 5 质量可靠 清晰度高 保留传统监控图像功能 如现场切换录相 多画面分割 分组 6 可控切换和巡游 报警关联互动 信号丢失检测等 所有摄像头均可录相 并能单画面回放 60 3 初步需求分析和闭路监控系统结构 61 4 监控系统具体布置位置和云台解码器连接图 62 63 5 卡拉特64 16矩阵主机系统 详见说明书 可通过电脑操作控制主机 通过预置实施自动监视目标和指定输出录相 16路摄像头24小时长期全部录相 可单幅回放某一画面 并可十六画面组合显示观看和视频报警用 分组切换 任意调用 64 二 可视对讲系统设计1 系统说明 本系统针对创世纪滨海花园的建筑特点 采用数字式楼宇可视对讲系统 四栋住宅楼宇各设置一部门口主机 并同时与管理处的管理中心主机连网 实现三方通话对讲 紧急报警和综合管理的功能 系统采用目前韩国最先进的COMMAX系列可视对讲器材 容量大 功能强 系统成熟 工作稳定 精益求精 使故障率降至最低 极大减少了工程后期的维护 具有优异的性能价格比 65 2 器材特点 住户分机为壁挂式带4寸扁平CRT的黑白显示屏 使用交流宽电压 93V 253VAC 低功耗 分机带开锁 图像监查 外出通知 呼叫管理中心四个功能键 可外接紧急报警按钮 门口主机内置1 3寸B WCCD广角摄像机 摄像角度可调 自动对焦 LED红发光二极管光线补偿 即使在夜晚摄取图像依然清晰 66 木琴音呼叫 声音悦耳动听 大小可调 高品质语音处理电路 消除啸声及噪音 通话清晰无失真 采用高信噪比 高增益视频分配器 提供较强的视频信号 补偿信号的线性衰减 保证每户分机均有较清晰的图像 数字编码 双向选通 保证通话的独立性 保密性 个别住户分机的故障 不会影响整个系统正常工作 67 3 系统功能 1 可视对讲与双工通讯 住户与门口主机这间 住户与管理处之间 管理处与门口主机之间 实现三方对讲双向通讯 另外住户之间也可通过管理中心主机进行通讯对讲 住户可无声监视门外情况 2 三种开门方式 访客呼叫住户或管理处 住户及管理处人员可按遥控电子锁开门 并能自动关闭 住户返回时可以密码开门 或使用RF感应卡开门 3 通过门口主机可现系统的编程设置 访客只需输入房间号码便可将自身影像传至住户分机 以便住户辨别访客身份 决定是否与其通话或开门 当住户不在时 访客呼叫管理中心 实现出入受到管理中心的控制 68 4 管理中心机可管理9999户 具有时钟计时 报警 分机编码 储存 翻查 转呼等多种功能 大屏LED显示 可显示呼叫住户的房间号码 3KM通讯距离 6芯总线制布线 可与保安部连网 5 住户分机可选功能 电话功能 背光键盘 免提按键 常用电话号码速拨 20秒可电擦除语音因体录音 画面自动存储功能 16幅 入口识别 确认 可外接扬声器 紧急呼叫 外出显示 住户无人自动转保安部 门口主机有模拟型及数字型 LED数字显示 防水金属外壳 69 三 安防报警系统总线制结构 1 设计说明总线制结构设计 虽然功能没有传统的典型的控制箱功能强大 质量可靠 但由于其造价低的可以作为房地产发展商的一种选择 本设计主机结构均采用美国安定宝的器材 用户前端控制键盘采用国产键盘 探头选取用进口MELCOM 枫叶 RX40 管理软件选用本公司自有美讯系统产品 70 系统概述滨海花园住宅小区联网报警系统是采用安定宝4140XMPT2或VISTA120大型报警主机 发挥其总线扩充的优势 满足住宅小区报警系统的大容量联网和高可靠性的要求 同时 在每家每户使用CONWINAK8002布撤防键盘控制自身的两个探测器防区的布撤防 可达到防抢防窃的功能 还可以增加24小时类型防区供防火和防煤气泄漏等使用 而在集中监控方面 使用警卫中心V1 0系统软件 可监控所有用户的布撤防 报警等状态 还可以选用CW6116联动输出模块 驱动LED地图显示板或CCTV 灯光等设备 提高系统的自动化程度和集成度 71 系统功能特点1 AK8002家庭报警系统 使用AK8002布撤防键盘以密码布撤防控制室内探测器工作 两个使用线末电阻监控 具防破坏能力的可编程防区 可用PIR或双鉴器监控室内及门磁监控周边大门或窗户 并且键盘内置两个紧急按钮 可做有声和无声紧急报警 两种布防方式 外出布防适合上班布防 留守布防适合夜间睡觉布防 可驱动警号现场报警 或者设置为电动门驱动 由密码开门 常开或常闭输出方式报告警情 可选择辅助输出报告布撤防情况 72 2 VISTA120报警主机联网 每台主机可扩充128防区 可接入多达128户家庭 使用总线扩充防区 所有防区并接在两芯线上 线路可达1200米 通过4297延伸器可使传输距离加倍 总线具有防破坏自检功能 主机所有防区设置为24小时无声防区 即时报告警情 1户家庭使用1个防区报告警情 使用2个防区还可同时报告布撤防情况 可用4293SN单防区扩充器或4193SN双防区扩充器用于1户 或4208U8防区扩充器集中用于4 8户的联网报告 73 3 警卫中心集中监控 分区式多层电子地图显示用户位置及状态 报警自动弹出地图 自绘分区地图及用户防区图 可使用显示板监控方式 集中显示用户状态 多媒体操作 可自定义不同的报警及状态声音 提醒操作员注意 自定义的打印及显示模板 适应不同小区的需要 74 通过一个专门的CW2104接口可在1个电脑串口上接4台报警主机 而通过CW2104接口级联的方式 可以无限制地接入报警主机的数量