智能建筑背景音乐系统

建筑电气及楼宇自动化建筑电气及楼宇自动化 课课 程程 设设 计计 课课 题 题 智能建筑背景音乐系统 姓姓 名名 专专 业 业 自动化 学学 号 号 指导教师 指导教师 徐辉 重庆邮电大学移通学院自动化系制重庆邮电大学移通学院自动化系制 20142014 年年 1212 日日 目录目录 摘 要 3 一 智能家居系统 4 1 起源 4 2 特性 5 二 设计原则 6 1 实用便利性 7 2 可靠性 7 2 标准性 8 3 方便性 8 4 布线简洁 8 5 安全性 8 三 布线原则 9 四 SCS BUS 总线 9 五 智能建筑背景音乐系统 10 1 需求分析 11 2 系统结构 11 3 系统功能 12 4 现场布线图 13 六 设备清单 14 七 心得体会 14 重庆邮电大学移通学院本科学生课程设计任务书 课程设计题目智能建筑背景音乐系统 学院 重庆邮电大学移通 学院 专业 自动化年级2011 已知参数和设计要求 采用德国 BTICINO 的 SCS BUS 总线系统完成某建筑指定智能化设计内容 要求 1 认真阅读指定设计说明资料及搜集相关资料 3 篇 2 通过学习 初步了解智能建筑设计的思路 设计步骤及方法 3 完成建筑智能指定部分电气平面设计 以满足国家有关标准和规范要求 4 研究系统的工作原理 5 本设计 计算 报告 图纸打印采用 A4 纸 设计任务书放在第一页 学生应完成的工作 1 提交课程设计说明书一份 内容包括系统设计 设备选型材料计算和总结 2 画出相关内容电气平面布置图 3 主要设备接线图 4 系统图 原理框图 5 主要设备清单 包括型号 数量 6 说明各部分作用及系统原理 当前资料收集情况 含指定参考资料 1 智能建筑设计标准 GB T50314 2006 2 家居布线标准 TIA EIA570 A 3 建筑智能化系统工程评估标准 DB32 T367 1999 4 民用建筑电气设计规范 JGJ T75 1994 5 楼宇对讲电控防盗门通用技术条件 GA T72 2005 6 入侵探测器通用技术条件 GB 10408 1 1989 7 智能建筑课程设计与项目第 11 章 于军琪 8 建筑电气设备手册 上下 9 建筑设备自动化 李玉云 主编 课程设计的工作计划 1 下达任务书 提出要求 0 5 天 2 理论计算 绘制草图 3 0 天 3 论文写作 4 0 天 4 打印设计书 出图 0 5 天 任务下达日期 2014 年 月 日完成日期 2014 年 月 日 指导教师 签名 学 生 签名 说明 1 学院 专业 年级均填全称 如 光电工程学院 测控技术 2003 2 本表除签名外均可采用计算机打印 本表不够 可另附页 但应在页脚添加页码 摘摘 要要 智能建筑背景音乐系统采用德国 BTICINO 的 SCS BUS 总线系统 设计完成 应用于个人家庭以及公室等公共场所 给人们的生活 学习 工作 娱乐带来极大的方便 针对家居生活 娱乐需求 该 系统在室内各节点应能播放 CD MP3 WMA 和 AM FM 调频在内的各种 音频源 根据住宅内房间的分布情况以房屋结构情况 各个房间的 设计方案有所不同 但大体上来说 智能家居背景音乐系统主要有 以下部分组成 总线 控制部分 发声部分 输入节点 通过此次 的课程设计 我了解了基本的智能家居结构 掌握了一些关于布线 的国家规范 进一步熟悉了建筑自动化的知识要点 关键字关键字 智能 系统 音乐 一 智能家居系统一 智能家居系统 1 起源起源 1999 年 3 月 10 日 微软公司董事长比尔 盖茨在深圳宣布了 维纳斯计划 这是一项专门针对中国信息产业和家电市场 为中国 量身定做的数字生活家电的解决方案 目标是要开发一个新的基于 微软 Windows CE 操作系统的集计算 娱乐 教育 交流 通信和网 上冲浪等功能于一体或相结合的产品 其产品最大的特点是价格便 宜 易学易用 可满足非 PC 个人电脑 微机 用户使用电脑和上网 的需求 它是界于电脑和家电之间的产品 正是在这种情况下 智 能家居正式开始兴起 智能家居是人们的一种居住环境 其以住宅为平台安装有智能 家居系统 实现家庭生活更加安全 节能 智能 便利和舒适 以 住宅为平台 利用综合布线技术 网络通信技术 智能家居 系统 设计方案安全防范技术 自动控制技术 音视频技术将家居生活有 关的设施集成 构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统 提升家居安全性 便利性 舒适性 艺术性 并实现环保节能的居 住环境 智能家居又称智能住宅 在国外常用 Smart Home 表示 与智能 家居含义近似的有家庭自动化 电子家庭 数字家园 家庭网络 网络家居 智能家庭 建筑 在我国香港和台湾等地区 还有数码家 庭 数码家居等称法 2 特性特性 1 简单安装 智能家居系统可以实现简单地进行安装 而不必破坏隔墙 不 必购买新的电气设备 系统完全可与你家中现有的电气设备 如灯 具 电话和家电等进行连接 各种电器及其它智能子系统既可在家 操控 也能完全满足远程控制 2 随意照明 控制随意照明控制 按几下按钮就能调节所有房间的照明 各 种梦幻灯光 可以随心创造 智能照明系统具有软启功能 能使灯 光渐亮渐暗 灯光调光可实现调亮调暗功能 让你和家人分享温馨 与浪漫 同时具有节能和环保的效果 全开全关功能可轻松实现灯和 电器的一键全关和一键全开功能 并具有亮度记忆功能 3 可扩展性 智能家居系统是可以扩展的系统 最初 你的智能家居系统可 以只与照明设备或常用的电器设备连接 将来也可以与其他设备连 接 以适应新的智能生活需要 既便您的家居已装修也可轻松升级 为智能家居 无线控制的智能家居系统可以不破坏原有装修 只要 在一些插座等处安装相应的模块即可实现智能控制 更不会对原来 房屋墙面造成破坏 4 数据安全性 在智能家居的逐步扩展中 会有越来越多的设备连入系统 不 可避免的会产生更多的运行数据 如空调的温度和时钟数据 室内 窗户的开关状态数据 煤气电表数据等 这些数据与个人家庭的隐 私形成前所未有的关联程度 如果导致数据保护不慎 不但会导致 个人习惯等极其隐私的数据泄漏 在关系家庭安全的数据 如窗户 状态等数据泄漏会直接危害家庭安全 同时 智能家居系统并不是 孤立于世界的 还要对进入系统的数据进行审查 防止恶意破坏家 庭系统 甚至破坏联网的家电和设备 尤其在当今大数据时代 一 定要防止家庭大数据的安全性 二 设计原则二 设计原则 智能家居又称智能住宅 通俗地说 它是融合了自动化控制系 统 计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居 控制系统 衡量一个住宅小区智能化系统的成功与否 并非仅仅取 决于智能化系统的多少 系统的先进性或集成度 而是取决于系统 的设计和配置是否经济合理并且系统能 否成功运行 系统的使用 管理和维护是否方便 系统或产品的技术是否成熟适用 换句话说 就是如何以最少的投入 最简便的实现途径来换取最大的功效 实 现 便捷高质量的生活 为了实现上述目标 智能家居系统设计时要遵循以下原则 1 实用便利性实用便利性 智能家居最基本的目标是为人们提供一个舒适 安全 方便和 高效的生活环境 对智能家居产品来说 最重要的是以实用为核心 摒弃掉那些华而不实 只能充作摆设的功能 产品以实用性 易用 性和人性化为主 在设计智能家居系统时 应根据用户对智能家居功能的需求 整合以下最实用最基本的家居控制功能 包括智能家电控制 智能 灯光控制 电动窗帘控制 防盗报警 门禁对讲 煤气泄露等 同 时还可以拓展诸如三表抄送 视频点播等服务增值功能 对很多个 性化 智能家居的控制方式很丰富多样 比如 本地控制 遥控控制 集中控制 手机远程控制 感应控制 网络控制 定时控制等等 其本意是让人们摆脱繁琐的事务 提高效率 如果操作过程和程序 设置过于繁琐 容易让用户产生排斥心理 所以在对智能家居的设 计时一定要充分考虑到用户体验 注重操作的便利化和直观 性 最 好能采用图形图像化的控制界面 让操作所见即所得 2 可靠性可靠性 整个建筑的各个智能化子系统应能二十四小时运转 系统的安 全性 可靠性和容错能力必须予以高度重视 对各个子系统 以电 源 系统备份等方面采取相应的容错措施 保证系统正常安全使用 质量 性能良好 具备应付各种复杂环境变化的能力 2 标准性标准性 智能家居系统方案的设计应依照国家和地区的有关标准进行 确保 系统的扩充性和扩展性 在系统传输上采用标准的 TCP IP 协议网络 技术 保证不同产商 之间系统可以兼容与互联 系统的前端设备是 多功能的 开放的 可以扩展的设备 如系统主机 终端与模块采 用标准化接口设计 为家居智能系统外部厂商提供集 成的平台 而 且其功能可以扩展 当需要增加功能时 不必再开挖管网 简单可 靠 方便节约 设计选用的系统和产品能够使本系统与未来不断发 展的第三方受控设 备进行互通互连 3 方便性方便性 布线安装是否简单直接关系到成本 可扩展性 可维护性的问 题 一定要选择布线简单的系统 施工时可与小区宽带一起布线 简单 容易 设备方面容易学习掌握 操作和维护简便 系统在工程安装调试中的方便设计也非常重要 家庭智能化有一个显着的特点 就是安装 调试与维护的工作 量非常大 需要大量的人力物力投入 成为制约行业发展的瓶颈 针对这个问题 系统在设计时 就应考虑安装与维护的方便性 比 如系统可以通过 Internet 远程调试与维护 通过网络 不仅使住户 能够实现家庭智能化系统的控制功能 还允许工程人员 在远程检查 系统的工作状况 对系统出现的故障进行诊断 这样 系统设置与 版本更新可以在异地进行 从而大大方便了系统的应用与维护 提 高了响应速度 降低 了维护成本 4 布线简洁布线简洁 易于安装 符合大多数人的习惯 5 安全性安全性 包括所进行设计运行过程的安全性和耐久性 三 布线原则三 布线原则 随着科技发展以及智能建筑时代的到来 弱电工程越来越受到 人们的重视 而做弱电工程技术人员都知道强电和弱电的布线距离 是有要求的 因为强电周围有磁场 如果强电弱电布线距离过近就会对弱电 的信号产生影响 具体表现为 如果是有线电视线 信号就不会很 清楚 如果是电话线 电话就会出现杂音 如果是网线 网络传输 速度就会受到影响等等 因此 在强弱电布线时 一定要遵循如下强电弱电布线距离要 求 1 用户电缆不能与高压 AC 1000V DC 1500V 电缆一起 捆 绑 走线 通信电缆的终端与高压电缆的终端最小间隔 450mm 2 用户电缆一般情况下避免与低压 AC 1000V DC 1500V 电 线一起 捆绑 走线 通信电缆的终端与低压电线的终端 在有牢固间 隔物的情况下 最小间隔 150mm 3 用户电缆可以允许与超低压 AC 42 4V DC 60V 电线一起 捆绑 走线 且终端无需间隔 4 用户电缆应与一些有害设备 诸如 避雷器 腐蚀性流体 温度超过 60 的物体等等 分隔 且其间距不得少于 150mm 四 四 SCS BUS 总线总线 SCS BUS 是指结构化布线 总线系统 是 BTICINO 公司独创的自 主的双总线系统 性能稳定 反映速度高 能满足各种智能家居功 能需求功能也是此行业最齐全的 是一个在欧洲占主导地位的楼宇 自动化 BA 和家庭自动化 HA 标准 SCS BUS 通讯协议遵循 OSI 开放式系统互联参考模型 模型 提供了 OSI 模型所定义的全部七层服务 这是其先进性之一 物理 层和键路层明显依赖于物理媒质的特性 SCS BUS 通过优化防冲突 规定了带有冲突检测的载波侦听多路存取 CSMA 以控制媒质接口 网络层通过网络协议控制信息 NPCI 控制跳跃数 传输层的逻辑 通讯关系包括一对多无连接 多终点组传输 一对所有无连接 广播 一对一无连接 一对一导向连接 它提供了地址与抽象 内部表达之间的映射通讯访问标识等 通过预留的会话层和表示层 所有设备被明显映射出来 应用层行使 SCS BUS 网络用户 服务器管 理的 API 应用程序接口 功能 应用层对通讯对象组内部请求 或共享变量 分配通讯访问标识符 以完成收 一对多 和发 一对一 功能 SCS BUS 通讯协议支持通讯介质分段组合的网络 包括双绞线 输电线 无线频率传输 这是其先进性之二 SCSCS BUS 双绞线自 由拓扑结构成本较低 控制逻辑 0 的位级别冲突检测提高传输的可 靠性 每个双粗绞线物理段可长达 2000 米 SCS 输电线运用新型扩 展频率调制技术通过相应数量的匹配筛选 保证输电线组地址传输 的完整性和可靠性 五 智能建筑背景音乐系统五 智能建筑背景音乐系统 针对家居设计的需求 设立背景音乐系统 家庭各居室应能播 放包括 CD MP3 和 AM FM 调频在内的各类音频源 根据住宅平面布 局特点 各房间应有不同的设计方案 1 需求分析需求分析 1 可将多路音源输入背景音乐系统 并可自由切换音源如 CD DVD MP3 FM 等 2 各房间都有独立的音量控制和音源切换开关 可以单独对 房间内的扬声器进行开关 音量调节 而不影响其他房间的收听 3 定时开关功能 根据程序设定 自动定时打开背景音乐 播放各类音乐源 4 遥控功能 可通过遥控器对音乐背景系统进行控制 5 与其他系统的联动 2 系统结构系统结构 智能家居背景音乐系统主要由三部分组成 音源部分 控制部 分 播放部分 系统结构框图如下 对 背景音乐系统结构框图 1 系统可选择多种电源 系统的音源接口可接 VCD CD MP3 FM 广播等输入信号 可播放丰富的节目音源 2 控制部分 由背景音乐控制器 信号处理模块组成 背景 音乐控制器有手动面板控制和红外控制两种 信号处理模块可将控 制信号转换成功放模块地址的信号 供功放模块识别和接受 功放 模块的输出端与背景音乐扬声器相连 实现最终背景音乐的输出 3 放音部分 由功放模块和设于各个房间的扬声器组成 功 放模块的选择主要取决扬声器的功率 功放功率的大小主要根据所 有扬声器总功率之和决定 各类扬声器功率之和一般为功放功率的 70 扬声器的选择可根据房间的面积 功能 用户的要求来决定数 对 讲 扩 展 接 口 F M 收 音 机 音 源 控 制 接 口 音 视频节点 吸顶式 扬声 器 吸顶式 扬声 器 壁挂式 扬声 器 壁挂式 扬声 器 功放模块 1功放模块 2 背景音乐控 制器 1 红外接收器 背景音乐控 制器 2 遥控器 2 量和类型 3 系统功能系统功能 该系统具有高保真 立体声音质效果 内置音源接口 可以同 时使用 4 种音源 FM 台 MP3 DVD CD 电视信号 并有功放阵列 及控制系统 通过背景音乐控制器即可实现对不同音源的直接 完 全控制 可方便于往返于不同音源的控制操作 对于每个房间 都 可设立独立的音源接口 每个独立的房间又可独立的选择 4 种不同 的音源信号 因此它支持不同房间的独立音源控制 并可进行不同 房间的单独音量控制 内置高灵敏调频收音模块 支持 80 个 FM 电 台的自动搜索 在 FM 状态下支持通过控制面板调节电台 可以设置 系统的定时开关 具备唤醒功能 另外可以通过 RS 485 接口或 RS 432 接口与对讲系统及其他控制系统联动 当有访客呼叫时 背景 音乐将音量降到 0 10 对讲通话结束后 背景音乐音量自动恢复 原有的音量 在控制方式上 可采用本地手动控制 红外线控制 网络远程控制 也可编入场景里进行场景控制 4 现场布线图现场布线图 六 设备清单六 设备清单 序号序号设备名称设备名称型号型号数量数量技术参数技术参数 1 壁挂式扬声器 L45664 阻抗 率 8 50W 频响范围 75Hz 20kHz 灵敏度 88db 2 吸顶式扬声器 L456613 阻抗 率 8 50W 频响范围 50Hz 20kHz 灵敏度 88db 3 音乐控制插孔 L4561N5 4 手动控制面板 H4651 25 工作电压 27V DC 工作功耗 40mA 学习频率 20 80KHZ 5 红外线接收器 HC46546 6 控制箱 1 七 心得体会七 心得体会 通过此次课设计 使我更加扎实的掌握了有关楼宇自动化系统 方面的知识 在设计过程中虽然遇到了一些问题 但经过一次又一次 的思考 一遍又一遍的检查终于找出了原因所在 也暴露出了 前期我 在这方 面的知识欠缺和经验不足 实践出真知 通过亲自动手制作 使我们掌握 的知识不再是纸上谈兵 过而能改 善莫大焉 在课程设计过程中 我们不断发现错误 不断改正 不断领 悟 不断获取 最终的检测调试环节 本身就是在践行 过而能改 善莫大焉 的知行观 这次课程设计终于顺利完成了 在设计中遇到了 很多问题 最后在老师的指导下 终于游逆而解 在今后