第1章 导论(建筑通信及网络技术)

建筑通信及网络技术 楼宇智能化技术 课程性质 课程任务 与其他课程关系 课程要求 建筑电气与智能化方向专业课程 电力系统 前 电路 模电 数电 网络 通信后 建筑电气工程设计基础 毕业设计 熟悉网络 布线及智能建筑国内外标准与规范 理解局域网组网基本技术原理及组网的基本技能 理解综合布线工程设计的基本知识 为从事智能建筑网络 综合布线工程与管理工作打下良好的专业基础 智能建筑信息传输网络技术 建筑设备自动控制技术 建筑智能化综合应用技术和系统集成 横向层面 纵向层面 提高与集成 第1章导论 什么是智能建筑 什么是建筑智能化系统 智能建筑有些什么功能特征 如何理解建筑智能化系统的技术内涵 本章内容 第1章导论 1 1建筑智能化的基本概念 建筑智能化系统起源于20世纪80年代 90年代初才逐渐被人们所认同 智能建筑系统是建筑技术 信息技术 自动化技术 电子技术等诸多方面的综合体 在20多年的发展中 智能建筑概念的内涵和外延 一直在随着这些技术的发展而发生着重大变化 1 1 1智能建筑的基本涵义 第1章导论 1 1建筑智能化的基本概念 1 1 1智能建筑的基本涵义 美国 智能建筑学会 AIBI 认为 智能建筑是将建筑 设备 服务和经营四要素各自优化 互相联系 全面综合并达到最佳组合 以获得高效率 高功能 高舒适与高安全的建筑物 美国 智能建筑学会 定义 第1章导论 1 1建筑智能化的基本概念 1 1 1智能建筑的基本涵义 日本智能大厦研究会认为 智能建筑就是高功能大楼 是方便有效地利用现代信息与通信设备 并采用楼宇自动化技术 具有高度综合管理功能的大楼 日本智能大厦研究会定义 第1章导论 1 1建筑智能化的基本概念 1 1 1智能建筑的基本涵义 中国国家标准 智能建筑设计标准 GB T50314 2000 认为 它是以建筑为平台 兼备建筑设备 办公自动化及通信网络系统 集结构 系统 服务 管理及它们之间的最优化组合 向人们提供一个安全 高效 舒适 便利的建筑环境 中国国家标准定义 第1章导论 1 1建筑智能化的基本概念 1 1 1智能建筑的基本涵义 以信息技术为基础 充分应用和综合建筑 控制 人工智能等领域的先进技术 构建一个覆盖整个建筑的一体化的 具有自学习能力的智能平台 向人们提供一个具有可持续完善功能的高效 舒适 便利 安全 环保的建筑环境 实现建筑价值的最大化 是智能建筑基本涵义所在 智能建筑基本涵义 第1章导论 1 1建筑智能化的基本概念 1 1 2智能建筑的体系结构 智能建筑体系结构参考模式描述了智能化建筑的逻辑构成 图1 1智能建筑体系参考模式 第1章导论 1 1 2智能建筑的体系结构 一般建筑环境的功能 1 建筑空间体量组合 即建筑体型组合和立面处理 平面及空间布局 内部及外部装修等 2 建筑结构 包括建筑物支撑承重 内外维护结构 基础 柱 梁 板 墙 及材料 3 建筑机电设备及设施 它们为建筑物内人们生活和生产提供必需的环境 如照明 动力 采暖空调 给水排水 电话 电梯 煤气 消防 安全防范等设备及设施 图1 1智能建筑体系参考模式 第1章导论 1 1 2智能建筑的体系结构 智能建筑环境的功能 1 提供 建筑智能化部分 的使用空间 建筑平面 空间布局 这与一般建筑有所不同 2 使 建筑智能化部分 镶嵌到建筑物中所需的特殊结构及材料 3 保证 建筑智能化部分 的运行条件 并为住户提供更方便 更舒适的工作 生活环境 这将使建筑物在声 光 色 热 安全 交通 服务等方面具有某些新特点 图1 1智能建筑体系参考模式 第1章导论 1 1 2智能建筑的体系结构 建筑内信息传输网的功能 1 支持建筑设备监控 面向设备管理的系统集成 面向用户的系统集成等业务需求的数据通信 2 支持建筑物内部有线电话 有线电视 电信会议等话音和图像通信 3 支持各种广域网连接 包括具有与计算机互联网 公用电话网 公用数据网 移动通信网 视频通信网等的接口 4 支持建筑物内部多种业务通信需求 支持多媒体通信需求 具备相当的面向未来传输业务的冗余 图1 1智能建筑体系参考模式 第1章导论 1 1 2智能建筑的体系结构 楼宇设备自动监控的功能 1 电力供应与管理监控子系统 高压配电 变电 低压配电 应急发电 2 照明控制与管理子系统 工作照明 事故照明 艺术照明 障碍灯等特殊照明 3 环境控制与管理子系统 空调及冷热源 通风环境监测与控制 给水 排水 卫生设备 污水处理 4 消防报警与控制子系统 自动监测与报警 灭火 排烟 联动控制 紧急广播 5 安保监控子系统 防盗报警 电视监控 出入查证确认分析 电子巡更 6 交通运输监控子系统 电梯 停车场 车队 7 公用广播子系统 背景音乐 事故广播 图1 1智能建筑体系参考模式 第1章导论 1 1 2智能建筑的体系结构 面向设备管理的系统集成的功能 1 各类应用系统的集成 使建筑的使用功能达到智能化的程度 例如智能安防系统 智能会议系统 智能消防系统等 2 各个应用系统之间的相互联动控制 信息共亨 综合自动化 管理智能化的集成 例如 智能安防与智能消防的联动 可以实现消防报警时通过实时图像监视画面进行确认 楼宇设备自动监控与物业管理的集成 可以实现水 电 气 空调 供热的自动计费管理 图1 1智能建筑体系参考模式 第1章导论 1 1 2智能建筑的体系结构 面向用户的系统集成的功能 对不同用户的智能化建筑 它向用户最终提供的功能应该是有差别的 例如一个智能化体育比赛场馆和一个智能化医院各自有不同的业务需求 面向用户的系统集成就是为了满足最终用户的功能细分而进行的 这个层次最复杂 专业性最强 图1 1智能建筑体系参考模式 第1章导论 综合布线技术信息传输技术接口与控制技术数据库与集成技术综合自动化与智能化技术 1 2建筑智能化的实现技术 第1章导论 1 2建筑智能化的实现技术 1 2 1综合布线技术 综合布线将语音 数据 图像 监控等设备都看成是信息设备并将它们的接口标准化 这样一来 各线可以综合配置在一套标准的布线系统上 统一布线设计 安装施工和集中管理维护 第1章导论 1 2建筑智能化的实现技术 综合布线是可扩充的 以便将来有更大的发展时 很容易将设备扩充进去 系统具有良好的可扩充和可升级性 使本期建设的投资在未来升级与扩充后得到保护 综合布线具有足够的可靠性冗余 后援存储能力和容错能力 可保证系统能长期稳定的运行 使故障的影响局部化 第1章导论 1 2建筑智能化的实现技术 1 2 2信息传输技术 信道怎样实现 以什么方式组成 信号在其中怎样传输 同一信道能否同时传输语音 数据 图像等不同类型的信号 以提高通信效率 为使不同用户 不同性质的信息传输能同步地 有序地进行 应该建立怎样的通信协议 怎样监测不同用户使用信道的情况 以提高通信的质量 等等 这些都是信息传输技术需要解决的问题 第1章导论 1 2建筑智能化的实现技术 计算机网络与电话通信网络逐步在走向融合 一方面 所处理的业务都向着多媒体综合业务发展 二方面 所采用的设备板卡都是以计算机 微处理器 为核心 三方面 都是在信息数字化的基础上 制订不同的编码 分组 交换 传输控制等通信协议 然后根据不同的目的选用不同的协议来实现信息的传输 因此 了解计算机网络和电话通信网络的各种通信协议 掌握数字通信的各种交换技术和与之配套的各种交换连接设备板卡的性能 是在智能建筑中应用好信息传输技术的关键 第1章导论 1 2建筑智能化的实现技术 1 2 3接口与控制技术 现场总线 Fieldbus 是80年代末 90年代初国际上发展形成的 用于过程自动化 制造自动化 楼宇自动化等领域的现场设备互连通讯网络 它作为控制系统数字通信网络的基础 沟通生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系 第1章导论 1 2建筑智能化的实现技术 1 2 4数据库与集成技术 信息传输技术 接口与控制技术侧重于信息处理自动化平台的硬件方面 通过控制网络 计算机局域网 电话通信网 可以把底层传感器和设备的信息以及人机交互的信息存于数据库之中 这样通过对数据库的操作 可实现对底层设备的监测 控制以及优化管理 真正实现分系统的自动化 第1章导论 1 2建筑智能化的实现技术 1 2 5综合自动化与智能化技术 建筑智能化首先应是综合集成化 将各个分系统集成到相互关联的 协调的统一系统之中 使资源达到充分共享 实现集中 高效 便利的管理 应采用功能集成 网络集成 软件界面集成等多种集成技术 实现的关键在于解决系统之间的互连和互操作性问题 它是一个多厂商 多协议和面向各种应用的体系结构 需要解决各子系统间的接口 协议 系统平台 应用软件等集成的问题 第1章导论 我们按建筑的使用特征来分类 智能建筑可分为 智能住宅小区 智能校园 智能医院 智能体育馆 智能博物馆 智能宾馆 智能政府办公楼 智能商用建筑等 1 3建筑智能化的分类 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 1 3 1智能住宅小区 智能住宅小区是城市的基本单元 是在智能化大楼的基本含义中扩展和延伸出来的 它已成为建筑行业中又一个热点 与智能大厦相比 智能住宅小区的基本功能更注重于满足住户在安全性 舒适的居住环境 便利的社区服务和社区管理 具有增殖应用效应的网络通信等方面的实现的和个性化需求 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 智能住宅小区基本功能 智能住宅小区基本功能有 一是宽带多媒体信息服务 二是社区安全防范系统 三是社区物业服务与管理系统 四是家居智能化系统 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 1 3 2智能校园 随着教育事业的发展 有不少学校对校园建设提出了智能化的要求 1994年国家建立了中国教育和科研计算机网络 CERENT 很多人认为智能校园是建设21世纪校园的必由之路 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 智能校园几个功能特征 1 良好的学习环境 普遍使用计算机 如电子化教室 2 提供信息服务 有完善的通信网络 3 为提高教学管理水平 实现办公自动化 4 节能和环保护 5 安全性 稳定性 6 满足师生自由交流信息 知识 思想的环境需要 7 室外有良好的环境 如绿化 背景音乐 电子布告牌 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 1 3 3智能医院 现代化医院里有大量的机电设备及与之相应的自动管理设备 只有采取最具有时代特征的智能化系统 才能更好建立以人为本 智能化医疗环境 同时提升医院管理水平 提高医护人员工作效率和降低能源消耗 节约医院的运行成本 智能医院相对于其他智能建筑 除了具有一些共通的智能系统外 还有一些医院专用的智能化系统 能使医院管理更为完善 为病人提供更好的医疗服务 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 医院专用的智能化系统 1 门诊及药房排队管理系统 2 病房呼叫对讲系统 3 手术室视频示教系统 4 婴儿保护系统 5 触摸屏信息查询和电子公告牌系统 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 1 3 4智能体育馆 智能体育馆从使用需求来讲一般要满足 1 满足运动员高水平发挥竞技能力的要求 具体包括对空调设备的智能控制 对送排风设备智能控制 对照明的智能控制 对池水过滤及消毒系统的控制 对室外场地喷洒和排水系统的控制 空气监测系统 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 1 3 4智能体育馆功能需求 2 满足比赛组织的要求 包括安全控制及防范 火灾自动报警 场地扩声和背景音乐 计时记分 现场成绩处理 售检票和通道控制 比赛指挥调度 3 满足媒体报道的要求 如考虑电视转播的需要 考虑媒体记者的需要 数字会议系统 网络发稿手段 互联网站 4 满足现场观众的要求 如舒适的场馆环境 良好的视野和清晰的图像 及时得到各种信息 方便地购票和入场 方便停车等 5 场馆运营维护的需求 包括节约能源 场馆的管理 赛后运营等 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 1 3 5智能博物馆 智能博物馆是随着现代计算机技术 自动控制技术 通信技术以及集成技术的发展而诞生的 是博物馆的高级阶段 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 智能博物馆重要的智能化系统 1 安全技术防范系统 2 火灾自动报警和联动控制系统 3 陈列展示服务系统 4 楼宇设备自动控制系统 5 通信网络系统 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 1 3 6智能宾馆酒店 宾馆 酒店是集居住 饮食 娱乐 休闲 会议及各种商务活动于一体的场所 作为以提供多功能和全方位服务为主的行业 吸引客户是酒店生存的重要条件 如何提高酒店的综合服务水平 确保各种设施的稳定运行 大幅度降低其日常运营成本等已成为酒店经营管理的关键 为此 现代化的酒店无一例外地采用了各种智能化技术 以提升酒店的档次 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 智能宾馆酒店功能需求 1 直接面对客人提供优质服务的智能化技术 2 面对酒店管理者提供高质量经营管理手段的智能化技术 3 面对酒店经营成本提供高质量管理手段的智能化技术 第1章导论 1 3建筑智能化的分类 1 3 7智能办公写字楼 智能化系统的实施 使办