校园的楼宇自动化系统设计

PAGEPAGE27楼宇自动化技术课程设计——校园的楼宇自动化系统设计电气工程学院班级：2011级自动化2班学号：P111813848姓名：翟伟博指导老师：魏晓娟摘要：学校楼宇建筑以及硬件配套设施的自动化程度,在现代教学中占据着重要的作用，往往能够在提高学生学习效率以及教师工作效率的方面有意想不到的好处。校园楼宇自动化为了满足校园正常工作秩序应该包括大楼自动化、通信自动化以及办公自动化，其中重要的几大部分分别是,监控安保系统,防火防灾报警系统,广播系统,校园一卡通系统。通过介绍每个系统的原则、目标和要求,由整体到局部,来阐述整个学校楼宇自动化系统。关键字:监控报警一卡通自动化Abstact:Schoolbuildingconstructionandtheautomationofhardwarefacilities,occupytheimportantroleinmodernteaching,tendtobeabletoimprovestudentslearningefficiencyandtheefficiencyofteachers'workhaveunexpectedbenefits.Campusofcampusbuildingautomationinordertomeetthenormalworkordershouldincludebuildingautomation,communications,automationandofficeautomation,themostimportantafewwhicharerespectively,monitoringandsecuritysystems,firedisasterpreventionalarmsystem,broadcastingsystem,campusidsystem.Throughtheintroductionoftheprinciples,objectivesandrequirementsofeachsystem,fromtheoveralltolocal,toillustratethewholeschoolbuildingautomationsystem.Keywords:monitoringalarmonecartoonautomation目录一、智能化校园发展概况 41.1智能化校园的系统组成和基本功能 41.2大楼自动化（BA） 41.3通信自动化（CA） 51.4办公自动化（OA） 5二、项目要求 52.1电脑网络系统 62.2电话系统 62.3保安监控录像、对外提供现场远程教学系统 62.4广播系统 62.5校园一卡通系统 62.6多媒体教室 62.7信息管理系统 72.8楼宇自动控制（BA）系统 7三、智能化系统总体规划 73.1智能化系统总体规划设计 73.2智能化系统总体规划 83.3网络系统的总体目标如下： 93.4闭路监控（CCTV）、防盗报警系统 11四、综合布线系统方案设计 114.1综合布线系统设计原则 114.2综合布线系统设计思想 114.3综合布线系统的拓扑结构设计 114.4工作区设计 124.5管线方案说明 124.6电话语音布线系统设计 12五、计算机网络系统方案设计 125.1网络建设目标 125.2网络系统主要技术要求 125.3设计原则 125.4网络中心要求 135.5网络系统总体结构 145.6保护计算机网络安全的措施 14六、学校管理应用系统 156.1校园信息管理系统功能简介 156.2校园办公自动化 156.3数字化图书馆方案 16七、教室多媒体教学平台方案设计 16八、LED大屏幕方案设计 178.1系统组成 178.2系统功能 17九、校园公共广播系统方案设计 179.1公共广播概述 189.2主要方案设计 19十、校园一卡通系统方案设计 1910.1门禁系统 1910.2考勤系统 2010.3费结算系统 20十一、监控、报警系统方案设计 2111.1安全保卫 2211.2管理 2211.3设计目标 2211.4系统主要技术构成 24十二、总结 24一、智能化校园发展概况1.1智能化校园的系统组成和基本功能智能化校园的系统组成和基本功能主要由三大部份构成，即大楼自动化（又称建筑自动化或楼宇自动化，BA）、通信自动化（CA）和办公自动化（OA），统称为“3A”，他们是智能化校园中最重要的，而且必须具备的基本功能。目前有些公司提出防火自动化（FA）和信息管理自动化（MA），形成“5A”智能化校园。甚至有的文件又提出保安自动化（SA），出现“6A”智能化校园。但是，从国际惯例来看，FA和SA均放在BA中，MA以包含在“OA”内，通常只采用“3A”的提法。1.2大楼自动化（BA）大楼自动化主要是对智能化校园中所有机电装置和能源设备实现高度自动化和智能化集中管理，它是以中央计算机或中央监控系统为核心，对房屋建筑内设置的供水、电力照明、空气调节、冷热源、防火、防盗、监控显示和门禁系统以及电梯等各种设备的运行情况，进行集中监测控制和科学管理，能够提供一个极为适宜的温度、湿度、亮度和空气清新的工作和生活环境，以达到高效、节能、安全、舒适、便利和使用的要求。根据智能化校园的管理对象和设备功能，大楼自动化系统应具备以下基本功能：1）保安监控功能；2）智能化校园内重要场所的保安闭路电视监控设备以及各种特殊需要的保安监控设备等（包括告警显示和录像设备）；3）与外界相连的开口不为（如门窗）的警戒和人员出入的识别等装置（包括门锁钥匙管理、磁卡门和电脑识别以及巡更联络系统）；4）紧急报警、处警和联络设施，在发生紧急事故时，可立即传送声、光、等报警信号和利用紧急广播系统迅速呼叫或通信联络（如对讲电话）等手段处理，及时派员赴现场处理事故。5）消防灭火报警监控功能，烟火（包括有害气体）探测传感装置和自动告警控制系统，以便及早发现火灾迅速告警，联动启闭消防栓、自动喷淋及卤代烷等灭火装置和消防设备，自动排烟、防烟、疏散人员通道（包括控制消防电梯和卷帘防火门的关闭）和事故照明电源等的监控系统。6）用设施监控功能，共用设施监控功能是大楼自动化中最核心的部份，它是智能化校园服务质量优劣的关键，因此，必须确保其正常运行。主要有以下几项：高低压变、配电和一般照明电源等设施的监控；给、排水和卫生等设施的监控；采暖、通风和空调等设施的监控；时钟和各种传感器等低压装置的监控；电梯、锅炉以及公用饮水等设施的监控；停车场或车库出入的自动管理系统的监控。大楼自动化各个系统昼夜不停地对智能化校园中的各种设备运行情况进行集中监控管理，及时收集各处现场资料，自动加以处理（包括汇总制表或及时报警），并按预置程序和随机指令进行控制。因此，它具有既能保证设备安全运行、建立完整的设备运行档案，将强设备计划管理、提高管理水平，又因集中统筹科学管理，节约大量人力和能源消耗，提高经济效益。1.3通信自动化（CA）通信自动化是智能化校园的重要基础设施，通常由以程控数字用户电话交换机为核心的通信网和计算机系统局域网（包括软件）组成。与外部共用通信网络联网，应用高新信息技术进行高速传输和准确处理语言、文字、图像和数据等各种信息，为用户提供各种通信手段。通信自动化主要由语音通信、图文通信和数据通信三大部份组成。自动化质量优劣取决于通信设施的工程质量和设置管理，因此必须在工程中按有关标准严格实施，以满足用户需要，否则将会造成日后使用不便的后患。1.4办公自动化（OA）办公自动化是在通信自动化的基础上建立起来的系统，主要有以下三项：1）电子数据处理和视听系统（发送通知、打印文件、汇总报表和组织会议等）；2）信息管理系统（文档资料管理、电子邮件和电子数据交换等）；3）支持管理决策系统。综上所述，智能化校园是现代信息、自动控制和建筑工程等科学技术融汇集成为整体的高新科技产物，它具有多种学科互相结合的特征。随着计算机、通信、控制技术和图形显示技术日益紧密结合和不断发展，今后通信功能、信息处理功能和自动控制等业务种类必然会不断增多，智能化校园的自动化和智能化水平也必然继续提高。二、项目要求根据校园网络建设的要求，学院校园网络建设系统主要分为以下几个子系统：2.1电脑网络系统电脑网络数字系统，是整个学院信息化建设的基础。包括网络布线、电脑网络设备、各种媒体播放及VOD视频点播系统、服务器、网络安全管理系统。施工方式：在综合布线时连同学生宿舍一起安装实施。2.2电话系统使用学院集团电话方式，电话系统是学院通讯系统。在办公场所及学生宿舍中每一个房间均安装1个电话、1个数据点、1个电视点；在综合布线时一起施工进行。2.3保安监控录像、对外提供现场远程教学系统主要应用于监控、巡查、门禁以及报警。主要安装在学院各个入口、出口、楼梯口、财务室、计算机中心、各个消费点收银处进行监控录像以满足保安需求，在大教室、阶梯教室、多功能大厅以及少数几个教室进行监控录像以完成对外提供现场远程教学服务(为以后提供远程教学服务打下基础)。设立监控中心，并在校园门口、停车场、餐厅、厨房、机房、财务室、阶梯教室、主要走廊等有保安需求的位置设置监控点；实施巡更对讲系统，以保证保安按时巡逻；安装报警系统，主要对财务室、董事长办公室、校长办公室、计算机中心等重要方位进行必要的保安措施。2.4广播系统为整个学院大楼的提供背景音乐、发布消息、上课下课打铃方式，以及学生广播演讲等。主要在大楼的过道、教室等场地进行安装，以满足背景音乐、上课打铃、学生广播。2.5校园一卡通系统主要对停车场、食堂以及各种消费点进行消费结算管理，以及对计算机中心机房、财务室、校院领导办公室等其它场所进行门禁管理。目前主要安装以下卡类：1）应用类：门监卡、员工卡、考勤卡、会员卡；2）消费类：停车类、食堂卡、上机卡、借书卡、购物卡等。在方案上采用一卡通方式。2.6多媒体教室普通类教室。全部采用传统式教学，不需要教学设备，在教室内只布置1个数据点。多媒体教室：布置设备：电脑，音箱、投影仪、实物投仪影等。部分教室提供远程教学服务，在远程的学员只要访问我们的网站，通过网络就可以看到我们上课的情况，相当于现场直播(在教室内只布置1个数据点、1个语音点、1个视频点、1套音箱、投影仪、实物投影仪等设备)。语音教室：语音教室是为了进行专业语言教学的教室。整个教室布置由专业做语音教室的公司实施，学院只提供以及数据接口。目前语音教室采用专业的语音教室模式,在布线上提供1个数据点、1个视频点。专业语音教室上采用纯数字语音教室方式（以TCP/IP协议传输数据，能跟我校园有机结合）。（传统方式：模拟信号，不能升级，功能单一;数字语音教室方式:采用网络系统方式，数字信号，能跟校园网有机结合）。2.7信息管理系统为了使校园网高效运作，充分发挥校园网的功能，校园网要配备以下软件系统：1）办公OA管理系统，所有的办公方式在OA系统上进行。2）电脑教学系统，教学方式通过已经制作好的电脑媒体课间进行（包括各种媒体介质集中进行管理播放）包括以下几点：a.教学支持系统；b.教学管理系统，对于学生档案、考试、消费等进行管理；c.课件开发。2.8楼宇自动控制（BA）系统综合教学楼属于高层楼宇，为了满足楼宇各方面的需要，楼内安装了各种设备，需要建设一个楼宇自动控制系统，包括以下设备：冷水机组；新风机、排风机；电梯；水泵；中区供水泵；高区供水泵；消防栓泵；喷淋泵；消防栓喷淋持压泵；空调冷却泵；空调冷冻泵；污水泵；冷却塔；高低压配容量；高压：1250KVA配变2台；低压：计算功率为2431KW。三、智能化系统总体规划3.1智能化系统总体规划设计3.1.1智能化系统的组成充分发挥综合教学楼的作用，低层用于教学，高层用于学生宿舍，整个综合楼将满足教学和学生学习、生活、娱乐需要；为使建成的基础设施满足学校对综合教学的要求，我们建议，在学校综合教学楼进行智能化系统建设时，应包括如下子系统：1)楼宇智能化综合布线系统；2)电话语音通信系统；3)计算机网络系统；4)学校教学管理应用系统；5)LED信息发布大屏幕；6)校园广播系统；7)校园一卡通系统（门禁、巡更、考勤、消费、自动停车场管理）；8)闭路监控（CCTV）、防盗报警系统；3.2智能化系统总体规划3.2.1根据综合教学楼实际需求将网络信息中心机房安置到合理位置。信息中心机房安装所有的智能化系统设备，包括：计算机网络设备、服务器、保安监控系统设备、防盗报警系统设备、门禁考勤系统设备、广播系统设备、UPS电源系统设备等。根据智能化系统的需要，应设置多个分配线间以满足布线要求。在信息中心和各分配线间安装相关的管理配线架、机柜等，由配线架向各楼层的电脑和电话信息点敷设线缆。门禁考勤系统、安防系统、有线电视系统等的线缆，均由配线间向各设备安装点或信息终端盒所在位置敷设。网络中心机房所处的信息中心，是整个综合布线系统的主配线间，同时也是其所处楼层所有信息点汇接的分配线间；对于语音系统，我们建议采用汇线通电话系统，因此无需电话交换机房。3.2.21)智能化校园综合布线系统应能支持智能化校园的所有子系统的通信连接。2)竖井内的垂直布线采用电缆桥架布线，桥架安装于竖井中的适当位置。3)水平布线全部用镀锌铁槽予以保护，水平铁槽采用吊架吊装于各楼层的天花板上。4)各办公室、教室、功能室和宿舍内的布线采用明装PVC线槽保护。3.2.3电话链路可由运营商部门将现有的电话线升级为帧中继，运营商在网络中心机房安装一台小型电话交换机，所有信令与运营商交换网同步。如果采用集团电话方式建网，可利用现有的少数几条电话线路，由运营商在网络中心机房安装电话分配器，分出多条电话线路供集团电话做为总机号码使用。3.2.4计算机网络系统包括服务器和网络设备。服务器数据应采取安全保护与恢复措施，确保学院业务数据的安全可靠。网络交换机应具有管理功能，以便对网络用户进行VLAN划分和有效的安全管理。计算机网络应与Internet建立宽带连接，以满足业务的需要。3.3网络系统的总体目标如下：3.3.1学校的管理工作非常复杂，包含了学校教师管理、学生管理、教务管理、图书管理、体卫管理、财务管理、办公等方面，为了便于学校的管理工作，需要建设一个学校信息管理系统，应用先进的信息技术构建一个学校管理平台，使学校各方面的管理工作均在此平台上进行，提高管理工作的效率。1)面向教育的应用软件系统根据学院的特点，学生主要是培养实用型的技术人才，因此，应建立一个面向应用的软件应用系统平台，使学生能够通过这样的平台学到更多的使用技能，如OA软件、财务软件、ERP软件、CAD软件等的应用技能。2)教室多媒体教学平台用于直播教学。学校可聘请一些高级、特级教师和教育界的专家进行网上授课，也可以用于成人教育、在职人员继续教育的网上教学，授课可以是对教师，也可以是对学生进行。3)高级多功能多媒体会议室高级会议室用于召开各种高级会议、远程可视会议、小范围的学术交流等，需要配置一套多媒体设备，以满足使用需要。3.3.2LED采用大型LED电子显示屏，与学院管理信息服务系统相联网，提供学院服务指引、形象推广、平面介绍、租用手续指引、天气报告、学院通知、公告等信息。3.3.3为整个学院大楼的提供背景音乐、发布消息、上课下课打铃方式，以及学生广播演讲等。为了系统的灵活应用，广播系统应具有如下功能：广播中心可通过计算机系统点播网络中心服务器上的数字音频资源，统一向所有区域播放背景音乐。在发生消防报警时，或播放寻人启示时，可自动进行分区广播，只对发生报警的相邻区域广播，不影响其它区域的正常音乐播放。当必要时，可向所有区域播放消防报警广播。3.3.4功能实现包括5个部分:a.门禁管理在楼宇的出入口和重要办公室门口安装门禁系统，人员进出必须使用智能卡，只有合法的持卡人才能进入，来访人员的非法闯入将引起系统报警，可以有效防止不明身份的人员进入，确保安全。b.巡更管理安保人员配备GPS+RFID手持巡更器，巡逻车辆安装GPS定位器。人员位置和车辆位置在一个电子地图上显示。通过管理软件将能够实时的跟踪人员、车辆位置和巡逻线路，通过位置信息回放功能可回调人员、车辆的历史路线。统计功能可以统计指定时间段的巡逻距离、巡逻范围等。还具有通话功能，可对人员、车辆进行实时的调度，方便有紧急情况发生时人员的查询和调度。c.考勤管理在大堂安装考勤读卡器，读卡器主机连接到负责考勤的部门的计算机上，对学院老师和员工进行有效的考勤管理。d.消费管理实现餐厅、泳池等消费无票化管理，实现消费储值管理，实现消费情况统计及报表生成，其中消费储值管理部分面向财务管理人员。在消费地点消费后，由电脑收费机直接访问服务器中的数据库，实时对ID感应卡进行余款确认和扣款，并修改服务器中的数据库相应单元，管理处的收费管理电脑上可随时对收费情况进行查询，并形成统一的消费流水报表；储值管理系统仅面向财务管理人员。财务管理人员需输入自己的姓名，由系统确认权限后，输入自己的密码，对用户的ID卡进行充值、挂失、退款等操作，或统计、打印消费报表，同时记录财务管理人员的姓名,以便查询。e.车辆进出管理主要负责对学院车辆及外来车辆进出控制管理，并形成车辆进出报告。自动停车管理系统采用目前国际先进的远距离感应式ID卡技术和电脑技术，应用于停车场的车辆进出管制。一卡通系统除了上述应用外，还可以应用于学员的其他需要，如员工管理、会员管理、上机管理、借书管理、购物消费管理等。3.4闭路监控（CCTV）、防盗报警系统为了便于保安部门全面了解办公大楼各楼层的活动情况，确保安全，应在各楼层的通道、电梯舱内、停车场出入口安装摄像机，对这些场合实行24小时监视和录像。部分教室也安装摄像机，并将教室的图像信号通过Internet在网络上发送，远程可通过Internet观看学员的教学环境和实时教学情况，一方面为远程教学打下基础，另一方面也起到宣传学院形象的作用。为了保证学院的财务室、董事长办公室、校长办公室、档案室、重要资料室、计算机中心等重要场所的安全，在这些房间安装红外防盗报警探测器，防止无关人员闯入，确保重要档案和资料、贵重设备的安全。四、综合布线系统方案设计4.1综合布线系统设计原则综合布线是楼宇智能化系统运行的物理平台，系统设计是否合理与综合布线密不可分。综合布线设计应按照以下原则进行，以满足系统应用的各种需求。可靠、实用性；先进性；灵活性；模块化；扩充性；标准化。4.2综合布线系统设计思想智能化综合布线系统涉及到视频、语音、数据和非数据信息的传输，设计时应本着架构合理、产品主流、低成本、低维护量作为出发点，并依此为客户提供先进、可靠、高效的解决方案。4.3综合布线系统的拓扑结构设计整个智能化系统的网络基本拓扑结构，依据实际情况，基本确立为：信息中心（控制中心）——楼层分配线间——前端和终端设备的结构形式，即星型的拓扑布线系统结构型式。采用星型拓扑结构完全满足综合教学楼综合布线系统建设的基本技术要求；在综合布线系统介质系统的拓扑结构设计中，采用按照星型信号拓扑结构形式进行设计与建设，具有如下优点：a.整个网络具有良好的可扩展性：一次投资即可以满足将来整个网络信息端口进一步扩展的需要，便于管理，可以满足对系统的管理要求。b.结构简单：对故障具有良好的控制和隔离作用，维护方便。基于以上分析，我公司将以星型拓扑结构型式为基础来进行综合教学楼综合布线系统的详细施工设计。4.4工作区设计工作区信息插座到信息终端之间采用双绞线跳线连接。4.5管线方案说明本综合布线工程所有的水平线缆均是沿着吊在天花顶的镀锌铁槽敷设，垂直主干线缆沿着竖井的镀锌铁槽进行敷设，工作区室内采用明装PVC线槽敷设。4.6电话语音布线系统设计采用集团电话方式建网，可利用现有的少数几条电话线路，在网络中心机房安装电话分配器，分出多条电话线路供集团电话做为总机号码使用。五、计算机网络系统方案设计随着计算机与通信技术的飞速发展，计算机网络，尤其是建立在网际互联基础上的国际互联网（Internet），正在我们赖以生存的星球上迅速蔓延，并逐步进入人类社会生活的每一个角落——信息已成为一种至关重要的社会资源与战略资源。5.1网络建设目标建立校园网的目标就是建立一套以教学为核心，一切为教书育人服务的综合性网络环境。为适应学校的改革和发展的需要，建立一个畅通的宽带、高速、高性能的校园网，融教学、管理、科研于一体，同时传输数据、音频、视频信号，以满足学校教学与科研的需要。5.2网络系统主要技术要求信息网络系统的主要技术要求如下：采用成熟/先进的技术；统一技术规范、标准和方案，统一设备选型，统一组织实施；通过高速交换和虚拟网（VLANs）网络互联技术组网；支持L2F隧道技术访问虚拟专用网（VPN）；运行TCP/IP为主的通信协议，采用统一的电子邮件系统等网络公用软件；以标准化为基础实现系统的开放性、可扩展性，增强与异种机、异构网互联能力；注意避免出现瓶颈效应，重要路由要有备份，保证网络每天24小时可靠运行；注意通信保密和数据安全，建立完善的网络安全管理系统；采用可靠、先进、高效、功能丰富的网络管理设备和完善、合理的规章制度。5.3设计原则计算机网络工程是企业信息化的重要工程，其设计是否合理，对全局计算机网络未来的发展和产生的效益起着极为重要的作用。开放原则：采用开放标准、开放技术、采用开放结构、采用开放系统组件、采用开放用户接口。实用原则：实用有效是最主要的设计目标，决定了设计结果能否满足需求并且行之有效。可靠原则：建成的网络系统稳定可靠，具有高MTBF（平均无故障时间）和低MTBR（平均无故障率），提供容错设计，支持故障检测和恢复，可管理性强。安全原则：安全措施有效可信，能够在多个层次上实现安全控制。先进原则：设计思想先进、软硬件设备先进、网络结构先进、开发工具先进。完整性原则：考虑到系统的各方面因素，实现优化的网络设计、安全的数据管理、高效的信息处理、友好的用户界面。高效原则：性能指标高，软硬件性能充分发挥。灵活原则：系统配置灵活，备用和可选方案多，能够适应应用和技术发展需要。可扩展性：能够在规模和性能两个方向上进行扩展，扩展后的性能有大幅度提高。经济性原则：选用性能价格比高的设备，在满足性能的前提下尽可能降低成本。5.4网络中心要求网络中心的设计应符合下列规范：网络中心应处于干线综合布线的最佳网络中心位置，网络中心应靠近建筑物电缆引入点和主交接间。电缆引入点和主交接间的相互距离宜不大于15m。网络中心应远离强振源、强噪声源，避开强电场的干扰。网络中心室温应保持在18～25℃之间。设备是应安装符合法规要求的消防系统。耐火等级应符合现行国家标准《高层民用建筑防火规范》、《建筑设计防火规范》及《计算站场地安全要求》的规定。网络中心所有设备应有足够的安装空间。两相对机柜正面之间距离不应小于1.5m，侧面距离不应小于0.5m，当需维修测试时，侧面距离不应小于1.2m。网络中心至少留有一条走道，走道净宽不应小于1.2m。网络中心年应防止有害气体侵入，并应有良好的防尘措施，允许尘埃含量限值如下：灰尘颗粒的最大直径（um)0.5135;灰尘颗粒的最大浓度（粒子数）1.4×107×102.4×101.3×10;网络中心的面积应按所安装的设备数量具体确定，其高度至少应为设备提供的2.4m的无障碍空间。出入门高度大于2.1m，宽度应大于1.2m，地板的等效均布荷载应大于5000N/m2。凡是安装综合布线系统硬件的地方，墙壁和天花应涂阻燃材料;网络中心的一般照明最低照度标准应为200Lux，并应设置事故照明。5.5网络系统总体结构计算机网络系统的总体结构包括以下五部分：内网、外网、子网、工作组网以及基层网段。内网:计算机网络是数据信息流动的动脉，同时担负着信息流动的总调度任务。外网:(1)外网为实现与国际互联网(Internet)的连接;(2)采用高速交换网络：交换核心使用一台高性能、高可靠性的交换机，方便管理与维护。交换机具有VLANs路由处理能力，通过高速交换链路连接各交换子网，全网统一进行VLANs划分与管理；(3)网间互联，计算机网络需要与其它网络互联，使信息交换的范围扩展到整个Internet或广域网的上。子网：子网按照应用情况进行划分。每个子网为职能相同或相似的用户群。子网通过二级或三级交换机与网络中心相连。子网是一个相对独立的局域网，内部采用快速交换技术作为主要连接手段，通过高速交换链路与网络汇接。工作组网：工作组网可以按职能部门划分，也可以按其他方式划分，是子网的组成部分，采用交换式以太网作为工作组网的组网方案。每个工作组的交换机连接到子网交换机上。基层网段：基层网段可以是一个部门，还可以是其它划分。基层网段的连接设备是小型交换机，各桌面计算机连接到基层网段的交换机上。5.6保护计算机网络安全的措施防火墙：防火墙主要用于对网络和系统的保护。所谓防火墙，就是为被保护网络提供一个连接不可信网络的一个单一的通道，因而防火墙就可以完全监控通过防火墙的数据，根据管理员的要求，允许和禁止特定数据包的通过，并对所有事件进行监控和记录。防火墙允许还是禁止数据包可以通过网络的不同层来实现，网络是一个层次结构，安全问题也是分层次的。完整的安全解决方案应该覆盖网络的各个层次，并且与安全管理相结合。密码技术：密码技术是保证信息安全的重要手段，在网络如此发达的今天，也许是唯一手段。加密过程包括三个要素：信息明文、密码算法和密钥。实际上，密码技术的历史非常久远，但随着密码理论的完善，密码技术可以根据算法和密钥进行分类。随着密码理论的发展，单向函数广泛地在密码技术中使用，即使算法公开，也无法反向得出解密算法，而如果有密钥，就可以很容易地进行解密。还有漏洞扫描、入侵监测等方法。六、学校管理应用系统学校的管理工作非常复杂，包含了学校教师管理、学生管理、教务管理、图书管理、体卫管理、财务管理、办公等方面，为了便于学校的管理工作，需要建设一个学校信息管理系统，应用先进的信息技术构建一个学校管理平台，使学校各方面的管理工作均在此平台上进行，提高管理工作的效率。6.1校园信息管理系统功能简介校园信息管理系统的建立目标是提供给中、小学校作为管理校园信息使用的，它以教育管理学、教育统计学为基础，结合全国各地中小学教育的特点，利用当今先进的工具开发出来的校园信息网络支持系统。它以素质教育为中心，基于Internet/Intranet,采用最先进的B/S结构开发，包括学生管理、教师管理、教务管理等功能，它能帮助提高校园管理的数字化水平。教师、教工、学生、家长或其他相关人士能够通过本系统查询或维护学校的基本信息及人员资料、获取统计数字或报表、发布特性化个人主页、增强学生与教师之间的相互沟通与联系等。通过建立学校管理信息系统，可以为学校领导提供及时、准确的管理信息，实现学校办公自动化，建立学籍管理，人事档案管理、校产管理等系统。为将来提供决策支持下打下良好的基础。学校管理信息系统中丰富的管理工具还可以将学校领导和各级行政管理售货员从繁重的事务性工作中解脱出来，使之得以集中精力来考虑学校的建设和发展。各学校还可以通过该系统和上级单位系统进行衔接，接收上级公文和上报基础数据资料等。6.2校园办公自动化信息管理系统中支持的两种公文流转形式：正规的公文流转：公文流转路径由单位进行设置，流转过程包括的处理类型有：阅文、拟办、批办、承办、催办、办复、注办、暂存、校对、核稿、批复、审核、审核转发、签发、复核、会签、清退。单位可根据自定情况定义公文流转路径，哪些部门分别处理哪些环节，甚至可指定某人负责处理事项，一旦选用此种类型公文流转，公文将严格按已预先设置好的公文路径进行流转，主要用于正式的公文。松散的公文流转：用于一些日常非正式的文件的相互转发，有点类似EMAIL，可相互任意转发，系统会自动记录发过的路径，和记录下接收人的处理意见等。6.3数字化图书馆方案图书管理系统是一套图书馆日常业务管理，集专用的客户端管理软件和公共的网上查询功能于一体的新一代图书馆管理系统。该系统结合了多间中小学的图书管理人员多年的图书管理经验，并参考了国内外多种图书管理软件之特长，经过精心设计和规范开发的。形成了一个功能完善、操作简单、实用性和针对性强的产品，网上查询部分：图书管理系统的高级版配备了网上查询应用服务，可以方便教师和学生从网上更便捷、准确地查询图书馆的图书、期刊信息和相应读者的用户信息、借阅信息，超期信息查看，图书续借等；同时管理员可以利用图书管理系统在网上发布推荐最新最好的图书信息，学习资料，通知报告等，让教师和学生及时掌握自己的借阅情况，了解图书馆馆藏情况，图书馆相关的规章制度，最新消息和各种统计信息。网上查询应用服务基于www服务，通过RESINWEB服务器发布数据，全面采用了先进的B/S（浏览器/服务器）模式的网上查询系统。对读者来说，可以真正实现对图书馆的移动访问，实现“信息随身”的目的。对于图书管理员来说，也解脱了对系统维护上的麻烦，非常适合在各学校使用。七、教室多媒体教学平台方案设计随着经济的发展、社会的进步，学校电化教学水平不断提高。多媒体电教平台作为一种先进的教学工具，对教学手段的改革和现代教育技术的深入推广起到重要作用，因此成为了近年来学校投资建设的重点。多媒体教室的总体功能是实现现代化教学。在多媒体教学中有很大的适应性。本系统的选型主要考虑的是整套系统是否能够达到人性化的设计、智能化的控制。多媒体电教平台的系统组成：电教平台通常由多种影音设备组合而成――大屏幕液晶投影机、多媒体电脑、录像机、影碟机、录音卡座、视频展示台（实物投影仪）、电动屏幕、麦克风、音响系统、灯光、电动窗帘等。由于设备众多，品牌各异，放置分散，使得操作者需要花一定的时间进行设备的使用培训才能进行操作，设备操作使用复杂，又要浪费大量时间来对各种设备进行控制操作，使效率降低、操作者使用积极性不高，多媒体辅助教学的优势大打折扣。专用讲台：专用讲台内部用于安放集中控制器、电脑、视频展示台，柜门全部带锁以策安全，讲台顶部开一钢化玻璃窗，方便使用者操作电脑，放置视频展示台的柜格顶部，开一带锁顶门，老师使用时只需打开顶门即可操作视频展示台，而无需将视频展示台搬上搬下的接插信号线、电源线。多媒体电教平台的设备组成：教学用电脑、全自动实物展示仪、录像机、DVD机、专业遥控卡座、座式会议麦克风、领夹式无线麦克风、多媒体投影机、手动屏幕、自带功放音箱、投影机吊架不锈钢套、系统布局与布线。在布局上，尊重教师的授课习惯，以科学的方式合理布局，以达到最佳的使用效果。系统布线采用国家标准GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》设计、施工，在做到保证工艺、保证质量的同时，尽量消灭视觉内的所有线头、线槽，还教室以整洁、干净的环境。八、LED大屏幕方案设计LED电子信息显示屏是近年来发展起来的高技术产品，其亮度高，影像效果好，显示内容多样，显示方式丰富，故障少，能耗低，使用寿命长，性能价格比高，作为新一代的显示媒体，已广泛应用于各行各业。8.1系统组成本系统由显示屏幕、一体化多媒体触摸查询机、工业计算机、同步控制卡和系统软件组成；显示屏幕：显示屏的控制电路接收来自计算机的显示信号，驱动LED发光产生画面；一体化多媒体触摸查询机：通过触摸显示器实现对储存在系统主机的信息的查询操作；工业计算机：储存供查询的信息；系统软件：提供系统操作软件。8.2系统功能以计算机为处理控制中心，电子屏幕与电脑显示器（VGA）窗口某一区域逐点对应，显示内容实时同步，屏幕映射位置可调，并可方便随意地选择显示画面的大小。配备图文信息及三维播放软件，可播放高质量的图文信息及三维动画。播放软件显示信息的方式有覆盖、合拢、开帘、色彩交错、放大缩小等十多种。使用专用节目编辑播放软件，可通过键盘、鼠标、扫描仪等不同的输入手段编辑、增加、删除和修改文字、图形、图像、等信息。九、校园公共广播系统方案设计9.1公共广播概述公共广播系统属于扩声音响系统中的一个分支，而扩声音响系统又称专业音响系统涉及电声、建声和乐声三种学科的边缘科学。所以公共广播系统最终效果涉及合理、正确的电声系统设计和调试，良好的声音传播环境（建声条件）和精确的现场调音三者最佳的结合，三者相辅相成缺一不可。公共广播作为一个系统问题，在系统设计中必须综合考虑上述问题。在选择性能良好的电声设备基础上，通过周密的系统设计，仔细的系统调试和良好的建声条件上，达到声音悦耳、自然的音响效果。公共广播系统按用途可分为以下几类：1、室外广播系统室外广播系统主要用于体育场、车站、公园、艺术广场、音乐喷泉等。它的特点是服务区域面积大，空间宽广。背景噪声大；声音传播以直达声为主；要求的声压级高，如果周围有高楼大厦等反射物体，扬声器布局又不尽合理，声波经多次反射而形成超过50ms以上的延迟，会引起双重声或多重声，严重时会出现回声等问题，影响声音的清晰度和声像定位。室外系统的音响效果还受气候条件、风向和环境干扰等影响。室内广播系统室内广播系统是应用最广泛的系统，包括各类影剧院、体育场、歌舞厅等。它的专业性很强，既能非语言扩声、又能供各类文艺演出使用，对音质的要求很高，系统设计不仅要考虑电声技术问题，还要涉及建筑声学问题。房间的体形等因素对音质有较大影响。3、公共广播系统公共广播系统为学校提供背景音乐和广播节目。近几年来，公共广播系统还兼做紧急广播，可与消防报警系统联动。公共广播系统的控制功能较多。如选区广播与全呼广播功能、强制功换功能和优先广播权功能等。扬声器负载多而分散、传输线路长。为减少传输线路损耗，一般都采用70V或100V定电压高阻抗输送。声压要求不高，音质以中音和中高音为主。会议系统随着国内、国际交流的增多，近年来电话会议，电视会议和数字化会议系统（DCN）发展很快。会议系统广泛用于会议中心、宾馆、集团和政府机关。会议系统包括会议讨论系统、表决系统、同声传译系统和电视会议系统。要求音、视频（图像）系统同步，全部采用电脑控制和储存会议资料。不管哪一种广播音响系统，都可以基本分为四个部分：节目源设备、信号的放大和处理设备、传输线路和扬声器系统。9.2主要方案设计系统功能：系统平时播送背景音乐，一旦出现紧急情况（如火警）时，广播系统可进行紧急广播，由第一优先级的麦克风进行紧急发音，引导人群疏散。根据背景音乐创造一种轻松和谐的听觉氛围的功能要求，我们对扬声器进行了分散均匀布置，实现无明显声源方向性，不影响人群正常交谈。根据紧急广播系统要求，扩声系统保证了在紧急情况发生时需要的足够声扬强度，提供足以使建筑物内的人群能清晰地听到警报、疏导的语音，另外从系统的稳定性考虑设置电源时序器、，为此系统将顺序打开各个用电设备，避免各用电设备开机瞬间电压同时升压造成的后果，维持正常广播状态。功放设备负责是将信号放大，以达到每个区域喇叭都能听到优美音乐，按照“功放的功率选配应是：实际功率=功放标称功率*75%”原则。为了能够自动定时播放背景音乐，实现无人职守，本方案设计采用一台中央控制主机控制所有设备的开关机，定时播放背景音乐，无须人工干预。可以实现真正的无人值守。由于主控设备较多、用电量大，为了防止瞬间开所有主控设备所产生的大电流，而对系统产生破坏，本设计建议采用1台数控电源时序器对所有设备进行供电。十、校园一卡通系统方案设计为了便于学院的管理工作，提高工作效率，需要建设校园一卡通系统，主要实现门禁管理、巡更管理、考勤管理、消费管理、车辆进出管理5个基本功能。10.1门禁系统10.1.1建议在学院的重要办公室和重要的设备机房安装门禁系统，防止无关人员擅自闯入，以免造成意外损失。门禁采用单向门禁方式，即进入时需要读卡，出来时使用电锁开关。整个门禁考勤系统包括门禁主机、门禁读卡器、门禁控制器、门禁电锁。功能:多种可编程进入：密码控制：卡加4位密码进入；多种密码进入：支持多卡同时刷卡开门；实时电子地图功能；区域防跟踪检测设置；多种门状态工作方式；门常开、门常闭、首卡读卡开门控制、休眠控制、安全状态；控制器内部逻辑联动控制，强大的板内内部点互锁功能，可任意设置板中各点的互锁；任意门点的远程手动控制；实时时钟，门开超时报警1—255秒，可编程；多种报警功能：门开超时、门被强行打开、胁迫进入、控制器被破坏；多种时间设置：全年节假日设置、每个门可设置15个时间组、未来一周的临时时间设置数据掉电保持时间超过90天；多种系统板状态监测和自检：数据资料出错、网络异常及系统复位等。10.2考勤系统读卡器主机连接到负责考勤的部门的计算机上，对学院老师和员工进行有效的考勤管理。所有的门禁用读卡器都可以作为考勤机使用，门禁控制器能记录刷卡信息，连PC后数据下载到电脑上保存。电脑上的考勤软件可以按部门、个人、日期统计各种考勤报表，方便快捷。任意的读卡门禁点都可以设成考勤点，方便实用。可以在已使用门禁系统的基础上，不用增加硬件成本，而秩序一套考勤软件就能实现考勤计算机管理功能，避免了类似于打卡钟等考勤设施带来的人工处理的大量工作量，节约了劳动力资源，更提高了学院的形象。10.3费结算系统10.3.1作信用卡：发行、充值后的IC卡，便可作为单位内部的信用卡代替现金流通。使单位内部消费电子化、制度化。如用于购物、就餐、停车场收费、借阅图书、健身、医疗等其它内部消费。10.3.2置操作员级别：系统发行、充值等任何操作，都需读操作员卡，卡片合法后再输入操作员密码来双重保密，密码正确方可进入系统。二者缺一不可。此操作员即超级操作员，在系统中可根据实际情况设一级操作员、二级操作员等。10.3.3参数：收费机使用前必须对其进行初始化。初始化时，设置收费机基本参数，包括使用单位内部有权使用者、IC卡的卡号及卡内金额、挂失卡、黑名单卡、当前日期、时间、清10.3.4收费机的测试数据等：整个系统正常起用时，电脑需将各收费机存储消费明细数据采集上来，作为结算的数据来源。10.3.5记录信息：当持卡人在消费机上读卡消费后，控制器中的EEPROM将记录个人信息、时间、消费金额等信息。10.3.6数据采集：可根据管理部门的实际需求由操作员随时或定时将各消费机内的消费记录提取、查看。10.3.7数据结算：对采集回来的数据进行归集，形成每天的消费明细库。然后进行汇总，按日形成各收费机的总收入。归集、汇总时对数据进行各种稽核，包括合法性检查、删除重复数据、补采数据的重新结算操作，最后生成报表，便于财务上对各消费点收入情况核算或监督。数据结算系统将对采集回来的数据进行黑名单检测。所谓黑名单，是指消费者丢失卡或无效卡号或非法充值卡。通过核对每条消费记录的卡号是否有效，新的卡中余额是否大于余额库中的旧卡中金额等方法检测出可疑的非法卡。操作员可查看相应的IC卡持卡人。10.3.8电子巡更系统随着新技术的应用和成本降低，传统的巡更系统已经无法满足学校的保安人员、巡逻车辆的管理。建议采用基于GPS的电子巡更系统，带有GPS定位功能的电子巡更系统有定位准确、无需预设巡逻点、实时位置显示、路径回放等突出功能。人员配备GPS+RFID手持巡更器，巡逻车辆安装GPS定位器。人员位置和车辆位置在一个电子地图上显示。通过管理软件将能够实时的跟踪人员、车辆位置和巡逻线路，通过位置信息回放功能可回调人员、车辆的历史路线。统计功能可以统计指定时间段的巡逻距离、巡逻范围等。还具有通话功能，可对人员、车辆进行实时的调度，方便有紧急情况发生时人员的查询和调度。软件采用b/s、c/s两种架构，可通过浏览器登录地址直接查看，也可通过安装客户端实现更多的查询统计功能。十一、监控、报警系统方案设计作为学校安全工作的基础保障，建议采用IP视频监控系统。IP视频监控系统是基于网络平台的有关安防、管理的音视频数据的管理系统，它是传统视频监控系统在功能上不断进步完善的产物，在平台结构和管理、视频资料安全方面功能强大，摆脱了传统模拟视频监控模式的大量弊端，是未来视频监控的发展方向。本系统将实现对校园内的各主要通道、出入口、教师办公楼、校园周界等关键位置的全天候视频监控。并具有保存视频录像、查询的功能。实现功能简述：11.1安全保卫需在校园大门口、通道、周界围墙等目标进行实时全天候视频监控，且具备报警联动录像功能。11.2管理及时了解校园内的安保情况，但视频图像必须保密。学校领导在办公室利用桌面微机，随时了解校园内的实时状况，处理突发事件及指挥特殊活动。外出时，可利用上网登陆进系统，随时了解情况。11.3设计目标根据学校的实际情况以及要求，在进行网络视频监控系统设计的时候，所选的系统必须具有可靠的管理功能和符合国情的经济实用性，力求做到系统结构配置先进实用、更经济，节省项目单位总体投资。本方案本着全面规划、整体设计、同步实施的原则，具体体现在以下几方面：11.3.1就是要采用先进合理的技术来架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。11.3.2这是监控中最关心的问题，只有稳定运行的系统，才能确保网络视频监控系统平稳运行。系统的技术先进性是系统高性能的保证和基础，同时可有效地减少使用人员和系统维护人员的麻烦。良好的可扩展性则是为了用户的发展考虑。随着业主安防系统应用时间的增长，未来对安防系统的要求会更高。可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能。确保系统能够长时间无故障工作。针对系统的特点，我们在设备选型上确保高质量，全部选用专业厂商的产品和专用设备，以减少故障发生。这些设备在各类IP视频监控系统中已得到广泛使用，事实证明了具有很高的可靠性。在软件设计及系统集成方面，确保系统结构稳定性及规范性，保证整个系统的可靠运行与资料的安全准确。11.目前可应用于监控系统的设备器材品种繁多，性能、价格差别很大。在确保系统可靠、先进的基础上，系统具有较高的性能价格比，同时各项功能的设置都以满足校方的实际需要为原则。对于不能给校方带来实际应用价值和可能导致系统可靠性下降的技术一律不予采用，避免浪费投资。根据校园的特点，及整个系统的实际情况，总结出了校方监控管理系统应具有如下的功能要求：1）所有通道必须在监控画面之中，无死角。2）夜晚显示效果清晰。3）指定区域出现活动目标可以提醒。4）系统技术水平先进、运用现代监控技术。5）系统具有可升级性和可扩容性。6）系统具有可设置性，管理人员可根据需要对系统进行设置。7）可实现24小时不间断监视。（根据工作人员作业时间来制定时间）。8）系统基于B/S体系构成。（使用WEB浏览器可直接访问）。9）系统支持多种协议(TCP/IP,ARP,ICMP,FTP,DHCP,HTTP，PPPoE，DNS，组播)。中心可进行实时视频和音频预览、配置、控制。11）多用户管理功能。12）当前端网络断开、视频丢失、视频被遮挡能自动报警，上传中心。13）外接双鉴红外探头、烟感探头、应急按钮等多种报警探头14）在报警时能自动切换录像。15）系统具有故障自我诊断、及简单故障恢复功能。网络视频监控系统应该说是跨学科跨行业的系统工程，以功能要求的不同可分为以下几个方面：1）前端摄像、报警采集设备和编码系统；2）网络传输系统；3）视频管理平台系统（包括控制、显示、记录部分）；摄像部分是监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，它把监视的内容变为图像信号，传送到视频服务器上进行对模拟图像信号转换成数字图像信号，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响到视频服务器编码的质量。摄像机采集到视频信号后，经过视频服务器转换成数字视频信号，输送到后端处理。另外，本系统可跟进需求方便地进行前端音频监听，对于现场发生的事件进行更直观的监控。另外，本系统可以与报警系统联动。报警采集设备主要负责前端的非法越过和非法闯入，马上启动摄像机跟踪和在监控中心通过声音和图像效果提示值班人员注意和处理。传输部分是系统的数字图像信号和数字控制信号的通道。视频管理平台系统是主要用来统筹和管理视频的，是整个视频监控系统的核心部分。通过视频监控的平台系统，可以实现对所有集成到本平台的视频图像进行有效的细化管理。11.4系统主要技术构成系统将以“前端摄像机+视频服务器＋网络视频管理平台+数字网络矩阵”为核心，以IP数字监控系统为主，对音视频信号的传输、存储、控制、切换、显示进行集中式控制、管理，有关领导和管理人员可通过TCP/IP网络获得相关授权并进行分级辅控、监看。系统设计以网络数字化为主，有非常好的扩充性，并提供相关接口，便于系统未来的扩充、升级。在学校的围墙或栅栏上固定安装周界报警传感器，一般设置主动红外对射式探测器，防止罪犯由围墙或栅栏翻入区内作案。当入侵者接近或越过周界时产生报警信号，使值守人员及早发现，及时采取制止入侵的措施，保证区内的生命及财产安全；当有报警信息时，也可联动监控系统，对出警情处进行监视，以利分析案情。十二、总结学校作为教育的载体，有着向高自动化程发展的趋势，在本文章中着重介绍了智能楼宇自动化技术在学校中的应用，较为全面地提供了一个切实可行的方案，在网络、安保、多媒体教室以及学校的信息管理方面有进一步的突破，可以明显改善一般学校的现状。利用所学到的知识，投入到日常的生产生活中,用以追求生活的高品质，提高学习工作的效率是我们学习楼宇自动化这门课程的最终目的。参考文献：沈晔《楼宇自动化技术与工程》第二版机械工业出版社建《筑智能化系统及工程应用化学工业出版社课程设计评分标准评审项目指标得分利用所学知识设计住宅小区的楼宇自动化系统(10分)1，论文完全包括课本中所有的楼宇自动化系统，设计完全符合规范化要求，10分。2，论文基本包括课本中楼宇自动化系统，设计达到规范化要求，8分。3，论文未包括课本中楼宇自动化系统，勉强达到规范化要求，7分。4，论文达不到规范化要求，<6分设计过程中详细说明各个子系统组成(20分)1，设计合理、理论分析准确可靠,20分2，设计比较合理、理论分析比较准确，16分3，设计基本合理，理论分析无原则差错,14分4，设计不合理，理论分析不可靠，<12分原理说明和设计过程的文字表达(10分)1，论文结构严谨，逻辑性强，论述层次清楚，语言准确，文字流畅,10分2，论文结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字通顺，8分3，论文结构有不合理部分，逻辑性不强，论说基本清楚，文字尚通顺,7分4，内容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，<6分设计完成情况(20分)1，完全达到设计要求，研究结果符合预期目标，20分,2，较好的完成设计任务要求，达到大多数预期目标，16分3，基本完成设计任务，部分功能未实现14分,4，不能完成设计任务，多数目标未实现<12分合计(60分)基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于