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1、设计人员培训资料之一：建筑智能化基础学问一、什么是自动化？自动化是在没有人的干脆参加下、机器能按人的意愿自动地对某种过程进行限制技术。高层次的自动化是模拟人的智能活动，代替人去思索。自动化综合采纳机械、电子、光电子、计算机和通信技术，自动限制理论是自动化的灵魂。自动化生产正向计算机集成制造系统（CIM）发展。27年前，美国的约瑟夫哈林顿博士提出了CIM概念。CIM把市场、工程设计、制造、管理、销售等组合成一体，这些组合不能是拼盘式的，而是有机的信息集成和功能集成。信息集成是通过数据库、网络，把各自动化孤岛互联起来，称为有机的统一完整系统。功能集成是利用系统技术、人工智能指导局部优化，使整个系统
2、运行在最优状态。CIM是21世纪制造业的先进技术模式，发达国家在大量投资开发，我国也已把CIM和智能机器人列为高科技发展规划自动化领域的两个主题项目，正在主动探讨。在城乡建设领域，智能住宅、智能建筑、智能小区等都是热点问题，它们都可以分解为单项自动化问题，如智能建筑（IB）可以分解为通信自动化（CA）、楼宇自动化（BA），包括消防自动化（FA）、平安自动化（SA）和办公自动化（OA）。二、什么是传感器？人类获得信息起先仅仅依靠自身的感官（眼、耳、鼻、舌、身）。传感技术、遥测技术和遥感技术是人类感官的延长，是人类获得信息的重要手段。传感器是一种把非电量信号转换为电磁信号的装置。传感器感受信息、并
3、把信息转换为电磁量，以便对信息进行处理。传感器种类许多，如用于摄像机、照相机的电荷耦合器件（CCD，具有光电效应），用于夜视仪的红外光电传感器，用于有害气体报警的气敏传感器，用于火灾报警的烟雾传感器，用于记录地震的振动传感器等。三、自动限制的原理是什么？自动限制理论（或原理）是自动化技术的灵魂。它是限制论的一个分支，我们先介绍限制论。限制论1948年，美国闻名科学家维纳（Norbert Wiener，1894-1964）撰写的限制论：或在动物和机器中的通信和限制一书出版，标记着限制论的正式诞生。限制论是探讨包括人在内的生物系统、包括工程在内的非生物系统以及与二者有关的社会经济系统内部的通信、限
4、制、组织、平衡、稳定、计算及其与四周环境相互反馈作用的科学方法论。限制论可以粗分为三大分支：工程限制论、生物限制论和经济限制论。工程限制论的主体理论都分叫自动限制理论或自动限制原理。四、什么是智能建筑？世界上第一座智能化大楼（IB）于1984年出现在美国的哈密瓜特福特市。智能建筑是利用信息技术（计算机、通信和其他智能技术）建立、具有通信自动化（CA）、楼宇自动化（BA）和办公自动化（OA）功能的建筑。智能建筑的目的是为用户营造一个适应信息化社会须要，高效率、平安和舒适的办公环境。智能建筑的组成见图1，智能建筑一般称3A系统，也可称5A系统。楼宇管理自动化包括消防自动化（FA）和保安自动化（SA
5、），如把二者独立出来，则可称智能建筑为5A系统。1、通信自动化智能建筑通信自动化系统的组成如图2所示，通信自动化是智能建筑的中枢系统，它要保证楼内外各种信息沟通的畅通。智能建筑综合管理系统（MA）综 合 布 线 系 统（SCS）3A系统办公自动化（OA）楼宇自动化（BA）通信自动化（CA）保安自动化（SA）消防自动化（FA）5A系统图1 智能建筑的组成程控电话系统宽带局域网系统闭路电视系统通信自动化系统集中限制计算机电视会议系统卫星通信系统其他系统图2 通信自动化系统的组成（1）程控电话系统该系统使内外通话畅通无阻：具有内部通话缩位拨号功能，使内部通话经济、便利；同时能干脆从市话网拨入楼内、从
6、楼内拨出到市话网，而不须要转接。有的系统还设立了语音信箱功能，供客人留言，并能提示主子语音信箱中有留言邮件。（2）宽带局域网系统该系统采纳光缆和主干网连接、有足够的出口带宽，用户无论进行内部计算机通信还是和外部互联网连接都快速便利。（3）闭路电视系统运用户能看到本地电视台播放的和卫星转播的高质量电视画面，见图3：采集图像显示摄像机1图像采集与处理板软/硬件解压MJPEG压缩工业PC机Pentium II 600MHz摄像机16回放音频输入显示回放图像图像存储响应报警图像分割显示回放录像报警探测器局域网硬盘存储器硬盘扩展器电话线 本地监控远程监控图3 多点监视用硬盘录像机的原理（4）电视会议系统
7、电视会议系统使主子足不出户便能和全国甚至全球的同仁们“面商”大计，也能用于远程教化、远程医疗等。（5）卫星通信系统智能大楼作为卫星通信系统的一个地球站，能实现楼内一个用户或多个用户通过卫星通信系统和外界通信。（6）集中限制计算机负责智能建筑通信自动化系统的集中、统一监控。2、楼宇自动化智能建筑楼宇自动化系统的组成如图4所示，楼宇自动化综合应用了计算机、通信和自动化限制技术，对楼宇中的各种设备进行监控，达到高效、平安、节能等目的。（1）空调系统空调系统包括制冷、供热和通风，智能建筑采纳集中空调系统。限制系统通过对相关设备的运行速度或启动、停止的限制，达到既能满意用户要求又能节约能源的目的。空调系
8、统给排水系统变配电系统楼宇自动化系统集中限制计算机照明系统消防系统保安系统其他系统图4 楼宇自动化系统的组成（2）给排水系统采纳二次加压设备干脆给楼宇（包括高层楼宇）供水、高层楼宇不再采纳楼顶水箱供水。加压设备采纳变频调速电动机，通过调整电动机的转速（而不是开、停）使水压保持恒定，提高了供质量、避开了电动机的频繁启动（延长了设备寿命）、节约了能源。废水池设置了水位过高报警装置。（3）变配电系统该系统配备了双回路电源系统，某一电源意外断电时，电源切换装置自动切换到另一回路电源。该系统还配备了不间断电源（UPS），意外停电时能短时间给计算机等重要设备供电。监测装置能对电压、电流、功率、电能、变压器
9、的温升等参数进行自动监测，发觉异样状况能刚好报警。（4）照明系统照明系统能对楼宇内外的照明灯的状态进行监视和限制。能依据预先编制的，周期长达一年的，综合考虑了日落日出时间、夜间的不同时间段、节假日时间、环境照度等多种因素的照明程序自动开关灯。能依据预先编制的事故照明方案照明。能实现场景变换无穷的艺术照明。（5）消防系统该系统在楼宇许多部位装有火灾探测器（如感烟器、感光器、感温器），发觉火灾能自动报警、自动启动通风装置和灭火装置。自动灭火装置有水喷淋、一氧化碳气体喷淋和干粉固体喷淋系统。（6）保安系统该系统采纳智能卡（IC卡）门禁系统管理本楼人员出入楼门和办公室门，重要部位采纳指纹或面像识别系统
10、，采纳闭路电视监控系统监视并记录人员的活动，采纳红外线探测系统防范破门或破窗而入的不速之客。（7）电梯系统该系统能对多部电梯实行统一调度，客人运用电梯时利用墙面上的键盘输入要去的楼层号，计算机分析计算后利用显示屏告知客人等候时间。（8）集中限制计算机集中限制计算机负责整个楼宇自动化系统的集中、统一监控。3、办公自动化通信自动化是智能建筑的神经中枢，楼宇自动化是智能建筑的基础条件，办公自动化是用户运用智能建筑的目的。为了实现办公自动化，在通信自动化和楼宇自动化的基础上，还须要配备各种办公硬件设备（如计算机及外围设备）和各种办公软件（如人事、财务、物业管理软件）。办公自动化系统包括政务（或生产、科
11、研、商业）管理系统、物业管理系统、人事管理系统、财务管理系统、停车管理系统等，详细须要哪些系统要依据智能建筑的详细用途而定。智能建筑管理单位的办公自动化系统的组成见图5：4、综合布线系统前面谈到智能建筑由许多子系统组成，如何传输这些子系统的信办公自动化系统OAS专用数据库系统办公事务处理系统个人事务处理系统决策支持系统公文处理电子邮件文档管理信息查询文字处理人事管理电子地图电子表格后勤管理管理决策日程处理行政管理电子会议个人资料会务管理外事管理图5 管理单位的办公自动化系统号呢？传统的布线方法（非结构化布线）是各子系统分别布线、各自为战。这种方法的缺点是自不待言的：线缆不同，插座各异，各子系统
12、须要分别独立设计；布线困难，施工困难；不易统一管理；敏捷性差，需求变更时更改布线很困难。综合布线系统（GCS）则能克服上述缺点，是目前国际上最先进的布线系统。（1）综合布线系统的组成综合布线系统由5个独立的子系统组成：工作区子系统、水平配线子系统、垂直干线子系统、设备间子系统和建筑群子系统，见图6：工作区子系统 由信息插座和终端设备（如计算机、电话机、传真机）构成。信息插座采纳标准插座（如RJ45），终端设备能干脆或通过适配器转接和信息插座连接。一个信息插座的服务面积可设计为10m2。水平配线子系统 由楼层配线间（IDF）和IDF至多个信息插座之间的连接线构成。配线间内设置线架（跳线架），跳线
13、架上有垂直干线输入接线架和输出（至信息插座）接线架。二者之间连接的接线位置能便利地变更（称跳线），从而能便利地变更二者之间的接线关系。当终端设备变更时（如从计算机改为电话），仍可运用原来的插座，只要通过跳线变更按线关系即可。连线常采纳4对（8芯）双绞线。IDFIDFIDFIDFMDF主机PABX从电话局来的电缆图6 综合布线系统垂直干线子系统 是指设备间和各楼层配线间的干线。干线采纳对绞线或光缆，芯线的对数视须要而定。设备间子系统 设备间内装有主计算机（服务器），电话交换机（PABX）和主配线架（MDF），计算机和交换机通过MDF和垂直干线连接。建筑群子系统 是指多个建筑共用一套设备时连接各建
14、筑的室外双绞线或光缆，图中未画出。（2）综合布线系统的特点模块化设计和星形拓扑结构 综合布线系统采纳标准化模块设计，能使结构化布线像搭积林那样敏捷便利地把布线系统拼装起来。支持多种信号传输 志向化的综合布线系统能传输全部弱电信号，如语音、数据、图像、楼宇设备的监控信号。实际的综合程度要依据好用性、先进性和经济性的原则选择，不能盲目攀高。目前实施的综合布线系统一般只包括语音和计算机数据传输系统。不宜把传输图像信号综合进来，这是因为：假如采纳双绞线综合布线系统，受目前双绞线技术性能的限制，图像的清楚度由单独用同轴电缆传输时的400线下降到300线，且提高了造价；假如采纳光缆则造价又太高。也不宜把传输楼宇自动化信号综合进来，理由是：用双绞线甚至光缆传输速率很低的楼宇自动化信号是很大的奢侈，造价提高太多，而且其中的消防自动化信号不允许综合传输。我国的防火规范规定消防系统必需单独设计、单独施工和单独管理。况且，楼宇自动化系统的布线一旦确定以后基本不变，综合布线的敏捷性优点得不到体现。高度的敏捷性 结构化布线有高度的敏捷性，应变实力强，房间主子变更、用户需求变更时易于扩充和重新配置。设计和施工便利 结构化布线能实现统一设计、施工单位只需铺设一套线缆系统，从而大大降低了成本。5、综合管理系统综
