楼宇智能化技术

1. 楼宇智能化技术 广东工业大学自动化学院

2. 第十一章 智能化楼宇系统集成技术 • 第一节 基于BAS的系统集成 • 第二节 多媒体集成技术 • 第三节 基于IC卡的应用系统集成 • 第四节 智能化楼宇综合管理系统（IBMS） • 第五节 典型集成系统

3. 第一节 基于BAS的系统集成 一、概述 • 二、智能楼宇系统集成的内容以及原则 • 三、智能化系统集成的优势 • 四、系统集成分析 • 五、系统集成设计 • 六、系统集成存在的问题 • 七、系统集成的发展

4. 一、概述 • 智能楼宇是利用系统集成的方法，将现代计算机技术、现代通信技术和现代控制技术在现代建筑平台上作有机的优化组合，向业主提供一个投资合理、舒适、安全的建筑环境。随着智能楼宇中的各个子系统向着大规模、分散控制、集中管理的方向发展，以及由于语音、数据、视频及控制等各类信号的传输线的大量和重复铺设，对楼宇智能化的发展提出新的挑战，而智能楼宇系统集成就是解决这一问题一个重要途径。 • 智能楼宇的集成化概念是区别其他传统的建筑弱电系统的一个最重要标志,也是当今智能楼宇所追求的最重要的目标和评判智能化的最高标准,智能楼宇集成化的技术核心是建立在系统集成、功能集成、网络集成和软件界面集成的多种集成技术基础之上的一门新型技术。

5. ⒈系统集成的内容 ⑴功能的集成 ⑵技术的集成 ⑶产品的集成 ⑷工程的集成 ⒉系统集成原则 ⑴综合性原则 ⑵满足用户需求原则 ⑶使用与管理原则 二、智能楼宇系统集成的内容以及原则

6. 三、智能化系统集成的优势 • 实现集成化的楼宇智能管理系统,和旧的形式相比,具有如下优势： • 1)集成化的楼宇管理系统可以在一个总的系统内部实现对各类机电设备、电力、照明、空调、电梯、保安、消防（对独立设置的自动消防系统实现二次监控）能真正做到浑然一体. • 2)采用了一体集成化的思想设计后,楼宇的总体管理设计可以统一考虑各个子系统的硬件、软件配置,不会再重复设计,减少无效冗余。 • 3)智能楼宇集成化的体系结构,由于采用了统一的模块化硬件、软件,便于楼宇物业管理人员易于掌握管理技术和参与系统的保养、维修。 • 4)智能楼宇集成化的体系结构, 提高了系统时响应速度和可靠性。 • 5)智能楼宇集成化的体系结构,便于采用弱电总承包的施工方式,这将有利于工程进度,保证工程质量。 • 6)智能楼宇的集成化体系结构,是以分布设置并行处理技术为基础的,具有分步实施性, 大大降低了以往一次性开通的高费用和时间。 • 7)智能楼宇的集成化体系结构,采用的模块化,分布处理方式,具有很强的局部灵活性 。

7. 四、系统集成分析 • 智能楼宇系统集成的系统需求分析分为三个部分：建筑物平台、信息系统基础平台和各个子系统的用户需求。 • 建筑物平台是指建筑物的本身和环境，智能楼宇的集成系统是构建在建筑物这个平台上的，所以对建筑物的设计、结构、背景以及用户需求等方面的了解是完成楼宇智能化系统设计的基础。对建筑物平台的了解主要包括以下几个方面：①完整的楼宇或小区的土建平面图、土建结构图、水暖电系统的结构图和设备配置表等基本资料。②弱电井的位置和结构。③建筑物各类信息中心所处的物理位置。④建筑物的外配套设计内容。⑤建筑物的供电和接地、防雷系统。⑥BA系统的设备具体布局和建筑物的装璜设计图纸。 • 信息系统平台是指用户应用系统的运行平台，系统所有的应用管理都是在这个系统上执行完成的。

8. 五、系统集成设计 • 系统集成设计分为初步设计和深化设计两个阶段。 • 初步系统设计主要是根据用户需求，对系统需求、建设目标、技术方案及各个子系统作出概略的功能描述；对系统总体设计与设备选型以及工程施工要求作出建议；对建设总经费作出概算，以便建设方决策。 • 系统深化设计是对初步设计方案的修改、细化和补充。在深化设计方案中至少应包括以下设计内容：用户需求详细说明；方案设计技术说明；系统总体架构以及各系统间的关联分析；各子系统的功能描述及实现方法；设备选型分析及所选设备的功能、性能说明；设备清单；工程进度计划；工程安装施工图；系统测试及验收方式；设备及工程经费预算；工程保障措施；培训及服务计划。

9. 六、系统集成存在的问题 • 目前国内系统集成商和系统集成有如下的一些问题： • 1)智能楼宇系统集成只是产品的代理及技术上的粗加工 • 2)智能楼宇系统集成被理解为弱电施工 • 3)产品生产厂商和集成商定位界限不明确

10. 七、系统集成的发展 • 系统集成的理念、定义与内涵将随着社会的发展而变化,主要表现在以下几个方面: • 1)数据信息系统更加完善 • 2)管理功能越发强大 • 3)智能处理技术逐渐应用

11. 第二节 多媒体集成技术 • 一、多媒体技术概述 • 二、多媒体通信

12. ⒈ 什么是多媒体 多媒体技术，就是能对多种载体(媒介)上的信息和多种存储体(媒质)上的信息进行处理的技术。所谓多媒体系统(MultimediaSystem)，是指多媒体终端设备、多媒体网络设备、多媒体服务系统、多媒体软件及相关的媒体数据组成的有机整体。 ⒉ 多媒体种类及其数据特点 (1)视觉类媒体 (2)听觉类媒体 (3)触觉类媒体 多媒体数据有以下的特点：①数据量巨大;②数据类型繁多;③数据类型之间差别很大;④多媒体数据的输入输出设备复杂，变换繁复。 一、多媒体技术概述

13. 二、多媒体通信 • 智能楼宇多媒体通信网络需满足如下几方面的要求: • ⑴带宽要求 • ⑵网络传输延迟要求 • ⑶可靠性要求 • ⑷连续比特流的要求 • ⑸多点通信要求 • ⑹同步性要求

14. 第三节 基于IC卡的应用系统集成 • 一、IC卡基本原理与分类 • 二、IC卡应用系统结构 • 三、IC卡在智能楼宇中的应用

15. ⒈ 什么是IC卡 IC卡(Integrated Circuit card, 集成电路卡)又称IC卡,IC卡的名称来源于英文名词“Smart card”。它将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡的形式，外形与普通磁卡做成的信用卡相似。 IC卡的概念是20世纪7O年代初提出来的，法国布尔(BULL)公司于1976年首先创造出 IC卡产品，并将这项技术应用到金融、交通、医疗、身份证明等多个行业。 ⒉ IC卡的分类 ⑴存储器卡 卡中的集成电路为电可擦的可编程只读存储器(EEPROM) ⑵逻辑加密卡 卡中的集成电路具有加密逻辑和EEPROM。 ⑶CPU卡 卡中的集成电路包括中央处理器CPU、EEPROM、随机存储器RAM以及固化在只读存储器ROM中的片内操作系统COS(Chip Operating System)。 按是否与读卡设备直接接触，IC卡可分为接触式、非接触式卡。 一、IC卡基本原理与分类

16. 非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。二者之间的通信频率为13.56MHz。非接触性IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作是，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器。读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组成，并配有与PC的通信接口，打印口，I/O口等，以便应用于不同的领域。非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。二者之间的通信频率为13.56MHz。非接触性IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作是，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器。读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组成，并配有与PC的通信接口，打印口，I/O口等，以便应用于不同的领域。 ⒊ IC卡的基本原理

17. IC卡外型及尺寸

18. ⒋ IC卡特点 • ⑴抗破坏性和耐用性 IC卡是由硅片来存储信息的,先进的硅片制作工艺完全可以保证卡的抗磁性、静电及各种射线能力; 现在IC卡十分耐用,信息保存期都在100年以上,读写次数高达100000次以上. • ⑵存储容量和灵活性 IC卡的容量可以做到几千个字节,而且IC卡上存储区可以分割,可以有不同的访问级别,这为信息处理及一卡多用提供了方便。 • ⑶加密性 IC卡系统加密性,首先体现在芯片的结构和读取方式上。对于加密存储器卡,对卡密码核对有严格的次数限制,超过规定的次数,卡将被锁死。IC卡的加密性,还体现在系统设计上,由于IC卡属于可以随身携带的数字电路,而数字电路的各种硬件加密手段都可用来提高系统的加密性。另外,在软件设计上,可采用各种加密算法,大大增强了系统的安全性。

19. ⒌ 关于“一卡通” • “一卡通”概念诠释 目前来说,“一卡通”概念应该是“一卡一库一线”,即一条网络线连接一个数据库,通过一个综合性的软件,实现设置IC卡管理、查询等功能,实现整个系统的“一卡通”。 • 1)数据共享 • 2)全面检索 • 3)全面统计 • 4)实时监控 • 5)操作简单 • 6)减少设备投资,降低成本。

20. 二、IC卡应用系统结构 • 一般来讲，与一卡通智能综合管理系统相关的应用有：门禁管理、考勤管理、自动通道、餐饮收费、娱乐消费、电梯控制、车库管理、就餐管理、巡更管理、内部购物、自动售货、医疗管理、图书馆管理、物业管理等等。就计算机管理而言，它可以利用系统内的信息记录实现统计、分析、决策等功能。

21. IC卡应用系统结构

22. 三、IC卡在智能楼宇中的应用 • 1

23. 第四节 智能化楼宇综合管理系统（IBMS） • 一、综合管理系统（IBMS）结构和功能组成 • 二、综合管理系统（IBMS）的开发方法 • 三、面向设备的综合管理系统 • 四、面向客户的综合管理系统

24. 一、综合管理系统（IBMS）结构和功能组成 • 1. IBMS是系统集成 • IBMS应该是一个一体化的集成监控和管理的实时系统，能够实现楼宇内所有信息资源的采集、监视和共享，通过系统对信息的整理、优化、判断，给楼宇的各级管理者，提供决策的依据和执行控制与管理的自动化。 • IBMS一体化集成管理是通过楼宇内的楼宇设备自动化系统BAS、办公自动化系统OAS、通信和网络系统CAS的信息和功能集成来实现的，如图所示。

25. ⒉ IBMS是一个综合办公自动化系统 • 办公自动化系统（OAS）与管理信息系统(MIS)既有联系又有区别。MIS数据处理的重点是结构化信息(如关系数据库)，而OAS主要应用于传统MIS难以处理的、数量庞大且结构不明确的业务上。近年来，随着信息技术，特别是系统集成技术的发展，OAS与MIS集成，出现了更广义的OAS，即综合办公自动化系统。 • 智能楼宇综合管理系统IBMS应该是综合办公自动化系统，建立在强大的数据库系统基础上。它支持楼宇的管理者和用户，对各种层次、多媒体的信息进行处理，并辅助用户决策。 • 智能楼宇综合管理系统IBMS的硬件基础可以是楼宇内互联网，即楼宇Intranet平台。

26. 楼宇物业管理信息系统的主要功能有: 1)设备和物资管理 2)租户管理 3)事务和信息管理 ⑵楼宇公共信息服务系统 1)信息发布 2)楼宇内部信息交流 3)工作流处理平台 4)电子邮件 5)网络安全与管理 5)多媒体触摸屏 ⑶入住楼宇用户信息系统 ⒊ IBMS的功能结构

27. ⒋ 物业管理系统的软件功能模块 • ⑴设备维修管理模块 • ⑵楼宇运行管理模块 • ⑶楼宇内平面空间管理模块 • ⑷IC卡管理模块 • ⑸家具与设备的管理模块 • ⑹楼宇运作管理模块 • ⑺产业与租借管理模块 • ⑻事务处理模块 • ⑼防灾与安全管理模块

28. 二、综合管理系统（IBMS）的开发方法 • ⒈ IBMS系统集成功能设计 • 智能楼宇综合管理系统（IBMS）系统集成设计与它的实现功能要求有关，IBMS集成系统主要实现智能楼宇的两个共享和五项管理的功能。 • ⒉ IBMS系统的运行管理模式设计 • IBMS由于按照集中管理分散控制的基本思想来构造，因而建立中央管理控制室，通过 IBMS系统进行管理控制。

29. 三、面向设备的综合管理系统 • 在面向设备的综合管理系统中，主要有3个子系统需要综合管理，他们分别为BA（楼宇自动化系统）、SA（保安自动化系统）和FA（消防报警系统）。 • 1. 火灾报警联动 • 2. 综合保安报警联动 • 3. 楼宇自动化设备运行监控

30. 四、面向客户的综合管理系统 • 在面向客户的综合管理系统中，主要是物业管理系统、一卡通系统、办公自动化系统、通信系统的综合管理。 • 1. 一卡通系统 • ⑴ 门禁系统 电子地图功能; 统计查询功能 • ⑵停车场管理系统 • ⑶巡更系统 • ⒉ 物业管理系统 • ⒊ 办公自动化系统 • 办公自动化系统与物业管理系统、一卡通系统通过网络互联，软件支持而达到数据共享。

31. 第五节 典型集成系统 • 一、智能化住宅小区的IBMS设计实例 • 二、智能化酒店宾馆的IBMS设计实例 • 三、智能化校园的IBMS设计实例