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楼宇自动化技术与应用建筑、建筑群、建筑小区智能化系统的研究与设计关键词BuildingAutomationSearchDesign楼宇自动化技术与应用•课程体系：建筑电气与智能化专业课程体系以及先修课程ComputerControlCommunicationCRT•课程内容：分析（研究）综合（设计）•研究方法：演绎法（由一般到特殊）归纳法（由特殊到一般）混合法讲授思路：技术理论分析(基本概念﹑大系统概念)综合能力锻炼(系统集成)应用技能培养(工程设计﹑工程实践)楼宇自动化技术与应用第一章绪论第二章布线子系统与现场总线技术(PDS)(FBUS)第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术(BNS)第四章楼宇设备自动化子系统(BAS)第五章楼宇的火灾报警自动控制子系统(FAS)第六章楼宇的安全防范子系统(SPS)第七章楼宇的智能管理子系统(BMA)第八章小区智能化系统(RCS)第九章智能建筑中应用的新技术第十章智能建筑的工程实例第一章绪论1.1楼宇自动化（智能建筑）的定义（由于地域与人文的差异,故而国际上至今并没有一个统一的定义）楼宇自动化(广义概念即为智能建筑)就是以先进的（计算机）技术对楼宇实施控制﹑通信﹑管理等任务的完成,即BAS,它主要实现的目标可以用4A或4C来描述：BA(BuildingAutomation)IB(IntelligentBuilding)CA(CommunicationAutomation)CNOA(OfficeAutomation)BMA(BuildingManagementAutomation)ComputerControlCommunicationCRT总之即是使以上各个子系统，统一于一个无缝连接的管理平台(即系统的集成)。其它应当考虑的方面还有：系统利用效率，与环境的谐调性，使用与维护成本，可靠性，安全性，舒适性，节能性等等一系列问题。第一章绪论1.2系统的基本组成(可以用框图描述)布线系统支持的网络系统局域网及广域网()电信网及有线网()具有特定功能的子系统楼宇设备自控系统()安防系统()消防系统()网络及通信系统()数据处理系统()电子商务系统()信息管理系统()建筑物管理自动化系统()第一章绪论1.3系统的功能及分类系统功能(任务)：楼宇自动化系统的功能是指建筑物本身应当具备的基本控制功能，它应当包括感知、判断、反应、执行等一系列自动化过程，并分别体现在以下系统的全部工作中BAS(BuildingAutomationSystem)FAS(FireAlarmSystem)SPS(Security＆ProtectionSystem)CAS(CommunicationAutomationSystem)CNOAS(OfficeAutomationSystem)BMAS(BuildingManagementAutomationSystem)第一章绪论补充:广义大系统概念的建立系统的定义:具有特定功能和运动规律的有机整体系统的性质(三要素):整体性、相关性、目的性系统的分类:静态与动态、确定与随机、连续与离散系统的研究内容(三要素):实体(组成)、属性(参数)、活动(规律)系统的模型:物理模型、数学模型(图形、表达式)系统的仿真(三要素):确定系统、系统模型建立、计算机算法第一章绪论•具体楼宇自动化系统的四种分类：按建筑规模分类：住宅、大厦、小区、广场、城市、国家按建筑用途分类：住宅、办公、教学、商服按系统完善程度分类：包含多少个子系统按系统信息点位个数：包含多少个信息点位第一章绪论1.4智能建筑的设计原则及核心问题1.设计原则：面向设备(品牌)的设计原则:功能完备,系统庞大,但设备复杂面向系统功能的设计原则:系统简约且具有针对性,设备搭配合理,但功能有限第一章绪论2.核心问题—集成集成的原则：个性化、标准化、无缝连接、多网融合、一卡通集成的目的：期望达到以下目标(1+6+4)集成的基本要求：为用户提供安全、方便、舒适、高效、环保的工作环境集成的目标：资源共享、环境良好、运行成本、使用方便、冗余合理、投资合理系统的性能：安全性、舒适性、方便性、实用性集成方案的选择：在解决以下几对矛盾的基础上选择方案价格、性能、技术的先进性与成熟性、工程的可实现性集成的实现方法（具体控制手段）：DDC、SCC、DCS、FCS系统集成的关键问题：软件系统集成的内容与步骤(可以用框图描述)：内容：P4五个基本步骤：项目管理、工程设计、施工组织、设备供应、安装调试第一章绪论1.5国内外智能建筑的现状及展望国外:从1984年世界第一座智能大厦落成—西欧—日本—世界各地国内:时间从1990年—1994年(国标)—1999年(国标)—2000年地点--上海—深圳—广州—北京—西安—全国各地基本类型可以分为:常规、生态、环保、节能、综合总体展望:智能建筑领域将会是一个与时俱进且不断发展的产业，它将伴随着智能化技术和其它技术的发展，以及人们对物质和文化需求的不断提高而不断发展和完善。许多新材料与新技术也会不断应用到智能建筑当中。第一章绪论思考题与习题1.智能建筑中BAS、CAS、OAS的含义分别是什么？2.广义BAS与狭义BAS分别包括哪些主要的系统？3.什么是系统集成？4.系统集成时所采用的具体控制手段有哪些？它们分别适用于哪些场合？*第二章布线子系统与现场总线技术2.1布线子系统概论PremissDistributionSystem（综合）OpenCablingSystem（开放）1.定义：它是智能建筑信息传输的物理介质和神经中枢。通过对建筑的结构、系统、服务、管理等四个要素以及它们的内在联系，加以优化考虑，并提供出合理、高效、可靠、舒适、便利、安全的布线环境。2.特点：它可以使布线系统简单化、系统化、标准化，且有能力满足所有设备的连接、控制、管理，同时也可保证各个子系统在同一操作平台下的无缝连接，即使在工作终端发生变化时，也无须另外布线，甚至可以用重组网络拓扑结构的方法来适应系统硬件发生的变化。此布线系统应当兼容所有硬件，同时兼容所有软件。第二章布线子系统与现场总线技术3.标准：EIA/TIA568-A/B电信布线标准ISO/IEC11801国际布线标准EIA/TIATSB-67非屏蔽双绞线布线标准美国标准、欧洲标准、中国标准、光纤标准4.布线系统的设计要领与要求:a.设计要领：总体方案设计:综合考虑近期与远期需求,主张干线分步到位,水平一步到位第二章布线子系统与现场总线技术b.布线系统设计的基本步骤：1.分析用户需求2.取得建筑物设计平面图3.系统结构设计4.布线路由设计5.可行性论证6.绘制综合布线施工图7.编制综合布线材料清单c.设计要求：六个子系统的选择网络拓扑的选择(星、树、环、混)d.设计指标：特性阻抗、结构回波损耗、衰减、近端串扰、环路直流电阻、传输延迟e.设计等级：建筑类型分类（针对布线系统可以分为:办公、综合、住宅）设计等级分类（基本型、增强型、综合型）第二章布线子系统与现场总线技术2.2布线系统产品和方案的选择1.产品：产地：美国、德国、英国、以色列、新加坡、台湾品牌：朗迅、IBM、AMP、BICC、KRONE、RIT2.布线方案比较：用途需求与控制方式决定了布线方案PDS(OCS):综合布线系统(开放式布线系统)ACS:屏蔽化布线系统SCS:结构化布线系统第二章布线子系统与现场总线技术2.3常用的系统与线缆PDS（PremissDistributionSystem）：OCS（OpenCablingSystem）GCS（GenericCablingSystem）非屏蔽双绞线（UTP）+光纤（FTP）+6个子系统ACS：屏蔽双绞线(STP)+光纤（FTP）+若干子系统SCS：各个子系统使用不同线缆,既可独立运行亦可集成护套线、同轴电缆、非屏蔽双绞线（UTP）第二章布线子系统与现场总线技术2.4布线系统的测试与验收测试:按设计指标使用专用仪器完成线序测试参数测试验收:内页--组织相关文件及验收文件外页--完成验收文件相关内容填写第二章布线子系统与现场总线技术2.5现场总线技术（计算机控制技术与计算机控制系统的发展过程）1.直接数字控制与集中控制系统（DDC﹑SCC）的特点:a.精度高﹑易于实现复杂控制和最优控制b.可靠性降低﹑风险高度集中c.线路太多﹑干扰太大d.开发大范围的系统很困难2.集散控制系统（DCS）的特点：a.风险分散﹑且对控制处理器的能力和可靠性要求降低b.使用网关使得开发技术趋于复杂c.组网手段以及网络结构不够灵活d.使用一般通信手段很难克服干扰第二章布线子系统与现场总线技术3.位总线系统（编码﹑载波﹑调制）4.现场总线系统BACNETPROFIBUSFFHARTCANLONWORKS（美国Echelon）：它采用LonTalk协议(LONWORKS的核心协议)，并进而开发出了特殊的通信芯片，即神经细胞芯片（也称神经源芯片）。LONWORKS的中文解释即为“一种规格适用于一切”。这种总线系统可以通过网络设备连接到任何局域网络上。软件部分的功能模块则是二次开发的重点内容。第二章布线子系统与现场总线技术思考题与习题1.简述布线系统的目的和意义。2.任意拓扑结构的网络是否都可以采用综合布线系统？为什么？综合布线系统采用的是星型网络拓扑结构3.综合布线系统由哪些主要的子系统组成？4.水平布线为什么需要大量的冗余设计？5.计算机与综合布线系统之间是如何连接的？6.交换机与集线器的工作原理有何不同？工作的协议层不同，所要解决的问题不同，所以工作原理不同7.任意控制方式是否都可以采用总线技术？为什么？**DDC﹑SCC（否）﹑DCS﹑FCS（是）8.在智能建筑中经常采用哪些总线方式，为什么？*第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术•关于网络与协议的补充内容•网络的发展过程、网络的分类方法(范围、用途、同异特性)•网络系统=通信网络(以计算机网络为主)+控制网络+其它网络•计算机网络由计算机（包括外部设备）、通信网络、通信协议三大部分组成。通信网络实现各计算机间的物理连接，而通信协议则使各计算机间可以自由地交换信息。•通信协议是两个通信实体之间在进行交换时对信息的格式（语法）、意义（语意）以及相对定时的约定。借助于它，各设备间可进行有序的信息交换。通信协议执行的基本功能有3个，它们是:•（1）建立标准的通信信道；•（2）建立标准的数据单元；•（3）建立一些必要的规则。第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术•在计算机网络系统方面有3个重要的标准化组织，它们是国际标准化组织ISO，美国因特网结构委员会以及美国电子电气工程师协会IEEE802委员会。•国际标准化组织ISO建立了开放式系统互连参考模型，简称OSI/RM。•因特网结构委员会制订的标准就是TCP/IP，TCP/IP是事实上的工业标准，现代的计算机网络产品均遵循这一标准。•IEEE802委员会专门从事对局部网络的标准化工作，它制订的局部网络标准得到了工业界的广泛支持，802标准是学习局部网络必不可少的部分。第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术3.1广域网络系统（接入网技术AccessNetwork）广域网络系统包括了用户线传输系统、复用设备、数字交叉连接设备、用户网络接口等等，而计算机或局域网与广域网的连接则称为接入技术.根据网络传输媒体的不同，通常又将广域网分为有线网络、无线网络两大类共计六种网络系统，它们分别为：宽带有线接入网络(高速、宽带)、计算机网络(高速、窄带)、有线电视接入网络(高速、宽带)、有线电信接入网络(低速、窄带)、卫星无线接入网络、无线移动接入网络。目前广域网络系统的发展趋势主要体现在以下几个方面：1.三网合一的实现（有线电视、电信、计算机）2.更广泛的网络覆盖支持3.网络的双向化（有线电视网的数字化、双向化）4.用户终端的PC化第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术典型城域宽带多媒体网络的逻辑结构：网络结构包含:Internet、本地城域网络、局域网、服务器、路由器、交换机三种接入方式：宽带IP网络、光纤同轴电缆混合网络、拨号上网第