爱达老年公寓系统设计与实现毕业设计论文.docx
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爱达老年公寓系统设计与实现毕业设计论文
摘要
随着全球计算机技术、现代通信技术迅速、不断的发展，人们对信息的需求也是越来越强烈，使综合布线将会成为建筑的配套设备，综合布线将会与建筑的结合更加紧密，导致具有楼宇管理自动化、通信自动化、办公自动化等功能的智能建筑在世界范围蓬勃兴起，而综合布线系统正是智能化建筑内部各系统之间、内部与外界进行信息交换的硬件基础。
楼宇综合布线系统是现代化大楼内部的“信息高速公路”，综合布线是信息高速公路在现在大楼内的延伸。
综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。
通过它可使话音设备、数据设备、交换设备及各种控制设备与信息管理系统连接起来，同时也使这些设备与外部通信网络相连的综合布线。
将所有的语音、数据、电视设备的布线组合在一套标准的布线系统上，并且将各种设备终端的插头插入标准的信息插座。
沈阳爱达老年公寓主要老人居住室、办公室、健身室、医务室、阅览室等多个部门，利用水平子系统、垂直子系统、工作区子系统、管理间子系统等来进行布线，以方便管理网络，布线系统应具有开放的模块化结构，可以灵活地进行资源分配，线路管理、变更和扩展。
并且具有兼容性和开放性，提供一个标准化、高带宽、低成本的网络环境，一个安全、有序，便于管理的设备安装及连接环境。
关键词：
综合布线，老年公寓
1引言
综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。
它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部相连接。
它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。
综合布线系统是一套用于建筑物内或建筑群之间为计算机、通信设施与监控系统预先设置的信息传输通道。
它将语音、数据、图像等设备彼此相连，同时能使上述设备与外部通信数据网络相连接。
它是为适应综合业务数字网（ISDN）的需求而发展起来的一种特别设计的布线方式，它为智能大厦和智能建筑群中的信息设施提供了多厂家产品兼容，模块化扩展、更新与系统灵活重组的可能性。
既为用户创造了信息系统环境，强化了控制与管理，又为用户节约了费用，保护了投资。
综合布线系统已成为现代化建筑的重要组成部分。
综合布线系统应用高品质的标准材料，以非屏蔽双绞线和光纤作为传输介质，采用组合压接方式，统一进行规划设计，组成一套完整而开放的布线系统。
该系统将语音、数据、图像信号的布线与建筑物安全报警、监控管理信号的布线综合在一个标准的布线系统内。
在墙壁上或地面上设置有标准插座，这些插座通过各种适配器与计算机、通信设备以及楼宇自动化设备相连接。
综合布线的硬件包括传输介质（非屏蔽双绞线、大对数电缆和光缆等）、配线架、标准信息插座、适配器、光电转换设备、系统保护设备等。
综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括：
传输介质、相关连接硬件（如配线架、连接器、插座、插头、适配器）以及保护设备等。
这些部件可用来构建各种子系统,它们都有各自的具体用途,不仅易于实施,而且能随需求的变化而平稳升级。
1.1本课题的研究意义
当今世界已进入信息时代，随着全球社会信息化与经济国际化的发展，很多建筑物在建设时就要考虑到网络建设的需要。
为了统一建筑物中各种自动化系统的应用，出现了综合布线系统。
综合布线技术的目标，是将一个建筑物中的所有计算机网络、电话系统、监视和保安系统等系统，合成为一个具有统一结构、采用相同材料并实施统一管理的完整实体。
在综合布线系统中，利用高品质的非屏蔽双绞线UTP来取代传统使用的同轴电缆和专用线路，可同样实现高速的数据传输、减少线间干扰等，再利用多种类型的适配器，将所有系统纳入到综合布线系统中。
本文主要对综合布线中的建筑物地上部分线缆及通信设备的布线方案设计进行了研究，并简要讨论智能建筑的一些基本概念和综合布线的基本知识。
由于综合布线涉及到建筑、计算机、通信和自动控制等学科和行业，所以我要对它们分别加以详细论述。
本人选做这个课题的重要目标是，希望通过本文的系统阐述，使人们建立起综合布线技术的基本概念，从而使综合布线这一概念更加深入人心；使人们认识到综合布线的重要性，它是智能建筑的中枢神经系统，也是建筑智能化必备的基础设施；使人们认识到综合布线是多学科交叉的技术领域，它已全面地应用了电气工程、通信工程与计算机网络的最新技术；使人们对我国在综合布线上的研究成果以及存在的不足有一定认识；使我们日后在进行智能大楼的综合布线设计时，要针对智能大楼的建设规模，并结合其总体规划、电器设备数量和工作特征以及信息化需求程度，从而提出智能大楼综合布线的一整套解决方案，使其兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性与经济性得到最大发挥，从而在设计、施工和维护方面给人们带来尽可能多的方便。
1.2综合布线系统的国内外概况
回顾历史，综合布线的发展首先与通信技术和计算机技术的发展密切相关。
传统的布线，如电话、计算机局域网等，都是由不同的单位设计和安装，布线也采用不同的线缆和不同的终端插座，各系统相互独立。
如电话、计算机局域网和公共广播采用一对双绞线，闭路电视采用射频同轴电缆。
而且，连接这些终端插头、终端插座及配线架均无法兼容。
当办公环境改变，需调整办公设备或随着新技术的发展，需要更换设备时，就必须重新布线。
这样增加新电缆并留下不用的旧电缆，天长日久，导致了建筑物内包容了一个杂乱无章的线缆“迷宫”。
因而管理和维护不便，改造也十分困难。
综合布线的发展也与建筑自动化系统密切相关。
早在50年代初期，一些发达国家就在高层建筑中采用电子器件组成控制系统。
各种仪表、信号灯以及操作按键通过各种线路接至分散在现场各处的机电设备上，用来集中监控设备的运行情况，并对各种机电系统实现手动或自动控制。
由于电子器件较多，线路又多又长，因而控制点数目受到很大的限制。
随着微电子技术的发展，建筑物功能的日益复杂化，到了60年代末，开始出现数字式自动化系统。
70年代，建筑物自动化系统迅速发展，采用专用计算机系统进行管理、控制和显示。
80年代中期开始，随着超大规模集成电路技术和信息技术的发展，出现了智能化建筑物。
1984年，首座智能建筑在美国出现后，传统布线的不足就更加暴露出来。
随着全球社会信息化与经济国际化的深入发展，人们对信息共享的需求日益迫切，需要一个适合信息时代的布线方案。
美国电话电报公司贝尔实验室的专家们经过多年的研究在对该公司的办公楼和工厂的试验取得成功的基础上，于80年代末期在美国率先推出了结构化布线系统，即建筑与建筑群综合布线系统。
当综合布线系统最早应用在国内智能建筑的时候，还是只是作为语音和数据的传输通道，当时楼宇自动化系统（BAS）和安保系统（SA）等的布线仍然独立进行，因此可以说综合布线系统的应用意义并没有得到真正的完全实现。
然而，随着国内对智能建筑集成化的要求不断提高，作为智能建筑“信息高速公路”的综合布线系统不仅承担语音和数据传输的功能，更被要求能够与楼宇自动化系统（BAS）、安保系统（SA）等更紧密的结合使用。
随着新标准、新技术和新产品的不断出现，和国内对智能建筑集成化的要求不断提高，相信综合布线会越来越多地在各地的智能建筑项目中得到体现，使得国内的应用更向国际化接轨。
2综合布线系统设计
2.1设计原则与设计标准
2.1.1设计原则
（1）实用性：
能支持多种数据通信、多媒体技术及信息管理系统等，能够实现现在和未来技术的发展。
（2）灵活性：
任意信息点能够连接不同类型的设备，如微机、打印机、终端、服务器、监视器等。
（3）开放性：
能支持任何厂家的任意网络产品，支持任意网络结构，如总线型、星型、环形等。
（4）模块化：
所有的接插件都是积木式的标准件，方便使用、管理和扩充。
（5）扩展性：
实施后的综合布线系统是可扩充的，以便将来有更大需求时，能够容易将设备安装接入。
（6）经济性：
一次性投资长期受益，维护费用低，是整体投资达到最少。
沈阳爱达老年公寓主要老人居住室、办公室、阅览室等多个部门，利用水平子系统、垂直子系统、工作区子系统、管理间子系统等来进行布线，以方便管理网络，布线系统应具有开放的模块化结构，可以灵活地进行资源分配，线路管理、变更和扩展。
并且具有兼容性和开放性，提供一个标准化、高带宽、低成本的网络环境，一个安全、有序，便于管理的设备安装及连接环境。
2.1.2设计标准
本文采用以下设计标准：
（1）GB50311-2007《综合布线系统工程设计规范》
（2）GB50312-2007《综合布线系统工程验收规范》
（3）YD5082-1999《建筑与建筑群综合布线系统工程设计施工图集》
（4）ISO/IEC11801：
2002《信息技术——用户房屋综合布线》
（5）YD/T926.1-2001：
《大楼通信综合布线系统》
（6）EN50173《综合布线系统设计》
2.2爱达老年公寓用户需求分析
爱达老年公寓位于沈阳市大东区民强三街。
大楼共分为三层，共有141个房间。
中心机房设在一楼。
依据要求：
公寓楼内信息点总数为268个，系统设计采用星型拓扑结构，共分为6个子系统，即：
建筑群子系统、工作区子系统、水平子系统、管理区子系统、垂直子系统和设备间子系统。
布线采用超5类布线系统，作为信息传输基础的综合布线系统，以中心机房联成一个有机的整体，是系统具备稳定可靠、高速率、标准、开放、灵活、适用、可扩展的性能特点。
整个综合布线系统支持语音（模拟和数字）、数据以及综合信息的高质量和高速传输能适应不同厂商和不同类型的网络和计算机产品的接入。
如图2.1所示。
图2.1爱达老年公寓大门
爱达老年公寓网络用户集中且网络流量大，关注网络的可运营和可管理特性。
根据用户需求，本方案采用综合布线系统最终为用户提供一个开放，便捷，灵活，先进的可扩展路线基础，可提供数据和语音信息。
每个单元的电脑都可通过布线系统与配线间的交换机相连，实现高速上网。
为爱达老年公寓计算机网络系统数据，全面实现管理的智能化、集成化，把计算机通信网络建成一个高起点、高标准、功能设施一流、且具有高开放性和平滑升级性的网络平台。
2.3爱达老年公寓平面图
2.3.1爱达老年公寓卫星图
爱达老年公寓位于沈阳市大东区民强三街。
大楼共分为三层,共有141个房间，占地约8000m2。
如图2.2所示。
图2.2爱达老年公寓卫星图
2.3.2爱达老年网络拓扑图
爱达老年公寓网络拓扑结构为星型，采用一台核心路由器与广域网连接，内部设置局域网。
如图2.3所示。
图2.3爱达老年公寓网络拓扑图
2.3.3爱达老年公寓平面图
爱达老年公寓一层一共有44个房间。
其中包括厨房，餐厅、库房、水房、老人起居室、办公室和健身房。
如图2.4所示。
图2.4爱达老年公寓一层平面图
爱达老年公寓二层一共有52个房间。
其中包括医务室、输液室、老人活动室、水房、老人起居室和办公室。
如图2.5所示。
图2.5爱达老年公寓二层平面图
爱达老年公寓三层一共有49个房间。
其中包阅览室、水房、老人居住房间、办公室和健身房。
如图2.6所示。
图2.6爱达老年公寓三层平面图
3爱达老年公寓综合布线的详细设计
3.1综合布线的详细设计
综合布线系统是一套用于建筑物内或建筑群之间为计算机、通信设施与监控系统预先设置的信息传输通道。
它将语音、数据、图像等设备彼此相连，同时能使上述设备与外部通信数据网络相连接。
它是为适应综合业务数字网（ISDN）的需求而发展起来的一种特别设计的布线方式，它为智能大厦和智能建筑群中的信息设施提供了多厂家产品兼容，模块化扩展、更新与系统灵活重组的可能性。
既为用户创造了信息系统环境，强化了控制与管理，又为用户节约了费用，保护了投资。
综合布线系统已成为现代化建筑的重要组成部分。
目前在综合布线系统领域广泛遵循的标准是EIA∕TIA568A，即（CommericalBuildingTelecommunicationsWiringStandard）,ISO∕IEC11801,EN50173.各布线系统器件生产厂家遵照此标准提供了自己的布线产品系列。
根据美国电子工业协会∕通信工业协会EIA∕TIA568A标准，综合布线系统划分为六个子系统，这六个部分中的每一部分都相互独立，可以单独设计，单独施工，更改其中一个子系统时，均不影响其他子系统。
3.2工作区子系统
工作区子系统又称为服务区子系统，它是由RJ-45跳线与信息座所连接的设备（终端或工作站）组成。
它是布线系统中与用户直接接触的界面，是放置应用系统终端设备的地方。
该区域由终端设备连接到信息插座之间的设备组成，用接插线在终端设备和信息插座之间搭接。
它包括装配软线，适配器和连接所需的扩展软线，插座盒或面板。
它相当于电话系统中的连接电话机的用户线及电话机终端部分。
工作区子系统中所使用的连接器必须具备有国际ISDN标准的8位接口，这种接口能接受楼宇自动化系统所有低压信号以及高速数据网络信息和数码声频信号。
3.2.1工作区子系统的设计原则
（1）总额或不限系统工作区内线槽的敷设要合理、美观
（2）信息插座设计在距离地面30厘米以上。
（3）信息插座与电源插座应保持30厘米的距离。
（4）信息插座与计算机设备的距离保持在5米范围内。
（5）网卡接口类型要与线缆接口类型保持一致。
（6）所有综合布线系统工作区所需要的信息模块、信息插座、面板的数量要准确。
3.2.2工作区子系统设计
爱达老年公寓工作区子系统由信息插座延伸到终端设备的整个区域，即将一个独立的需要设置终端设备的区域划分为一个工作区。
工作区子系统包括水平配线系统的信息插座、连接信息插座和终端设备的跳线以及适配器。
在相应办公区域、阅览室、老人居住室墙面上安装信息插座，通过插座既可以引出电话、也可以连接数据终端及其弱电设备等。
信息出口采用双口墙面型面板和超五类模块。
工作区设计要考虑以下几方面：
水平双绞线的安装长度不应该超过90m。
在每个信息插座旁边要求有1个单相电源插座，以备计算机或其他有源设备使用，信息插座与电源插座间距不得小于30cm。
墙面型信息插座通常安装在离地面30cm处。
水平双绞线从房间内的信息点引出并连接到相应的配线机柜内。
采用PVC线槽安装。
在每个工作区需要设置一个计算机网络数据点或语音电话点。
下图为爱达老年公寓办公室信息点的设计。
这间办公室有2位工作人员，配置1个数据点和1个语音点的基本要求，设计两个双口信息插座，1个RJ-11语音口插座，1个RJ-45数据口。
用网络跳线与计算机连接，用语音跳线与电话机连接。
如图3.1所示。
图3.1爱达老年公寓办公室信息点施工设计图
3.3水平子系统设计
水平子系统也称为水平干线子系统，水平线缆将干线线缆延伸到用户工作区。
水平子系统应由工作区信息插座模块、模块到楼层管理间连接缆线、配线架、跳线等组成。
实现工作区信息插座和管理间子系统的连接，包括工作区与楼层管理间之间的所有电缆、连接硬件（信息插座、插头、水平传输介质的配线架等）、跳线线缆及附件。
结构为星型结构。
信道总长度不应该大于2000m。
水平子系统采用4对非屏蔽双绞线组成，它们能支持大多数现代通信设备。
图3.2爱达老年公寓一层布线图
图3.3爱达老年公寓二层布线图
图3.4爱达老年公寓三层布线图
3.4管理子系统设计
管理子系统也称为管理间子系统，管理子系统由交联、互联、和I/O组成。
管理间是楼层的配线间，管理子系统为其他子系统互联提供手段，他是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备，其主要设备是配线架、交换机等网络设备，以及机柜和电源等。
交连和互连允许将通信线路定位和重定位在建筑物的不同部分，以便能更容易的管理通信线路。
I/O位于用户工作区和其他房间或办公室，使在移动终端设备时能够方便的进行插拔。
3.4.1管理间子系统的设计原则
（1）统计分析每个楼层信息点总数，估算信息点线缆的长度，注意最远信息点缆线的长度，保证各个信息点双绞线的长度不要超过90米。
（2）信息点数量不大于400个，水平线缆长度在90米范围以内，宜设置一个管理间，当超出这个范围时应该添加管理间。
（3）管理间电源，应提供不少于两个220v带保护接地的单相电源插座标准。
（4）管理间的温度，应为10~35度，湿度保持在20%~80%。
（5）噪声，设备间内的噪声应小于70dB。
（6）电磁干扰，无线电的干扰频率应在0.55~1000MHZ范围内，磁场干扰强度不大于800A/M。
（7）为了保证设备的使用安全，设备间应安装相信的消防系统，陪防盗门。
（8）管理间应采用外开丙级防火门，门宽大于0.7m。
3.4.2爱达老年公寓管理间设计
爱达老年公寓管理间设置在楼道的壁挂式机柜内。
在机柜内安装锐捷交换机。
3.4.3爱达老年公寓网络和语言信息点统计
爱达老年公寓分为三层，分为网络信息点136个，语音信息点132个，共268个信息点。
如图3.5爱达老年公寓网络和语言信息点统计表图所示。
图3.5爱达老年公寓网络和语言信息点统计表图
3.5垂直干线子系统设计
垂直干线子系统是楼群内的主干通信系统。
垂直干线子系统连接通讯室、设备间和入口设备,包括主干电缆、中间交换和主交接、机械终端和用于主干到主干交换的接插线或插头。
主干布线要采用星形拓扑结构,接地应符合EIA/TIA607规定的要求。
垂直干线子系统由设备间的配线设备和跳线以及设备间至各楼层分配线间的连接电缆组成。
3.5.1垂直干线子系统设计原则
（1）在确定干线子系统所需要的电缆总对数之前，必须确定电缆中话音和数据信号的共享原则。
（2）应选择干线电缆最短，最安全、最经济的路由。
（3）干线电缆可采用点对点端接，也可采用分支递减端接以及电缆直接连接的方法。
（4）如果设备间与计算机房处于不同的地点，而且需要把话音电缆连至设备间，把数据电缆连至计算机房，则宜在设计中选干线电缆的不同部分来分别满足话音和数据的需要。
3.5.2垂直干线子系统设计
垂直干线子系统把各分层配线架与主配线架相连。
用主干电缆提供楼层之间通信的通道，使整个布线系统组成一个有机的整体。
垂直干线子系统采用分层星型拓扑结构，每个楼层配线间均需采用垂直主干线缆连接到大楼主设备间。
出于成本的考虑沈阳爱达老年公寓垂直干线子系统设计在电梯间内设置弱电井，将垂直干线子系统敷设在电梯间的弱电井内。
垂直干线子系统设计如图3.6所示。
图3.6垂直干线子系统
3.6设备间子系统设计
设备间子系统也称为设备子系统。
设备间子系统是综合布线的最主要节点。
它由设备间的电缆、连接器和有关的支撑硬件组成。
该子系统还包括设备间和邻近单元如建筑物的入口区中的导线，所有的高频电缆均汇总于此。
设备间子系统是综合布线系统中为各类信息设备提供信息管理、信息传输服务的。
设备间是一个安放共用通信装置的场所，是通信设施、配线设备所在地，也是线路管理的集中点。
设备间子系统由引入建筑的线缆、各种公共设备（如网络服务器、各种控制系统、网络互联设备、监控设备）和其他连接设备（如主配线架）等组成，把建筑物内公共系统需要相互连接的各种不同设备集中连接在一起，完成各个楼层水平子系统之间的通信线路的调配、连接和测试，并建立与其他建筑物的连接，形成对外传输的通道。
爱达老年公寓设备间设置在一楼的122房间。
设备间内安装了大量的硬件设备。
这些设备的运行需要相应的温度、湿度、供电防尘等要求。
设备间内的环境设置依据国家计算机用房《GB50174-93电子计算机机房设计规范》。
3.7无线局域网络组建
无线网络的初步应用，可以追溯到五十年前的第二次世界大战期间，当时美国陆军采用无线电信号做资料的传输。
他们研发出了一套无线电传输科技，并且采用相当高强度的加密技术。
当初美军和盟军都广泛使用这项技术。
这项技术让许多学者得到了灵感，在1971年时，夏威夷大学（UniversityofHawaii）的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络，这被称作ALOHNET的网络，可以算是相当早期的无线局域网络（WLAN）。
这最早的WLAN包括了7台计算机，它们采用双向星型拓扑（bi-directionalstartopology）,横跨四座夏威夷的岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛（OahuIsland）上。
从这时开始，无线网络可说是正式诞生了。
虽然目前几乎所有的局域网络（LAN）都仍旧是有线的架构，不过近年来无线网络的应用却日渐增加，主要应用在学术界（像是大学校园）、医疗界、制造业和仓储业等，而且相关的技术也一直在进步，对公寓楼而言要转换到无线网络也更加容易、更加便宜了。
有线网络在某些场合要受到布线的限制：
布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。
特别是当要把相离较远的节点连接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长,对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞。
无线局域网就是解决有线网络以上问题而出现的。
3.7.1爱达老年公寓无线局域网的需求分析
爱达老年公寓一楼设有一间健身房、一间餐厅，二楼设有一间医务室、一间活动室，三楼设有一间阅览室。
在这五间房间内设置无线，为老人们在娱乐、吃饭、阅读的同时，能享受便利、开放、高速的无线网络。
3.7.2爱达老年公寓无线局域网设计
爱达老年公寓一楼设有一间约70m2的健身房。
健身房主要向老人们提供室内健身的场所和器材。
在这里安装一台无线路由器，可以让老人们在健身休息的同时，享受高速无线上网。
如图3.7所示。
图3.7爱达老年公寓一楼健身房
爱达老年公寓一楼设有一间约77m2的餐厅。
通过调查了解到，一些老人喜欢在吃过饭之后喜欢在这里休息一下，或者不方便的老人也经常来餐厅坐坐。
在这里安装一台无线路由器，可以让老人们在休息的同时，享受高速无线上网。
如图3.8所示。
图3.8爱达老年公寓一楼餐厅
爱达老年公寓二楼设有一间约94m2的医务室。
一些老人在医务室打点滴时候简直是一种煎熬，而在这里安装一台无线路由器，可以让老人们在无聊的时候，享受高速无线上网。
如图3.9所示。
图3.9爱达老年公寓二楼医务室
爱达老年公寓二楼设有一间约68m2的活动室，在这里安装一台无线路由器，可以让老人们进行一些娱乐项目的同时，享受高速无线上网。
如图3.10所示。
图3.10爱达老年公寓二楼活动室
爱达老年公寓三楼设有一间约68m2的阅览室，在这里安装一台无线路由器，可以让老人们在阅读的同时通过无线网络查阅资料，享受高速无线上网。
如图3.11所示。
图3.11爱达老年公寓三楼阅览室
3.8爱达老年公寓路IP地址分配表
表3.1爱达老年公寓IP地址分配表
三楼（192.168.14.0）
房间号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
IP
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
房间号
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
IP
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
房间号
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
IP
128
129
130
131
132
133
134
135
136
房间号
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
IP
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
房间号
45
46
47
48
49
IP
148
149
19
18
1
升级会员 