杨晓飞 楼宇自动控制系统设计Word文件下载.docx

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本论文最后还对楼宇自动控制系统的设计方案进行了详细的介绍。

关键词：

智能建筑自动化系统消防系统办公自动化系统

目录

第一章绪论4

（一）课题背景4

（二）智能楼宇技术发展现状4

（三）智能楼宇概述5

第二章智能楼宇系统5

（一）消防系统6

（二）办公自动化系统6

（三）给排水系统8

（四）对讲系统8

（五）安全技术防范系统10

1.智能小区的发展11

2.基于可视IP电话的智能小区系统12

3.子系统13

（六）空调系统16

1.空调系统构成16

2.主要的组成设备17

3.中央空调系统优点17

4.户式中央空调的分类17

5.户式中央空调的工作原理18

6.商用中央空调系统19

7.停车场管理系统20

第三章智能楼宇的设计21

（一）楼宇自动化控制系统的组成21

（二）宇自动控制系统设计步骤23

（三）电监控系统的设计24

（四）宇自控系统方案设计25

第四章结论28

参考文献30

一、绪论

（一）课题背景

随着人类社会的不断发展，建筑在人们生活中的地位越来越重要。

从而使智能建筑成了信息时代的必然产物，成为了信息社会与经济国际化的需要。

建筑智能化的结构是由三大系统组成：

楼宇自动化系统（BAS）办公自动化系统（OAS）和通信自动化系统（CAS）。

而智能建筑往往是从楼宇自动化化控制系统开始，智能建筑内有大量的机电设备，如供配电设备、照明设备、给排水设备，他们为建筑人们生活和生产提供了必要的环境保障。

（二）智能楼宇技术发展现状

智能建筑（IntelligentBuilding）是指计算机和网络为核心的信息技术想建筑行业的应用与渗透，是当代高科技与古老的建筑技术相结合的产物，他完美的体现了建筑艺术与信息技术的结合，现已成为评价综合经济国力的具体表征之一，并将以龙头老大产业的面貌进入21世纪，成为当今世界各类建筑特别是大型建筑的主流。

随着科技和经济的不断发展，智能化建筑正逐渐普及并为人们所接受。

据初步统计表明，目前安装的智能化系统其使用效果都不是很理想。

因而造成资源的严重浪费，产生这种现象的原因有多方面，不但与产品质量及产品和系统的兼容性有关，也与方案确定及设计、施工过程中的质量控制有密切的关系。

因此选择一个好的设计是系统实施的关键。

尤其是现在，建筑内各种机电设备越来越多，越来越复杂，对机电设备的控制和管理要求也越来越高。

因此，对机电设备进行控制和管理的楼宇自控系统要求越来越严格，这标志着智能建筑时代的到来。

在目前高科技迅速发展的时代，节水、节电、节能，创造绿色工作环境、生活环境，已成为广大业主的一致要求，只有设计完整的楼宇自控系统，才能建成先进的智能建筑。

智能建筑目前已成为楼宇建设发展的必然趋势。

在其发展过程中，楼宇自控系统经历了从分散控制到集中控制，再到集散控制的几个阶段。

现在，楼宇自控系统正向开放式现场总线系统发展。

所以说楼宇自控系统的发展越来越完善，只有这样才能达到当今人们的要求。

楼宇自控系统的设计主要包括，空调通风监控系统、中央制冷监控系统、给排水系统、照明与动力系统/供配电系统、电梯监控系统等。

对这些系统的优化设计是节能的最关键之处。

因此被人们看的尤为重要。

所以说设计是首要问题，在加上良好的监督管理机制以及好的施工方法必定会取得良好的效果。

（三）智能楼宇概述

智能建筑（IntelligentBuilding）的概念是美国人最早提出的。

智能建筑中的智能化系统主要是由建筑设备自动化系统BAS（BuildingAutomationSystem）、通信网络系统CNS（CommunicationNetworkSystem）和办公自动化系统OAS（OfficeAutomationSystem）三大子系统组成。

这三大子系统再只能建筑中并非独立堆砌，而是利用计算机网络和通信技术，在各系统间建立其有机的联系，把原来相对独立的资源、功能等集合到一个相互关联、协调和统一的完整系统之中，通过建筑物内所设的综合计算机网络管理子系统对各子系统进行科学高效的综合管理，以实现信息综合、资源共享，这就是智能建筑中的系统集成。

要实现系统集成，需要有一条标准等饿布线系统作为建筑物或建筑群内部之间的传输网络，它既使话音和数据通信设备、交换设备和其它信息管理系统彼此相连，又使这些设备与外部通信网络相连，这就是综合布线系统。

综合布线系统和公共通信网是实现智能建筑系统的桥梁。

智能建筑是指计算机和网络为核心的信息技术想建筑行业的应用与渗透，是当代高科技与古老的建筑技术相结合的产物，他完美的体现了建筑艺术与信息技术的结合，现已成为评价综合经济国力的具体表征之一，并将以龙头老大产业的面貌进入21世纪，成为当今世界各类建筑特别是大型建筑的主流。

智能建筑主要有土建、机电、装潢、智能设备、计算机网络五部分组成。

土建部分如人之躯体，机电设备如人之器官，装潢部分如人之衣着，智能建筑的各个部分组成了一个统一体，缺一不可。

智能建筑的基本要素是通信系统的网络化和自动化、办公自动化和自能化、建筑自动化和建筑物管理服务的自动化。

智能建筑的最终目标是系统集成，也就是能将建筑物中所有分离的设备及其功能设备，有机的集合成一个能满足用户功能需要的完整体系，并朝着高速度、高集成度、高性能价格比的方向发展。

从系统的观点而言，系统性能的优劣即反映在系统总体结构和理性上，也反映在所采用的技术层次上和选用的设备是否具有RAS特性（可靠性、实用性、可维护性），在此基础上，系统达到的目的即优化程度则成为评价系统水平的核心。

二、智能楼宇系统

（一）消防系统

系统火灾是发生频率较高的火害，无论电器设备、装修材料、设内陈设都可能引发楼宇火灾，导致人员伤亡和财产损失。

而火灾最容易发生在人群周密和物资集中的地方损失尤以高程建筑最大。

随意，智能建筑的防火系统技术，在智能大厦中是应用最具代表性的。

智能大厦一般为高层或超高层，其BA系统中有一个非常重要的部分就是防火系统（也有人称消防系统）。

如果从消防角度来讲，智能大厦的防火系统应贯彻“以防为主、仿消集合”的方针。

及时发现并报告火情，控制火灾的发展、尽早扑灭火灾，确保人身安全和减少社会财产的损失，将火灾消灭的萌芽状态。

如果从智能大厦的整体结构来看，防火系统是一个不能缺少的重要部件。

随着科学技术的飞速发展，微电子技术、检测技术、自动技术和计算机技术在消防领域个到了广泛的应用，火灾探测技术、自动报警技术、消防设备连动控制技术、火灾监控系统等也有了长足的发展。

防火系统从过去的简单、被动的消防体系，演变为今天自动探测、自动报警的智能消防系统。

楼宇自动化的不断发展，堵楼宇的火灾防范提出了迫切严格的要求，所以智能防火系统必须具备以下特点：

1．能够准确的发现楼内火灾。

通过各类感烟传感器和温度传感器将火灾传到火灾报警控制器，由其及早的发现和判断采取正确、适当的措施。

2．能够迅速的发出报警信号。

由火灾报警控制器发出火灾报警并正确的显示报警位置，指出发生火灾的地点及状况，保证一最快速度采取正确适当的措施。

3．系统的高可靠性。

在楼宇的不同楼层的不同地点采用中间继电器建立分级性维护结构，保证即使某一出探测器火探测线路出问题，系统仍然可以维持正常的功能，同时系统通过其自侧功能，尽早提供故障排除方法。

4．系统的综合系性。

防火系统除了火灾自动报警系统以外，还包括火灾广播通讯与人群疏散、消防排烟与连动控制、自动灭火等功能。

（二）办公自动化系统

办公自动化（OfficeAutomation，简称OA）于20世纪50年代提出，在80年代至90年代得到了飞速的发展[1]。

办公自动化是以先进的科学技术、信息、技术、系统科学和行为科学为支柱的一门综合性技术。

它以系统科学为理论基础，行为科学为主导，综合运用信息技术（包括微电子技术、计算机技术和通信技术等）完成各种办公业务，充分有效地利用信息资源，以提高生产效率、工作效率和工作质量，辅助决策，促进办公活动规范化和制度化，以达到既定的目标，获得更好的效果。

办公自动化是将现代化办公和计算机网络功能结合起来的一种新型的办公方式，是当前新技术革命中一个非常活跃和具有很强生命力的技术应用领域，是信息化社会的产物。

通过网络，组织机构内部的人员可跨越时间、地点协同工作。

通过OA系统所实施的交换式网络应用，使信息的传递更加快捷和方便，从而极大地扩展了办公手段，实现了办公的高效率。

办公自动化也是智能建筑的重要组成部分之一,实现办公自动化就是要利用先进的技术和设备来提高办公效率和办公质量,改善办公条件,减轻劳动强度,实现管理和决策的科学化,防止或减少人为的差错和失误。

办公自动化是多层次的技术、设备和系统的综合。

一个完整的办公自动化系统应包括信息的生成与输入、信息的加工与处理、信息的存储与检索、信息的复制、信息的传输与交流以及信息安全管理等功能。

传统的办公系统和现代化的办公自动化系统的最本质的区别是信息存储和传输的媒介不同，传统的办公系统利用纸张记录文字、数据和图形，利用照相机或摄象机胶片记录影象，利用录音机磁带记录声音。

这些都属于模拟存储介质，所利用的各种设备之间没有自动的配合，难于实现高效率的信息处理、检索和传输，存储介质占用的空间也很大。

现代化的办公自动化系统中，利用计算机和网络技术使信息以数字化的形式在系统中存储和流动，软件系统管理各种设备自动地按照协议配合工作，使人们能够高效率地进行信息处理、传输和利用。

办公自动化技术的发展将使办公活动向着数字化的方向发展，最终将实现无纸化办公。

办公自动化的模式：

1.事务型办公系统

应具有：

文字处理、文字安排、文件库管理、行文处理、邮件处理、文档资料处理、编辑排版、电子报表和其他数据处理。

对具有通信功能的多机事务处理型办公系统，应能担负起电视会议、联机检索和图形，图象，声音等处理任务。

2.管理型办公系统

具备事务型的全部功能，应增加管理信息系统（MIS）功能。

3.决策型办公系统

具备管理型的功能，增强辅助决策功能DDS，具有专家系统和人工智能组成的决策功能。

（三）给排水系统

建筑物内部基本的给水方式有以下几种：

　　1.直接给水方式。

适用于给水管网的水量、水压在一天内的任何时段都能满足建筑物内部需要。

　　2.水泵和水箱联合给水方式。

适用于室外给水管网压力低于或周期性低于建筑物内部给水管网所需压力，日-建筑物内部用水又很不均匀。

　　3.水泵给水方式。

适用于室外给水管网中压力在一天内的大部分时间里满足不了室内需要，且建筑物内部用水量大又很不均匀。

　　4.分区供水的给水方式。

适用层数较多的建筑物。

为了充分有效利用室外管网的水压，将建筑物分成上下两个供水区，下区直接在城市管网压力下工作，上区则巾水泵水箱联合供水。

　　给排水系统属建筑设备自动化系统的一部分，要求其运行安全可靠，实现水泵最佳运行控制。

　　给排水系统的监控——般采用两种方式，即现场控制和监控中心控制。

其最终目的是实现给排水的合理调度。

也就是说，无沦用户用水量怎样变化，小区中各个水泵都能及时改变其运行方式，实现水泵的最佳运行。

　　给排水的监控系统需随时监视大楼给排水量，并自动储水及排水；

当系统出现异常情况或需要维护时，及时发出信号，通知维管人员处理。

给排水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、水泵的故障报警、水泵的运行状态、水箱水位。

软件程序应满足自动控制要求，即根据水箱的高低水位信号来控制水泵的启／停，并且进行溢水和枯水预警。

当水泵出现故障时，备用水泵白动投入工作，同时发出报警。

同时，当发生火灾需要进行喷水灭火时，能够立即启动消防泵。

（四）对讲系统

智能楼宇可视对讲系统主要应用于楼宇内住户与外来访客之间提供双向通话，同时通过门口安装的摄像机为住户显示外来访客的图像，为住户是否让来访客人进入做出判断。

由于住户遥控防盗门的开关及向保安管理中心进行紧急报警是一种安全防范系统，能阻止不法分子非法进入，达到防盗的目的。

因为这种系统采用的是密码开锁或刷卡锁，使住户能方便地利用自己家的密码或卡片开锁，保证了密码开锁或刷卡锁的保密性能与唯一性（密码能按住户的要求随时改变——从而保证了密码不被他人发现）。

这种智能楼宇可视对讲系统还集成了家庭安全防范系统，当有一个探测器发出报警信号时，它通过智能楼宇可视对讲系统传输线路传递到管理中心，同时发出报警信号——声光信号，并在管理中心的主机上显示几号楼、几号单元、几号住户出现安全事故。

因管理中心的主机与电脑联网，所以实现了与安防中心联网的功能。

由此，安防监控中心可及时掌握和控制所管辖区域内的安全状况。

随着社会的发展，人类的进步，安全、舒适和先进的居住环境已成为现代化住宅小区（或智能化住宅小区）的基础，而智能楼宇可视对讲系统是营造这一基础的一个重要组成部分，这个系统将楼宇的入口、住户及小区物业管理部门三方面的通讯集成在同一网络中，组成防止住宅受非法侵入的重要防线，有效地保护了住户的人身安全和财产安全。

系统原理：

智能楼宇可视对讲系统是应用了单片机编程技术，双工对讲技术、CCD摄像及视频显示技术而设计的一种访客识别电控信息管理的智能系统。

住户楼门平时总是处于闭锁状态，避免非本楼人员在未经允许的情况下进入楼内。

本楼内的住户可以用钥匙或密码开门自由出入。

当有客人来访时，客人需在楼门外的对讲主机键盘按被访问的住户房号，同主人进行双向通话或可视通话，通过对话或图像确认来访者的身份后，如住户主人允许来访者进入，就用对讲分机上的开锁按钮键打开大楼入口门上的电控门锁，来访客人便可进入楼内，来访客人进入后，楼门自动闭锁。

住宅小区物业管理部门通过小区对讲管理主机，对小区内各住宅楼宇对讲系统的工作情况进行监视。

若有住宅楼入口门被非法打开，对讲系统出现故障，小区对讲管理主机就会发出报警信号和显示出报警的内容及地点。

小区楼宇对讲系统的主要设备是对讲管理主机、楼宇大门入口主机、用户分机、电控门锁、多（单）路保护器、电源等相关设备。

对讲管理主机设置在住宅小区物业管理部门的安全保卫值班室内，门口主机设置安装在各住户大门内附近的墙壁上或台上，系统可按用户要求进行不同的配置，如在同一幢大楼中可视与非可视系统可同时共用等等。

系统的主要类别有如下几种：

1.单户型——具备可视与非可视对讲、遥控开锁、主动监控，使住宅内的电话（与市话连接）、电视与单元型可视对讲主机组成单元系统等功能。

2.单元型——单元型可视与非可视对讲系统主机分直按式和拨号式。

直按式容量较小，分为15、18、21、27等户型类别，主要适应于十层以下的住宅。

它的主要特点是：

一按就应，操作简便。

而拨号式对讲系统的设计容量就大得多了，多为256户型类别，主要适应于十层以上的高层建筑。

它的特点是：

操作方式与拨号电话一样，界面豪华。

这两种系统都采用总线方式布线，它的解码类别分为楼层解码和室内机解码两种方式。

这种室内机常规与单户型的室内机兼容，均能实现可视与非可视对讲，遥控开锁等等诸多功能，并能挂接管理中心。

3.小区联网型——采用区域集中化管理（多功能）。

它不仅具备可视与非可视对讲、遥控开锁等多种功能，并能接收住宅小区内各种技防探测器的报警信息与紧急援助，主动呼叫辖区内任何一个住户或群呼所有住户实施广播功能。

功能扩展联网型系统实现了三表（水、电、煤）抄送、IC卡门禁系统与其他系统组成的小区物业管理系统。

上述三种方式是从简单到复杂、从分散到整体逐步发展而成的。

小区联网型系统是现代化住宅小区管理的一种标志，是实现可视与非可视楼宇对讲系统的最高级形式。

（五）安全技术防范系统

近年来随着市场经济发展的不断完善及城市规划水平的不断提高，传统的相对离散的居民住宅向现代相对集中的社区建设发展。

一个现代化的居民小区集居民住宅及满足居民生活所需而配套设置的金融、商业、文化、教育、娱乐等机构为一体，人流物流相对集中，而地域相对开放。

居民购买及入住小区除对社区的生活设施、房屋质量关心外，对小区的安全环境也及为关注。

随着城市社区环境美化、文明程度要求的不断提高，传统的住宅围墙和防盗栅栏等简单防护设施既破坏社区的整体形象，也不能完全有效的阻止犯罪分子的破门而入，同时紧锁的铁门和护栏在发生火灾、地震等紧急情况时，使人难以逃生。

因此社区防范的现代化、智能化，居民财产的防盗防劫已成为政府和居民关注的问题,也可提升楼盘的品位成为新的卖点。

智能小区安全防范系统主要由以下几个子系统组成：

*闭路电视监控系统

*楼宇可视对讲及门禁管理系统

*围墙周界红外线报警系统

*停车场管理系统

*背景音乐系统

*安居宝第三代智能小区系统

小区智能化建设在我国虽然起步较晚，但发展非常迅速。

随着互联网（Internet）的普及，很多小区都已实现了宽带接入，信息高速公路已铺设到小区并进入家庭。

智能小区系统采用TCP/IP技术的条件已经具备。

智能小区系统的运行基础正由小区现场总线向Internet转变。

1.智能小区的发展

智能小区的核心是网络。

从网络角度来看，智能小区的发展大致可以分为四个阶段。

（1）分散控制阶段

这一阶段属于智能小区的萌芽期。

在这一阶段里小区中各系统互相独立、互不兼容，各系统只能单独分散运行。

系统中仅采用简单地发码、解码电路或RS－485进行小区域单个建筑物内的通讯，无法实现整个小区内大面积组网。

这种分散控制的系统，互不兼容各自为政，不利于小区的统一管理，系统功能相对较为单一。

（2）现场总线阶段

小区智能化建筑进入1998年以后，组网已是最基本的要求。

因此，小区的控制网络技术，广泛地采用现场总线技术。

如CAN、BACNET、LONWORKS和国内AJB－BUS、WE－BUS以及一些利用RS－485技术实现的总线等等。

采用这些技术可以把小区内各种分散的系统互联组网、统一管理、协调运行，从而构成一个相对较大的区域系统。

现场总线技术在小区中的应用，使智能小区系统向前迈出了一大步。

智能小区进入了成长期。

目前现场总线技术是智能小区系统的主流技术。

（3）TCP/IP网络技术阶段

现场总线技术虽说成熟，但存在着百家争鸣、百花齐放的现象。

在一个小区中有可能存在多种总线并存的现象。

这样就会出现各功能系统间因采用现场总线技术不同而互不兼容，不能共用一条总线。

因此，系统不兼容，而且还要重复布线。

使得小区有多家公司进驻小区布线，造成费用高、维护不便、不利于今后系统的扩充。

随着Internet的发展，TCP/IP技术已显示了巨大的生命力。

TCP/IP协议是目前世界上采用最为普及的一种开放式的标准，并且有取代现场总线的趋势。

它的采用可以避免现场总线技术所带来的各自为政、互不兼容的缺点。

智能小区建设进入2000年以后，国内已经有企业在开发基于TCP/IP协议的智能小区系统。

但这些企业仅仅利用先进的TCP/IP技术完成数字信号的传输，因此系统功能较为简单只能实现家庭安防、家电控制和三表数据远传等功能。

对系统中最基本的可视对讲功能却无法实现。

系统中除了具有网络线以外，还要布语音线和视频线。

在这一阶段中，各企业的产品仅采用价格比较低廉的8位微处理器加上TCP/IP协议包做成的简易上网模块和网关而实现。

不能充分利用互联网的优势。

因此这一阶段仅仅是智能小区向Internet的过渡期。

（4）可视IP电话阶段

现场总线阶段解决了小区各设备分布式控制集中管理和在小区内实现区域性联网的问题。

TCP/IP网络技术阶段解决了与Internet无缝连接，实现通讯协议统一兼容的问题。

而可视IP电话阶段，则全面解决了语音、视频、数据在网上传输问题，使智能小区系统在真正意义上实现与Internet溶为一体，从而实现数据、语音、视频三线合一。

这一阶段才是智能小区发展中的成熟期。

目前，作为行业龙头企业的安居宝公司在这一方面做了有益的研究和探索，并已经取得了成功。

2.基于可视IP电话的智能小区系统

可视IP电话与通常说的可视电话不同，普通的可视电话是采用ITU－TH·

324协协议，在电话网上使用V·

34/V·

34＋调制解调器进行低速率多媒体通信。

虽说这种可视电话也可以实现实时语音、数据、视频传送，但因传送速率低仅可以使用调制解调器通过电话线传送，而使其推广使用受到限制。

因此在计算机网络充分普及的今天，在智能小区中采用这种可视电话技术是不适宜的。

当前很多小区已实现宽带接入，即千兆到小区、百兆到楼底、十兆进户。

这样就给数据、语音、视频信号提供了一条高速通道。

利用好这一通道，就能解决智能小区中数据、语音、视频三线合一的问题，也就能打破阻碍智能小区系统向前发展的瓶颈。

使智能小区系统产品从真正意义上实现网上通，TCP/IP技术的优势才能得到彻底地体现。

　　可视IP电话是一种利用Internet或其它基于IP网络作为传输载体，实现可视IP电话到可视IP电话，可视IP电话到PC、PC到PC之间的语音、视频、数字通信的技术。

可视IP电话采用ITU－TH·

323协议。

ITU－T颁布的H·

323是关于"

基于分组网络的多媒体通信系统"

的协议。

从总体上来说H·

323是一个框架性的建议,它涉及到终端设备、视频、音频和数据传输、通信控制、网络接口等方面的内容。

还包括了组成多点会议的多点控制单元（MCU）、多点控制器（MC）、多点处理器（MP）、网关（GW）以及H·

323独有的网守（GKGaterkeeper）。

它实际上是一系列协议。

H·

323已成为IP电话中的一个标准。

使用H·

323协议开发出来的产品，就可以在网上互通，能实现整个Internet上的可视IP电话功能。

　　在网上为了实现视频和音频信号的传输就必须把视频音频信号转换成数字信号进行压缩编码，并分组打包通过IP网传送到接收方。

接收方再进行相反的过程还原出视频音频信号。

　　安居宝公司的基于可视IP电话的智能小区系统按其网络层次,可划分为家庭网络（Homenet）、小区以太网（Ethernet）、互联网（Internet）三部份。

（1）家庭网络主要是指小区住户内部的控制网络，由家庭总线构成，主要用来完成户内的家电控制、三表自动抄表、家庭安居防盗的信号传输。

家庭网络与小区以太网相连，是通过可视IP电话充当家庭网关而实现的。

（2）小区以太网是智能小区系统运行的基础，可视IP电话的双向可视对讲、小区门禁系统、周边防范、网上监控、小区巡更、信息发布、小区公用电器及设备控制等等，都是在小区以太网的基础上实现运行的。

（3）互联网是小区外部的扩展，小区内的住户可以通过互