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智能化集成系统是将不同功能的建筑智能化系统,通过统一的信息平台实现集成,以形成具体信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统。现有很多小区已完成部分子系统的建设,如火灾自动报警系统、楼宇可视对讲系统等,子系统因为建设的时间不一样,存在品牌多样化,产品技术相对滞后的情况,给系统集成带来了较大的难度,所以得寻找一个既能实现统一化集成管理平台,完成对小区的各个子系统进行统一管理。
1.智能建筑集成管理系统定义
智能建筑集成管理系统(Building Management System)是以分布式信息与控制理论为基础而设计的计算机分布式系统,综合利用现代计算机技术(Computer)、现代控制技术(Control)、现代通信技术(Communication)和现代图形显示技术(CRT)。BMS是智能建筑最为关键的神经系统,它需要解决多个复杂系统以及多种控制协议之间的互联性和互操作性问题。为使用者提供最佳的信息服务,创造安全、舒适、高效、环保的工作、生活环境。
系统集成的子系统包括通信网络(CNS)、信息网络系统(INS)、建筑设备监控系统(BAS)、火灾自动报警系统(FAS)、安全防范系统(SAS)。
2.1通信网络系统(CNS)集成
(1)每个通信子系统都必须提供标准的接口与符合国际标准的通信协议,实现与BMS、INS的集成。(2)接收并提供IBMS集成所必须的各种信息。
2.2 信息网络系统(INS)集成
(1) INS集成系统应根据用户需求与经济条件,逐步建成与完善,首先应解决事务型办公自动化和物业管理自动化系统。(2)INS应具备与BMS及CNS联网与集成的功能,既可实现近期工程集成的需求,又具备发展到IBMS的潜力。
2.3建筑管理系统(BMS)集成
(1)BMS的通信接口、通信协议等必须符合国际通用标准,并具备与相关机电等设备互联。(2) BMS应提供通过电话网,实现远距离通信与控制的能力(3)BMS应能实现广域网通信和由此而获得的资源共享与联动控制等功能。(4)BMS应提供与火灾自动报警及联动系统互联所必须的标准通信接口和特殊接口协议。
2.4建筑集成管理系统(IBMS)
(1)应根据用户使用和管理需求,把用户软、硬件平台、网络平台、数据平台等组成一个完整协调的集成系统,实现优化控制和管理,创造节能、高效、舒适、安全的环境。(2) IBMS应具备与BMS(SAS、BAS、FAS)、CNS、INS联网通信的能力,实现各系统之间语言、数据、图像的资源共享。
2.5住宅(小区)集成管理系统(IHMS)
(1)IHMS应具备与HMS(SAS、CMS、FAS、HC)、CNS、INS联网通信的能力,将分离的系统、设备有机地组成一整体。(2) 各智能化子系统与住宅(小区)集成管理系统IHMS之间可有不同的通信、连接。(3) 智能化系统集成采用系统集成、功能集成、网络集成,软件界面集成等集成技术和手段,分步实施。实现的关键在于解决系统之间的互连性和操作性。
3.集成系统目标
系统集成是对火灾自动报警系统、闭路电视监控系统、周界防范报警系统及楼宇可视对讲系统各个子系统集中管理。具体目标可以概括为以下几条:
(1)信息共享:这种信息包括各子系统之间需要交互的各种实时状态信息、联动信息、用户权限管理信息,和收集管理用户、物业管理需要的业务和办公自动化用的各类信息,还有来自外部的各类信息、数据、图文、音像等,通过收集整理、建成一个共享信息库,供用户和物业管理人员随时调阅察看。(2) 统一的报警、故障信息管理:建立集成平台,在集成平台上部署针对各个子系统的集中报警管理功能,将各系统的报警信息在实时传递到本系统值班操作员的基础上,同时以多种方式、实时地传送到集成管理平台。
4.集成系统建立框架
智能建筑集成管理系统采用J2EE技术路线,利用一些先进应用组件,可通过建立的数字平台融合成为一个独立于智能建筑系统厂商的平台,能够将小区内各种智能化子系统的信息资源汇集到一个平台之上,以统一的方式展现。整套系统可支持多种操作系统,例如下:系统分为四层:
第一层:人机接口层,用于各级操作员对系统的监视和操作,包括一般用户和管理员用户,有线与无线界面,这一层次主要通过ezONE业务基础平台的实时门户实现,支持个性化的用户界面,并包括一系列通用组件如用户权限、内容管理、通用查询、报表等。第二层:业务逻辑层,提供第一层的用户界面所需的经逻辑处理后的所有数据实现业务功能。第三层:数据管理层,提供系统运行所需数据的存储管理、备份、迁移等支持。第四层:数据通讯层(接口层),专用于数据采集和与外部系统或设备的数据交换,执行必要的协议转换。
5.集成系统数据库建立及设计
IBS集成系统包含一套兼具实时数据库功能的关系型数据库,具有实时、分布、事件驱动和远程在线下装的特点,各子系统的数据库保持独立,以OPC、JDBC方式与集成系统数据库交互数据,这种物理上的独立,体现了“集中管理、分散操作”的设计原则。
(1)接口网关设计:智能建筑系统的集成,是在各个差异性极大的子系统之间建立起互联和互操作的关系。如若弱电系统中各个子系统之间用了不同厂家的设备产品,集成难度更大,这必须要求IBS系统内含一套通用数据网关,向各种控制系统的上位机集成控制通讯网关。
(2)与RS232/485/ TCP产品连接方式:不符合统一标准的子系统设备,只要具备RS232、RS485串行通讯口或基于以太网(TCP/IP)的通讯接口,并提供其通讯指令集,则可通过通讯网关的XML Schema协议配置转换功能进行通用接口类型实例设置,无须编程既可生成设备驱动。
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)05(a)-0025-02
1984年美国联合科技的UTBS公司在康涅狄格(Connecticut Stste)州哈伏特(Hartford)市将一座金融大厦进行改造并取名City Place(都市大厦),主要是增添了计算机设备、数据通信线路、程控交换机等,使住户可以得到通信、文字处理、电子函件、情报资料检索、行情查询等服务。同时,对大楼的所有空调、给排水、供配电设备、防火、保安设备由计算机进行控制,实现综合自动化、信息化,使大楼的用户获得了经济舒适、高效安全的环境,使大厦功能发生质的飞跃,从而诞生了世界上第一座智能化楼宇。自此以后,世界上楼宇智能化建设走上了高速发展轨道。
近年来,电子技术(尤其是计算机技术)和网络通信技术的发展,使社会高度信息化,在建筑物内部,应用信息技术、古老的建筑技术和现代的高科技相结合,于是产生“建筑智能化”新型行业。
目前世界上的对楼宇智能化的提法很多,欧洲、美国、日本、新加坡及国际智能工程学会的提法各有不同,其中,日本的国情与我国较为相近,其提法可以参考,日本电机工业协会楼宇智能化分会把智能化楼宇定义为:综合计算机、信息通信等方面的最先进技术,使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作,实现建筑物自动化(BA)、通信自动化(CA)、办公自动化(OA)、安全保卫自动化系统(SAS)和消防自动化系统(FAS),将这5种功能结合起来的建筑,外加结构化综合布线系统(SCS),结构化综合网络系统(SNS),智能楼宇综合信息管理自动化系统(MAS)组成,就是智能化楼宇。
1 建筑物自动化(BA)
建筑物自动化系统综合运用各种现代化技术,实现了集中统一的自动化平台管理,使得在控制中心就可以对整个楼宇或者园区的暖通空调系统、自来水供水、污水排水、供配电系统、照明系统等进行控制和对建筑能耗进行计量统计。一方面系统本身可以通过系统内部优化运行提高效率、降低能耗;另一方面和安防、消防系统的联动控制,使各个系统之间紧密联系在一起、协调运行,使得整个楼宇或园区的全面管理变得直观高效。
1.1 暖通空调系统智能化控制
建筑物系统可实现对建筑中央空调系统的整体控制,从而使中央空调的送/回风系统,冷/热水系统,冷却水系统的协调运行,在满足房间温湿度、压差等的控制要求的前提下,实现系统的节能优化。具体表现在以下方面:
(1)在检测到办公室无人或者制造车间停产的时候,相应的空调系统自动进入闲置模式,房间的送风量缩减为正常工作时的一半,从而降低系统能耗。
(2)对冷冻、冷却水系统的循环水泵进行变频控制,取代传统的工频运行。在供回水温差远小于设定值时,降低循环泵的输出功率,减小循环水流量,避免不必要的能源浪费。
(3)焓值控制:在保证最小新风量的前提下,进行回风,新风焓值测量比较。如果回风的焓值大,并且需要提高送风温度,则增加回风风量,减小新风量。反之则增加新风量,减少回风量。
(4)根据具体情况使用转轮热回收或者乙二醇热回收系统,控制热回收系统,实现对房间排风余热的最大化回收利用。
(5)与会议室预订系统集成,在会议开始前几分钟自动提前开启空调送风,使会议室在开始会议之前通风换气并达到舒适的温度。
(6)集中的空调系统监控界面,使值班人员在控制中心就能够对整个工厂或园区的空调系统运行状况进行控制。有效防止了因下班忘记关空调而造成的能源浪费和系统损耗。
1.2 智能照明与灯光控制
智能照明控制系统实现的园区/工厂所有的照明用灯的集中管理。下班后,如果园区/工厂内某个区域的没有关灯,值班人员可以非常方便的通过控制中心电脑关闭相关区域的照明用灯,避免能源浪费。
在办公室还可装设存在感应器,当某区域没有人的时候,自动关闭该区域的照明用灯。并为荧光灯设置调光器,根据室内照度自动调整荧光灯功率输出。还可以安装自动百叶窗和室外照度感应器等组成自动感光遮阳系统,自动调节百叶窗的角度,在实现室内自然采光的同时避免阳光直射导致的反光和刺眼等不适。为生产提供舒适环境的同时,达到了很好的节能效果。
会议室里安装会议室管理系统,实现会议模式,演讲模式,视频播放模式的不同灯光效果的控制和会议室空调的工作模式控制。
1.3 能源监视
(1)对园区/工厂的自来水供水进行实时监控:既有园区/工厂的总供水量进行监控,又有各个建筑的总用量、各楼层用水量、空调系统用水量以及厕所洗浴用水量的分别计量监控。当出现水管漏水等情况时,很容易在监控中心及时分析发现故障点位置,快速进行检修,避免造成不必要的财产损失,大大提高了检修和故障排查的效率,节约了人力成本。同时可以生成用水量年月日报表,用于大楼运营费用的计算分析。
(2)对园区/工厂用电的功率、电流、电能等进行监控:按建筑、楼层、照明用电、空调用电等分别进行计量,并生成年月日报表。实现了远程自动抄表功能,不需要工作人员到现场对每块表进行抄表,大大节省了人力,提高了效率,减少了出错几率。通过这些报表数据,可对园区/工厂的生产用电,照明用电,空调用电等进行分析,为生产和运营的节能优化提供了有利的数据支持。
(3)对园区/工厂的天然气用量按建筑,楼层,功能等分别进行计量监控,为系统维护、故障排查、能耗计算和成本分析提供数据支持。
1.4 设备运行状态监视
对电梯、冷水机组、水泵、变压器、空压机、高校过滤器、网络交换机、风机、变频器、自动阀门、锅炉、空调机组、氮气系统以及各种工艺生产设备的工作/故障状态进行实时监控,发生故障时,发出报警信号。并对所监控设备进行运行时间统计,当设备累计运行时间接近设备使用寿命时,发出更换提醒。
集中的设备运行监控取代了传统的人员定期巡检,大大提高了大楼设备的维护和检修成本,并且能够更及时发现故障组织抢修,避免了由于故障发现不及时造成的生产设备或人员安全隐患。系统还具备故障报警和运行状态及参数记录功能,当系统出现复杂的运行故障,难以解决时,可以通过查看系统运行的历史报警信息和当时的相关运行参数,进行故障诊断和分析。
综上所述,建筑自动化系统通过现代高科技技术对楼宇的基础设施进行统一的控制管理,并在尽可能降低投资的同时,实现了各智能化子系统之间信息资源的共享、相关系统之间的互操作、快速响应和联动控制、自动监控和远程管理以及各个子系统的协调运行。它不仅大大提高了生产效率,也使人们的工作和生活条件得到了极大改善;同时还实现了能源的优化利用。
2 安全保卫自动化系统(SAS)
2.1 门禁与周界报警系
集中的智能门禁控制系统,对园区/工厂的不同区域或者房间按需要设置门禁控制,包括园区/工厂的大门,车辆出入的道闸,为每个员工的门禁卡设置不同的权限。同时将考勤记录功能集成到门禁系统中。
周界报警系统既可使用传统的红外探测系统,也可使用视频分析系统。并集成到门禁系统中,实现统一的管理平台。
2.2 视频监控
根据园区/工厂的规模,可选用模拟或者数字视频监控系统对整个园区/工厂的出入口、停车场、仓库、十字路口、道路转弯处、门禁控制点等处进行监视。视频监控系统与门禁系统、周界报警系统进行联动,一旦有门禁或者周界的非法闯入发生,视频监视系统就会立刻切换到非法闯入点的监视画面。对于安全要求比较高的建筑园区可以安装视频分析系统,可以对非法闯入的人员和车辆进行自动视频追踪,并发出报警信号。还可以对进出人员和车辆进行数量统计。
3 消防自动化系统(FAS)
根据国家标准和规范安装自动火灾报警系统、自动喷淋系统和消防广播系统。当有火警发生时,相应火灾区域自动发出报警信号、关闭相关防火卷帘门、相关排烟口和排烟风机动作。自动与供电系统和安保系统产生下列报警联动:
(1)门禁系统与火灾报警系统联动,当有火警产生时,门禁系统会自动释放报警相关区域的门禁控制,方便人员疏散和撤离。
(2)空调系统与火灾报警系统联动,火灾报警时,关闭相关区域空调系统,并防止火灾通过风管蔓延,同时保护空调设备。
(3)供电系统与火灾报警系统联动,火灾报警时,切断相关区域的设备供电,防止由于电缆或者电气设备着火,进而引发的电气火灾或者电气事故。
(4)视频监控系统与火灾报警系统联动,当有火警产生时,视频自动切换显示火灾报警点的画面,这样可以直观迅速的了解火灾现场的情况,为引导人员疏散和组织火灾扑救工作提供了及时准确的信息。
4 办公自动化系统(OA)
办公自动化系统是基于计算机和网络技术的各种办公自动化硬软件和系统的综合运用。主要硬件包含个人计算机、邮件服务器、文件服务器目,路由器,交换机,无线网络设备等。软件包含目前普遍应用的基于微软Windows操作系统的办公自动化软件Microsoft Office,IBM的协同办公软件Lotus-Note,客户关系管理软件CRM,以及企业资源计划软件ERP系统等。办公自动化系统的综合应用轻松的实现的大中型企业,跨过企业的总部和全球各地的分支机构的资源共享和协同工作。大大提高了工作效率,提升了企业竞争力。
5 通信自动化(CA)
智能建筑中的通信系统目前主要包含:基于程控数字用户交换机的电话系统、有线电视网(CATV)、计算机网络系统。电话系统是办公自动化基本的辅助工具。计算机网络为建筑自动化,安保自动化,办公自动化系统提供了统一的硬软件通信基础。
综上所述,楼宇智能化系统的建筑物自动化(BA)、通信自动化(CA)、办公自动化(OA)、安全保卫自动化系统(SAS)和消防自动化系统(FAS)已经成为高端商业建筑和工业建筑必不可缺少的组成部分。为整个楼宇的运营管理提供了集中统一的智能化控制管理平台,缩减了管理人力成本,加强了楼宇安全性,提高了管理效率;并且通过节能优化控制,大大减少了建筑空调和照明等的能耗;而且向着更人性化和智能化的方向发展。
中图分类号: TF082 文献标识码: A 文章编号:
1前言
随着经济的发展,人们的生活水平、生活质量提高,楼宇智能化出现人们的视野,它的出现,进一步提高了人们的生活水平,改善生活质量。楼宇智能化系统与各种网络信息技术有机结合,如智能型的电脑技术、网络信息技术、楼宇建筑技术以及通讯技术,等等。它与这些的结合应用,对监控各种设备、信息的自动分析出来起重要作用。而楼宇的智能化对其电气设备系统的安装提出更高的要求,导致电气设备系统日益复杂。
2楼宇智能化系统
依据智能化系统的结构、服务范围和管理要求等要素的联系可以将智能化楼宇的系统设备分为几个子系统,然后通过计算机技术来控制网络通讯技术,以达到各个不同功能的子系统有机结合起来,组成一个综合的自动化的系统,进行管理控制和追踪监视,这是智能化楼宇的一个非常重要的组成部分。
所谓设备自动化系统,就是对楼宇内所有的系统设备、工作状态中的装置进行管理控制盒追踪监视的一个自动化系统,它主要功能是对各个用户提供一个安全高效、经济舒适的学习、工作和生活的环境,如对空调系统、冷水设备、供热供电系统、排水设备以及照明等设备进行管理控制盒监视,对各个系统提供智能化的管理,确保各个系统的正常运行工作。
3设备安装
远程处理机的安装
自动化控制系统与可重构处理单元之间是透明通讯的,利用同一线路的不同可重构处理单元来完成同一系统。一般来说,电气设备的自动化系统监控的是大量的空调机组系统,所以,如果把可重构处理单元安装在机房里面或者机房附近,就可以将机组控制系统工作后剩余的接口链接到水流量、水位信号以及照明等。
可重构处理单元的接口要留出20%~30%,以方便以后的发展。
楼宇电气设备的布线
布线时,要注意通信线路、温度湿度传感器线路、水位浮子开关线路、流量计线路等一些线路需要专门的导线,如屏蔽线或者是制造商制造供应的专门的导线。
数据显示通道、计算机与网络控制器扥电子设备的工作接地连接在其它共用的弱电工程的单独接地干线上。
智能化楼宇中安装有很多的电子设备,它们的系统分属都不同,并且因为这些电子设备的不同功能、不同的工作频率和不同的抗干扰能力,所以对其的接地要求也不同。
输入设备
安装输入设备,使其性能位置能够正确反映,方便维护和调试。
按传感器的不同类型,根据产品的不同要求和现场的实际情况,来确定传感器的位置。如,水流开关不适宜在有管道焊缝或其边缘上进行焊接安装;空气质量传感器、室内温度传感器等应避免安装在出风口处。
输出设备
安装输出设备:①应严格按照设计的图纸、产品说明书、规范的技术要求。如,风门、电动阀门的开、关与风阀、电动阀门的箭头应和水流的方向保持一致方向;②在安装输出设备时,应进行模拟,当管道口与阀门口不相符时,应采取渐渐的缩件措施,但是,一般而言,阀门口应高于管道口二个档次;③回水管上一般安装的是电磁和电动的调节阀,并且满足设计要求。
5在安装过程中应注意的问题
预埋工作
预埋管道这个施工阶段,占据整个系统安装的工作量的半壁江山,甚至超过一半,它质量的好坏,直接影响到线缆敷设和设备安装的工作量以及质量。因此,在预埋管道过程中,应着重考虑的是:
施工前,若经检验,发现某些重要的部分需多预埋管道、多预留洞口,而在设计过程中,图纸没有体现,那么,应尽可能的建议增加预埋管道、多预留洞口,以方便日后线缆增加、功能扩展时能够及时使用。
预埋管道、预留洞口花费不多,却可以在日后扩建是,节省应考虑不足所带来的高费用。
与土建专业施工的时候,应注意的是,在不影响土建结构的情况下,根据智能化系统的设计,可避开薄弱的地方应尽量避开薄弱的地方,可以走捷径的就应该走捷径。如,在一些穿主梁的地方,有各种的专业管道通过,就会对其结构造成较大的影响,那么在设计考虑是,应建议使用转接箱或者地面线槽等处理办法;卫生间、厨房等的防水地方,就要经常检查处理,所以,在预埋管道时,应该尽量避开这些地方,如果在设计图纸上的标注是在此通过,那么,就应该尽量绕道,所以,预埋管道、预留线缆,在日后的安装就节省了很多人力、物力和财力,省事省时。
与其它专业配合施工,如暖通管道、电气管道、排水管道等交叉或者平行施工的时候,应注意考虑防水防潮、不能互相干扰等问题。另外,其他管道应与智能化管道保持一定的距离,智能化管道应尽量保持在上方,保护层的厚度应尽量大于15mm。
预埋后,应注意,为了保护管道,应对管道口进行封堵,经经验预计,日后有拉线困难,可在中间预留拉线。此外,应该考虑,管道弯曲半径应大于6~10d。
如若,原设计图纸和实际管道预埋不相符时,应在施工后标注,做好施工记录,否则,会造成费时费劲的找管,开肠破肚,影响美观和结构质量。
线槽的安装
基本上,智能化中的线槽铺设的是弱电线缆,因此,在安装时,应与电气管道、排水管道和暖通管道等的线槽保持一定的距离,一般是大于30cm,与其他障碍物的距离应大于50cm,垂直偏差和水平偏差分别应大于3mm、2mm,安装的固定距离一般为0.5~1m,当穿过楼板时,应有具体的防火措施。
敷设线缆
敷设线缆是,应该注意的是,设计应与型号规格相对应,布线时,不能发生打圈或扭曲,应平直而自然。
设备的安装
安装时,具体应该注意一下几点:
设备应符合设计、型号、规格和性能指标;
由于各个子系统的设备、型号层出不穷,所以在安装前,要认真仔细的阅读说明书,以便更加了解设备的性能要求指标,以及充分了解安装的各注意事项,以便严格按照要求安装。
安装的设备要求位置要与设计和规范相符合,垂直偏差和水平偏差分别应大于3mm,2mm。且应该注意保护设备表面,各种零部件不能脱落损坏,保持清晰齐全的标志、牢固的安装和良好的电气连接。
为了避免调试和维护时无从下手,而影响整体的正常工作,要保持清晰明了的端接线缆的各种标识和来龙去脉,调试资料和完工资料要存档备份。
系统的调试
在系统安装和投运前,必须进行调整试验,以确保各系统能够在工作过程中安全可靠以及性能指标达到要求。
调试的内容主要包括线路的检测、系统的功能测试和接地试验。
调试前,调试员要仔细阅读原理图、布线图,充分了解设备的各项性能指标和技术指标,把设计意图完全领会,对各系统的功能控制理解透彻了,才能进入调试阶段。
由于管线敷设和设备安装的质量调试工作影响很大,所以在调试开通前,要想有关部门了解安装的进度和质量的相关情况,按设计的要求对设备的规格型号等进行查验,若出现有不相符的现象出现,应及时采取相关措施,做出调整决策。
在调试还没有开通时,第一,要对各个系统的各个线路进行检测,查验线路的工作和保护接地是否存在共管;第二,查验旋工图的标注于导线的标志是否相符;第三,接线的压线进行检查,看是否与接线表的规定保持一致;最后,对设备的单机功能进行检测。
在确定各设备线路无异常时,就可以对整个系统进行模拟试验。但是在此试验结束前,保证不要打开所有的联动电源,避免发生设备故障时损坏联动设备。当模拟试验没有问题后,再对各个设备进行系统连调。
5结论
机电安装作为楼宇智能化建设工程的一个重要组成部分,要认真做好安装工作,只有不断进行技术创新,才能保证建设的工程的功能有效,才能创造巨大的经济效益。
中图分类号:TN915文献标识码: A
引言
传统智能建筑的发展存在很多的问题,很多建筑的智能化系统的设备不齐全,建筑设备的老化,有的智能建筑系统能正常运行,但系统技术相对还在底层,并不能满足人们对智能建筑的要求。物联网技术的出现打破了人们对智能建筑需求的模式,物联网技术将深化建筑智能化的每个系统、节点的应用,从物联网技术的发展来看,未来的智能建筑必定是物联网技术覆盖下的智能建筑,智能建筑内所有的系统、节点在不久的未来必将以物联网的形态展现。
一、物联网和楼宇智能系统概述
1、物联网
物联网,即物体与物体之间相互连接形成的网络。它包括两方面意思:首先,物联网技术是在互联网技术的基础上产生的,它是对互联网技术应用的一种扩展。其二,物联网的用户端,可以是任意的两个物体,通过物联网可以使任意两个或者多个物体间实现信息的互通与交流。因此,物联网的概念是:利用各种类型的信息传感设备,将互联网与任意的物体进行连接,以实现物体间信息和通信的交换。其目的是为了实现网络与物体的连接,方便人们识别、管理和控制。
2、楼宇智能系统
楼宇智能系统即是采用系统集成的方法,将计算机和网络技术与建筑的设计进行有效的综合,让信息资源得到更加合理的利用,使人们对楼宇的监控和管理更加方便。楼宇智能系统由楼宇、办公、通信这三个方面的自动化系统组成。这三个自动化系统各自又包含许许多多的子系统,各个子系统之间相互作用、相互协调、相互影响。组成楼宇智能系统的三个自动化系统中,楼宇自动化系统是最基础,也是最关键的部分。它不但集中监视楼宇中的各种设备和系统,还要对这些系统和设备进行有效的管理。由于楼宇自动化系统功能十分复杂,规模十分庞大,因此子系统也相对较多,各个子系统的分工也各不相同。但是目前组成楼宇自动化系统的连接技术和通信技术还没有统一的标准,因此设计的系统稳定性和安全性相对较差。虽然目前采取了一些技术手段来解决这些问题,比如现场总线技术等,但效果不是十分明显,很难为用户提供一个运行良好的控制平台,无法达到高效、节能的要求。
二、智能建筑的物联网应用
1、安全防范系统
传统智能建筑的安防系统是将各种安防探测器信号集中至管理中心,由中心的管理人员对这些信号进行监控与联动处理,这种应用仅局限于建筑物内部实施安防。应用物联网技术后,用户可以随时随地通过移动终端对建筑空间进行主动监控,系统发生异常情况时,报警信号能够实时发送给用户,用户通过移动终端发出指令对报警信号进行处理。例如红外探测器节点检测到非法入侵报警信号后,首先通过节点本身数据处理模块对该信号进行判断,判断其是否符合非法入侵的红外信号特征,同时视频监控节点与通信模块联动,摄像机采样到报警部位的图像,远程发送至用户远程移动终端并发出报警提示,远程管理用户确认后向公安机关或物业管理中心发出报警指示。
2、智能家居系统
智能家居系统包含家居布线系统、家庭网络系统、智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统八个系统。该系统在一个家居中建立一个通讯网络,为各子系统设备提供必要的网络连接,在家庭网络操作系统的控制下,通过相应的硬件,实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。传统的智能家居采用有线的方式,施工专业性强、费用高、系统灵活性差、扩展能力低,近年来,随着无线技术的普及,出现了无线智能调光开关、无线温湿度传感器、无线智能插座、无线红外转发器、无线红外防闯入探测器、无线空气质量传感器、无线门磁、窗磁、无线燃气泄漏传感器、无线水位报警器等智能家居终端设备。物联网将所有家居智能终端设备通过WIFI网络连接,并通过外部无线网络连接至远程无线终端应用,通过远程终端,用户可以监控、使用所有家居智能系统上的设备。比如我们可以通过手机对家中的情况进行实时监控,调节室内的温湿度、关闭不必要开启的用电设备,如果愿意的话,当你回到家时,咖啡机里已经煮好了咖啡,而且是在你打开家门的那一刻,咖啡机恰好停止工作。
3、建筑设备监控系统
智能建筑的建筑设备监控系统包含空调与通风、公共照明、给排水、热源和热交唤、冷冻和冷却水、电梯和自动扶梯等系统,传统的智能建筑的建筑设备监控系统应用也仅局限于建筑物内部。应用物联网技术后,远程管理用户可以随时随地通过远程移动终端对建筑设备进行主动监控,这使得管理人员管理效率更高,更具实时性。例如,一位物业管理人员手机上的BA管理软件发出警报,通过该软件他及时发现并关闭了某楼层正在漏水的水阀。另一方面,应用物联网技术后,建筑物内部的设备参数可以被采集并上传至更高级别的数据应用系统,这样就能为更高级别的管理部门决策提供参考数据,如城市能耗监测系统、国家电网统计系统等。目前,我国正在大力推广国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统的建设与应用,将逐步建立政府办公建筑和大型公共建筑的能耗统计、能源审计、能效公示、用能定额以及超定额加价制度,智能建筑的物联网技术应用正是此项工作的重要基础。建筑物设备监控数据被采集后通过物联网上传,能耗监测系统会对该建筑物的耗电量、耗气量、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量、其他能源使用量进行能耗分析,通过对建筑物能耗的分时、分区、分系统统计,以曲线图、柱状图等形式分析各时、各区、各系统的能耗走势,进行量化对比分析,一方面可以为企业用户提供能耗管理参考,更重要的是在区域能耗监测管理平台上,行政管理部门可以对楼与楼之间能耗使用数据进行对比分析,通过提取各项能耗数据进行同、环比对比分析,确定标杆值,对该平台下的各智能建筑进行能耗水平评定,并通过行政手段对部分能耗使用超标的建筑物进行管理和约束,这对于区域能源管理无疑是具有非常积极意义的。
三、基于物联网技术的楼宇智能系统的实现
1、节能管理
根据相关部门的统计,建筑耗能成为了我国全部能耗的重要组成部分,占到35%左右,而建筑耗能主要是楼宇中的各种空调和照明设备的消耗。在楼宇中的不同位置安装一些阅读器和传感器,进而可以精确地获知楼宇中人员的数量和位置的分布情况。另外,在楼宇中不同位置,安装一些温度检测设备,可以及时显示楼宇中不同位置的温度的分布情况。依据这些安装的阅读器和温度检测设备反馈的数据,我们可以有选择性的关闭一些照明设备,调整空调的温度和风速,以达到绿色节能的目的。
2、设备运行维护与管理
在目前现代化的楼宇中有许多相当昂贵的设备,如中央空调、电梯等,他们的作用不可替代,因此必须由专门的人员对这些设备进行管理和维护,而现在很多的物业公司往往不具备这方面的技术和人力。而将这些设备接入到物联网之后,可以将维护这些设备的任务外包给其他更加专业的电梯和中央空调维护公司等专业维护队伍,那些专业的维护公司通过查看物联网中检测到的信息,可以准确地制定出设备维护和故障修理的计划。这样即减轻了物业公司的压力,又保证了设施设备的使用的完好性。
结束语
近年来,我国物联网产业链产值迅猛增长,围绕智能建筑的许多物联网系统也已逐步推向市场,据悉,我国已经规划2020年之前投入3.86万亿元资金用于物联网研发,国家工信部更将物联网发展确定为2010年我国信息产业三大发展目标之一。而物联网的融入将使得智能建筑跨向智慧社区、跨向智慧城市,实现了家庭小网、社区中网、城市大网的融合成为可能,相信这时建筑的智能化时代才是真正的到来。
参考文献
中图分类号:TU201.1 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2009)03-0265-02
1 系统设计指导思想
对讲系统是小区智能化的核心之一,在设计中应遵循以下原则:
(1)访客在各单元门口经过相应住户确认后,由住户为其开启单元门方可进入;住户进入单元经过门禁系统识别身份,由住户通过分机按动开门键让来访者进入。
(2)通过对讲联网系统,使住户与住户、住户与小区管理部门建立一条内部通讯的通道。
(3)考虑到在整个小区的建设过程中,是整体设计、分期开发建设,小区的安防系统相应的也是总体设计,各系统独立分段施工,整体建成后联网运行。
(4)系统的可靠性,可扩充性和系统可维护性是本系统能否真正实用的关键所在。系统的可靠性包括系统设备的可靠性,信号传输的可靠性,抗人为故障的能力。系统可扩充性包括系统能否逐步扩充用户数量,系统主机容量,传输距离,系统编码能力,内部通信的通话通道数量。系统可维护性是指当系统出现故障时,在最短的时间内找出故障部位,并在不影响整个系统正常使用的情况下更换设备,尽可能不影响其他用户的使用。并确保在发生设备故障、线路故障时不会影响整个系统的运行。
(5)合理的性能价格比,以及系统网络能与小区综合布线融为一体从而减少重复布线和施工成本。
2 系统设计
对讲系统在国内比较著名的有视得安、慧锐通、安居宝等,本系统采用的国内最著名的视得安SD-980对讲系统来进行说明(慧锐通则采用H1系统,其功能与视得安相似,在此不再详述),是一种采用单片微电脑控制技术,数位式总线传输技术而设计的小区安防控制系统。
整个系统由安防管理中心、单元门门禁主机、出入口门禁主机、住户室内分机四个主要部分构成。
系统以SD-980M2管理中心和中心电脑为整个系统的管理和控制中心,通过信号转换器将各单元系统连接起来。
系统中的器材款式繁多,功能全面,适合各种不同的楼宇结构和用户的不同要求。整个系统中同类器材可以直接互换,为用户不同时段的要求打下基础。
总线制全数字双向对讲报警系统是采用数字编码技术和双向通讯传输技术,整个系统能双向通讯,即室内分机能向管理中心报警,并与管理中心、楼栋主机实现双向呼叫。
其系统网络是单元内垂直部分四芯总线连接。这种系统适合小区内部对讲系统,同时可扩充实现家庭防盗报警联网系统,因此该系统具有较高的性能价格比。
3 系统配置
3.1 建筑结构及保安系统设计要求
采用可视对讲访客系统和门禁管理系统。访客在各单元门口经过相应住户确认后,由住户为其开启单元门方可进入;住户进入单元经过门禁系统识别身份。
以下通过系统配置、功能介绍及系统各部件的技术指标来更进一步的说明此系统的优势。各部分需要配置的设备数量可根据小区住户数以及别墅、高层的具体分布和数量来酌情决定。
3.2 系统配置说明
别墅区:
(1)彩色别墅主机。小区内低层别墅户型各配置一台。
(2)彩色免提报警分机。小区每个住户配置一台可视分机。
(3)保护器。因每个保护器最多可带4台分机,故可根据别墅数量,每4个别墅配置1台保护器。
(4)不间断电源。别墅每4个配置一台电源。
(5)讯号转换器。讯号转换器用于小区联网时,子系统分片讯号转换。
小高层、高层区:
(1)可视数码门禁主机。小区内每个单元各配置一台可视数码门禁主机。
(2)分机。高层每个住户配置一台可视分机。
(3)解码器。因每个解码器最多可带16台分机,故可根据楼型结构,每个单元配置不同数量解码器。
(4)不间断电源。因每台电源可带6-8台解码器,故小区可每个单元配置一台电源,主机单独一个电源。
(5)讯号转换器。讯号转换器用于小区联网时,单元系统讯号转换。每个单元配置一台。
联网部分:
(1)集线器。集线器用于大型小区联网时布线方便。
(2)管理中心。管理中心用于小区联网时综合管理。
4 系统功能
4.1 别墅区
(1)住户监视功能。住户通过室内对讲话机的“监视”键可主动监视门口机,并实现双向通话,开锁。
(2)报警功能。当住户家里发生燃气泄露警情和烟雾火灾警情时,住户分机可自动向管理中心报警,另外,住户在遇到警急情况时,可通过分机外接紧急按钮直接向管理中心报。
(3)故障隔离功能。别墅区里的每个住户分机在出现故障时,可通过保护器与该系统主线分开,以保证整个系统的正常工作,不影响其他住户。
(4)备电应急功能。系统带有备用电源,确保小区供电失常情况下,系统可保持一定时间的正常使用,通讯畅通无阻。
(5)报警显示功能。管理中心可接受、显示并记录各住户发送过来的报警信息;在管理电脑安装软件、加载电子地图后,可记录并显示出详细地址。
(6)通讯保密功能。SD-980系统采用中国公共安全行业标准,确保信道安全、保密。
4.2 高层区
(1)具有密码开锁及访客呼叫功能。住户回家时,可通过单元门口主机刷卡或输入密码开启单元电控锁,进入单元门;访客来到相应的单元时,通过该门口机与住户呼叫通话,由住户确认后,开启单元电控门。
(2)报警功能。有人非法开门进入时,住户可通过分机可向管理中心报警。
(3)故障隔离功能。一个单元里的某个住户分机在出现故障时,可通过解码器与该系统主线分开,以保证整个系统的正常工作,不影响其他住户。某个单元联网出现故障时,可通过转换器与网络分开,以保证整个系统的正常工作。
(4)备电应急功能。系统带有备用电源,确保小区供电失常情况下,系统可保持一定时间的正常使用,通讯畅通无阻。
(5)通讯保密功能。SD-980系统采用中国公共安全行业标准,确保信道安全、保密。
(6)报警显示功能。管理中心可接受、显示并记录大厦住户发送过来的报警信息;在管理电脑上安装软件、加载电子地图后,可记录并显示出详细地址。
5 工程施工布线
(1)分户线:别墅区从保护器到分机之间连线,信号线(RVVP6*0.5 mm2);高层区从解码器到分机之间连线,信号线(RVV7*0.3 mm2)。
(2)单元主干线:别墅区从门口机到分机之间连线,信号线(RVV3*0.5 mm2),视频线(SYV75-3);高层区从主机到单元顶层之间连线,信号线(RVVP6*0.75 mm2)。
(3)系统联网线:单元转换器到管理中心之间连线,信号线(RVVP4*1.0 mm2)。
(4)视频线和信号线严禁与强电线包括AC220V在同一个线槽内或线管内,平行布线时,应间隔30cm以上。
(5)视频线和信号线应与有线电视、电梯线缆等分管布线。
(6)视频线应用视频专用(BNC头)接线,可压线也可焊线。
(7)信号线应用螺丝压线或焊接,或手工接线,但接线头不得用电工胶布缠绕,推荐使用热缩套管加热封装。布线中间不得有接头,应将接头尽量设在器材的接线端子上或接线端子附近。
(8)系统所有接线线头上应有线号标识。
参考文献
[1]唐艳.周界防范智能化管理系统的应用[J].机械工程与自动化,2006(3).
[2]高素萍.智能小区安防系统的设计与实现[J].电气应用,2006(25).
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2009)24-0282-02
1 EIB系统简介
EIB(European Installation Bus)即欧洲安装总线,是一种分布式的现场总线系统,其技术发源于欧洲的一个现场总线协议,主要用于对建筑物内的各种电气设备的控制,其结构简单,功能强大,安装方便。它不需要总控制台,每个总线设备都有自己的微处理器和存储器,可以独立地与EIB总线进行数据交换,实现对用电设备的控制。
通过EIB系统的不同驱动模块可以控制各种用电设备,如照明设备、电动窗帘、空调等。其控制方式多样,可以实现就地控制、移动控制、定时控制、集中控制等,在方便人们使用的同时能够最大限度的提高管理效率。在某一区域内,能够同时实现对照明、窗帘、空调等的组合控制。
2 EIB系统节能应用分析
2.1 EIB系统对用电设备的控制
(1)楼宇建筑内中央空调的节能控制。
对于现代楼宇内的耗能大户中央空调来说,系统的能耗一般主要由三部分构成,即空调冷热源、空调机组及末端设备、水或空气输送系统。一般来说冷热源能耗占总能耗的50%左右,水或空气输送系统能耗占总能耗的30%左右,风机盘管等末端设备能耗约占总能耗的20%左右。在实际运行中,中央空调处于最大设计负荷下工作,很难做到随实际运行负荷的变化做到合理的动态调节,这样中央空调的运行效率会比较低,而且浪费电能。在采用EIB系统后,EIB系统的驱动模块可以直接控制中央空调的末端设备――风机盘管,不仅可以做到开关控制,而且可以调节风机盘管风机的转速和水阀的流量,进而来对室内的温度进行调节。对于室内温度的控制,除了定时、集中等控制方式外,EIB系统专门提供了带有液晶显示的温控面板,其温控面板可以指示当前室内的温度,并可以通过驱动模块来控制风机盘管,进而使用者可以根据实际需要调节室内的温度,这样避免了风机盘管始终在同一转速下运行的缺陷,不仅符合人们的实际需要而且能够实现节能的目的。这种控制主要是减少了两部分的能源消耗,冷热源的消耗和三速风机的能耗,这两种能耗的降低将使整个中央空调的能耗降低。
(2)楼宇建筑内照明系统的节能控制。
与中央空调相比,照明系统的能耗由于相对较低而常常被人们忽视,而实际上在一个相当长的时间段内,照明系统节约能源的潜力是相当可观的。一般来说楼宇照明可以分为室内照明和公共区域照明两大部分。
首先,对于室内照明来说,传统的强电系统只提供简单的开关两种控制状态,而且所谓的“人在灯亮,人走灯灭”的节能方式也只能寄期望于人们良好的节能意识。而EIB系统则可以提供一种移动感应控制加调光的解决方案。当感应器感应到室内有人存在时,可以控制照明设备的开启;相反,当没有人在室内时,感应器将会延迟关闭室内的照明设备。这样可以非常智能化的做到人在灯亮、人走灯灭。另外还可以运用设定EIB系统光照感应器的照度值的办法,来实现室内的恒照度控制,即系统可以根据光照的角度和强度,来自动调节百叶窗帘栅格的角度,最大限度的利用自然光,并同时对室内进行调光控制,既保证了室内对照度的需求又很好的利用了自然资源,达到了节能的目的。
其次,对于公共区域来说,EIB系统的移动感应器可以控制诸如走廊、楼梯间、电梯间、卫生间和地下车库等的照明。以鸟巢体育馆为例,技术人员经过测试后,运用EIB系统后的卫生间大约可以节能80%。另外还可以对这些区域内进行定时控制和集中控制,如果运用传统的强电系统,管理控制中心的管理人员很难掌控公共区域内照明系统状态,而利用EIB的中控管理软件可以很好的监控每一个回路的状态,并且可以根据实际情况设定区域内灯具的开关状态,这样不仅提高了管理效率,而且还极大地节省了能源。
(3)楼宇内对窗帘的节能控制。
现代智能楼宇对透明玻璃的运用越来越多,自然而然的就需要布置大量的窗帘。在欧美等国家建筑师们会大量运用百叶窗帘。运用EIB系统后,可以通过光线感应器来感应室外的光照强度和角度进而自动控制百叶窗帘栅格的角度,最大限度的利用自然光照,同时避免阳光直射,降低室内温度,减少空调的消耗,在满足室内照度的同时能够节约能源。
2.2 EIB系统节能控制方式
EIB系统的控制方式非常灵活,有就地面板控制、红外遥控控制、移动感应控制、定时控制和集中控制等。而后三种控制方式对于智能楼宇建筑的节能来说是非常有益处的。
(1)移动感应控制。
如前文所提到的那样,移动感应控制主要是控制公共区域内以及室内的灯光,即能够实现有人的时候自动开灯、没人的时候延时自动关闭的功能,从而达到最大程度的节能效果。另外某些移动感应器带有恒照度控制功能,还可以根据环境的照度来决定是否需要开灯。这样,系统可以根据实际需要来控制楼宇内的照明设备,避免不必要照明浪费。
(2)定时控制。
在现代智能楼宇中,人们会对不同用电设备进行综合运用,来达到一定的模式效果。EIB系统可以通过定时来自动实现一些特定模式的启动或停止,或者对公共走道、泛光照明等进行时间控制。可以根据节假日、特定日期等不同时段设定不同的时间表进行统一控制。
(3)集中控制。
对于现代智能楼宇等大型建筑来说,最有效的管理控制方法就是通过计算机的集中控制软件来管理所有的用电设备。通过EIB系统的中控软件,用户可以在计算机屏幕上对所有区域内的电气设备进行监视,并随时可以进行调控,既方便又可以有效地提高设备的管理效率。通过计算机,用户还可以观察每个电气回路的累计开关次数和运行时间,为设备维护和检修提供方便。
目前许多楼宇自动化(Building Automation,BA)系统广泛用于现代楼宇的管理控制当中,但是由于造价等原因BA系统很难做到对末端设备进行控制,即不会对每一个区域的每一路灯光、每一路风机盘管等做控制。而EIB系统则正好弥补了BA系统的这个缺陷,所以很多情况下都会将BA系统与EIB系统结合使用,通过一个软件系统将这两个系统结合。
2.3 收益分析
在楼宇建筑施工阶段,EIB系统的安装费用要高于传统强电系统,但是随着时间的推移,费用便会大大低于后者。因为楼宇的总成本不仅包括初始阶段的投资成本,还包括使用过程中的运营费用。一般来说,初始阶段的投资成本
平均只占楼宇总消耗的25%,而使用过程中的营运费用却占75%。
3 EIB系统节能应用实例
(1)单独用电设备控制应用实例。
这里我们以对酒店中央空调的控制为例。经重庆、上海、广州等地区的实践证明,室内温度夏季升高I'C或冬季低1℃,整个中央空调系统的能耗将减少6%~8%左右。针对酒店建筑的EIB系统可以设定在人外出后的节能模式,即设定温度降低或升高4℃,还可以设定在客人入睡后的夜间模式,设定温度降低或升高2℃,而这些温度的设定可以根据实际情况进行实际调整。根据上海地区五星级酒店中央空调能耗统计报告,红塔酒店能耗最少,其中央空调的年费用为756万人民币,客房数量为300间,如果所有房间均采用EIB系统对风机盘管进行智能控制,以每天平均有8小时处于节能模式、8小时处于夜间模式计算,则全年中央空调系统可节约的费用为:
7560000X 8/24×6%×4+7560000×8/24×6%×2=900000元
(2)控制方式应用实例。
这里我们以定时控制的应用为例。以ABB i―bus EIB系统在西安骡马市商业广场的应用做说明。骡马市北区1―6层有各种照明设备容量4580kw(应急照明211kW),按每天营业时间12小时计算(9:00―21:00),安装前后电费支出对比如下:
①未安装系统前全年电费计算:
每天消耗电能:(4580―211)X12=52428kW・h
全年消耗电能:52428X365―19136220 kW・h
按商业用电1元/kw・h计算全年电费:19136220×1=19136220元。
②在安装ABB的i―bus EIB系统后的全年电费计算:
按每天营业12小时,早晨开业前保安巡视15分钟开启总量5%的灯具;营业员开业准备15分钟,开启总量30%的灯具,非节假日上午11:00前开启总量80%的灯具,晚间歇业清场、清洁商场、清点货物30分钟,开启总量80%的灯具,其余营业时间全亮。
每天节能:(4580―211)×12一(4580―211)×(O,25×5%t0,25×30%+1.5×80%+0.5×80%+9.5×100%)=3549.8kW・h
全年节约电能消耗:3549.8×365=1295677.O元
(3)EIB系统整体应用实例。
一般情况下,在一个建筑项目中,EIB系统不只控制一种用电设备或者只采用一种控制方式,而是会运用多种控制方式综合控制多种设备。西班牙韦斯卡省的气象大楼就是一个很好的应用范例,EIB系统不仅控制了大楼内所有的灯光、制冷制暖设备,并且运用了多种控制方式,经实际运行测试节能40%。按照韦斯卡省气象大楼的节能标准,以北京某24层商业楼宇为例,来粗略计算一下大楼运营费用:
3413平米的一层,按照办公室最低4001ux的照明标准,每平米耗电15w左右的标准计算,那么每层每小时耗电:
3413×15=51195w
每天按照8小时工作时间,每年工作250天计算那么照明总耗费:
51.195X8X250=102390kW・h
如果按照北京地区非居民照明电价0.62元/kw・h计算,则此办公楼每年仅照明一项花费就为:102390×24×0.62=1523563元。
照明能耗占此项建筑总能耗的30%,则全年支付电费:1523563/30%=5078543元
1系统设计指导思想
对讲系统是小区智能化的核心之一,在设计中应遵循以下原则:
(1)访客在各单元门口经过相应住户确认后,由住户为其开启单元门方可进入;住户进入单元经过门禁系统识别身份,由住户通过分机按动开门键让来访者进入。
(2)通过对讲联网系统,使住户与住户、住户与小区管理部门建立一条内部通讯的通道。
(3)考虑到在整个小区的建设过程中,是整体设计、分期开发建设,小区的安防系统相应的也是总体设计,各系统独立分段施工,整体建成后联网运行。
(4)系统的可靠性,可扩充性和系统可维护性是本系统能否真正实用的关键所在。系统的可靠性包括系统设备的可靠性,信号传输的可靠性,抗人为故障的能力。系统可扩充性包括系统能否逐步扩充用户数量,系统主机容量,传输距离,系统编码能力,内部通信的通话通道数量。系统可维护性是指当系统出现故障时,在最短的时间内找出故障部位,并在不影响整个系统正常使用的情况下更换设备,尽可能不影响其他用户的使用。并确保在发生设备故障、线路故障时不会影响整个系统的运行。
(5)合理的性能价格比,以及系统网络能与小区综合布线融为一体从而减少重复布线和施工成本。
2系统设计
对讲系统在国内比较著名的有视得安、慧锐通、安居宝等,本系统采用的国内最著名的视得安SD-980对讲系统来进行说明(慧锐通则采用H1系统,其功能与视得安相似,在此不再详述),是一种采用单片微电脑控制技术,数位式总线传输技术而设计的小区安防控制系统。
整个系统由安防管理中心、单元门门禁主机、出入口门禁主机、住户室内分机四个主要部分构成。
系统以SD-980M2管理中心和中心电脑为整个系统的管理和控制中心,通过信号转换器将各单元系统连接起来。
系统中的器材款式繁多,功能全面,适合各种不同的楼宇结构和用户的不同要求。整个系统中同类器材可以直接互换,为用户不同时段的要求打下基础。
总线制全数字双向对讲报警系统是采用数字编码技术和双向通讯传输技术,整个系统能双向通讯,即室内分机能向管理中心报警,并与管理中心、楼栋主机实现双向呼叫。
其系统网络是单元内垂直部分四芯总线连接。这种系统适合小区内部对讲系统,同时可扩充实现家庭防盗报警联网系统,因此该系统具有较高的性能价格比。
3系统配置
3.1建筑结构及保安系统设计要求
采用可视对讲访客系统和门禁管理系统。访客在各单元门口经过相应住户确认后,由住户为其开启单元门方可进入;住户进入单元经过门禁系统识别身份。
以下通过系统配置、功能介绍及系统各部件的技术指标来更进一步的说明此系统的优势。各部分需要配置的设备数量可根据小区住户数以及别墅、高层的具体分布和数量来酌情决定。
3.2系统配置说明
别墅区:
(1)彩色别墅主机。小区内低层别墅户型各配置一台。
(2)彩色免提报警分机。小区每个住户配置一台可视分机。
(3)保护器。因每个保护器最多可带4台分机,故可根据别墅数量,每4个别墅配置1台保护器。
(4)不间断电源。别墅每4个配置一台电源。
(5)讯号转换器。讯号转换器用于小区联网时,子系统分片讯号转换。
小高层、高层区:
(1)可视数码门禁主机。小区内每个单元各配置一台可视数码门禁主机。
(2)分机。高层每个住户配置一台可视分机。
(3)解码器。因每个解码器最多可带16台分机,故可根据楼型结构,每个单元配置不同数量解码器。
(4)不间断电源。因每台电源可带6-8台解码器,故小区可每个单元配置一台电源,主机单独一个电源。
(5)讯号转换器。讯号转换器用于小区联网时,单元系统讯号转换。每个单元配置一台。
联网部分:
(1)集线器。集线器用于大型小区联网时布线方便。
(2)管理中心。管理中心用于小区联网时综合管理。4系统功能
4.1别墅区
(1)住户监视功能。住户通过室内对讲话机的“监视”键可主动监视门口机,并实现双向通话,开锁。
(2)报警功能。当住户家里发生燃气泄露警情和烟雾火灾警情时,住户分机可自动向管理中心报警,另外,住户在遇到警急情况时,可通过分机外接紧急按钮直接向管理中心报。
(3)故障隔离功能。别墅区里的每个住户分机在出现故障时,可通过保护器与该系统主线分开,以保证整个系统的正常工作,不影响其他住户。
(4)备电应急功能。系统带有备用电源,确保小区供电失常情况下,系统可保持一定时间的正常使用,通讯畅通无阻。
(5)报警显示功能。管理中心可接受、显示并记录各住户发送过来的报警信息;在管理电脑安装软件、加载电子地图后,可记录并显示出详细地址。
(6)通讯保密功能。SD-980系统采用中国公共安全行业标准,确保信道安全、保密。
4.2高层区
(1)具有密码开锁及访客呼叫功能。住户回家时,可通过单元门口主机刷卡或输入密码开启单元电控锁,进入单元门;访客来到相应的单元时,通过该门口机与住户呼叫通话,由住户确认后,开启单元电控门。
(2)报警功能。有人非法开门进入时,住户可通过分机可向管理中心报警。
(3)故障隔离功能。一个单元里的某个住户分机在出现故障时,可通过解码器与该系统主线分开,以保证整个系统的正常工作,不影响其他住户。某个单元联网出现故障时,可通过转换器与网络分开,以保证整个系统的正常工作。
(4)备电应急功能。系统带有备用电源,确保小区供电失常情况下,系统可保持一定时间的正常使用,通讯畅通无阻。
(5)通讯保密功能。SD-980系统采用中国公共安全行业标准,确保信道安全、保密。
(6)报警显示功能。管理中心可接受、显示并记录大厦住户发送过来的报警信息;在管理电脑上安装软件、加载电子地图后,可记录并显示出详细地址。
5工程施工布线
(1)分户线:别墅区从保护器到分机之间连线,信号线(RVVP6*0.5mm2);高层区从解码器到分机之间连线,信号线(RVV7*0.3mm2)。
(2)单元主干线:别墅区从门口机到分机之间连线,信号线(RVV3*0.5mm2),视频线(SYV75-3);高层区从主机到单元顶层之间连线,信号线(RVVP6*0.75mm2)。
(3)系统联网线:单元转换器到管理中心之间连线,信号线(RVVP4*1.0mm2)。
(4)视频线和信号线严禁与强电线包括AC220V在同一个线槽内或线管内,平行布线时,应间隔30cm以上。
(5)视频线和信号线应与有线电视、电梯线缆等分管布线。
(6)视频线应用视频专用(BNC头)接线,可压线也可焊线。
(7)信号线应用螺丝压线或焊接,或手工接线,但接线头不得用电工胶布缠绕,推荐使用热缩套管加热封装。布线中间不得有接头,应将接头尽量设在器材的接线端子上或接线端子附近。
(8)系统所有接线线头上应有线号标识。
参考文献
[1]唐艳.周界防范智能化管理系统的应用[J].机械工程与自动化,2006(3).
[2]高素萍.智能小区安防系统的设计与实现[J].电气应用,2006(25).
图书馆属于公共建筑,其内部结构复杂、安全要求高、设备数量众多,非常需要建设智能化系统。图书馆建筑的智能化程度,决定着其运行效率与安全等级,楼宇自控系统是其关键系统之一,起着重要的作用。
本文以一图书馆工程实例介绍楼宇自控系统的设计,此项目规划占地2.1万平方米,建筑面积约9.8万平方米,地下2层、地上10层,建筑总高度约50米。设有办公室、信息咨询部、阅读部、活动推广部、数字资源与技术保障部、物业管理等多个部门。
1 楼宇自控系统的需求分析
楼宇自控系统设计具有很大的灵活性,应根据建筑物的整体功能需求和物业管理方式确定控制水平,根据建筑物内不同区域的要求和受控设备的分布特点,选择技术先进、成熟可靠、经济合理的控制系统方案,避免投资的盲目性。
本楼宇自控系统拟对图书馆内的各机电设备(包括:空调通风监控系统、给排水系统等),采用集散系统进行监控和管理,以实现对设备进行可靠而经济的优化控制,进而延长设备的使用寿命、节约能耗和简化管理。
系统必须具有开放性、可扩充性、标准化,采用开放性的标准通讯协议。控制主网和分布网要求采用BACnet/IP通讯协议,BAS分站则采用BACnet MS/TP或LONWORKS通讯协议。最终系统具备开放性、兼容性和扩展性具。
系统的管理访问支持 B/S或同时支持 B/S 和 C/S,允许设置多个工作站,对系统实现远程管理和控制。
根据图书馆的使用要求,提供针对性的管理功能,包括:检修提醒报警、越限报警、控制失效报警。
1.1 空调通风监控系统的需求分析
本工程中空调监控系统的监考设备包括:冷源系统、空调机组、新风机组、送/排风机等。
冷源系统包括 4 台冷机、5 台冷冻泵、5台冷却泵、4 台冷却塔、1 个膨胀水箱、1个软化水箱及2台补水泵等设备。冷源系统由专用的群控系统管理,楼宇自控系统(BAS)只需通过BACnet、OPC 等开放的通讯协议接口,读取设备相关参数,实现监测。监测的主要内容:冷机、冷冻/冷却泵、冷却塔的运行状态,冷冻水供回水总管的流量、温度、压力,冷却水的供回水温度等。
新风机组的监控需求包括:风机的启停控制、水阀的控制、状态监测及报警;空调机组的监控需求包括:风机的控制、水阀的控制、新/回风阀开度的控制、状态监测及报警;送排风机的监控需求包括:风机的启停控制、状态监测及报警。
1.2 给排水系统的需求分析
本工程给排水系统包括:36个集水井、72台排污泵,分布在负二层;消防1个水池、2个生活水箱(配有5台生活水泵)、1台直饮水泵。排污泵的启停由液位开关自动控制,BAS对消防及生活给水设备只监不控。监测内容:排污泵的状态(运行、手/自动和故障报警)生活水泵组的运行状态、故障报警,生活水箱和集水井的超高、超低水位;报警提示:集水井水位过高、消防水池或生活水箱水位过低时发出报警;生活水泵、排污泵的运行状态与控制要求不一致时发出报警;互为主备的排污泵一台发生故障报警时另一台不能自动投入运行时系统发出报警;当水泵累计运行时间越限时,系统发出提示消息。
1.3 第三方系统集成
本工程中冷源系统、电梯系统、不间断电源、发电机系统等第三方系统需要通过集成接入楼宇自控系统(BAS),要求BAS通过软件读取各系统内部数据,并详尽、准确、实时的记录数据。
2 楼宇自控系统的方案设计
2.1 楼宇自控系统的基本组成
为提高可靠性,本系统采用分布式集散型控制系统,系统由中央管理站(服务器/工作站)、各种DDC(Direct Digital Controller,直接数字控制器)及各类传感器、执行器等组成,能够完成多种控制及管理功能,是一种智能化控制管理网络系统。
中央管理计算机(又称上位机、系统服务器)通常设置在中央控制室,由PC主?C、显示器及打印机组成,是楼宇自控系统的核心。中央管理计算机实时监测来自现场设备的所有信息数据和报警信息,并发出各种控制指令给现场控制器,对收集到的数据进行处理和记录,并通过各种输出设备通知工作人员。
DDC控制器是一种可独立运行的数据采集和控制装置,由处理器、输入输出通道和各种接口电路等组成。DDC控制器是楼宇自控系统的核心和实现控制功能的关键部件,通常分散设置在受控设备的附近,是系统与现场设备的接口。DDC通过各种输入通道采集实时数据,再按一定的控制规律进行运算,最后发出控制信号,控制受控设备的运行。 DDC的输入输出接口分为四类,分别是:模拟输入(AI),数字输入(DI),模拟输出(AO),数字输出(DO)。
传感器和执行器是安装在受控设备里的传感元件和执行元件,是楼宇自控系统的末端设备。传感器对一些直接反映系统性能的物理量,如温度、湿度、压力等进行检测,并将检测到的物理量输入到DDC,DDC则输出控制信号传送给各执行器,进而控制受控设备。
2.2 各子系统的设计
2.2.1 空调通风监控系统
1)风机的监控
现场控制器(DDC)通过事先编制的启停控制命令,通过数字输出(DO)控制风机的启停,并将风机主电路上交流接触器辅助触点的状态输入到DDC的数字输入(DI),监测风机的运行状态;主电路上热继电器的辅助触点信号作为风机过载停机报警信号,通过DDC的数字输入(DI)反馈到系统中来。
2) 送、回风温湿度监测及水阀的控制
在送、回风口各设置一个温湿度传感器,其输出信号接至DDC的模拟输入(AI),对送、回风的温湿度进行监测。比较回风温度与设定温度的差值,采用PID 等控制算法,通过模拟输出(AO)控制二通阀的开度。
3) 新/回风阀开度比例控制
空调机组的新/回风阀开度比例控制信号为模拟输出(AO)信号。
4)状态监测及报警
通过DDC的数字输入通道(DI)采集空调机组/新风机组的风机手/自动状态、风机压差、过滤网堵塞报警信号。系统会将监控数据自动记录下来生成表格,便于以后查找、打印或者作进一步的数据处理。
空调通风监控系统各设备的监控点位如表1所示。
2.2.2 给排水系统
1)采集生活水泵组和排污泵的运行、故障报警、手自动状态等信号,集水井水位(超高、超低水位)信号,通过DDC的数字输入(DI)到BAS,在系统界面上实时显示。
2)通过软件的报警提醒功能设置报警点,如:启停泵异常、设备累积运行时间越限等,提醒工作人员现场排查或检修。
给排水系统的监控点位如表2所示。
2.2.3 第三方系统集成
冷源、电梯、发电机、不间断电源等第三方系统需要通过集成网关接口接入BA系统,这四个第三方系统分别由各自厂家通过其专用的监控系统自行监控和管理,再将各监测数据通过集成网关接口提供给BA系统,各系统设置一个 BACnet网关用于与BA系统的连接和通讯。
3 楼宇自控系统的选型及配置
3.1 楼宇自控系统的选型
楼宇自控系统的选择既要满足业主的要求,又必须符合“智能建筑设计标准”(GB/T50314-2006),应全面考虑系统的可靠性、开放性、可扩展性及技术的先进性。
在选用产品时,首先应从该建筑物的要求出发,充分分析和考虑市场可供商品的市场定位和特性,选择适合的产品。首先要对产品进行性能/价格比较,其次对楼宇自控系统方案进行优化,根据业主的投资预算和实际需求,选择最具有节能功能、方便管理的楼宇自控系统方案。
楼宇自控系统的设备配置及选型优劣,不仅对楼宇机电设备的运转和能源利用的效率有影响,而且影响建筑物的楼宇自动化水平。选择合适的产品将有利于系统的建设及日后的维护。系统选型应遵循如下原则:
1)稳定性:保证系统不仅长期可靠地运行,而且各项指标也保持长期稳定,进而减少设备的维护维修费用。在满足成本控制后,关键部件(如:控制软件、各类控制器及扩展模块、传感器等)应选用技术成熟的产品。
2)经济性:在满足建筑物舒适性条件下,合理组织设备运行,降低大楼运行时产生的费用,体现出采用楼宇自控系统后所带来的经济效益。
3)先进性:选用的系统产品技术先进性、结构该简单,便于工程安装和系统调试、以及日后的维护与系统升级。
4)可扩展性:系统设计方案具前瞻性,充分考虑系统日后的扩充,当用户有新的需求时,可在不改变现有系统的前提下实现用户的扩充要求。
目前,楼宇自控系统品牌众多、产品多样化,市场上的主流产品以国外品牌为主,主要有霍尼韦尔(Honeywell)、江森自控(Johnson Control)、西门子(Siemens)、Delta、TAC、KMC等。其中,霍尼韦尔、江森自控和西门子三家公司因进入中国市场早、品牌知名度大等原因在我国的市场占有率高,但同时这几个品牌的产品价格也很高。相对楼宇自控领域的这“三大巨头”,加拿大Delta控制公司进入中国市场较晚(2002年进入中国市场),但该公司具有多年的楼宇自控经验,是一家生产楼宇自控系统产品的专业生产商,其产品性价比较高。根据工程的实际情况及投资预算,本项目楼宇自控系统的工程实现将采用加拿大Delta控制公司的ORCA系统。
3.2 楼宇自控系统的配置
本工程BA系统总I/O容量为1500~2000点,根据相关标准应按中型规模的BA系统定位。由于Delta ORCA系统大、中、小型软件对应的I/O监控点总数分别为无限点、500~2500点、500点以下,本项目应选用带历史数据的中型Web server 软件。
楼宇自控系统的硬件设备包括DDC控制器(含扩展模块、DDC辅控箱)、传感器及辅材。硬件?O备的配置选项除了要达到智能化系统招标文件的技术要求外,还应考虑系统工程造价,选用性价比较高的产品和配置方案。在配置控制器时,可结合各受控设备的楼层及分区分组进行配置,选用合适的应用控制器及扩展模块,每台控制器监控点数预留有不少于15%的裕量,以备系统今后的扩容。系统中DDC辅控箱为定制设备,由箱体、安装底板、空开熔断器、变压器、继电器及端子排等辅控元件组成,各箱体及元件数量根据实际需要而定。各类传感器应采用与DDC控制器相匹配的、灵敏度高、稳定性好、寿命长的传感器。为保障楼宇自控系统中信号的传输距离及质量,应选用合适的信号线和通信线。
根据本图书馆建筑功能分区,为便于建筑设备管理系统(BMS)对大楼内的BA系统、智能照明控制系统、安防监控系统等进行集成和管理,BA控制中心设置在负一层控制室,对全楼的设备行监视和控制。
中图分类号:TL503.6文献标识码:A文章编号:
一般来说,智能建筑往往是从楼宇的智能化开始的,嵌入式技术的应用使得智能建筑内的各种电气设施如空调系统、通风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、电梯系统等等,通过网络技术、信息技术的应用进行实时监控,取代了分散管理,既节省了能源、节省了人力的浪费,又提高了建筑的舒适性与安全性。
一、嵌入式技术概述
嵌入式是一种专用的计算机系统,一般情况下,嵌入式系统是将一个控制程序存储在ROM中处理器控制板,是智能装置或设备的一部分。近年来,嵌入式技术被广泛应用于多个领域,如手表、微波炉、录像机、工控、多媒体、网关、汽车等,有的还植入了操作系统。
嵌入式技术的应用距今已有30多年的历史,主要以计算机技术为应用基础,由嵌入式微处理器、硬设备、嵌入式操作系统及应用软件等部分构成。在人们的工作、生活中,如工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、环境监测、机器人等领域应用广泛。随着我国房地产业的快速发展,嵌入式技术同样被广泛应用于智能建筑当中,为人们的生活带来更多舒适性体验。楼宇智能化的概念已经越来越深入人心,鸟巢、水立方,上海金茂大厦、世博会中国馆、环球金融中心等应用楼宇智能化的建筑不断出现。目前楼宇智能化在北京、上海、广州、深圳等一线城市高档住宅中应用普遍,成为高档物业新潮流,楼宇中通讯、监控、管理自动化程度越来越高。
二、基于嵌入式技术的智能楼宇的组成
1、建筑设备自动化系统(BA)
楼宇智能系统实现建筑物内的各种机电设备的自动控制,对建筑物内部的供水、变配电系统进行监控、测量,以保证大楼水电的正常供应,并能通过对空调、外墙照明等系统的综合控制达到节约能源、减轻管理人员劳动强度的效果。该系统通过信息网络组成分散控制、集中监视与管理集中系统对筑物内部的设备进行实时监管,能够随时按需调整建筑物内部的温度、湿度、照明强度和空气清新度,提供一个安全、舒适、高效而且节能的工作环境。
2、通讯自动化系统(CA)
通讯系统是保证建筑物内图像、数据、语音、传输的基础。该系统以数字程控交换机为核心的、以话音为主,兼有数据与通信的电话网,连接各种报告数据处理设备的计算机局域网、计算机广域网、公用数据网、卫星通信网、无线电话网和综合业务数字网等向使用者提供快捷、有效、安全和可靠的信息服务,包括语言文本、图形、图像及计算机数据等多媒体的通信服务。保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础,同时与外部通信网相连,与外界互通信息。
3、办公自动化系统(OA)
办公自动化系统是运用计算机技术、通信技术、多媒体技术等先进技术,使人们的部分办公业务借助于各种办公设备,并由这些办公设备与办公人员构成服务于某种办公目标的人机信息系统。办公自动化系统由多功能电话机、高性能传真机、各类终端、个人电脑、文字处理机、服务器、存储设备等各种办公设备、信息传输与网络设备和相应配套的系统软件、工具软件、应用软件等组成。
4、火灾报警与消防联动自动化系统(FA)
火灾报警系统在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。火灾报警系统是智能建筑中的一个子系统但其又完全脱离其他系统或网络的情况下独立运行和操作,完成自身所具有的防灾和灭火的功能,具有绝对的优先权。通过建筑物内不同位置的烟感和温感探测装置提供的信号进行确认后报警,同时启动火灾联动系统,包括关闭空调、开启排烟装置、启动消防专用梯并且启动消防系统运作、紧急广播疏散人群,从而使得尽可能的减少生命、财产损失。
5、安全保卫自动化系统(SA)
安全保卫自动化系统是通过安全防范、一卡通、公共应急广播等系统对建筑物及周边内日常出现的事件进行分析整理,通过文字、图像、声音等方式传送到管理中心交管理人员处理,该系统能够对建筑物及周边各个方面不同种类的信息全方位监控,并能根据事件种类做出相应联动将各个相关专业紧密的联系在一起,能够很大程度上节约人力、物力,真正做到系统自动。
三、基于嵌入式技术的楼宇智能化的发展趋势
我国每年新增的建筑面积约20亿平方米,加之政府对楼宇智能化建设规范化、科学化的引导,业内普遍看好楼宇智能化的发展。21世纪的住宅、居家新思潮――节能、环保、绿色、智能,在2010年上海世博会得到充分展示、各国场馆展示了大量城市家居生活的新理念、新技术、新产品、新工艺,尤其是节能、低碳、绿色、智能等技术成为亮点、众多场馆集中应用国际先进的太阳能、LED照明、冰蓄冷、地源热泵、屋面雨水收集利用、江水源循环冷却降温、气动垃圾回收、绿地节水灌溉和可再生材料使用等多项节能技术和手段,展示了未来低碳、绿色智能城市建筑的前景和成功范例。在这样的趋势下,未来的智能楼宇发展方向要从深度和广度方面来谈。
1、通信技术
数据卫星通信技术在智能建筑中的应用与移动通信系统的结合,实现电视会议、远程监控、远程医疗和远程教学。
2、网络技术
网络控制技术在智能建筑中的应用包括:改善智能建筑内楼宇自控系统、综合保安系统、火灾报警等异构网络环境的控制与联动结构;用控制网络的分布式和嵌入式智能化技术为楼宇治理自动化提供新的治理模式;通过控制网络通信实现实时数据治理与机电设备运行过程控制;利用信息网络的应用集成,以实现对智能建筑内的机电设备与安全报警治理的远程监控和数据采集。
3、节能控管系统
楼宇节能控管系统是将现代IT技术、智能楼宇控制技术及现代楼宇节能技术有机融合,采用开放的TCP/IP通讯协议,以BORRY专利技术――通用网络控制器(NDDC)为核心,实现机电设备的网络化.并创新性地将楼宇自控与节能管理融于一体的网络节能控制系统。通过网络对建筑物内的空调系统、供暖系统、给排水系统、变配电系统、照明系统及电梯系统等众多分散设备的运行状况、安全状况、能源使用状况实行集中监控、管理和分散控制,在满足楼宇舒适环境的同时,实现楼宇各耗能子系统的网络化、智能化及专家级的管理与服务,达到系统高效节能运行的目的。
4、物业治理技术
基于宽带的物业治理是充分应用信息与网络技术,将建筑智能化系统和计算机物业治理系统集成到综合信息服务平台上,实现具有集成性、交互性、动态性的物业治理模式。
5、无线网络技术
该项技术利用微波、激光、红外线作为传输介质,摆脱了线缆端联接受地理位置制约的局限性。其在智能建筑中的应用表现为:在智能建筑内的餐饮、娱乐、购物等商业POS机的无线局域网的连接,实现移动电话浏览网页,以及无线会议电视及视像信号的传输、交互和接入服务等功能。而广度是指随着时代的前进与发展,“智能建筑”的概念范围也在不断地发展与充实。早期智能大厦主要是指“楼宇自动化系统”。随着科技的发展,建筑智能化技术在住宅建筑中的大量应用,供人们居住的具有智能化、信息化、数字化功能的住宅小区不断涌现,智能小区改变了“智能建筑”原有的涵义,成为“智能建筑”的另一重要组成部分。“十二五”规划中,提出了建设智慧城市的理念,这又拓展了智能楼宇所能涉及的范围,通过技术革新和智能管理建设智能楼宇是智慧城市不可或缺的一部分。基于嵌入式技术的智能楼宇而构建起来的未来智慧城市将涉及多项智能服务领域,实现智能化电力、交通等公共服务,手机绑定一卡通,便能刷门禁、车禁、购物;无论身在何处,用手机都可开关电器、窗帘;企业用不着仓库存储,只需通过电脑控制物流……这些电影情节,将在智能城市中逐步上演。未来,城市服务将以创新的方式融入人们的生活;城市管理将变得更加快捷高效,将诞生更多新兴的产业形态,出现更新的科技服务托管模式。“智能+互联城市”的全新理念,意味着今后人们开始超乎想象的高新科技生活。
三、结语
基于嵌入式技术的智能楼宇是科技时代的必然产物,是信息技术与现代建筑的有机结合。在未来的建筑发展中,传统的建筑模式必将被楼宇智能化所代替,这也是社会发展的必然性,面对信息化时代的到来,智能化、自动化技术将深入渗透到建筑行业中,未来,智能化楼宇将大放异彩,拥有无限广阔的前景。
参考文献
物联网技术以网络技术、传感技术以及定位技术等多种先进的科学技术为基础,能够实现楼宇物品之间的连接,实现设备与设备之间的通信,从而形成楼宇智能化、自动化的监控管理网络。智能监控系统、智能家居系统以及智能安防系统等智能楼宇系统对物联网技术的应用方便了人们的生活和工作,其发展前景十分广阔。
1 楼宇智能化系统概述
从本质上来讲,楼宇智能化系统属于一种系统集成技术,其集成了互联网技术、计算机技术以及信息技术,在建筑设计中融合先进的技术,实现了信息资源整合和使用的高效性,实现了楼宇的智能化管理。一般来说,楼宇智能化系统主要包含三个内容,分别是智能办公、智能通信和智能楼宇管理,三者相辅相成、相互联系、环环相扣。自动化管理系统在智能楼宇中有着至关重要的作用,其涉及到的内容较多,就目前来看,我国楼宇智能化系统还没有统一的通信标准,不同楼宇的智能化系统在通信、性能、运行等方面有着一定的个差异性。
2 物联网技术原理分析
物联网以互联网为基础,其能够在互联网的基础上实现物与物的连接和通信,能够通过信息采集设备来及时采集“物”的信息,以此为依据实现对楼宇中“物”的智能化管理。这就是物联网技术的基本原理。
物联网架构可以分为三层:
2.1 感知层
感知层能够实现物体的识别和物体信息的采集,感知层依赖于传感器、GPS设备、二维码标签识读器等各种信息采集设备来实现其识别功能和信息采集功能。
2.2 网络层
对于物联网来说,网络层的重要性不言而喻,其是物联网的核心组成部分,如果将物联网比作是一个生物,那么网络层就是物联网这个生物的神经组织。其主要包括智能处理中心、融合网络、管理中心等,网络层的重要功能就是传递和处理接收的信息。
2.3 应用层
应用层指的是物联网技术具体应用的层面,要求与应用的行业进行融合,实现智能化管理。
物联网实现了物理设施和IT网络的连接,将虚拟的物联网与实物之间进行连接,实现通信,并整合为网络,这对于提升物理设备的管理效率和管理效果有着积极的意义。
3 物联网技术在楼宇智能化系统中的具体应用探讨
3.1 在楼宇智能监控系统中的应用
智能监控系统是楼宇智能化系统中的主要组成部分,智能监控的主要监控内容有空调系统的监控、给排水系统的监控、电梯运行的监控、照明系统的监控等等,智能监控系统能够及时发现楼宇建筑管理出现的问题,保证楼宇的安全性。传统的楼宇智能监控系统有着一定的局限性,设备监控集中在室内,只能够实现主动监控,物联网技术在楼宇智能监控系统中的应用则能够有效打破这个局限性,通过物联网技术能够实现远程管理,将楼宇建筑中相关需要监控的对象设备与互联网实现通信,避免人员来回往返,有效提升了监控管理效率。例如利用物联网技术将需要监控的设备及系统运行过程与监控终端进行通信,监控人员能够及时发现设备或系统运行的问题,从而采取有效措施来解决相关问题,保证了相关监控对象运行的安全性和可靠性。此外,物联网技术的应用能够及时采集设备运行参数,并上传给控制系统或上级数据系统,从而为相关部门楼宇运行标准和政策的制定提供有效依据,例如城市楼宇电网智能监控、能耗智能监控等等。
3.2 在楼宇智能家居系统中的应用
随着经济的发展,人们的生活日益富足,在生活水平逐渐提升的背景下,人们对居住环境的要求也逐渐提高,对楼宇智能化系统中的智能家居系统越来越重视,智能家居系统主要包括家居媒体影院、安防系统等等,其能够改善人们的生活环境,提升人们的生活品质。物联网技术在楼宇智能家居系统中也有着重要的应用,通过通信网络的设计和开发能够将各个子系统与家居网络相互连接,实现通信,从而更好地来对各个智能家居子系统进行监控。传统的智能家居系统布线方式为支线布线,灵活性较差,网络布置成本较高,物联网技术通过温湿度传感器、燃气泄漏传感器等能够实现无线网络与家居设备的连接和通信,这就能够对智能家居系统中的相关设备进行远程自动化智能控制。
3.3 在楼宇智能安防系统中的应用
智能安防系统在楼宇智能化系统中有着至关重要的作用,其关系到楼宇用户的生命安全和财产安全。传统的安防系统有着一定的局限性,其主要讲观察信号传递给保卫室,根据传输而来的画面信息,保卫室工作人员能够作出准确的判断,从而制定针对性的安防决策,但这种安防系统只能够实现对楼宇内部的监控,局限性较大。物联网技术的应用能够有效解决安防系统上述问题,能够实现对楼宇内外的全面监控和防范,系统一旦出现异常情况,则会进行主动报警。以楼宇入侵安防为例,系统中以红外探测器为基础,通过红外探测器能够及时识别并判断入侵红外信号,之后及时采集监控点图像,并将采集到的信息传递给信号,实现物与人的连接和通信,用户在确定入侵信息之后则可以迅速做出处理,提升了安防系统的工作效率和工作效果,保证了楼宇运行的安全性。
4 结论
综上所述,物联网技术是实现智能化应用的关键技术,其在楼宇智能化系统中有着重要的应用。本文从智能安防系统、智能家居系统以及智能监控系统等三个方面探讨了物联网技术在楼宇智能化系统中的具体应用,旨在为促进楼宇智能化系统的应用和发展作出贡献。
参考文献
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[2]齐斌,李芳.物联网技术在楼宇智能化系统中的应用[J].科技展望,2015,28:11.
[3]毛东.物联网技术在智能化住宅小区中应用的研究[D].长安大学,2012.
一 、招标阶段控制
在招标阶段,业主最关心的是智能化系统功能的确定、方案论证、标书的起草及发放、投标单位的确定及考察、投标方案的审查及施工单位的选定。为此,监理围绕业主的要求主要进行如下几方面的工作:
1、对智能化系统进行功能确定及方案论证
根据智能化系统所需要完成的任务、要求及要达到的功能,参照装饰设计的总体平面布局,运用专业人员的知识,明确智能化系统所需达到的功能、明确系统所需控制的区域,机房的设置位置、控制线路的走向、执行机构的设置方案,及初步确定网络系统的型式、材料设备的档次(国产还是进口)等。
系统集成应遵循统一规划,分期实施的原则。即各个子系统的信息接口、协议等应符合国家标准,在订货时统一预留,各子系统的供应商应共同遵守,承诺技术协议,为集成创造条件。待各子系统运行正常,条件成熟后再搞集成。
明确之后即可以进行标书的起草,确定评标方案及评分标准。我们对评标方案及评分标准的确定格外慎重,在广泛听取各方面的意见的基础上,制定一套科学、合理、合法的评标方法,确保合理低价标中标。
2、对投标单位进行考察
选择一个好的设计、施工单位是系统实施的关键。由于本工程的特殊性,我们采取邀请招标的方式,在招标前我们先对一些有意向的单位根据其提供的书面材料进行资格预审,从中选出实力较强者,由业主有关专家对其进行有针对性的考察。考察完成后各单位的情况列表分析比较,形成考察报告向业主汇报,以便作为确定邀请招标单位的依据。
3、开标
对于各投标单位的投标方案,主要着重于审查:
其智能系统是否符合设计规范的要求;投标方案中提及的设备监控系统是否满足标书中要求的功能;方案中控制点的分布是否合理,是否满足扩充要求,现场执行机构是否能满足功能控制要求。并组织专家对方案中网络控制系统、控制网络技术.控制网络中的硬件等是否具有实用性、稳定性、扩充性、简单性、先进性、及易操作性,为开标提供技术依据。
二、设计阶段的控制
智能系统的设计一般由智能系统设计、施工单位在装饰设计的基础上进行深化设计,其设计依据为装饰设计图纸、设计规范、产品应用设计标准和标书中确定的智能系统功能等。1、检查智能系统设计是否符合规范要求、2、检查线管走向是否合理、经济,是否和其它管线相矛盾、3、检查现场控制器设置位置是否合理、经济。数标书和原标书中确定的相符合,有无更改和增减。更改增减是否合理。4、检查系统与强电系统的接口设计。智能系统设计图纸经确认后即可用于现场施工。
三、施工阶段的控制
施工单位进场施工后,主要把好以下关键点:
1、设备、材料的验收。设备、材料的好坏是智能系统是否能满足功能要求的一个重要因素,也是质量控制的一个关键点。普通材料要求提供合格证、质保书并按规范要求进行验收;重要设备、材料都为国外进口,需提供原产地证明、进口报关单、商检证明等相关资料;特殊材料还需进行安装前的测试,控制网络的网桥、网关及网络控制器需进行模拟通信测试。
2、中央监控室的验收 。中央监控室是智能系统的核心,验收时应会同业主一同进行,主要核对中央监控室内的设备是否按标书中的要求配置,其布局是否合理、美观,是否为后期发展留有余地,能否满足功能要求。确保系统按图施工、按规范施工,顺利进入调试阶段。
四、调试验收阶段的控制
智能系统调试验收在施工单位自验合格的基础上进行。施工单位自验收合格后,准备好系统监控点设定表、系统框图、各楼层监控点分布平面图、自检调试记录、调试验收程序及调试人员、器具配备等相关资料报业主及相关单位一同进行,调试验收主要包括以下几点:
1、监控中心人机界面的验收。
人机界面是否良好、数据调用简单明了、监控功能内容直观齐全、报表显示简明易读、打印报表设置合理。
2、各控制点的独立动作及数据信号号和模拟信号的反馈情况验收。
验收人员分成二批,分别带对讲机以便联络,一批验收人员察看现场各控制点的动作情况,一批人员在控制中心察看各控制点反馈信号情况。根据调试验收程序的安排,逐一检查各控制点,由控制中心发出动作信号,检查现场动作是否正确;动作符合要求的可进合调试。控制点动作或信号反馈不符合要求的,需仔细检查出问题的所在,整改合格后,再进行验收,及联合调试。