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1、第一章 弱电系统概述,所谓弱电，是针对建筑物的动力、照明用电而言的。一般把像动力、照明这样输送能量的电力称为强电；而把传播信号、进行信息交换的电能称为弱电。强电系统可以把电能引入建筑物，经过用电设备转换为机械能、热能和光能等；而弱电系统则完成建筑物内部和内部及内部和外部间的信息传递与交换。,弱电系统分类,智能建筑主要由三大系统组成:楼宇自动化系统(BAS)、通信网络系统(CNS)、办公自动化系统(OAS）一、楼宇自控系统二、综合布线系统三、计算机网络系统 四、安全防范系统五、公共广播系统 六、卫星及有线电视系统,弱电系统分类,七、会议系统 八、数字程控交换机系统 九、一卡通系统 十、电子信息显
2、示系统 十一、电子信息查询系统 十二、中央集成管理系统,一、楼宇自控系统,楼宇自控系统采用集散控制系统，本系统使管理者在中央控制室内就可实现对整座大楼内机电设备的监控和相应的各种现代化管理。楼宇自控系统中央管理工作站作为大楼的机电设备运行信息的交汇与处理中心，对汇集的各类信息进行分析、归类、处理和判断，采用最优化的控制手段，对各设备进行分布式监控和管理，使各子系统和设备始终处于有条不紊、协调一致的高效、有序的状态下运行。,一、楼宇自控系统,系统作用：分散控制，集中管理，节能，降耗的作用。监控范围：对空调系统、新风机组、制冷机组、冷却塔、风机盘管、照明回路、变配电、电梯等系统进行信号采集和监测、
3、控制，实现设备管理系统自动化。达到效果：有效节省电能、大量节省人力、延长设备使用寿命、有效加强管理、保障设备与人身的安全。,一、楼宇自控系统,建筑设备自动控制系统组成及功能有如下方面：（1）电力系统（2）照明系统（3）空调与冷热源系统（4）环境监测与给排水系统（5）电梯系统（6）消防自动化系统（FAS）（7）保安自动化系统（SAS）,二、综合布线系统,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。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
4、备之间的所有线缆及相关的连接部件。综合布线系统是智能建筑内部各系统之间、内部系统与外界进行信息交换的硬件基础。楼宇综合布线系统(PDS)是现代化大楼内部的“信息高速公路”，是信息高速公路在现代大楼内的延伸。综合布线系统中除去固定于建筑物内的水平线缆外其所有的接插件都是积木式的标准件，系统的扩充升级容易。保护用户一次性投资，维护费用极低，使整体投资达到最少。,综合布线系统可以划分成6个子系统：工作区（终端）子系统水平布线子系统干线（垂直布线）子系统设备间子系统管理子系统建筑群子系统。综合布线系统结构如图2.1所示。,二、综合布线系统,图2.1 综合布线系统结构,二、综合布线系统,工作区子系统,需
5、要设置终端设备的独立区域，比如一个房间由用户的终端设备连接到信息点（插座）的连线所组成,如下图,水平子系统,水平子系统是每层的配线间至信息插座之间的部分，由信息插座、水平配线电缆或光纤、配线设备和跳线等组成，又称配线子系统。特点：在一个楼层上，沿地板或天花板走线。,管理子系统,一般设置在配线设备的房内，由配线间的配线硬件、I/O设备及相关接插软线等组成。是针对设备间、交接间、工作区的配线设备、缆线、信息插座等设施进行管理的系统,干线子系统,又称垂直子系统，由设备间与管理子系统之间的连接线缆组成。包括配线设备、垂直干线电缆或光纤、跳线等，是楼层之间垂直（水平）干线线缆的统称。主要用于连接各层配线
6、室，并连接主配线室。目前一般采用千兆光缆或铜缆。,又称主配线间。由设备间中的电缆、连接器和相关支撑硬件组成它是在每一幢大楼的适当地点设置进出线设备、网络互连设备的场所。为便于布线，节省投资，设备间最好位于每一幢大楼的中间。,设备间子系统,图6设备间子系统,设备间子系统,建筑群子系统,由连接各建筑物之间的传输介质和相关支持设备组成。目前一般采用千兆或万兆甚至十万兆光缆干线。,三、计算机网络系统,在智能建筑中，通信自动化、办公自动化和管理自动化将是非常重要的组成部分，无论是高速传输处理语音、文字、图像、数据，还是便捷处理日常事物及管理决策都离不开高性能计算机网络系统的支持。计算机网络系统就是利用通
7、信设备和线路将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件实现网络中资源共享和信息传递的系统。通过计算机的互联，实现计算机之间的通信，从而实现计算机系统之间的信息、软件和设备资源的共享以及协同工作等功能，其本质特征在于提供计算机之间的各类资源的高度共享，实现便捷地交流信息和交换思想。,网络系统图,四、安全防范系统,安全防范系统包括闭路电视监控系统、防盗报警系统、门禁系统、巡更系统、周界防范系统等，采用多种方式构成大楼多方位、立体化的综合保安防护体系，保证大楼内设备、人员的安全。它能够在第一时间内做出相应判断和动作，并以视觉、听觉或其他感受方式告知管理与保安人员事故现场所
8、发生的各种情况，使之对安全事故现场有效地做出快速反应。并将所发生事件的全过程以视频记录方式进行备份记录，为处理事故现场提供了确实可靠的法规依据。,四、安全防范系统,现代化建筑需要多层次及针对性的保安系统。从防止罪犯入侵的过程上讲保安系统应提供以下三个层次的保护：(1)外部侵入保护外部侵入是指罪犯从建筑物的外部侵入楼内，如大楼的门、窗、墙体等，在上述部位设置相应的报警装置就可以及时发现并报警，从而在第一时间内采取处理措施。,(2)区域保护区域保护是指对某些重要区域进行保护：如陈列展厅、多功能展厅等。区域保护为第二级保护，除应用红外探测器、微波探测器、红外微波双鉴探测器等技术手段外，还应考虑加入计
9、算机区域防范功能，达到区域保护智能化。(3)目标保护目标保护是对重点目标进行保护，如展柜内的重要展品等。目标保护是最后一级保护，应用的传感器包括压力开关、断线报警、接近开关等。,保安系统的组成内容,不同建筑物的保安系统有其不同的组成内容，但基本的子系统如下（见图4.1）：(1)出入口控制系统(2)防盗报警系统(3)闭路电视监视系统(4)保安人员巡逻管理系统(5)防盗门控制系统,图4.1 保安管理系统组成框图,防盗报警系统,防盗报警系统负责建筑物内重要场所的探测任务，包括点、线、面和空间的安全保护。系统一般由探测器、区域报警控制器和报警控制中心设备组成，其基本结构图见图4.2。1)系统报警探测器
10、(1)入侵及袭击信号器 磁性触头。玻璃破裂信号器。固体声信号器。报警线。报警脚垫。袭击信号器。,（2）红外、微波与超声波探测器 被动式红外信号器。超声波探测器。微波探测器(高频多谱勒仪)。红外-微波双技术探测器。主动型红外探测器。,防盗报警系统,图4.2 防盗报警系统结构图,防盗报警系统,2)报警控制器（1）区域报警控制器区域报警控制器直接与各种防盗报警传感器相连，接收传感器传送来的报警信号，并可向上级控制台输出报警信号。这种控制器一般也可单独使用，控制器具有声光报警与显示功能，并对传感器提供DC 24V电压。,防盗报警系统,（2）中心控制台中心控制台又称总控制台，是保安监控系统的中心设备。安
11、装制台的核心设备是工业控制机、单片机或微型计算机，并配有专用控制键盘、CRT显示器主监视器、录像机、打印机、电话机等设备。另外还可增配触摸屏、画面分割器、对讲系统、字符发生器、声光报警等装置。从使用情况看，中心控制台有两类，一种是直接与防盗探测器和摄像机连接使用类型，另一种是与区域控制器连接使用类型。,防盗报警系统,3)宜设置防盗报警装置的部位及场所(1)金融大厦中的金库、财务室、档案库，现金、黄金及珍宝等暂时存放的保险柜房间。(2)博物馆、展览馆的展览厅、陈列室和贵重文物库房。(3)图书馆、档案馆的珍藏室，陈列室和库房。(4)银行营业柜台，出纳、财务等现金存放和支付清点部位。(5)钞票、黄金
12、货币、金银首饰、珠宝等制造或存放房间。(6)自选商场或大型百货商场的营业大厅等。,防盗报警系统,4)报警设备的选择(1)报警设备应按保护区域的重要程度及盗窃行为发生的可能性选择相应的设备。(2)对于平面监视，可选用玻璃破裂传感器、固体声信号器、报警电线及压力开关、磁性开关等报警装置。(3)对于空间监视，可选红外探测器、微波探测器、超声波探测器等报警信号器。(4)每个独立的保护区域内应至少设置12只手动报警按钮。,防盗报警系统,闭路电视监视系统系统,1）电视监视系统的基本结构,闭路电视监控系统图,闭路电视监视系统系统,2）摄像部分是安装在现场的，包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台.云台与摄
13、像机配合使用能达到扩大监视范围的作用.3）传输系统包括视频信号和控制信号的传输。4）显示与记录设备是安装在控制室内的，主要有监视器、录像机和一些视频处理设备：视频切换器：视频切换器可以使我们用少量的监视器看多个监视点。多画面分割器：在一台监视器上观看多路摄像机信号。,闭路电视监视系统系统,4）显示与记录设备是安装在控制室内的，主要有监视器、录像机和一些视频处理设备：视频切换器：视频切换器可以使我们用少量的监视器看多个监视点。多画面分割器：在一台监视器上观看多路摄像机信号。,闭路电视监视系统系统,视频分配器:一路视频信号要送到多个显示与记录设备时，需要视频分配器。,闭路电视监视系统系统,5）控制
14、设备的功能与实现,高级的控制配有高级的伺服系统，云台可以有很高的旋转速度，能很快地对准报警点，一台摄像机可以起到几台摄像机的作用。,出入口控制系统,也叫门禁管制系统，其主要功能有：对已授权的人员，凭有效的卡片、代码或特征，允许其进入；对未授权人员（包括想混入的人）将拒绝其入内。对某段时间内人员的进出状况，某人的出入情况，在场人员名单等资料实时统计、查询和打印输出。,1）基本结构,出入口控制系统,出入口控制系统,读卡机、指纹识别设备等接受人员输入的信息，再转换成电信号送到控制器中，控制器接收信息后，同自己存储的信息相比较以作出判断，然后再向读卡机等发出处理信息，电子门锁等执行机构据此信号，完成开
15、锁、闭锁等工作。单个控制器就可以组成一个简单的门禁系统。多个控制器通过通信网络同计算机连接起来就组成了整个建筑的门禁系统。计算机装有门禁系统的管理软件，它管理着系统中所有的控制器，向它们发送控制命令，对它们进行设置，接受其发来的信息，完成系统中所有信息的分析与处理。,出入口控制系统,2）读卡机的种类（1）磁码卡（2）铁码卡（3）感应式卡（4）智能卡（5）生物辨识系统,指纹机。用每个人的指纹差别做对比辨识。掌纹机。利用人的掌型和掌纹特性做图形对比，类似于指纹机。视网膜辨识机。利用光学摄像对比，比较每个人的视网膜血管分布的差异。声音辨识。生物辨识技术安全性极高，对视网膜的复制几乎是不可能的，所以应
16、用在军政要害部门或者大银行的金库等处是比较合适的,出入口控制系统,出入口控制系统,3）自动门设置自动门可以使大门和分隔各单元区域的小门随时保持关闭状态，避免各区域噪声、气味相互影响。卡片开关自动门、感应式开关自动门、触摸式开关自动门等等。4）出入口控制系统的计算机管理（1）系统管理（2）事件记录（3）报表生成（4）网间通信,巡更子系统,巡更子系统的作用是在设防区域内的重要部位，确定保安人员巡逻路线，设置巡更站点。保安巡更人员携带巡更记录器，按指定的路线和规定的时间到达巡更点进行记录，将记录信息传送到安防管理中心，形成巡更数据库。管理人员可调阅、打印各保安巡更人员的工作情况，加强对保安人员的管理
17、，从而实现人防与技防相结合的巡更系统。,停车场管理系统,楼宇保安对讲系统,亦称访客对讲系统，又称对讲机电锁门保安系统。目前主要分为单对讲和可视对讲。,可视对讲型保安系统一般由主机（室外机）分机（室内机）、不间断电源、电控锁等组成。,五、公共广播系统,公共广播系统具有背景音乐广播、公共事务广播、火灾事故广播功能。背景音乐的主要作用是掩盖噪声并创造一种轻松和谐的听觉气氛，由于扬声器分散均匀布置，无明显声源方向性，且音量适宜，不影响人群正常交谈，是优化环境的重要手段之一。公共事务广播系统可以起到宣传、播放通知、找人等作用。公共广播的火灾事故广播功能作为火灾报警及联动系统在紧急状态下用以指挥、疏散人群
18、的广播设施，在建筑弱电的设计中有举足轻重的作用。本功能要求扩声系统能达到需要的声场强度，以保证在紧急情况发生时，可以利用其提供足以使楼内可能涉及区域的人群能清晰的听到警报、疏导的语音,广播系统图,六、卫星及有线电视系统,早期被称为共用天线电视系统，其英文缩写为 CATV。顾名思义，共用天线电视系统就是允许多台用户电视机共用一组室外天线来接收电视台发射的电视信号，经过信号处理后通过电缆将信号分配给各个用户系统。现在的CATV系统已经发展到双向传输，在系统中增加了回传带宽，以满足上网、点播等需要。除了传统的CATV以外，今年来IPTV也逐渐推广。IPTV即交互式网络电视，是一种利用宽带有线电视网，
19、集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。用户可以有两种方式享受IPTV服务：(1)计算机，(2)网络机顶盒+普通电视机。它能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势，充分有效地利用网络资源。,任何一个电缆电视系统无论多么复杂，均可认为是由前端、干线传输、用户分配网络三个部分组成。如图6.1所示，分别简述如下。,系统的组成和分类,图6.1 电缆电视系统组成框图,(1)前端部分前端是由天线、天线放大器、混合器和宽带放大器组成。它的功用是把收到的各种电视信号，经过处理后送入分配网络。而分配网络的作用是使用成串的分支器或成串的串接单元，将信号均匀分给
20、各用户接收机。,(2)干线传输部分组成该部分的主要器件包括：干线放大器、电缆或光缆、斜率均衡器、电源供给器、电源插入器等。干线传输部分的任务是把前端输出的高质量信号尽可能保质保量地传送给用户分配系统，若是双向传输系统，还需把上行信号反馈至前端部分。,(3)用户分配系统主要的部件有：线路延长放大器、分配放大器、分支器、分配器、用户终端、机上变换器等，对于双向系统还有调制器、解调器、数据终端等设备。该部分是把干线传输来的信号分配给系统内所有的用户，并保证各个用户的信号质量，对于双向传输还需把上行信号传输给干线传输部分。电缆电视系统的基本组成如图6.2所示。,图6.2 电缆电视系统图,七、会议系统,
21、现代化的智能建筑中一般拥有比较多的会议场所，有专门用于会议场所的会议室、报告厅，还有可以作为临时会议场所的多功能厅等。会议场所主要用于举行各种会议或报告，在功能上满足数字会议管理及同声传译、灯光控制、会议讨论、即席发言、会议扩声、视频显示等要求。既能满足内部会议的需要，也可以满足高级别的电子会议的需要，如对外直播的会议、记者招待会、国际性大型会议等。,视频会议系统图,八、数字程控交换机系统,智能建筑中采用的程控交换机应能满足大楼范围内的语音、数据、图象、窄带、宽带多媒体业务。数字程控交换机应用范围包括以下内容：语音通信：国际、国内及本地话音通信并能通过本设备可以实现多功能服务，提高通信能力和服
22、务质量。传真通信：通过数字程控交换机，可连接各类传真机，大大提高文本传真的质量。综合业务数字网通信：通过数字程控交换机实现综合业务数字网通信业务。语音邮箱服务：通过交换机内语音邮箱，自动存储用户话音，交换机用户可授权提取语音信箱里的内容，提高大楼通信自动化的水准。,对于电话通信系统，它是由用户终端设备，传输系统和电话交换设备三大部分组成。1）用户终端设备用户终端设备的功能是用来完成信号的发送和接收。用户终端设备主要有电话机、传真机、计算机终端等。2）电话传输系统电话传输系统按传输媒介分为有线传输（明线、电缆、光纤等）和无线传输（短波、微波中继、卫星通信等）。从建筑弱电来讲，主要是有线传输。,八
23、、数字程控交换机系统,3）电话交换设备电话交换机的发展经历了四个阶段，即人工交换机、步进制交换机、纵横制交换机和程控交换机。程控交换机：当用户呼叫时，由处理机根据程序所发出的指令来控制交换机的运行，以完成接续功能。,八、数字程控交换机系统,九、一卡通系统,通过一卡通系统可以实现对相关人员的考勤管理、门禁管理、内部电子消费管理、停车管理等功能的综合管理。形成完整的一卡通用解决方案。结合各建筑的特点，一卡通系统可以实现以下几方面的功能：1、身份管理；2、门禁管理3、考勤管理；4、借阅管理；5、停车场管理；6、消费管理；。具体实施时，可根据实际情况一起或分步实施。,一卡通系统图,十、电子信息显示系统
24、,现代社会已进入信息时代，信息传播占有越来越重要的地位，同时人们对于视觉媒体的要求也越来越高，要求传播媒体传播信息直观、迅速、生动、醒目。电子信息显示系统的作用是信息发布，可以播放大楼业主单位的事务介绍、实事新闻、通知等，会起到良好的宣传效果，另一方面可以配合音视频设备播放电视、LD、VCD、DVD、录像等，起到装饰环境、烘托气氛的作用。另外，还可以充分利用建筑的社会地位和影响，承接各种广告业务，通过电子信息显示系统播放多媒体广告，起到为业主创收的作用。目前电子信息显示系统一般有LED大屏幕、LCD电视墙、大屏幕投影机、LCD显示器等。,LED大屏幕显示系统图,拼接屏系统图,十一、电子信息查询
25、系统,电子信息查询系统的展示内容可以包括建筑总体情况介绍、内部功能区分布、主要部门联系电话、服务办事指南、游览路线、导购等。还可以根据今后的实际需要随时添加新内容，如提供广告或其它服务信息等。电子信息查询系统是基于多媒体计算机系统实现的，可以通过图象、文字、声音、视频等多种方式来展示信息。,电子信息查询系统一般采用触摸查询一体机。从实现技术上分，触摸屏有表面声波、电容、红外、五线电阻、四线电阻等几种，现在市场上面主要是表面声波和红外技术。用触摸屏输入信息十分简单、方便、迅捷，与其它多媒体技术配合运用，使用者就可以通过丰富多彩的触摸界面进行轻松活泼的人机交互；再加上其信息量大而全，且检索信息速度快，能满足不同用户的各种信息查询需求。,十一、电子信息查询系统,
