【正文】 宇自控需求，是世界上第一個(gè)使用BACnet標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的樓宇自控系統(tǒng)生產(chǎn)廠商。是全球BACnet樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域著名的制造商，其系統(tǒng)符合公認(rèn)的TCP/IP, BACnet工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。它已經(jīng)形成了符合BACNET標(biāo)準(zhǔn)的從上到下的一系列產(chǎn)品線。在美國(guó)，已有多個(gè)成功的基于BACNET標(biāo)準(zhǔn)的樓宇自控案例，如:德州休斯敦市的喬治布什洲際機(jī)場(chǎng)樓宇自控系統(tǒng)，華盛頓大學(xué)樓宇自控系統(tǒng)。 在國(guó)內(nèi)，住宅小區(qū)智能化的整體解決方案還處于探索發(fā)展階段，相關(guān)技術(shù)的研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與國(guó)外相比差距很大，但智能住宅及其小區(qū)的建設(shè)在我國(guó)各地發(fā)展較快，住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)也由剛開(kāi)始時(shí)單一的安防系統(tǒng)向三表遠(yuǎn)傳抄收系統(tǒng)、室內(nèi)家用電器控制系統(tǒng)、通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、交互式視頻點(diǎn)播服務(wù)系統(tǒng)等多方面發(fā)展。 BACnet在國(guó)內(nèi)的發(fā)展尚處于起步階段，基于該協(xié)議的相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)基本屬于空白。但該協(xié)議在幾十個(gè)國(guó)家都得到廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，因此引起了國(guó)內(nèi)各方面的注意，且已開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)的研究。1．4 本文所做的工作 主要研究?jī)?nèi)容如下： ，根據(jù)相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)家、行業(yè)和相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，再結(jié)合本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)功能，最后對(duì)安全防范子系統(tǒng)中的電視監(jiān)視系統(tǒng)，防盜報(bào)警系統(tǒng)，門(mén)禁控制系統(tǒng)，進(jìn)行了較詳細(xì)的討論和設(shè)計(jì)。 ，對(duì)于各系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)中控制器的功能，各系統(tǒng)通訊控制電路的設(shè)計(jì)，以及各子系統(tǒng)管理軟件的相關(guān)開(kāi)發(fā)進(jìn)行了闡述。 、檢測(cè)與調(diào)試有關(guān)的問(wèn)題； 。第二章 智能建筑安全防范系統(tǒng)概述 智能建筑安全防范系統(tǒng)是以保障安全為目的而建立起來(lái)的技術(shù)防范系統(tǒng)，它必須對(duì)建筑的主要環(huán)境，包括內(nèi)部環(huán)境和周邊環(huán)境進(jìn)行全面有效地全天候的監(jiān)視，如對(duì)大廈內(nèi)部的財(cái)產(chǎn)、人身、文件資料、設(shè)備等的安全起著重要的保障作用[2]。是智能建筑中不可缺少的一個(gè)子系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中融入新的技術(shù)可以大大提高智能建筑的智能化水平。2．1 基本概念和定義2．1．1 智能化建筑概述 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，智能化建筑在世界發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)運(yùn)而生，并得到迅速發(fā)展。智能建筑(Intelligence building)是現(xiàn)代建筑技術(shù)和各種高新技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。美國(guó)華盛頓特區(qū)的智能化研究機(jī)構(gòu)將智能化大樓定義成:通過(guò)對(duì)建筑物的四個(gè)基本要素，即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理以及它們之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化考慮，來(lái)提供一個(gè)投資合理、但又擁有高效率的舒適、溫馨、便利的環(huán)境。日本對(duì)于智能化大樓有較為具體的要求，其提法為:為提高辦公室作業(yè)的合理化和生產(chǎn)性，而裝備有高性能的通信系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、舒適兼具魅力的建筑環(huán)境和大樓自動(dòng)化系統(tǒng)，并予以集成為智能化系統(tǒng)的大樓，即稱為智能化大樓。中國(guó)專(zhuān)家認(rèn)為:智能化大樓是綜合采用電子信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)建筑大樓的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控、對(duì)信息資源進(jìn)行管理和對(duì)用戶提供綜合信息服務(wù)的符合未來(lái)信息化社會(huì)要求的建筑物。智能化大樓已使大樓的主人、財(cái)產(chǎn)管理者和占有者等看到了他們?cè)谑孢m、安全、便利等方面的理想目標(biāo)。當(dāng)然，智能化大樓的建設(shè)，還要考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)的系統(tǒng)靈活性和市場(chǎng)的適應(yīng)性要求。2．1．2 智能化建筑的關(guān)鍵技術(shù) 樓宇布線技術(shù)?，F(xiàn)代通信技術(shù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)。計(jì)算機(jī)信息管理技術(shù)。多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)。系統(tǒng)集成技術(shù)是智能化大樓的關(guān)鍵技術(shù)。2．1．3 安全防范系統(tǒng)概述 安全防范系統(tǒng)是一種多技術(shù)、多層次、立體化的以保障安全為目而建立起來(lái)的技術(shù)防范系統(tǒng)，具有很高的自動(dòng)化程度，而且具有智能功能。對(duì)于安全防范系統(tǒng)應(yīng)具備的功能及涵蓋的范圍，迄今為止還沒(méi)有嚴(yán)格的界定，一般情況下的安全防范系統(tǒng)會(huì)以建筑報(bào)警指揮中心為中樞，以報(bào)警系統(tǒng)、周邊防范系統(tǒng)、進(jìn)出口控制系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)、停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)和保安巡邏考勤系統(tǒng)等為主構(gòu)成。形成一個(gè)有線和無(wú)線結(jié)合，固定目標(biāo)(房間)與移動(dòng)目標(biāo)(汽車(chē)，人員)結(jié)合的多功能、全方位、智能化、系統(tǒng)性的報(bào)警指揮中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。各個(gè)系統(tǒng)既能獨(dú)立工作，又能在電腦控制下連成一個(gè)有機(jī)體，有效地實(shí)現(xiàn)技術(shù)防范和人員防范相結(jié)合的目標(biāo)。以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代物理和電子技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)侵入破壞行為、產(chǎn)生聲光報(bào)警阻嚇罪犯、記錄事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)圖像和聲音提供破案憑證、以及提醒值班人員采取適當(dāng)?shù)奈锢矸婪洞胧?．2智能建筑安全防范系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)與協(xié)議2．2. 1 BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議 （1）BACnet概述 智能建筑貴在集成，要集成就需要相關(guān)的機(jī)電設(shè)備和子系統(tǒng)具有開(kāi)放性和互操作性。也就是說(shuō)，這些設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊必須按同一標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。BACnet是樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，它由一系列與軟件及硬件相關(guān)的通訊協(xié)議組成，規(guī)定了計(jì)1算機(jī)控制器之間所有對(duì)話方式。BACnet協(xié)議于1995年6月獲得通過(guò)，成為ASHRAEI3 5一90標(biāo)準(zhǔn)。并于同年12月升為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。并且得到了歐共體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的認(rèn)可，成為歐共體標(biāo)準(zhǔn)草案。協(xié)議包括下列內(nèi)容:①所選通訊介質(zhì)使用的電子信號(hào)特性，如何識(shí)別計(jì)算機(jī)網(wǎng)址，判斷計(jì)算機(jī)何時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)及如何使用。②誤碼檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)壓縮和編碼以及各計(jì)算機(jī)專(zhuān)門(mén)的信息格式。BACnet是一種開(kāi)放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它參考ISO / OSI標(biāo)準(zhǔn)中的OSI / RM標(biāo)準(zhǔn)。但BACnet沒(méi)有從網(wǎng)絡(luò)的最低層重新定義自己的層次，而是選用己成熟的局域網(wǎng)技術(shù)，簡(jiǎn)化OSI / RM，形成包容許多局域網(wǎng)的簡(jiǎn)單而實(shí)用的四級(jí)體系結(jié)構(gòu)（2）BACnet協(xié)議體系結(jié)構(gòu) BACnet以O(shè)SI七層模型為參考，結(jié)合建筑自動(dòng)控制領(lǐng)域的需求，形成一個(gè)簡(jiǎn)化的四層模型[3]:應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層、物理層，如21圖所示:應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層 物理層圖21 BACnet的結(jié)構(gòu)分層 BACnet應(yīng)用層采用面向?qū)ο蟮乃枷雽⒖刂凭W(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行抽象，將其分解成有限種類(lèi)和數(shù)量的對(duì)象(Obj ect )，使其對(duì)外提供一種統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)可見(jiàn)接口描述。每個(gè)對(duì)象又用一些屬性(Property)來(lái)描述，這些屬性表示了設(shè)備的硬件、軟件及操作的各個(gè)方面[4]。在不需要了解設(shè)備內(nèi)部情況和配置細(xì)節(jié)的情況下，通過(guò)對(duì)對(duì)象屬性的修改來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的操作。同時(shí)BACnet應(yīng)用層又提供了一系列的服務(wù)，在這些服務(wù)中定義了訪問(wèn)和操作設(shè)備中BACnet對(duì)象的命令，并定義了這些命令的格式和內(nèi)容。BACnet應(yīng)用層一共定義了35個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，并且將這35個(gè)服務(wù)劃分為六個(gè)類(lèi)別[5]。這六個(gè)類(lèi)別分別是報(bào)警與事件服務(wù)(Alarmand Event Services )、文件訪問(wèn)服務(wù)(FileAccess Services )、對(duì)象訪問(wèn)服務(wù)(Obj ectAccess Services )、遠(yuǎn)程設(shè)備管理服務(wù)(RemoteDevice Management Service )、虛擬終端服務(wù)(Virtual Terminal Services)及網(wǎng)絡(luò)安全性(Network Security )。 BACnet網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為了在BACnet網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)時(shí)，能夠屏蔽各種異構(gòu)BACnet網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路技術(shù)方面的差異，并將報(bào)文從一個(gè)BACnet網(wǎng)絡(luò)傳遞到另一個(gè)(可能是異構(gòu)的)BACnet網(wǎng)絡(luò)[6]o BACnet規(guī)定任何兩個(gè)活動(dòng)的節(jié)點(diǎn)之間在網(wǎng)絡(luò)中只能有一條路徑，所以大大簡(jiǎn)化了路由的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)層卞要提供網(wǎng)絡(luò)互連中的地址轉(zhuǎn)化，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連，數(shù)據(jù)包分割等服務(wù)。 物理層定義了傳輸介質(zhì)的機(jī)械和電氣規(guī)程，數(shù)據(jù)鏈路層屏蔽了物理層各種傳輸介質(zhì)的差異。對(duì)于數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，BACnet協(xié)議一共提供了五種選擇方案，BACnet標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定LONTALK與其他四種通訊方式并列為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層的基本結(jié)構(gòu)。BACnet采用的五種網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為:Ethernet, ARCnet, MS/TP,PTP, LONTALK。選擇多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的原因是對(duì)于不同要求的系統(tǒng)采用不同的通訊速度和通訊量的網(wǎng)絡(luò)，采用不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)適用于不同的要求。2．2. 2 智能建筑中現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是80年代末90年代初發(fā)展起來(lái)的應(yīng)用于過(guò)程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS (Fieldbus ControlSystem)可以被看作由數(shù)字通信設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備組成的分布式系統(tǒng)，F(xiàn)CS以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通信傳輸可靠、節(jié)點(diǎn)智能化等優(yōu)點(diǎn)大有取代傳統(tǒng)DCS的趨勢(shì)，這也正是目前流行的BA系統(tǒng)逐漸引入現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的原因。它的出現(xiàn)將使傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)生革命性變革，變革現(xiàn)有系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方法、安裝調(diào)試方法和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。有人認(rèn)為這場(chǎng)變更的深度和廣度將超過(guò)歷史上自動(dòng)化領(lǐng)域中任何一次的變革。 目前，公認(rèn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概念描述如下：現(xiàn)場(chǎng)總線是安裝在生產(chǎn)過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備/儀表與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置/系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。其中，生產(chǎn)過(guò)程包括斷續(xù)生產(chǎn)過(guò)程和連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程兩類(lèi)?；蛘?，現(xiàn)場(chǎng)總線是以單個(gè)分散的、數(shù)字化、智能化的測(cè)量和控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，用總線相連接，實(shí)現(xiàn)相互交換信息，共同完成自動(dòng)控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。 2．2. 3 控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，智能建筑的系統(tǒng)集成正在網(wǎng)絡(luò)化、信息化邁進(jìn)。早期的單一子系統(tǒng)的功能完成或幾個(gè)子系統(tǒng)的簡(jiǎn)單設(shè)備聯(lián)動(dòng)已經(jīng)不能滿足智能大廈智能化功能和服務(wù)拓展的需要。智能大廈的系統(tǒng)集成應(yīng)該利用控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集成的互聯(lián)技術(shù)、分布式對(duì)象管理技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)成為在控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)之上的綜合信息化網(wǎng)絡(luò)。（1）控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)技術(shù) 控制網(wǎng)