【正文】 本章在分析了課題背景和意義的前提下，得出如下結(jié)論： （ 1） 研究了智能樓宇的概念和國(guó)內(nèi)外智能建筑的產(chǎn)生和發(fā)展； （ 2） 分析了智能樓宇的基本結(jié)構(gòu)，針對(duì)不同系統(tǒng)進(jìn)行了分析； （ 3） 研究了智能樓宇的電氣接地； （ 4） 進(jìn)行了智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。智能控制節(jié)點(diǎn)通過(guò) I/O 口按地址號(hào)查詢 各編碼終端，如果無(wú)異常的情況發(fā)生則智能控制節(jié)點(diǎn)繼續(xù)工作，否則通過(guò) CAN 總線向上位機(jī)發(fā)送信號(hào)，同時(shí)開啟相應(yīng)的閥門并進(jìn)行報(bào)警。本設(shè)計(jì)方案具有性能高，可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，可較好地解決上述問(wèn)題。 90 年代初，美國(guó)、歐洲和新加坡等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后進(jìn)出了”智能住宅”的概念。目前，在國(guó)外采用智能卡系統(tǒng)進(jìn)行智能建筑的保安門禁和巡邏管理、停車場(chǎng)收費(fèi)管理 、物業(yè)收費(fèi)與管理、商業(yè)消費(fèi)與電子錢包、人事與考勤管理己經(jīng)越來(lái)越普遍。 智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)的背 景技術(shù) 在設(shè)計(jì)一個(gè)智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中涉及到許多背景技術(shù)，主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通訊技術(shù)，高科技的快速發(fā)展推動(dòng)了智能樓監(jiān)控系統(tǒng)的更新?lián)Q代，下面介紹一些在智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)中涉及到的具體科技。 本章小結(jié) 綜上所述 ,智能建筑設(shè)備的電氣保護(hù)極為重要 ,為了保證智能建筑中電氣設(shè)備的安全可靠運(yùn)行 ,智能化樓宇的供電接地系統(tǒng)宜采用 TNS 系統(tǒng) ； 同時(shí)為了施工方便及節(jié)約投資 ,根據(jù)規(guī)范宜采用一個(gè)總的共同接地裝置 ,即綜合接地體。 屏蔽接地 將電纜屏蔽或金屬外皮接地達(dá) 到電磁適應(yīng)性要求的接地稱為屏蔽接地。智能建筑內(nèi)有大量的電子設(shè)備以及與之相對(duì)應(yīng)的布線系統(tǒng)。直流接地宜采用單 點(diǎn)接地 ,這樣信號(hào)接地未構(gòu)成回路 ,不易受電磁干擾 ,并能消除靜電和電場(chǎng)干擾。下面對(duì)智能化樓宇應(yīng)采取的各種接地措施逐一進(jìn)行分析。 TT 系統(tǒng)的特點(diǎn)是中性線 N 與保護(hù)接地線 PE 無(wú)一點(diǎn)電氣連接 ,即中性點(diǎn)接地與 PE 線接地是分開的。 TNS 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是 PE 線上在正常工作時(shí)不呈現(xiàn)電流 ,因此設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分也不呈現(xiàn)對(duì)地電壓 ； 在事故時(shí)也容易切 斷電源 ,因此比較安全 ； 此外 ,由于 PE 線上不呈現(xiàn)電流 ,因此有較強(qiáng)的電磁適應(yīng)性。 低壓配電系統(tǒng)的電氣接地型式選擇 TNC 系統(tǒng) TNC 系統(tǒng)被稱為三相四線系統(tǒng) ,該系統(tǒng)中性線 N 線與保護(hù)接地線 PE 線合二為一 ,通稱 PEN 線 [6]?？梢酝ㄟ^(guò)安裝門磁開關(guān)來(lái)監(jiān)測(cè)門開關(guān)的時(shí)間、地點(diǎn)及狀態(tài)，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定進(jìn)行報(bào)警控制。監(jiān)視系統(tǒng)除了起到正常的監(jiān)視作用外，還可以進(jìn)行實(shí)時(shí)錄相，以供事后重放分析。這些消防裝置中有些直接與溫感或煙感連接，有些則是由值班人員手動(dòng)控制，系統(tǒng)將根據(jù)程序設(shè)定自動(dòng)或者手動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)的消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備，所有聯(lián)動(dòng)設(shè)備信息可以通過(guò)信號(hào)模塊傳遞給消防主機(jī)。 照明子系統(tǒng)是將建筑內(nèi)如大廳、走廊、停車場(chǎng)等各照明回路的照明進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視、時(shí)序控制，通過(guò)按預(yù)定時(shí)間順序或者采用超聲波、紅外線等方式探測(cè)照明區(qū)域人員活動(dòng)起停開關(guān)并監(jiān)視其工作狀態(tài)與開關(guān)狀態(tài)，并在出現(xiàn)緊急情況時(shí)實(shí)現(xiàn)與其他子 系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。為樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，而將狹義的 BAS 稱為建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。這些智能建筑都有不同程度的智能化水平。六、七年前的智能建筑只有一些智能功能如消防自控，其它方面的設(shè)備根本沒(méi)有自控。 歐洲國(guó)家智能建筑的發(fā)展基本上與日本同步啟動(dòng)，智能大廈主要集中在各國(guó)的現(xiàn)代化都市。因此，對(duì)其設(shè)備自動(dòng)化，通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)等就更有針對(duì)性。短短的十余年，美國(guó)新建的大樓約 70%成為智能化大樓，智能建筑總數(shù)也已在一萬(wàn)座以上。 智能建筑的 產(chǎn)生 世界公認(rèn)的第一座智能建筑，是 1984 年 1 月誕生與美國(guó)康涅狄格洲 哈特福德市的都市大廈，它是由一棟舊金融大廈改建的 [1]。 本文進(jìn)行了建筑電氣與智能樓宇的分析和設(shè)計(jì)。智能建筑就是在這樣的技術(shù)背景下產(chǎn)生的。從此，智能建筑如雨后春筍般地發(fā)展起來(lái)，建筑業(yè)走進(jìn)了一個(gè)新紀(jì)元 。 其他國(guó)家智能樓宇發(fā)展 繼 1984 年 1 月美國(guó)建成世界上公認(rèn)的第一座智能建筑后，日本于 1985 年首先在東京建成了箱崎大廈，隨后又建成了大阪世界貿(mào)易中心、東京松下情報(bào)中心、橫濱標(biāo)志大廈、橫濱皇后大廈、東京日本電氣公司總部等多棟智能建筑。這些大公司建設(shè)這些系統(tǒng)主要是為了自己使用，提高工作效率，同時(shí)也是為了改善企業(yè)形象 。這項(xiàng)成果，已于 1991 年通過(guò)了國(guó)家級(jí)鑒定。 我國(guó)智能建筑發(fā)展最快的地區(qū)是香港、北京、上海、廣州、深圳、蘇州等大中城市。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)按工作范圍通常有兩種定義方法，即廣義的 BAS 和狹義的 BAS，廣義的 BAS 是將建筑物 (群 )內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、保安、車庫(kù)管理等設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視、控制和管理的綜合系統(tǒng)，這種 BAS 在意義上包含了目前自成體系的消防自動(dòng)化系統(tǒng) FAS 和安全防范自動(dòng)化系統(tǒng) SAS。 變配電子系統(tǒng)的主要功能是確保建筑物安全可靠的供電。 消防自動(dòng)化系統(tǒng)主要由火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。安保系統(tǒng)由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、巡邏管理系統(tǒng)等組成。 巡邏管理系統(tǒng)是指保安人員按設(shè)定時(shí)間和指定路線進(jìn)行巡更，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一巡更點(diǎn)時(shí)向系 統(tǒng)發(fā)回信號(hào)以示正常，若在指定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)未收到發(fā)回信號(hào)，或不是按規(guī)定的次序收到，系統(tǒng)將認(rèn)為異常，從而加強(qiáng)了大廈的安全性和保障了保安人員的安全。訪客管理系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)大廈來(lái)訪客人與控制中心或門衛(wèi)進(jìn)行雙向通話或可視通話來(lái)確認(rèn)來(lái)訪者的身份，以決定是否讓其進(jìn)入，從而達(dá)到了安全、方便的管理目的。 TNS 系 統(tǒng)的特點(diǎn)是 ： 中性線 N 與保護(hù)接地線 PE 除在變壓器中性點(diǎn)共同接地外 ,兩線不再有任何的電氣連接?？梢?jiàn) TNCS 系統(tǒng)可以作為智能樓宇的一種接地系統(tǒng)。 智能樓宇應(yīng)采取的接地措施 在智能樓宇內(nèi) ,要求保護(hù)接地的設(shè)備非常多 ,有強(qiáng)電設(shè)備、弱電設(shè)備 ,還有很多對(duì)環(huán)境要求很高的精密的電子儀器設(shè)備 ,均必須采用有效的保護(hù)接地措施 ,否則電氣設(shè)備很可能將會(huì)受到干擾而無(wú)法工作。 直流接地 電子設(shè)備的直流接地有單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和浮地。通?？刹捎幂^ 大截面的絕緣銅芯線作為引線 ,一端直接與基準(zhǔn)電位連接 ,另一端供電子設(shè)備直流接地。智能建筑的 所有功能接地必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ) ,并建立嚴(yán)密、完整的防雷結(jié)構(gòu)。因此對(duì)這些設(shè)備及其布線必須采取保護(hù)措施 ,免受來(lái)自各種方面的干擾。 通過(guò)監(jiān)控水位、流量、壓力等來(lái)控制水泵的啟停，并在發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)報(bào)警、打印、從而實(shí)現(xiàn)生活給水、污水排放及熱水供應(yīng)等的控制。在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)下，控制網(wǎng)絡(luò)要滿足開放性的要求，就必須走網(wǎng)絡(luò)互連的發(fā)展道路，因而從現(xiàn)場(chǎng)控制總線走向控制網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)必然趨勢(shì)。 流動(dòng)辦公就是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、可視化技術(shù)，以及家庭智能化技術(shù)，向異地或移動(dòng)的辦公人員提供一個(gè)虛擬的辦公環(huán)境。消防報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)是以火災(zāi)為監(jiān)控對(duì)象的，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和通信技術(shù)，根據(jù)防火的要求和特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)的。 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制層的設(shè)計(jì) 智能控制節(jié)點(diǎn)通過(guò) CAN 總線接收上位機(jī)的各種控制命令和設(shè)定參數(shù)，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控到的物理量信號(hào)，智能節(jié)點(diǎn)控制器具體功能如下 ： /感煙探測(cè)頭，手動(dòng)報(bào)警按鈕并及時(shí)向上位機(jī) — 火警報(bào)警監(jiān)控機(jī)報(bào)告。數(shù)據(jù)庫(kù)部分主要是設(shè)計(jì)一個(gè)良好的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，利用數(shù)據(jù)引擎提供的各種功能，方便管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和管理。既可以節(jié)省鋪設(shè)線纜的昂貴開支，同時(shí)又可以滿足計(jì)算機(jī)在一定范圍內(nèi)可以任意更換地理位置的需要。 集中監(jiān)控層采用模塊化的 設(shè)計(jì)思路，主要包括數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)管理。 現(xiàn)場(chǎng)控制層的功能是處理現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)信號(hào)，并根據(jù)處理的結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的控制功能，它的具體功能是由智能控制節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，智能控制節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)一定的控制功能，減輕了上位機(jī)的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)了分散控制。 智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)是由多個(gè)功能不同的監(jiān)控子系統(tǒng)組成，雖然每個(gè)監(jiān)控子系統(tǒng)的具體功能不同，但是實(shí)現(xiàn)其控制功能的基本技術(shù)背景是相似的，如數(shù)據(jù)的傳輸、存儲(chǔ)，人機(jī)界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等。 . 可視化技術(shù)是指基于網(wǎng)絡(luò)化的視像傳輸、交互和提供多媒體視像服務(wù)的技術(shù)。 建筑電氣與智能樓宇設(shè)計(jì) 13 目前，控制網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)正向體系結(jié)構(gòu)的開放性與網(wǎng)絡(luò)互連方向發(fā)展。智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)主要包括如下幾個(gè)子系統(tǒng) ： 根據(jù)建筑類型、部位和可能發(fā)生的火災(zāi)的種類，設(shè)置相應(yīng)的煙感、火感和煤氣報(bào)警傳感器進(jìn)行探測(cè)火災(zāi)，各探測(cè)器通過(guò)總線連接至區(qū)域報(bào)警器，智能型的區(qū)域報(bào)警器通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與消防控制中心連接，使消防中心及時(shí)掌握各種火災(zāi)報(bào)警信息 ，及時(shí)做出準(zhǔn)確判斷和統(tǒng)一決策。其主要來(lái)源是超高電壓、大功率輻射電磁場(chǎng)、自然雷擊和靜電放電。不管是直擊、串擊、反擊都會(huì)使電子設(shè)備受到不同程度的損壞或嚴(yán)重干擾。這些電子設(shè)備進(jìn)行輸入信息、傳輸信息和邏輯動(dòng)作等一系列過(guò)程中都是通過(guò)微電位或微電流快速進(jìn)行 ,且設(shè)備之間常需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作。如果不作保護(hù)接地 ,當(dāng)電氣設(shè)備中絕緣破損 ,產(chǎn)生漏電而使金屬外殼帶電時(shí) ,容易引發(fā)觸電事故。正常運(yùn)行時(shí)的 TT 系統(tǒng)類似 于 TNS 系統(tǒng) ,也能獲得人與物的安全