理学智能小区弱电工程.pptx

2024/3/24周日第一章智能小区概述1“智能建筑电气技术仍然包括强电与弱电两类。建筑及建筑群用电一般指220V50Hz及以上的强电。主要向人们提供电力能源，例如电力拖动电机用电，照明用电等等。智能建筑中的弱电主要有两类，一类是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能，有交流与直流之分，如24V直流控制电源，或应急照明灯备用电源。另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源，如电话、电视、计算机的信息。人们习惯把弱电方面的技术称之为弱电技术。可见智能建筑弱电技术基本涵义仍然是原来意义上的弱电技术。只不过随着现代弱电高新技术的迅速发展，智能建筑中的弱电技术应用越来越广泛。弱电技术的应用程度决定了智能建筑的智能化程度。2024/3/24周日第一章智能小区概述2什么是弱电工程；弱电工程所包括的电视工程通信工程消防工程保电工程扩声与音响工程综合布线工程等弱电工程施工的特点。弱电是相对于强电来说的，强电传输的是功率，能量弱点传输的是信息，是控制信号。2024/3/24周日第一章智能小区概述3第1章智能小区概述1.1智能小区简述20世纪90年代初期，美国、欧洲等经济比较发达的国家和地区先后提出了“智能住宅”(smarthome)的概念。其基本思想是：“将家庭巾各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭保安装置通过家庭总线系统(HBS)连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协凋。”并在1988年编制了第一个适用于家庭住宅的电气设计标准，即家庭自动化系统与通信标准，电称之为家庭总线系统标准(HBS)。2024/3/24周日第一章智能小区概述4标准要求智能住宅的电气设计必须满足以下三个条件：1)具有家庭总线系统；2)通过家庭总线系统提供各种服务功能；3)能与住宅以外的外部世界联网。智能小区的发展晚于智能大厦，其很多概念来源于智能大厦，但由于其功能要求的特殊性，在技术实现上有其独特之处。智能小区是对具有一定智能化程度住宅小区的笼统称呼，为园区居民提供“安全的居住环境、温馨的社区服务、便捷的信息联系”。2024/3/24周日第一章智能小区概述5我国于1994年正式提出了小康家居的标准，该标准首次将家居的安全性提到了重要的位置上。1997年初，开始制定康住宅电气没计(标准)导则对小康住宅小区电气设计在总体上提出了以下要求：1)高度的安全性；2)舒适的生活环境；3)便利的通信方式；4)综合的信息服务；5)家庭智能化管理。物业管理智能信息化。同时对住宅小区建设的安全防范、家庭设备自动化、通信与网络配置等方面提出了三级设计标准，具体为：第一级：“理想目标”；第二级：“普及目标”；第三级：“最低目标”。2024/3/24周日第一章智能小区概述61999年1月，建设部住宅产业化办公室召开关于小区智能化的会议，有关官员对小区的智能化系统提出了五个性能指标，即安全性、耐久性、实用性、经济性和环境化。对于智能小区的建设也有不同的观点；有的人提出智能化住宅不适合我国目前国情，认为：“目前，我国仍是一个发展中国家，很富裕的家庭不多，房价是购房者考虑的首要因素。高造价的智能化住宅给住户不能带来明显的实惠，将很难受欢迎”。2024/3/24周日第一章智能小区概述7Lon-Works现场总线技术LonWorks技术是1990年12月由美国ECHELON公司发表的，它提供了一个开放性很强的、无专利权的低层通讯网络局部操作系（LON），经过短短几年的发展，LonWorks技术是当前“最先进的”、“最有前途的”、“有非常大的潜在能力”。该技术“将引起控制市场方向的变化”目前LonWorks技术已大量用于智能建筑。LonWorks技术支持双绞线、电力线、电话线、红外光、无线电及光纤等多种传输介质，从而使LonWorks技术广泛应用于电力、楼宇、轻工、食品、环保及其它传统的工业控制领域，通过LonMark认证的LonWorks产品，无论来自哪一个制造商，都可以“无缝连接”实现互操作。2024/3/24周日第一章智能小区概述8在智能控制系统中采用LonWorks技术的主要优点、网络拓扑结构灵活多变，可根据建筑物的结构特点或不同的应用采用不同的网络连接方法，可以最大限度的降低布线系统的复杂性和工作量，提高系统可靠性。LonWorks支持任意网络拓扑结构。、LonWorks采用现场总线技术，一对传输线，台仪表，双向传输多个信号。这种一对一结构使得接线简单施工周期短，安装费用低，维护容易。如果增加现场设备或现场仪表，只需挂接到电缆上，无需架设新的电缆，形成了开放性的集成模式。、LonWorks技术的数字信号传输抗干扰能力强、精度高，无需采用抗干扰和提高精度的措施。不但降低了成本，而且LonWorks集成系统的抗干扰能力是其它DCS系统所不及的。采用LonWorks技术实现住户智能控制终端联网，技术成熟，通讯可靠，使我们专心于用户智能控制方面的功能开发，体贴用户的每一种需求，实现系统集成后对用户也是透明的。2024/3/24周日第一章智能小区概述94、LonWorks技术有成熟、稳定的性能。它自91年在美国推出后，现已成为世界控制网络的工业标准，国际上数千家企业用于工业、楼宇自动化、智能化控制，因此我们的系统集成符合国际主流的开放性标准。5、系统的规模和功能可由用户的需求随时扩大和调整，不影响其它用户的正常使用。方便的系统维护和升级，用户只需在控制中心通过网络下载各用户的控制器资料或新的控制软件或参数即可，这种系统集成从根本上保护了系统的一期投资。6、由于采用开放式的网络技术，我们可以选择众多厂家的产品，为用户提供最高的质量和最合理的价格，用户可以选择不同的制造商提供的性能价格比最优的现场设备或现场仪表，并将不同的品牌的仪表互联，即使某台仪表出现故障，换上其它品牌的同类仪表也能照常工作，实现“即插即用”。2024/3/24周日第一章智能小区概述10总之，应用LonWorks技术，可以很容易地实现各种功能，整个网络结构相对简单网络布线相当容易。对于用户的不同功能需要，只需选用不同的控制区节点，编写相应的程序，直接连接到住宅区的控制网络上就完成了，在物理上不必对网络结构作任何修改，而且LonWorks网络扩充性很好，扩充子系统，增加功能，连接两个控制网等都很方便。LonWorks技术是国际前沿技术，现在已大量用于智能建筑，建设部智能推广中心于1998年6月成立了“中国智能建筑LONMARK协作网”,大力推广LonWorks技术在智能建筑中的运用，特别是在住宅小区智能化系统中运用LonWorks技术，使小区智能化系统布线简单、集成度高、扩展性好；同时，利用LonWorks良好的开放性，集中了众多厂家的产品，使LonWorks产品和非LonWorks产品有机结合起来，为用户提供更高的质量和合理的价格。2024/3/24周日第一章智能小区概述11RS485由于RS-232-C接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。2024/3/24周日第一章智能小区概述12针对RS-232-C的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，它具有以下特点：1.RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（26）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（26）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。2.RS-485的数据最高传输速率为10Mbps3.RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。4.RS-485最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。2024/3/24周日第一章智能小区概述13因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。RS485编程串口协议只是定义了传输的电压，阻抗等，编程方式和普通的串口编程一样。2024/3/24周日第一章智能小区概述141.2智能小区的组成三大基本要素：物业管理家庭智能管理信息通信网络1.2.1物业管理1.2.2家庭智能管理1.2.3信息通信网络1.2.4一卡通2024/3/24周日第一章智能小区概述152024/3/24周日第一章智能小区概述162024/3/24周日第一章智能小区概述171.3智能小区三大功能1.3.1物业管理功能2024/3/24周日第一章智能小区概述181.3.2家庭智能管理功能2024/3/24周日第一章智能小区概述192024/3/24周日第一章智能小区概述201.3.3信息通信网络2024/3/24周日第一章智能小区概述211.4智能小区系统的设计原则v可行性和适应性。v实用性和经济性。v先进性和成熟性。v开放性和标准性。v可靠性和稳定性。v安全性和保密性。v可扩展性和易维护性。2024/3/24周日第一章智能小区概述221.5一个典型的小区智能化系统2024/3/24周日第一章智能小区概述231.5.1家庭智能化系统1.5.2网络与布线系统2024/3/24周日第一章智能小区概述242024/3/24周日第一章智能小区概述251.5.3综合管理中心智能小区综合管理中心既是小区管理系统的中枢，又是小区与外界进行网络通信的桥梁。小区综合管理中心一方面通过代理服务器连入Internet，一方面进行内部域名解析（小区各机构与每户皆有自己的内部IP)。智能小区综合管理中心包括三部分：智能小区安防系统、智能小区物业管理系统和信息管理系统。2024/3/24周日第一章智能小区概述26本章小结本章重点讨论了智能小区的组成、智能小区三大功能、智能小区系统的设计原则及一个典型的小区智能化系统。要求学员掌握智能小区的概念、组成、智能小区三大功能、智能小区系统的设计原则、标准。重点：智能小区三大功能。2024/3/24周日第一章智能小区概述27综合布线系统综合布线系统一、概述现代科技的进步使计算机及网络技术飞速发展，提供越来越强大的计算机处理能力和网络通信能力。计算机及网络通信技术的应用大大提高了现代企业的生产管理效率，降低运作成本，并使得现代企业能更快速有效地获取市场信息，及时决策反应，提供更快捷更满意的客户服务，在竞争中保持领先。计算机及网络通信技术的应用已经成为企业成功的一个关键因素。2024/3/24周日第一章智能小区概述28综合布线系统就是为了顺应发展需求而特别设计的一套布线系统。对于现代化的大楼来说，就如体内的神经，它采用了一系列高质量的标准材料，以模块化的组合方式，把语音、数据、图像和部分控制信号系统用统一的传输媒介进行综合，经过统一的规划设计，综合在一套标准的布线系统中，将现代建筑的三大子系统有机地连接起来，为现代建筑的系统集成提供了物理介质。可以说结构化布线系统的成功与否直接关系到现代化的大楼的成败，选择一套高品质的综合布线系统是至关重要的。2024/3/24周日第一章智能小区概述29计算机及通信网络均依赖布线系统作为网络连接的物理基础和信息传输的通道。传统的基于特定的单一应用的专用布线技术因缺乏灵活性和发展性，已不能适应现代企业网络应用飞速发展的需要。而新一代的结构化结构化布线系统能同时提供用户所需的数据、话音、传真、视像等各种信息服务的线路连接，它使话音和数据通信设备、交换机设备、信息管理系统及设备控制系统、安全系统彼此相连，也使这些设备与外部通信网络相连接。它包括建筑物到外部网络或电话局线路上的连线、与工作区的话音或数据终端之间的所有电缆及相关联的布线部件。布线系统由不同系列的部件组成，其中包括：传输介质、线路管理硬件、连接器、插座、插头、适配器、传输电子线路、电器保护设备和支持硬件。2024/3/24周日第一章智能小区概述31模块化:综合布线系统中除去固定于建筑物内的水平缆线外，其余所有的接插件都是基本式的标准件，可互连所有话音、数据、图象、网络和楼宇自动化设备，以方便使用、搬迁、更改、扩容和管理。扩展性:综合布线系统是可扩充的，以便将来有更大的用途时,很容易将新设备扩充进去。经济性:采用综合布线系统后可以使管理人员减少，同时，因为模块化的结构，工作难度大大降低了日后因更改或搬迁系统时的费用。通用性:对符合国际通信标准的各种计算机和网络拓扑结构均能适应，对不同传递速度的通信要求均能适应，可以支持和容纳多种计算机网络的运行。2024/3/24周日第一章智能小区概述32三、综合布线系统的组成综合布线系统产品由各个不同系列的器件所构成，包括传输介质、交叉/直接连接设备、介质连接设备、适配器、传输电子设备、布线工具及测试组件。这些器件可组合成系统结构各自相关的子系统，分别起到各自功能的具体用途。四、综合布线系统的结构根据国际标准ISO11801（ISO/IEC通用布线系统2000/12/01）的定义，结构化布线系统可由以下系统组成：1.工作区子系统(Worklocation)：目的是实现工作区终端设备与水平子系统之间的连接，由终端设备连接到信息插座的连接线缆所组成。工作区常用设备是计算机、网络集散(Hub或Mau)、电话、报警探头、摄像机、监视器、音响等；2024/3/24周日第一章智能小区概述332024/3/24周日第一章智能小区概述342.水平子系统(Horizontal)：目的是实现信息插座和管理子系统(跳线架)间的连接，将用户工作区引至管理子系统，并为用户提供一个符合国际标准，满足语音及高速数据传输要求的信息点出口。该子系统由一个工作区的信息插座开始，经水平布置到管理区的内侧配线架的线缆所组成。系统中常用的传输介质是4对UTP（非屏蔽双绞线），它能支持大多数现代通信设备。如果需要某些宽带应用时，可以采用光缆。信息出口采用插孔为ISDN8芯（RJ45）的标准插口，每个信息插座都可灵活地运用，并根据实际应用要求可随意更改用途。2024/3/24周日第一章智能小区概述352024/3/24周日第一章智能小区概述363.管理子系统(Administration)：本子系统由交连、互连配线架组成。管理点为连接其它子系统提供连接手段。交连和互连允许将通讯线路定位或重定位到建筑物的不同部分，以便能更容易地管理通信线路，使在移动终端设备时能方便地进行插拔。互连配线架根据不同的连接硬件分楼层配线架（箱）IDF和总配线架（箱）MDF，IDF可安装在各楼层的干线接线间，MDF一般安装在设备机房。2024/3/24周日第一章智能小区概述374.垂直干线子系统(Backbone)：目的是实现计算机设备、程控交换机(PBX)、控制中心与各管理子系统间的连接，是建筑物干线电缆的路由。该子系统通常是两个单元之间，特别是在位于中央点的公共系统设备处提供多个线路设施。系统由建筑物内所有的垂直干线多对数电缆及相关支撑硬件组成，以提供设备间总配线架与干线接线间楼层配线架之间的干线路由。常用介质是大对数双绞线电缆和光缆。2024/3/24周日第一章智能小区概述385.设备室子系统(Equipment)：本子系统主要是由设备间中的电缆、连接器和有关的支撑硬件组成，作用是将计算机、PBX、摄像头、监视器等弱电设备互连起来并连接到主配线架上。设备包括计算机系统、网络集线器(Hub)、网络交换机(Switch)、程控交换机(PBX)、音响输出设备、闭路电视控制装置和报警控制中心等。2024/3/24周日第一章智能小区概述396.建筑群子系统(Campus)：该子系统将一个建筑物的电缆延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信设备和装置上，是结构化布线系统的一部分，支持提供楼群之间通信所需的硬件。它由电缆、光缆和入楼处的过流过压电气保护设备等相关硬件组成，常用介质是光缆.2024/3/24周日第一章智能小区概述40五、综合布线与传统布线的比较对比传统布线，综合布线作为现代建筑的信息传输系统，其主要优点有：传统布线方式由于缺乏统一的技术规范，用户必须根据不同应用选择多种类型的线缆、接插件和布线方式，造成线缆布放的重复浪费，缺乏灵活性并且不能支持用户应用的发展而需要重新布线；综合布线系统集成传输现代建筑所需的话音、数据、视像等信息，采用国际标准化的信息接口和性能规范，支持多厂商设备及协议，满足现代企业信息应用飞速发展的需要。采用综合布线系统，用户能根据实际需要或办公环境的改变，灵活方便地实现线路的变更和重组，调整构建所需的网络模式，充分满足用户业务发展的需要；2024/3/24周日第一章智能小区概述41综合布线系统采用结构化的星型拓扑布线方式和标准接口，大大提高了整个网络的可靠性及可管理性，大幅降低系统的管理维护费用；模块化的系统设计提供良好的系统扩展能力及面向未来应用发展的支持，充分保证用户在布线方面的投资，提供用户长远的效益。综合布线系统较好地解决了传统布线方法存在的许多问题，提供了具有长远效益的先进可靠的解决方案。随着现代信息技术的飞速发展，综合布线系统将成为现代智能建筑不可缺少的基础设施。2024/3/24周日第一章智能小区概述42六、综合布线系统的应用应用对象：银行、证券交易所、宾馆饭店、商店等商务领域；各大公司、贸易中心、综合办公楼等办公写字楼领域；大学校园、各大公司建筑物群、政府机构等建筑物群领域；各交通运输领域；医院、急救中心等卫生及健康领域；电信、邮政、新闻广播、电视、出版领域；高级住宅、智能小区等居住领域。2024/3/24周日第一章智能小区概述43应用范围:由于综合布线系统主要是针对建筑物内部及建筑物群之间的计算机、通信设备和自动化设备的布线而设计的，所以布线系统的应用范围是满足于各类不同的计算机、通信设备、建筑物自动化设备传输弱电信号的要求。综合布线系统网络上传输的弱电信号有：模拟与数字话音信号；高速与低速的数据信号；传真机等需要传输的图像资料信号；会议电视等视频信号；建筑物的安全报警和自动化控制的传感器信号等等。2024/3/24周日第一章智能小区概述44七、综合布线的传输介质及选择1、认可的介质国际规范认可的介质可以单独使用也可以混合使用这些介质是100非屏蔽双绞线缆50/125微米光缆在TIA568-B标准（正在开发中）62.5/125微米光缆单模光纤50同轴电缆或150屏蔽A类双绞电缆在TIA568-B标准目前综合布线中使用的电缆主要有两类，双绞铜缆和光缆。1）铜缆（1）50的同轴电缆，适用于比较大型的计算机局域网。（2）非屏蔽双绞线:分100和150两类。100电缆又分3类、4类、5类、6类几种，150双绞电缆只有5类一种。（3）屏蔽双绞线,与非屏蔽双绞线一样，只不过在护套内增加了金属层。2024/3/24周日第一章智能小区概述452）光缆（1）62.5微米渐变增强型多模光纤光耦合效率高，光纤对准不太严格，需要较少的管理点和接头盒；对微弯曲损耗不太灵敏，符合FDDI(光纤分布式数据接口)标准。（2）8.3微米突变型单模光纤常用于距离大于2000米的建筑群。2、屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线的选择北美洲的绝大部分工程都采用非屏蔽系统。在欧洲的法国和德国十分推崇应用带屏蔽的双绞线，其市场占有率超过50%。而非屏蔽双绞线完全能支持市场上的高速网络应用，屏蔽线比非屏蔽线价格及安装成本均较高，线缆柔软性较差，对已经使用了金属走线管的工程，无必要选用屏蔽布线系统，但对干扰较大的场合，则应使用带屏蔽的双绞线。