智能建筑中弱电智能化系统的设计

张月林

南京莱斯信息技术股份有限公司 江苏南京 210000

弱电系统是指按国家规定的36V以下的安全供电及系统传输、控制、处理的低电压系统。弱电的处理对象是数据信息，即运用计算机技术、网络通信技术、自动控制技术、音/视频技术、光纤技术、传感器技术及数据库技术等高新技术，构成各类智能化系统。对各种数据和多媒体信息进行采集、处理、存储、传输、控制、管理和应用，其特点是电压低、电流小、功率小、频率高，涉及面广，主要考虑的问题是信息传输的可靠性、传输速度和传输质量等。

弱电智能化系统以最大限度提高系统工作效率为中心，是一项技术性较强的系统工程，技术含量高、建设周期长、过程复杂。随着现代高新技术在智能弱电工程中的广泛应用，大大扩展了建筑物的服务功能和管理功能，增强了建筑物与外界的信息交换能力，并为建筑物节能降耗提供了智能控制条件。因此，弱电技术的应用程度决定了智能建筑的智能化程度。

1 弱电智能化系统的组成和分类

建筑弱电工程是一项复杂的系统工程，是一种集电子学、计算机、自动控制、语音通信、数据通信、互联网技术和多媒体技术于一体的多种高新科技的综合应用，发展迅速。

现代智能建筑弱电工程是以中央集成管理系统为核心，通过结构化综合布线，实现楼宇设备自动控制，办公自动化和通信自动化的智能控制。

2 弱电智能化系统的设计

2.1 设计原则

弱电智能化系统基于一体化设计理念，采用层次清晰、结构完整、开放共享的技术支持框架，系统包含很多子系统，他们功能不同，方案各异，设计理念千差万别，但都需遵循先进性、成熟性和实用性、灵活性和开放性、集成性和可扩展性、模块化和标准化、安全性和可靠性、服务型和便利性、经济合理性原则[1]。

2.2 设计依据

弱电智能化系统设计依据现行有关国家和行业的设计规范和标准。

2.3 系统设计

（1）综合布线系统设计。

①系统概述。作为现代智能建筑的综合布线系统，主要用于支撑智能建筑的数据网和语音网，必须是一个高标准的布线系统，组网结构上采用星形拓扑结构，按有效面积计算，符合《智能建筑设计标准》和《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》的配置要求，系统设计时，遵循“总体规划，分布实施，水平布线尽量到位”的原则。

②系统设计。在系统设计中工作区子系统采用六类模块、光纤模块，面板配置时一律采用应具有防尘功能的单、双孔面板。

水平子系统采用六类双绞线、光缆，线缆具有耐腐蚀，防水，阻燃，环保等特点，加工工艺严谨，设计科学合理，这样可使整个系统满足百兆以上太网传输带宽的需求。

管理子系统设置在楼层弱电井内，是水平系统电缆端接的场所，主要设备是配线架，用户可以在管理子系统中更改、增加、交接、扩展线缆，用于改变线缆路由。

垂直干线子系统采用大对数线缆或光纤，将设备间与楼层配线间用星型结构连接起来，实现计算机设备，程控交换机，控制中心与各管理子系统间的连接。

设备间子系统由主配线架及部分跳线构成，通过用户交换机、计算机主机及网络设备连接到相应的垂直干线上，对整个智能大楼内的通信网络系统进行统一的配置与管理[2]。

建筑群子系统由连接多个建筑物之间的主干电缆和光缆、建筑群配线设备及设备线缆和跳线组成，它提供智能建筑楼群之间通信设施所需的硬件。

（2）信息网络系统设计。

①系统概述。信息网络是支撑应用层各子系统运行和通信的基础，承担着数据通信、资源共享、分布处理的重任。信息网络系统的规模必将随着用户的增多而不断扩大，网络系统的设计必须为今后的扩容留下足够的空间。同时也可随着计算机网络技术的不断发展，具有良好的可升级性。

②系统设计。信息网络系统中核心交换机是全网的中枢，因此需要具备业内最先进的技术、充分考虑7*24小时的不间断工作的特性，同时智能建筑应用层各设备对带宽需求量大，规划时考虑万兆主干互联，三层架构、双核心设计，并且规划安全运营体系、综合管理平台，为了保证网络安全性，防护来自互联网的各类攻击入侵，在互联网出口部署防火墙、入侵防御、防病毒等功能。

（3）会议系统设计。

①系统概述。多媒体会议系统是智能化工程的重要组成部分，为适应数字信息时代电子会议的需要，需建设一套高度集成的现代化会议信息系统，这些高科技的会议设备将为与会代表迅速、直观地提供、发布、传输各种信息，提高会议展开的工作效率。

②系统设计。会议系统由会议发言、音频扩声及处理、视频显示、人机交互系统、信号处理、视频会议、无纸化评审、集中控制、信息发布等系统组成。

系统采用防电磁干扰的模拟或数字话筒满足会议发言的需求；设计音响设备，实现整个会场全面、准确、清晰的扩声效果；选择具有降噪、回声消除等功能的音频处理设备，保证在会议过程中无噪音、杂音、回声、啸叫等问题；配置高清投影仪或大屏幕显示设备，实现视频会议的双流画面显示，同时满足讨论会议中本地信号源的接入显示；配置液晶升降屏，满足会议室的无纸化会议需求；由于会议室信号数量较多，传输距离较长，所以使用网络化数字传输系统，保障信号质量；高清矩阵将智能化、网络化、模块化、数字化、高度集成化融为一体来确保各种信号的自适应传输与显示；根据视频会议使用要求，配置视频会议终端设备和摄像设备；由于智能化会议系统受控设备比较多，因此采用一套集中控制系统，统一管理[3]。

（4）视频安防监控系统设计。

①系统概述。系统设计采用高清视频监控技术，实现视频图像信息的高清采集、编码、传输、存储、显示；系统基于IP网络传输技术，提供视频质量诊断等智能分析技术，实现全网调度、管理及智能化应用，为智能建筑提供一套“高清化、网络化、智能化”的视频图像监控系统，满足智能建筑安全防范的全方位部署需求。

②系统设计。视频安防监控系统由前端摄像机、传输通道、存储管理中心、监控管理中心四个部分组成。前端支持多种类型的摄像机接入，根据智能建筑的特性配置高清网络枪机、球机等，前端网络摄像机将采集的网络数字信号，按照标准的音视频编码格式及标准的通信协议，可直接接入网络并进行视频图像的传输。传输网络通过网络传输设备将前端网络高清摄像机连接至存储系统，根据前端摄像机的规模选择合适的存储方式（NVR/CVR/云存储），对前端图片视频流等数据存储、读取、管理等。监控中心配置视频综合平台，完成视频的解码、拼接；部署显示大屏用来将视频进行上墙显示等。设计应用管理平台对高清视频和用户进行统一管控，并且配置PC工作站进行预览、回放、下载等操作。

（5）入侵报警系统设计。

①系统概述。入侵报警系统主要通过探测感知设备对智能建筑内外重要地点和区域进行布防，以及时探测非法入侵，并在探测到有非法人侵时，及时向有关人员示警，包括自动报警系统和人工报警系统。

②系统设计。入侵报警系统一般由入侵探测器、报警控制主机、传输部分等组成，其传输分为总线传输、多线传输、总线与多线混合的有线传输方式或无线传输方式。

系统由周界围墙入侵报警和室内入侵报警组成。在智能建筑周界围墙上方安装电子围栏系统，每100米设为一个防区，每个防区可联动周界摄像机，实现对周界区域的入侵防范。在各智能建筑通向室外的出入口，重点建筑门窗部位加装红外/微波双鉴探测器，每个入侵报警探测器可与室内监控摄像机联动，实现对防护区及禁区的入侵防范。

（6）停车场管理系统设计。

①系统概述。停车场管理系统将计算机管理、自动控制、以太网实时通信、图像识别等技术有机的结合起来，通过电脑管理，可实现车辆出入管理、自动存储数据、图像对比等功能，保证场内车辆的安全和便于随时了解场内车辆的动态，做到准确、高效的动态管理，灵活、多功能动态的查询和安全、严格的保卫功能。

②系统设计。系统由服务器主机、入口信息屏、车位引导信息屏、车牌识别一体机（显示屏、道闸、补光灯、摄像机一体）、视频探测器、寻车查询机、停车收费软件等组成。

系统设计视频车位引导和反向寻车，利用视频探测器对车牌信息、车位状态进行识别和采集，并采用TCPIP网络将数据传输到后台。设备运行状态、车位占用状态、车牌停放位置等信息均上传至系统平台，平台再将数据实时下发至室外信息引导屏，告知车主各区域的剩余车位数量，进行车位引导。

（7）建筑设备监控系统设计。

①系统概述。系统是对所有建筑物内的空调系统、电梯、给排水、供配电系统等进行监测、控制和管理，从而管理机电设备的运行状态、运行参数设置，最终达到设备管理、环境温湿度的舒适性控制、节能管理等功能。

②系统设计。系统采用开放的网络协议-BACnet，采用四层网络结构：管理层、集成层、现场控制层、传感器/执行机构层，以集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系统，实现对冷冻站系统、热源系统、空调机组、新风机组、联网型风机盘管系统、送排风机组、给水系统、排水系统、照明系统、电梯等的运行监控。可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及营运成本，提高建筑物总体运作管理水平。

（8）机房工程设计。

①系统概述。机房是智能化信息系统的核心基础设施，是整个智能化信息系统的网络管理、综合业务管理的管理中心，同时也是智能大楼消防控制系统、安全防范系统、楼宇自控系统等智能化系统设备控制的管理中心。

②系统设计。机房的选址、机柜机架作为机房规划的一部分，它的合理布置和使用，尤为重要。在设计中，严格按照相关标准规范要求，并结合本智能建筑机房的具体特点和使用要求，对机房装修（包括墙面、天花、地板等）、机房供配电及照明、机房UPS电源、机房防雷接地系统；机房空调；漏水检测及防水工程、机房消防、机房综合布线及机柜系统等进行统一规划，深化设计，为智能化系统网络核心设备提供高质量、高可靠性的运行环境条件。

3 结语

随着弱电技术的进步，将推动建筑设备的智能化发展，满足多样化的用户需求，弱电智能化系统的集成度将越来越高，应用范围将越来越广，并且可以有效发挥各项系统功能。此外，随着计算机技术和网络技术在智能建筑中的应用日益深入，建筑智能化系统中的网络通信系统和信息网络系统的功能将不断完善，并逐步形成可以适应人们多样化需求的智能建筑管理系统。