第七章 智能楼宇ppt课件.ppt

物联网概论,2010年8月,第7章 智能楼宇,目 录,8.1 智能楼宇基本概述,8.2 智能楼宇的组成及核心技术,8.3 智能楼宇应用案例分析,智能楼宇,掌握智能楼宇的基本概念熟悉智能楼宇的系统组成了解智能楼宇中使用的基本技术了解智能楼宇的相关案例,学习目标,7.1 智能楼宇基本概念,常用的称呼智能楼宇智能建筑智能大厦Intelligent Building,7.1 智能楼宇基本概念,智能楼宇的定义 国家标准智能建筑设计标准（GB/T50314-2006） 以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。,7.1 智能楼宇基本概念,智能楼宇的定义 美国智能建筑学会（AIBI,American Intellignet Building Institute） 智能建筑是将结构、系统、服务、运营及其相互联系的全面综合，并达到最佳的组合效果，获得高效率、高功能和高舒适的建筑物。,7.1 智能楼宇基本概念,智能楼宇带来的效益经济效益直接促使建筑行业基础能耗的减少社会效益将节能环保落实到实处,7.1 智能楼宇基本概念,零排放 所谓“零排放”，也就是指无限的减少污染物和能源排放直至为零的活动；即利用清洁、3R（Reduce、Reuse、Recycle）以及生态产业等技术，实现对自然资源的完全循环利用，从而不给大气、水体和土壤遗留任何废弃物。如：上海世博会的伦敦馆。,7.2 智能楼宇的组成,智能建筑的“3A”体系 智能建筑是楼宇自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三者通过结构化综合布线系统(PDS)和计算机网络技术的有机集成，其中建筑环境是智能建筑的平台。,7.2 智能楼宇的组成,智能建筑的“3A”体系结构图,OAS,PDS,BAS,CAS,7.2 智能楼宇的组成,在新加坡规定智能大厦必须具备三个条件：一是具有保安、消防与环境控制的先进的自动化控制系统，以及调节大厦内的温度、湿度、灯光等参数的各种设施，以创造舒适安全的环境。二是具有良好的网络通信设施，使数据能够在大厦内部流通。三是能提供对外的通信能力。,7.2 智能楼宇的组成,智能楼宇的组成：楼宇自动化系统（BAS） 通信自动化系统（CAS）办公自动化系统（OAS）智能建筑的系统集成中心 综合布线系统（PDS）,7.2 智能楼宇的组成,楼宇自动化系统（BAS）楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。,暖通控制系统,变配电控制系统,照明控制子系统,给排水控制系统,多媒体音像系统,公共广播和背景音乐系统,安保自动化系统,停车库自动化系统,消防自动化系统,电梯控制系统,7.2 智能楼宇的组成,通信自动化系统（CAS） 通信网络是建筑物的“中枢神经”。由各种通信设备、线路、计算机软件组成，是传送话音、数据和图像的基本通信网络。,固定电话通信系统,卫星通信系统,声讯服务通信系统,计算机通信网络系统,有线电视系统,视讯服务系统,多媒体通信系统,无线通信系统,7.2 智能楼宇的组成,办公自动化系统（OAS） 办公自动化系统是利用计算机技术、通信技术、多媒体技术和行为科学等先进技术，使人们的部分办公业务借助于各种办公设备，并使得这些办公设备与办公人员构成服务于某种办公目标的人机系统的总称。,办公设备自动化系统,物业管理系统,数据、邮件、文档、的处理，编辑排版、电子报表、辅助决策等功能,日常管理、清洁绿化、安保保卫、设备运行及维护、固定资产管理、租赁业务等等,7.2 智能楼宇的组成,智能建筑的系统集成中心 具有各个智能化系统信息总汇和各类信息综合管理的功能 ：,汇集建筑内外的各种信息,接口界面要标准化、规范化、以实现各职能系统之间的信息交换及通信协议,对建筑各个职能化系统进行综合管理,对建筑内各个网络进行管理,必须具有很强的信息处理能力及数据通信能力,7.2 智能楼宇的组成,综合布线系统（PDS） 综合布线系统是建筑物或者建筑群内部的传输网络，它为整个大厦的光电信息传输提供技术标准统一、传输介质统一、布线结构一致的通道,适应多种信息的传输,管理配置灵活,维护方便。,工作区子系统,水平布线系统,室外连接子系统,设备子系统,垂直干线子系统,管理子系统,7.2 智能楼宇中使用到的技术,智能建筑中使用到的技术 21世纪的技术：计算机、信息和通信,“信息技术未来的应用将肯定建立在网络之上，并且具有良好的人机交互能力和多维信息处理能力。在技术上，发展的重点将是虚拟技术、协同工作、可视化技术 ；在应用上，必须密切结合应用需求，强调综合集成”,7.2 智能楼宇中使用到的技术,智能建筑中使用到的技术网络技术 控制网络技术 智能卡技术 可视化技术 流动办公技术 家庭智能化技术 无线局域网技术 数据卫星通信技术 双向电视传输技术,7.2 智能楼宇中使用到的技术,网络技术 基于Web 的Intranet（企业内部网 ）网络技术正成为建筑物内部的信息主干网络的主流形式。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,控制网络技术 控制网络通常是指以对生产过程对象控制为特征的计算机网络(Infranet:Infrastructure Networks)。如：BACnet 。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,智能卡技术 智能卡是一种集成电路卡，它继承了磁卡和其他IC卡的所有优点，具有极高的安全、保密、防伪能力。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,保安门禁系统的应用：通过持卡人授权，实现通道、电梯的出入安全管理。 保安巡逻管理系统的应用：通过智能卡记录巡逻保安人员的巡逻路线、巡逻时间、巡逻到位的信息，实施巡逻安全管理。 停车场付费与管理系统的应用：实现临时停车无现金付费与常租停车位管理，智能卡与保安系统联动实现车辆安全管理。 物业收费与管理系统的应用：可用于建筑物内的水、电、气、风的计量、记录和付费等一系列物业管理。 商业收银系统的应用：建立持卡人资料、信用等级，实现电子购物与电子转帐付费。 人事考勤管理系统的应用：使用智能卡建立员工人事档案资料，记录员工出勤时间。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,可视化技术 可视化技术是指基于网络化的视像传输、交互和提供多媒体视像服务的技术。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,数字影视点播（VOD：Video On Demand ）：向智能建筑内的网络桌面系统提供诸如电影、电视、动画游戏和远程教学的交互式视像服务。 会议电视（MTV： Meeting TV ）：向智能建筑内的网络桌面系统提供点对点或网络形式的交互式多媒体影像的传输服务。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,流动办公技术 流动办公就是利用网络技术、通信技术、可视化技术，以及家庭智能化技术，向异地或移动的办公人员提供一个虚拟的办公环境。移动办公技术是多项现代科技的综合。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,多媒体电子邮件：通过E -Mail和Netmeeting方式发送声音、视频、图片、音频信息和格式化文本。 远程会议电视：通过ISND或Internet/Intranet网络，实现远程会议电视终端的接入。 远程遥控：利用电话线路或Internet/Intranet网络，实现远程办公器材的操作或家用电器的遥控。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,家庭智能化技术 通过家庭智能化技术，实现家庭中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技术(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调。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,家庭安全防范的应用：防盗报警、火灾报警、煤气泄漏报警、紧急求助报警。 家庭自动化的应用：家庭电器设备的远程遥控(如空调、照明、加热器、电窗帘、摄像机、娱乐器材等)。 家庭通信与网络的应用：电子语音信箱、数字式电话功能、计算机网络接口。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,无线局域网技术 利用微波、激光、红外线作为传输媒介，摆脱了线缆的束缚。采用无线局域网技术既可以节省铺设线缆的昂贵开支，避免了线缆端接的不可靠性，同时又可以满足计算机在一定范围内可以任意更换地理位置的需要，特别是无线局域网与移动通信和卫星通信的结合，将发挥更大的作用。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,商业POS系统的应用：在智能建筑内的餐饮、娱乐、购物等商业POS机的无线局域网连接。 无线信号转发器的应用：在智能建筑内可实现移动电话、传呼机信号转发的功能。 无线会议电视及视像服务：在智能建筑内通过无线局域网提供活动地点的会议电视视像信号的传输、交互和接入服务。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,数据卫星通信技术 数据卫星又称为小型数据卫星站(VSAT：Very Small Aperture Terminals)。VSAT的出现，将通信终端延伸到办公室和家庭，其发展的本质是将通信卫星技术引向多功能、智能化、设备小型化， 同时综合应用卫星多波束覆盖、星载处理技术、地面蜂窝移动通信和计算机软件技术。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,提供Internet/Intranet 网络的接入。 提供与ISDN网络的互联。 提供专业局域网网络的接入，如证券、期货、银行。 实现与移动通信系统的组合。 实现远程多点电视会议。 实现远程医疗和远程教学。,7.2 智能楼宇中使用到的技术,双向电视传输技术 双向电视传输技术可以实现电视信号由前端向用户端由上而下的正向发送(下行传输)，同时也可以实现信号由用户端由下而上的反向发送(上行传输)。,7.3 应用案例分析,基于i-bus控制系统的布达拉宫景观照明系统 建筑智能技术在福州电力调度大楼中的应用 沪上.生态家未来生活新方式基于Lonworks技术的智能遮阳系统在三星总部大厦中的应用基于指静脉识别技术的门禁识别系统,7.3.1 基于i-bus控制系统的布达拉宫景观照明系统,系统简介 i-bus智能环境控制系统是ABB公司基于KNX平台开发生产的一套现场总线控制系统 。它既是一个面向使用者的系统（通过现场面板及感应器），又是一个面向管理者的系统（通过中控电脑），通过该系统对建筑中的照明设备进行控制，可以有效的节约能源，同时提高管理人员的工作效率。 布达拉宫在采用了ABB i-bus EIB/KNX系统后，将城墙及山体上的多个配电箱内的灯光控制集中到广场的控制室，实现了高效的节能照明控制，减少了能耗，降低了管理费用，还营造了漂亮的景观环境。,7.3.1 基于i-bus控制系统的布达拉宫景观照明系统,系统组成照明配电系统i-bus联动控制系统中控系统,7.3.1 基于i-bus控制系统的布达拉宫景观照明系统,照明配电系统 布达拉宫南立面照明控制系统工程控制总配电箱共12个，受控回路46路，受控灯具76套。,7.3.1 基于i-bus控制系统的布达拉宫景观照明系统,i-bus联动控制系统 i-bus系统使用专门的接口和软件，对所有的照明设备进行监控，同时，i-bus系统也可以与其他系统进行连接，进行灾难和故障的预警。 i-bus系统还可以自动记录照明设备的运行状态，包括运行时间和运行故障等信息；并可以对每个照明回路的开关进行计时、计次，当照明回路的开启时间累加到光源的使用寿命时，可以提醒物业管理人员跟换光源，方便管理人员对设备的管理和维护，并大大提高了工作效率。,7.3.1 基于i-bus控制系统的布达拉宫景观照明系统,中控系统 在广场的中控室内，通过安装有ABB i-bus系统的图形化中央控制软件的计算机，可以监视和监控每一处景观照明的状况。,7.3.1 基于i-bus控制系统的布达拉宫景观照明系统,系统综述 采用i-bus控制系统后，减少了能耗以及噪音，避免了资源浪费，节能了人力和财力。,7.3.2 建筑智能技术在福州电力调度大楼中的应用,系统简介 福州电力大楼总建筑面积约45000平方米，主楼高25层，地下1层，附属楼5层，建筑高度99.75米，为一类高层办公建筑。安全、舒适、节能、环保是该大楼智能化系统考虑的重点。,7.3.2 建筑智能技术在福州电力调度大楼中的应用,系统功能,楼宇设备自控子系统,安全防范子系统,一卡通子系统,综合布线子系统,卫星接收及有线电视子系统,背景音乐与紧急广播子系统,7.3.2 建筑智能技术在福州电力调度大楼中的应用,楼宇设备自控子系统 楼宇设备自控子系统是整座办公大楼的“神经中枢”，主要完成对大楼内各种机电设备进行全面的计算机监控管理，如暖通空调、给排水、变配电、照明、电梯等。 福州电力调度大楼楼宇设备自动化控制系统的设计方案采用业界先进的“操作站网络控制器现场控制器”三级控制方式。该方式为分散控制、集中管理的结构，现场控制器采用工业级器件并具有独立运行的功能，即便是操作站和网络控制器发生故障时，现场控制器能够按照内部预先设定的参数和预先编程的控制程序继续运行，维持整个系统的工作状态。采用这种三级控制结构，使每一层的结构相对简单，能够降低维修的复杂度。,7.3.2 建筑智能技术在福州电力调度大楼中的应用,安全防范子系统 安防自动化系统通过建立高效、全方位、全天侯、立体化的安全防范网，实现对大楼以及周边区域的严密监控。该系统包括闭路电视监视系统和防盗报警系统两部分。,7.3.2 建筑智能技术在福州电力调度大楼中的应用,7.3.2 建筑智能技术在福州电力调度大楼中的应用,一卡通子系统 该系统以非接触性IC卡技术为核心，以计算机和网络技术为重要手段，将内部的各项设施连接成为有机的整体，实现了大楼门禁、停车、考勤、消费的“一卡通”。,卡片发行子系统,考勤管理子系统,门禁管理子系统,消费保障子系统,停车管理子系统,人员管理子系统,7.3.2 建筑智能技术在福州电力调度大楼中的应用,综合布线子系统 综合布线子系统是电力调度大楼的“神经系统”，主要负责提供数据传输、图像传输、语音通信等联网功能。,工作区,水平子系统,设备间,干线子系统,管理,7.3.2 建筑智能技术在福州电力调度大楼中的应用,卫星接收及有线电视子系统 卫星接收及有线电视系统按860MHZ带宽的有线电视传输系统要求设计，以传输电视节目为主，同时具备交互式数据传输能力。并为将来扩充提供了双向传输、点播电视（VOD）、卫星接入因特网，高速信息服务的条件。,7.3.2 建筑智能技术在福州电力调度大楼中的应用,背景音乐与紧急广播子系统 背景音乐与紧急广播子系统主要在大楼内大厅、餐厅、走道等公共场所使用，可以提供调频、调幅广播节目、DVD、MP3信号以及话筒信号，通过混音器、区域选择器输出至给定区域广播。当有消防报警信号时，系统会自动关闭所有的公共广播，并自动将着火层以及上、下层切换至紧急广播，必要时，可以手动用寻呼话筒进行人工指挥。,7.3.2 建筑智能技术在福州电力调度大楼中的应用,系统综述 建筑智能化系统融计算机技术、网络技术、现代控制技术、图形显示技术以及通讯技术于一体，呈现出多学科、多专业、集成要求高等特点，成为智能建筑的一个极其重要的组成部分。通过建筑智能化系统的建设，将福州电力调度大楼建设成为一个一流的综合大楼，为地区电网调度提供优质的办公环境。,7.3.3 沪上.生态家未来生活新方式,系统简介 “沪上生态家”遵循“天和节能减排、环境共生，地和因地制宜、本土特色，人和以人为本、健康舒适，乐活健康可持续的价值向导”的主题，汲取了江南民居传统特色的精华。在方案策划和设计中提炼出了“关注节能环保，提倡乐活人生”的全新生态居住理念。“沪上生态家”建筑整体综合节能60，可再生能源利用率50，二氧化碳排量减少140吨，室内环境达标率100，空间采光系数75以上，固废再生墙体材料使用率100%，非传统水源利用率60%这一系列的环保节能指标属于一栋建筑，它位于世博城市实践区内，并可能成为未来上海市民的生活工作处所。,7.3.3沪上.生态家未来生活新方式,系统功能固废再生轻质内隔墙燃料电池家庭能源中心夏热冬冷地区气候适应性围护结构自然通风强化系统天然采光和室内LED照明PC预制式多功能阳台 BIPV非晶硅薄膜光伏发电系统生活垃圾资源化处理机器人服务系统智能集成管理中心和家庭远程医疗,8.3沪上.生态家未来生活新方式,7.3.3 沪上.生态家未来生活新方式,系统综述 世博会“沪上生态家”主旨是为了推广与应用未来生态住宅的技术，可以说它是未来城市的生活家居发展的一个方向。它充分体现了能源的高效利用，可以将太阳能、风能等多种类型能源进行储存和有效管理，能源之间还可以相互转化，达到提高能效、减少排放目的。,7.3.4 基于Lonworks技术的智能遮阳系统在三星总部大厦中的应用,系统简介 SOMFY（尚飞）为三星总部大厦提供了全套的智能遮阳系统电动卷帘和基于LONWORKS技术的智能遮阳控制系统。整个大厦共使用SOMFY （尚飞）ILT智能电机（带反馈功能）7688台，所有电机均通过Animeo LON智能遮阳控制系统进行集中管理，系统包含近4000个LONWORKS智能节点。,7.3.4 基于Lonworks技术的智能遮阳系统在三星总部大厦中的应用,Lonworks技术的特点传输方式灵活传输速率弹性大系统容量灵活,7.3.4 基于Lonworks技术的智能遮阳系统在三星总部大厦中的应用,系统功能高优先级的本地控制Animeo动态幕墙管理 遮阳系统与其他系统的联动 可集成的带反馈系统随时随地可进行无线电或红外遥控静音电机可打造宁静的办公环境可定制的个性化用户端软件,7.3.4 基于Lonworks技术的智能遮阳系统在三星总部大厦中的应用,7.3.4 基于Lonworks技术的智能遮阳系统在三星总部大厦中的应用,系统综述 自动遮阳是建筑节能的又一有效途径。它摆脱了手动遮阳系统在操作上的不便、节能上的不足，通过良好的这样设计在节能的同时又能够丰富室内光线的分布，还可以丰富建筑造型及立面效果。,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,系统简介 手指静脉（也称指静脉）是一种新的生物特征识别技术，它是利用手指内的静脉分布图来进行身份识别的一种技术。,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,指静脉识别技术的特点唯一性 非接触式 安全性高 可靠性强 亲和力好 匹配速度快 准确性高,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,日立指静脉门禁系统,小型指脉认证设备,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,手指静脉认证系统的流程,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,静脉扫描：LED在手指一方发射近红外线，透射手指，在手指另一方，照相机拍摄静脉图像；图像校正：调整图像的位置和角度，使其符合认证规格；,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,特征提取：根据以上得到的图像，提取静脉分布图像，得到特征图 。,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,图像对比与匹配：将以上得到的特征图与数据库中的原始模版进行比较，计算相关性。如果相匹配则认证通过，不匹配则认证被拒绝。,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,指静脉识别的门禁系统的工作原理,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,指静脉注册子系统：指静脉注册子系统由指静脉识别终端器、门禁控制器和登陆服务器组成, 主要用于整个系统用户的指静脉信息档案的建立、分配、用户其他资料的处理和交换。并把建立好的用户信息(包括指静脉信息)上传到系统服务器实现双重数据备份; 所以该系统的所有指静脉数据信息是在远端登陆服务器上完成注册并存储在服务器中。,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,系统服务器: 它是整个门禁系统的主要处理、监控和管理的计算机, 不仅维护旧数据库和新的数据库, 还存储并管理各受控门的出入记录, 提供给管理者进行查询和打印。必要时把用户指静脉特征值下载到门禁控制器中供对比。,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,现场控制子系统：由门禁控制器、指静脉识别终端器和电磁锁组成。指静脉门禁系统的门禁控制器就像计算机中的CPU一样, 它接受指静脉识别终端发过来的指静脉图像信息并提取图像的特征值与存储在其中的特征库进行对比, 去控制主继电器动作(开门), 控制器还从反馈的信号进行判断是否已按照要求打开, 若发现情况异常则进行报警。系统中每个门禁通道都由相应的门禁控制器监控,同时将信息(包括用户信息、开门时间、锁的状态)存储在门禁控制器中, 并通过网络上传给系统服务器, 如果系统服务器关闭或者网络故障,信息可以暂存在门禁控制器中, 等系统服务器开机(网络故障消除)后再上传, 可以实现对整个系统实时监控。所以该系统也可以作为脱机门禁系统。,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,指静脉识别终端器:它是指静脉图像采集的设备, 通过指静脉识别终端器获取指静脉图像质量的好坏将会影响到图像处理软件算法难度和识别率高低, 对指静脉门禁系统具有非常重要的意义。不过现在的红外摄像技术已经完全可以达到拍摄静脉图像技术要求。,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,以太网络物理结构:系统服务器和登陆服务器通过网卡与以太网连接, 带RJ-45 接口的门禁控制器直接与以太网连接。为了满足登陆服务器和门禁控制器访问系统服务器的实时性对网络带宽的要求, 可通过100Mbps 网络交换机端口连接到系统服务器。以交换机为中心组成的交换式以太网络不仅克服了系统的时延和碰撞, 还提高了系统的实时性; 并且采用的是全双工网络,端口媒体长度不受CSMA/CD影响, 可以延伸系统距离。如果系统需要扩展采用的双绞线不能满足系统的传输距离,可以使用光纤来实现。,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,应用,集成手指静脉识别用于门禁系统,集成手指静脉认证系统的ATM,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,新加坡日立塔手指静脉门禁系统,7.3.5 基于指静脉识别技术的门禁识别系统,系统综述 指静脉技术不仅满足了人们对“高度安全”的需求，而且识别率高、简单易用，为各种环境的门禁安防提供了理想的解决方案。相信在不久的将来，指静脉产品在门禁系统中得到更广泛的应用。,