全套課件·《建筑智能化技術》1

1、第1章 概 述 1.1 智能建筑的發(fā)展歷史1.2 智能建筑的概念 1.3 智能建筑的組成 1.4 智能建筑與傳統(tǒng)建筑的區(qū)別 1.5 智能建筑的技術基礎 1.6 智能建筑的發(fā)展前景 返回1.1 智能建筑的發(fā)展歷史 智能建筑(IBIntelligent Building)一般以美國于1984年1月在康涅狄格州哈特福德市(Hartford)建設的都市大廈(City Palace Building)為標志。這一誕生僅20年的新生事物，以其高效、安全、舒適和便利等優(yōu)點，勢不可擋地迅速成為現(xiàn)代高層建筑的主流，這一智能建筑也被譽為世紀性建筑。 智能建筑(以下簡稱IB)產業(yè)是綜合性科技產業(yè)，涉及建筑、電力、電

2、子、儀表、鋼鐵、機械、計算機、通信和環(huán)境等多種行業(yè)。隨著信息化和新材料技術的發(fā)展，智能建筑也將成為21世紀世界建筑發(fā)展的主流?？梢哉f，智能建筑的水平是一個國家綜合國力和科技水平的具體體現(xiàn)。 我國IB總數(shù)已達上千幢，其發(fā)展速度已名列世界前茅，如北京的京廣中心、中華大廈，上海的金茂大廈、中遠兩灣小區(qū)等。在運用世界智能建筑主流技術方面或者說引導世界智能建筑主流技術方面，我國與世界發(fā)達國家相比，也相差無幾。 建設部會同有關部門共同制定的智能建筑設計標準經有關部門會審，被批準為推薦性國家標準，編號為GB/T50314-2000，于2000年10月1日起施行。該標準規(guī)定，智能建筑中各智能化系統(tǒng)應根據(jù)使用功

3、能、管理要求和建設投資等劃分為甲、乙、丙三級(住宅除外)，且各級均有擴展性、開放性和靈活性。返回1.2 智能建筑的概念 根據(jù)GB/T50314-2000的定義，IB是以建筑為平臺，兼?zhèn)浣ㄖO備、辦公自動化及通信網絡系統(tǒng)，集結構、系統(tǒng)、服務、管理及它們之間的最優(yōu)化組合，向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的環(huán)境。其基本內涵是：以綜合布線系統(tǒng)為基礎，以計算機網絡系統(tǒng)為橋梁，綜合配置建筑物內的各功能子系統(tǒng)，全面實現(xiàn)對通信系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、大樓內各種設備(空調、供熱、給排水、變配電、照明、電梯、消防、公共安全)等的綜合管理。 美國智能化建筑學會(AIB Institute)對IB的定義是：“IB是

4、將結構、系統(tǒng)、服務、運營及其相互聯(lián)系全面綜合，達到最佳組合，獲得高效率、高功能與高舒適性的建筑?！?歐洲智能建筑界認為：“IB是能以最低的保養(yǎng)成本最有效地管理本身資源，從而讓用戶發(fā)揮最高效率的建筑?！彼鼜娬{高效率地工作、環(huán)境的舒適及低資源浪費等方面。 新加坡要把全島建成“智能花園”，其規(guī)定IB必須具備以下條件：一是具有一是具有先進的自動化控制系統(tǒng)，能夠自動調節(jié)室溫、濕度、燈光以及控制保安和消防等設備，創(chuàng)造舒適安全的環(huán)境；二是具有良好的通信網絡設施，使信息能方便地在建筑內或與外界進行流通。 注：本書中我們不區(qū)分“智能化樓宇”、“智能建筑”、“智能大廈”等名稱的細微差別，有時也將“智能建筑”、“建

5、筑物”統(tǒng)稱為“建筑”。返回1.3 智能建筑的組成 智能建筑系統(tǒng)的組成按其基本功能可分為三大塊：樓宇自動化系統(tǒng)(BASBuilding Automation System)、辦公自動化系統(tǒng)(OASOffice Automation System)和通信自動化系統(tǒng)(CASCommunication Automation System)，即“3A”系統(tǒng)。 智能建筑不是多種帶有智能特征的系統(tǒng)產品的簡單堆積或集合。智能建筑的核心(SICSystem Integrated Center)是系統(tǒng)集成。 SIC借助綜合布線系統(tǒng) 實現(xiàn)對BAS、OAS和CAS 的有機整合，以一體化集成的方式實現(xiàn)對信息、資源和管理

6、服務的共享。 綜合布線系統(tǒng)(PDSPremises Distribution System或者GCSGeneric Cabling System)可形成標準化的強電和弱電接口，把BAS、OAS、CAS與SIC連接起來。這里，GCS更偏重于弱電布線。 所以，SIC是“大腦”，PDS是“血管和神經”，BAS、OAS、CAS所屬的各子系統(tǒng)是運行實體的功能模塊。 目前，有些單位、部門為了宣傳和突出某些功能，提出消防自動化系統(tǒng)(FASFire Automation System)和保安自動化系統(tǒng)(SASSecurity Automation System)，形成“5A”系統(tǒng)。后來又提出信息管理自動化系統(tǒng)

7、(MASManagement Automation System)，出現(xiàn)了“6A”智能建筑。但按國際慣例，F(xiàn)AS和SAS均置于BAS中，而MAS也屬于CAS的子系統(tǒng)，因此，本書根據(jù)國家標準認為IB一般由SIC、PDS和“3A”系統(tǒng)五部分組成。具體見圖1.1。圖 1.1返回1.4 智能建筑與傳統(tǒng)建筑的區(qū)別 IB是在傳統(tǒng)建筑平臺上為實現(xiàn)智能化而進行全方位改進的產物，從而使冷冰冰的混凝土建筑物成為溫暖的、人性化的智慧型建筑。IB與傳統(tǒng)建筑相比，不但功能更多、更強，而且更節(jié)約資源，適應性和靈活性更強。 相對于傳統(tǒng)建筑，IB一般具有以下特點： (1) 工程規(guī)模和總建筑面積都比較大，如中、高層建筑，小區(qū)，

8、廣場，運輸樞紐中心等。 (2) 具有重要性質或特殊地位，如電視臺，報社，政府、軍隊、公安的指揮中心，通信樞紐樓宇等。 (3) 應用系統(tǒng)配套齊全，如網絡、安全、環(huán)境等服務功能完善。(4) 資金和技術密集，是現(xiàn)代化的高科技產物，需要一個強大的工程部門來管理。(5) 總體結構復雜，配合協(xié)調較多，是一個綜合的集成系統(tǒng)。 建筑物具有智能化意味著：(1) 對環(huán)境和使用功能的變化具有感知能力，如室溫、光照的感知等。(2) 具有傳遞、處理感知信息的能力，如溫控、閉路監(jiān)控等。(3) 具有綜合分析、判斷的能力，如根據(jù)用戶授權提供不同的信息訪問能力。(4) 具有做出決定并且發(fā)出指令信息，提供動作響應的能力，如消防處

9、理系統(tǒng)。 以上四種能力建立在“3A”有機結合、系統(tǒng)集成的基礎上，系統(tǒng)集成程度的高低決定了建筑智能化程度的高低?！?A”各子系統(tǒng)的簡單堆積不能實現(xiàn)高智能化的建筑，反而只會導致系統(tǒng)的復雜化和資源的浪費。 返回1.5 智能建筑的技術基礎IB建立在建筑科學、行為科學、信息科學、環(huán)境科學、美學、社會工程學和系統(tǒng)工程學等多種學科相互滲透的基礎上?！癆+4C”是IB的技術基礎?！癆”即現(xiàn)代建筑技術(Architecture)。下面分別介紹“4C”的含義。 (1) 現(xiàn)代計算機技術(Computer)，其核心是并行的分布式計算機網絡技術。并行使得同時處理多種數(shù)據(jù)成為可能；通過分布式操作系統(tǒng)，可以使不同系統(tǒng)分別處

10、理不同事件，實現(xiàn)任務和負載的分擔，有助于多 機合作重構，減少冗余和提高容錯能力，用較低的成本實現(xiàn)更高性能、更高可靠性的系統(tǒng)；網絡把整個系統(tǒng)連成一個有機的整體，實現(xiàn)信息、資源的共享。(2) 現(xiàn)代控制技術(Control)，主要指集散型的監(jiān)控系統(tǒng)(DCSDistribution Control System)。硬件采用標準化、模塊化、系列化的設計；軟件采用具有實時多任務、多用戶分布式操作系統(tǒng)(可能是嵌入式)；系統(tǒng)具有配置靈活、通用性強、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、顯示操作集中、人機界面友好、安裝調試方便、維護簡單、實時性強、可靠性高等特點。(3) 現(xiàn)代通信技術(Communication)，通過無

11、線、有線通信技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、視頻的快速傳遞。(4) 現(xiàn)代圖像顯示技術(CRT)，能在計算機上快速實現(xiàn)開關量、模擬量的形象化顯示，通過CRT圖像化顯示實時參數(shù)，實現(xiàn)臨場感很強的實時控制。返回1.6 智能建筑的發(fā)展前景 IB是現(xiàn)代高科技技術的結晶，它賦予了建筑物更強的生命力，提高了其使用價值。隨著信息化社會進程的發(fā)展，智能建筑中所包含的智能化和自動化的水平將進一步提高。IB的發(fā)展將追求以下目標：(1) 提供安全、舒適、快捷、高效的優(yōu)質服務和良好的工作、生活環(huán)境。(2) 建立技術先進、管理科學和綜合集成的高度智能化管理體制。 (3) 節(jié)省能源消耗，減少資源浪費，降低日常運行成本。在國際上，智能

12、建筑已經向“智能建筑群”和“智能城市”發(fā)展，如韓國的“智能半島”計劃，新加坡的“智能花園”計劃，日本的“海上智能城”和美國的“月球智能城市”計劃等等。隨著科學技術的發(fā)展，“3A”的重點發(fā)展方向可綜述如下： (1) BAS：智能物業(yè)管理系統(tǒng)；事故監(jiān)測控制系統(tǒng)；開放協(xié)議/面向對象技術；性能測量及查對控制系統(tǒng)；大范圍的報警/監(jiān)視系統(tǒng)；面貌識別系統(tǒng)。 (2) OAS：辦公公文結構；基于網絡的辦公系統(tǒng)；智能化專家系統(tǒng)；自然語言理解；多媒體數(shù)據(jù)庫技術。 (3) CAS：高帶寬網絡系統(tǒng)；語音識別與語音合成；智能通信服務；無線和私人通信系統(tǒng)?？傊?，IB將不斷地利用成熟的新技術實現(xiàn)人、自然、環(huán)境的和諧統(tǒng)一。智能

13、化建筑具有廣泛的使用前景，其發(fā)展是社會進步的必然。返回第2章 樓 宇 自 動 化2.1 樓宇自動化控制技術基礎 2.2 供配電監(jiān)控系統(tǒng) 2.3 照明監(jiān)控系統(tǒng)2.4 暖通空調監(jiān)控系統(tǒng) 2.5 給排水監(jiān)控系統(tǒng) 2.6 電梯與停車場監(jiān)控系統(tǒng)2.7 防雷與接地系統(tǒng)2.8 能源管理和控制系統(tǒng)(EMCS) 返回概述 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS，Building Auotomation System)，是應用前端探測器或執(zhí)行器，現(xiàn)場設備（DDC），網絡通訊技術及計算機控制實現(xiàn)對建筑物內機電設備運行的監(jiān)視、控制和管理的綜合系統(tǒng)。探測器執(zhí)行器DDC網絡控制PC系統(tǒng)框圖概述 建筑物中的機電設備具有多而散的特點。為

14、方便監(jiān)控和管理，按類別和功能劃分為： 暖通空調監(jiān)控子系統(tǒng)，供配電設備監(jiān)控子系統(tǒng)，照明監(jiān)控子系統(tǒng)，給排水監(jiān)控子系統(tǒng)，電梯監(jiān)控子系統(tǒng)等。 建筑設備自動化系統(tǒng)有廣義BAS和狹義BAS之分，狹義BAS沒有火災自動報警系統(tǒng)和安全防范系統(tǒng)，包括電力、照明、空調、給排水等。在智能建筑設計標準（GB/T503142000）中，稱廣義的為建筑設備自動化系統(tǒng)，稱狹義的為建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)。概述LON總線系統(tǒng)集成系統(tǒng)圖抄表系統(tǒng)電力監(jiān)測系統(tǒng)空調系統(tǒng)消防系統(tǒng)2.1 樓宇自動化控制技術基礎圖 2.1 假設控制中心是大腦，布線系統(tǒng)是血液神經系統(tǒng)，則建立在自動化控制技術基礎之上的各類傳感器和控制器就是手腳關節(jié)。通過這些自動化單

15、元，可以獲得被測對象有關物理、化學性質的信息，并根據(jù)這些信息對被測對象進行控制。如傳感器、可編程序控制器(PLC)、變送器等。2.1.1 傳感器概述在測量的過程中將物理量、化學量轉變成電信號的裝置叫傳感器。而把傳感器得到的電信號再轉變成標準的電信號的裝置叫變送器。傳感器、變送器是工業(yè)自動化控制及信息檢測技術中不可缺少的控制元件。它可以把諸如溫度、壓力、流量、液位、位置等模擬量或開關量轉變成電信號，再由自動化控制儀表或計算機進行控制處理和調節(jié)。借助于傳感器和變送器，可以對智能建筑的各類參數(shù)進行測試和評定，并進行過程控制和調節(jié)，還可以進行遠距離的傳送和信號處理。當前，傳感器、變送器總的發(fā)展趨勢是朝

16、著小型化、多功能化及智能化方向發(fā)展。特別是增加了數(shù)據(jù)處理功能、自診斷功能、軟硬件相組合功能、人機對話功能、接口功能、顯示和報警功能等。它們在樓宇自動化中得到了廣泛的應用。 2.1.2 樓宇自控中的傳感器與控制器1樓宇自控中常用的傳感器樓宇自控中常用的傳感器有如下幾種：(1) 溫度傳感器。溫度傳感器用于測量水管或風管中介質的溫度，以此來控制相應的水泵、風機、閥門和風門等執(zhí)行元件的開度。(2) 濕度傳感器。濕度傳感器用于測量風道中介質的濕度，以此來控制相應的加濕閥的開度。(3) 壓力或壓差傳感器。壓力或壓差傳感器主要用來檢測水管或是風管中的壓力和壓差，以此來控制相應的變頻器以調整水泵或風機的轉速，

17、或是調節(jié)比例閥門的開度。(4) 流量傳感器。流量傳感器主要是檢測水系統(tǒng)中液體的流量，以此來控制相應水泵閥的數(shù)量。 因為它們都是傳感器，所以通常用來控制模擬量，其輸出模擬量是010 V或是420 A。它們的結構是傳感器和變送器的組合。 除了以上常用的傳感器之外，BAS中有時還會用到許多其他類型的特殊傳感變送器，如用來檢驗空氣中二氧化碳、一氧化碳濃度等的傳感器，用來檢測電網中電流或電壓的電流電壓傳感器，用來檢測環(huán)境明暗程度的照度傳感器，還有一些是組合型的傳感器，如空氣品質傳感器、功率因素變送器等等。 2樓宇自控中常用的控制器樓宇自控中常用的控制器有如下幾種，它們輸出的形式是開關量： (1) 溫度控

18、制器。溫度控制器主要用來檢測現(xiàn)場的溫度，一般是由感溫元件、控制電路、信號輸出等三部分組成的。在樓宇自控中，溫度控制器主要用于測量室內的溫度，以此控制風機盤管冷、熱水閥的啟停。(2) 濕度控制器。濕度控制器主要用來檢測現(xiàn)場的濕度，一般是由感濕元件、控制電路、信號輸出等三部分組成的。在樓宇自控中，濕度控制器主要用于室內的濕度檢測，以此來控制加濕閥的啟停。(3) 防霜凍保護開關。防霜凍保護開關主要用來檢測新風機組或空氣處理機中的盤管溫度，當溫度低于某一設定值時，系統(tǒng)自動關閉風機和新風閥門，同時打開熱水電動二通閥來防止盤管的凍結。(4) 壓差開關。壓差開關主要用來檢測新風機組或空氣處理機中的濾網，當濾

19、網發(fā)生堵塞時，裝在濾網兩端的壓差開關會發(fā)出報警信號。(5) 水流開關。水流開關主要用來檢測管道內是否有水的流動，通常應用于制冷站、熱站、給排水等帶有泵類的系統(tǒng)中。 (6) 液位開關。液位開關主要用來檢測液體的液位，如清水池和污水池的液位。 2.1.3 閥門與電動執(zhí)行器在氣體和液體的流動控制中，常常用閥門來作為介質流動的控制手段。要想實現(xiàn)自動化控制就得對一些閥門、風門等元件實現(xiàn)自動控制。這就需要用到閥門和電動執(zhí)行器。1閥門常見的閥門有如下幾種：(1) 風機盤管電動閥。這是一種平衡式冷熱水閥，主要應用于風機盤管的控制中，這類閥所需的功率最小，是通電開啟的一種閥門。閥門的開啟時間僅為7 s，具有很好

20、的密閉性，流體允許溫度為095。(2) 二通螺紋線性閥。這種閥門主要應用于供熱通風和空調，也可以用于飽和水蒸氣。它的連接方式是采用內螺紋結構，閥體是純銅材料。它與電動執(zhí)行器一起可以實現(xiàn)連續(xù)的開度調節(jié)，是進行自動調節(jié)的主要元件。(3) 法蘭式三通閥。這種閥門主要應用于供熱與空調，也可以用于飽和水蒸氣。它的連接方式是采用法蘭結構，閥體與閥座為一體化結構，泄露率極低，適應的溫度為2170。它與電動執(zhí)行器一起可以實現(xiàn)連續(xù)的開度調節(jié)，是進行自動調節(jié)的主要元件。2電動執(zhí)行器電動執(zhí)行器有如下幾種： (1) 電動閥門執(zhí)行器。這種執(zhí)行器適用于HVAC閥門(HVAC：采暖、通風和空調)，內帶一個選擇正反作用插頭，

21、用于提供模擬輸出DC 010 V的調制控制。它具有安裝快捷、閥門定位準確、低功耗、高的關斷壓力、終端推力限位開關等優(yōu)點。電動線性閥門執(zhí)行器還帶有手動調節(jié)和精確的同步電動機控制。閥的自身還帶有位置反饋的輸出信號，可以和閥門組合在一起進行PID(比例積分微分，一種閉環(huán)回路算法)調節(jié)。通常被用來對液體、氣體等介質進行變量的開度控制，它也是自動化控制中的主要元件。(2) 風門執(zhí)行器。這種執(zhí)行器用于控制風門、通風百葉窗和VAV裝置的調節(jié)、浮點控制，可以和標準的圓形和方形的風門連桿進行連接，被廣泛地應用在風門的開度控制，特別是在空氣處理機和新風機組的回風閥、排風閥、新風閥中實行PID的控制，使之形成一定的

22、比例連鎖控制。實際的控制回路中，直接數(shù)字控制器(DDC)常常不能直接控制相關設備，中間還要用到其他各種類型的輔助控制器以完成動作，如變頻器、繼電器等。2.1.4 集散控制系統(tǒng)又稱分布式控制系統(tǒng)(DCSDistributed Control System)，它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在現(xiàn)場被控設備處的各種功能性微機(下位機)完成被控設備的實時監(jiān)測、保護與控制。該系統(tǒng)克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中和常規(guī)儀表控制功能單一的局限性；以安裝于中央監(jiān)控室并具有很強的數(shù)字通信、CRT顯示、打印輸出與豐富的控制管理軟件功能的中央管理計算機(上位機)完成集中操作、顯示與優(yōu)化控制功能，避

23、免了因常規(guī)儀表分散控制而造成的人機聯(lián)系困難，且便于統(tǒng)一管理。傳感器/控制器群針對水、電、氣、報警、消防等終端設施進行檢測與控制，一般根據(jù)監(jiān)控需求按類或按組控制。對大型DCS，中間還有區(qū)域控制中心。 分布式系統(tǒng)將許多臺計算機聯(lián)合起來，共同承擔監(jiān)測與控制管理的工作，所連接的每臺計算機既可以獨立進行監(jiān)測和控制工作，又可以在中央控制機指導下工作，還可以與其他計算機協(xié)調交換信息，共同完成某項控制任務。其靈活性、可靠性要遠高于單臺控制器。如圖2.2所示，集散型計算機控制系統(tǒng)主要由四部分構成。 圖 2.2 1中央管理計算機(或稱上位機、中央監(jiān)控計算機)中央管理計算機設置在中央監(jiān)控室內，它將來自現(xiàn)場設備的所有

24、信息數(shù)據(jù)集中提供給監(jiān)控人員，并接至室內的顯示設備、記錄設備和報警裝置等。由于中央管理計算機是整個BAS的核心，相當于人的大腦，其重要性是不言而喻的。普通商用個人計算機用作中央控制機顯然是不合理的。一般為了提高計算機的可靠性通常采用兩種方法：一種是直接采用工業(yè)控制 計算機；另一種就是采用容錯計算機。工業(yè)控制計算機(也稱IPC)由于采用了特殊的生產工藝和手段,其穩(wěn)定性是普通商用PC所無法比擬的。而所謂容錯計算機就是采用兩臺普通PC通過互為冗余備份的方法來充當中央控制主機，一旦其中一臺PC出現(xiàn)故障，作為備份的另一臺主機可立刻被專用的總線控制電路啟動，從而不會導致系統(tǒng)癱瘓。2DDC(直接數(shù)字控制器，亦

25、稱下位機)DDC作為系統(tǒng)與現(xiàn)場設備的接口，它通過分散設置在被控設備的附近收集來自現(xiàn)場設備的信息，并能獨立監(jiān)控有關現(xiàn)場設備。它通過數(shù)據(jù)傳輸線路與中央監(jiān)控室的中央管理監(jiān)控計算機保持通信聯(lián)系，接受其統(tǒng)一控制與優(yōu)化管理。 3通信網絡中央管理計算機與DDC之間的信息傳送，由數(shù)據(jù)傳輸線路(通信網絡)實現(xiàn)，較小規(guī)模的BAS系統(tǒng)可以簡單地使用屏蔽雙絞線作為傳輸介質。 4傳感器與執(zhí)行器BAS系統(tǒng)的末端為傳感器和執(zhí)行器，它被裝置在被控設備的傳感(檢測)元件和執(zhí)行元件上。這些傳感元件如溫度傳感器、相對濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、電流電壓轉換器、液位檢測器、壓差器和水流開關等，將現(xiàn)場檢測到的模擬量信號或數(shù)字量

26、信號輸入至DDC，DDC則輸出控制信號傳送給繼電器、調節(jié)器等執(zhí)行元件，對現(xiàn)場被控設備進行控制。 2.1.5 現(xiàn)場總線技術集散型控制系統(tǒng)還沒有從根本上解決系統(tǒng)內部的通信問題和分布式問題，只是自成封閉系統(tǒng)，以固定集散模式和通信約定構成。因此，這種控制系統(tǒng)還很難適應智能大廈種類繁多的設備檢測和控制要求。近年來，專門為實時控制而設計的、能在控制層提供互操作的現(xiàn)場總線技術逐漸成熟，如著名的LonWorks技術。 現(xiàn)場總線網絡是局域網絡技術在控制領域的延伸和應用，它是將控制系統(tǒng)按局域網絡(LAN)的方式進行構造，用網絡節(jié)點代替LAN中的工作站，并將其安裝于監(jiān)控現(xiàn)場，直接與各種監(jiān)控傳感器和控制器相連?，F(xiàn)場總

27、線網中每個節(jié)點間可以實現(xiàn)點到點的信息傳送，具有極其良好的互操作性，這樣便使整個網絡實現(xiàn)了無中心的真正的分布式控制模式。這種網絡集數(shù)據(jù)采集、分析、控制和網絡通信為一體，十分適合于智能建筑進行分布式網絡管理和控制。近年來，樓宇自動化正 在向著開放系統(tǒng)迅速發(fā)展。在實時控制方面，實現(xiàn)可互相操作的現(xiàn)場總線技術的通信協(xié)議如LonTalk等也應運而生，為樓宇自動化中的傳感器、執(zhí)行器和控制器之間的網絡化操作奠定了基礎。圖2.3為一典型現(xiàn)場總線系統(tǒng)結構圖。其中，NCU是網絡控制器，NCU與中央管理計算機間以N1總線連接，而NCU與下位機(DDC)之間則以N2總線(現(xiàn)場總線網)相連接。圖 2.3 2.1.6 直接

28、數(shù)字控制器直接數(shù)字控制器(DDCDirect Digital Controller)，又稱下位機，從某種意義上講，它是整個樓宇自控系統(tǒng)的關鍵?！翱刂破鳌敝竿瓿杀豢卦O備特征參數(shù)與過程參數(shù)的測量并達到控制目標的控制裝置?！皵?shù)字”的含義是指該控制器利用數(shù)字電子計算機來實現(xiàn)其功能要求。 “直接”意味著該裝置在被控設備的附近，無需再 通過其他裝置即可實現(xiàn)上述全部測控功能。因此,DDC實際上也是一個計算機，它應具有可靠性高、控制功能強、可編寫程序等特點，既能獨立監(jiān)控有關設備，又可通過通信網絡接受來自中央管理計算機的統(tǒng)一控制與優(yōu)化管理。 1DDC支持的監(jiān)控點DDC能夠支持以下不同性質的監(jiān)控點：(1) 模擬量

29、輸入(AI)；(2) 開關量輸入(DI)；(3) 模擬量輸出(AO)；(4) 開關量輸出(DO)。 2DDC的主要功能DDC的主要功能包括以下幾個方面：(1) 對第三層的數(shù)據(jù)采樣設備進行周期性的數(shù)據(jù)采集。 (2) 對采集的數(shù)據(jù)進行調整和處理(濾波、放大、轉換)。(3) 對現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)進行分析，確定現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)。(4) 對現(xiàn)場設備運行狀況進行檢查對比，并對異常狀態(tài)進行報警處理。(5) 根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)執(zhí)行預定的控制算法(連續(xù)調節(jié)和順序邏輯控制的運算)而獲得控制數(shù)據(jù)。(6) 通過預定控制程序完成各種控制功能，包括比例控制、比例加積分控制、比例加積分加微分控制、開關控制、平均值控制、最大/

30、最小值控制、焓值計算控制、邏輯運算控制和連鎖控制。 (7) 向第三層的數(shù)據(jù)控制和執(zhí)行設備輸出控制和執(zhí)行命令(執(zhí)行時間、事件響應程序、優(yōu)化控制程序等)。 (8) 通過數(shù)據(jù)網關(DG)或網絡控制器(NCU)連接第一層的設備，與各上級管理計算機進行數(shù)據(jù)交換，向上傳送各項采集數(shù)據(jù)和設備運行狀態(tài)信息，同時接收各上級計算機下達的實時控制指令或參數(shù)的設定與修改指令。DDC擁有BAS所要求的幾乎所有功能，基本上已經可以完成所有運作，只是在監(jiān)控的范圍和信息存儲及處理能力上有一定限制。因此，直接式數(shù)字控制器可以看作是小型的、封閉的、模塊化的中央控制計算機。在很小規(guī)模、功能單一的BAS中可以僅僅使用一到多臺控制器完

31、成控制任務；在一定規(guī)模、功能復雜的系統(tǒng)中可以根據(jù)不同區(qū)域、不同應用的要求采用一組控制器完成控制任務，并依靠中央管理系統(tǒng)隨時監(jiān)視控制和調整控制器運行狀態(tài)，完成復雜周密的控制操作。 3常見的專用控制器類型常見的專用控制器主要包括下述幾類：(1) 空氣處理機組控制器；(2) 空調控制器；(3) 照明控制器；(4) 變風量控制器；(5) 消防報警控制器。更常用的是模塊化控制器。模塊化控制器是可編程的、以計算機模塊為基礎的直接數(shù)字式控制器。其基本結構包括一個可內插多個模塊的機架，一個計算機模塊和一個電源供應模塊。根據(jù)不同的具體應用，還可以內插各種不同用途的通信模塊、輔助控制模塊和輸入/輸出(Analog

32、y/Digital)模塊。返回2.2 供配電監(jiān)控系統(tǒng) 供配電系統(tǒng)是大廈的動力系統(tǒng)，是保證大廈各個系統(tǒng)正常工作的充分必要條件。2.2.1 檢測對象 大廈供配電監(jiān)控系統(tǒng)主要用來檢測大廈供配電設備和備用發(fā)電機組的工作狀態(tài)及供配電質量。該系統(tǒng)一般可分為以下幾個部分：高/低壓進線、出線與中間聯(lián)絡斷路器狀態(tài)檢測和故障報警設備，電壓、電流、功率、功率因數(shù)的自動測量、自動顯示及報警裝置。(2) 變壓器二次側電壓、電流、功率、溫升的自動測量、顯示及高溫報警設備。(3) 直流操作柜中交流電源主進線開關狀態(tài)監(jiān)視設備，直流輸出電壓、電流等參數(shù)的測量、顯示及報警裝置。(4) 備用電源系統(tǒng)，包括發(fā)電機啟動及供電斷路器工作

33、狀態(tài)的監(jiān)視與故障報警設備，電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、油箱油位、進口油壓、冷卻出水水溫和水箱水位等參數(shù)的自動測量、顯示及報警裝置。2.2.2 控制內容電力供應監(jiān)控裝置根據(jù)檢測到的現(xiàn)場信號或上級計算機發(fā)出的控制命令產生開關量輸出信號，通過接口單元驅動某個斷路器或開關設備的操作機構來實現(xiàn)供配電回路的接通或分斷。要實現(xiàn)上述控制，通常應包括以下幾方面的內容：(1) 高、低壓斷路器，開關設備按順序自動接通、分斷。(2) 高、低壓母線聯(lián)絡斷路器，按需要自動接通、分斷。(3) 備用柴油發(fā)電機組及其配電瓶，開關設備按順序自動合閘，轉換為正常供配電方式。(4) 大型動力設備，定時啟動、停止及

34、順序控制。(5) 蓄電池設備，按需要自動投入及切斷。另外，供配電系統(tǒng)除了實現(xiàn)上述保證安全、正常供配電的控制外，還能根據(jù)監(jiān)控裝置中計算機軟件設定的功能，以節(jié)約電能為目標，對系統(tǒng)中的電力設備進行管理，主要包括：變壓器運行臺數(shù)的控制，合約用電量經濟值監(jiān)控，功率因數(shù)補償控制及停電復電的節(jié)能控制。圖2.4為一個實際高低配電回路監(jiān)控系統(tǒng)原理圖。由圖可見，系統(tǒng)只有AI和DI點而沒有AO或DO點，也就是說系統(tǒng)只有監(jiān)測功能而沒有控制功能，這顯然不是很完美。然而目前國內供配電系統(tǒng)獨立性較強，考慮到安全等多種因素，此方案也常有應用。圖2.4返回2.3 照明監(jiān)控系統(tǒng) 智能大廈是多功能的建筑，不同用途的區(qū)域對照明有不同

35、的要求。因此，應根據(jù)使用的性質及特點，對照明設施進行不同的控制，在系統(tǒng)中應包含一個智能分站，對整個大廈的照明設備進行集中的管理控制，一般稱其為照明與動力監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括大廈各層的照明配電箱、事故照明配電箱和動力配電箱。 照明監(jiān)控系統(tǒng)的任務主要有兩個方面：一方面是為了保證建筑物內各區(qū)域的照度及視覺環(huán)境而對燈光進行控制，稱為環(huán)境照度控制，通常采用定時控制、合成照度控制等方法來實現(xiàn)；另一方面是以節(jié)能為目的對照明設備進行的控制，簡稱照明節(jié)能控制，有區(qū)域控制、定時控制、室內檢測控制三種控制方式。 具體監(jiān)控功能包括下述內容：(1) 根據(jù)季節(jié)的變化，按時間程序對不同區(qū)域的照明設備分別進行開/?？刂?。 (

36、2) 正常照明供電出現(xiàn)故障時，該區(qū)域的事故照明立即投入運行。 (3) 發(fā)生火災時，按事件控制程序關閉有關的照明設備，打開應急燈。 (4) 有保安報警時，將相應區(qū)域的照明燈打開。另外還有節(jié)能照明、藝術照明等等。 作為BAS的子系統(tǒng)，照明監(jiān)控系統(tǒng)既要對各照明區(qū)域的照明配電柜(箱)中的開關設備進行控制，還要與上位計算機進行通信，接受其管理控制，因此，它是典型的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。典型照明及動力回路監(jiān)控原理圖如圖2.5所示。此系統(tǒng)也比較簡單，室外照度傳感器監(jiān)測室外照度，當照度低于或高于某一設定值時，系統(tǒng)通過啟停控制DO點啟動或關閉照明回路，實現(xiàn)自動控制。當然，系統(tǒng)的啟停還要受到許多其他因素如時間表、手動干

37、預、運行狀態(tài)(DI)等的影響。圖 2.5 返回2.4 暖通空調監(jiān)控系統(tǒng) 良好的工作環(huán)境，要求室內溫度適宜，濕度恰當，空氣潔凈。暖通空調監(jiān)控系統(tǒng)(HVACHeating Ventilate Air Conditioning)就是為了營造良好的工作環(huán)境，并對大廈大量暖通空調設備進行全面管理而實施監(jiān)控的系統(tǒng)。 暖通空調系統(tǒng)是智能建筑設備中最主要的組成部分，其作用是保證建筑物內具有舒適的工作生活環(huán)境和良好的空氣品質。 整個系統(tǒng)由冷凍水系統(tǒng)、冷水機組、冷卻水系統(tǒng)、空調機組等組成。2.4.1 新風機組的監(jiān)控新風機組中空氣水換熱器，夏季通入冷水對新風降溫除濕，冬季通入熱水對空氣加熱，干蒸汽加濕器用于冬季對新

38、風加濕。具體功能如下所述：(1) 檢測功能：監(jiān)視風機電機的運行/停止狀態(tài)；監(jiān)測風機出口空氣溫度和濕度參數(shù)；監(jiān)測新風過濾器兩側壓差，以了解過濾器是否需要更換；監(jiān)視新風閥打開/關閉狀態(tài)。 (2) 控制功能：控制風機啟動/停止；控制空氣水換熱器水側調節(jié)閥，使風機出口溫度達到設定值；控制干蒸汽加濕器閥門，使冬季風機出口空氣濕度達到設定值。(3) 保護功能：冬季當某種原因造成熱水溫度降低或熱水停止供應時，應該停止風機工作，關閉新風閥門，以防止機組內溫度過低導致凍裂空氣水換熱器；當熱水恢復正常供熱時，應該能啟動風機，打開新風閥，恢復機組正常工作。(4) 集中管理功能：智能大樓各機組附近的DDC控制裝置通過

39、現(xiàn)場總線與相應的中央管理機相連，于是可以顯示各機組啟/停狀態(tài)；傳送溫度、濕度及各閥門狀態(tài)值；發(fā)出任一機組的啟/?？刂菩盘?；修改送風參數(shù)設定值；任一新風機組工作出現(xiàn)異常時，發(fā)出報警信號。2.4.2 空調機組的監(jiān)控 空調機組的調節(jié)對象是相應區(qū)域的溫度、濕度參數(shù)，因此，送入裝置的輸入信號還包括被調區(qū)域內的溫、濕度信號。當被調區(qū)域較大時，應安裝幾組溫、濕度測點，以各點測量信號的平均值或重要位置的測量值作為反饋信號；若被調區(qū)域與空調機組DDC 裝置安裝現(xiàn)場距離較遠時，可專設一臺智能化的數(shù)據(jù)采集裝置裝于被調區(qū)域，將測量信息處理后通過現(xiàn)場總線送至空調DDC裝置。在控制方式上，一般采用串級調節(jié)方式，以防室內外

40、的熱干擾、空調區(qū)域的熱慣性以及各種調節(jié)閥門的非線性等因素的影響。對于帶有回風的空調機組而言，除了保證經過處理的空氣參數(shù)滿足舒適性要求外，還要考慮節(jié)能問題。由于存在回風，需要增加新風、回風空氣參數(shù)測點。但是回風道存在較大的慣性，使得回風空氣狀態(tài)不完全等同于室內空氣狀態(tài)，因此，室內空氣參數(shù)信號必須由設在空調區(qū)域的傳感器取得。另外，新風和回風混合后，空氣流通混亂，溫度也很不均勻，很難得到混合后的平均空氣參數(shù)。因此，不測量混合空氣的狀態(tài)，也不用該狀態(tài)作為 DDC控制的任何依據(jù)。圖2.6是一個典型的雙風空氣處理機系統(tǒng)原理圖。由圖可見，若調節(jié)風量閥處于全關死狀態(tài)亦即全新風運行狀態(tài)，則雙風機就變成了兩個獨立

41、的新風機和排風機了。全新風運行雖然使空氣品質較好，但是熱量(或冷量)利用率較低，不利于節(jié)約能源。這種系統(tǒng)一般只在大樓一層大廳等場所采用。圖 2.6 2.4.3 變風量系統(tǒng)的監(jiān)控變風量系統(tǒng)(VAV)是一種新型的空調方式，在智能化大樓的空調中被越來越多地采用。帶有VAV裝置的空調系統(tǒng)各環(huán)節(jié)需要協(xié)調控制，其內容主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1) 由于送入各房間的風量是變化的，空調機組的風量將隨之變化，因此應采用調速裝置對送風機轉速進行調節(jié)，使之與變化風量相適應。(2) 送風機速度調節(jié)時，需引入送風壓力檢測信號參與控制，從而保證各房間內的送風壓力不會出現(xiàn)大的變化，使系統(tǒng)裝置正常工作。(3) 對于VAV系統(tǒng)

42、，需要檢測各房間的風量、溫度以及風閥位置等信號，并且經過統(tǒng)一的分析處理后才能給出送風溫度設定值。(4) 在進行送風量調節(jié)的同時，還應調節(jié)新風、回風閥，從而使各房間有足夠的新風。2.4.4 暖通系統(tǒng)的監(jiān)控暖通系統(tǒng)主要包括熱水鍋爐房、換熱站以及供熱網等。根據(jù)智能化大樓的特點，下面主要針對供暖鍋爐房的監(jiān)控進行概要介紹。供暖鍋爐房的監(jiān)控對象可分為燃燒系統(tǒng)和水系統(tǒng)兩大部分。其監(jiān)控系統(tǒng)可以由若干臺DDC及一臺中央管理機構成。各DDC裝置分別對燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)進行監(jiān)測控制，根據(jù)供熱狀況控制鍋爐及各循環(huán)泵的開啟臺數(shù)，設定供水溫度和循環(huán)流量，協(xié)調各臺DDC完成監(jiān)控管理功能。1鍋爐燃燒系統(tǒng)的監(jiān)控 熱水鍋爐燃燒過程

43、的監(jiān)控任務主要是根據(jù)對產熱量的要求，控制送煤鏈條速度及進煤擋板高度，根據(jù)爐內燃燒情況、排煙含氧量及爐內負壓控制鼓風、引風機的風量。為此，應檢測的參數(shù)有：排煙溫度，爐膛出口、省煤器及空氣預熱器出口溫度，供水溫度，爐膛、對流受熱面進出口、省煤器、空氣預熱器、除塵器出口煙氣壓力，一次風、二次風壓力，空氣預熱器前后壓差，排煙含氧量信號以及擋煤板高度位置信號。燃燒系統(tǒng)需要控制的參數(shù)有爐排速度，鼓風機、引風機風量及擋煤板高度等。2鍋爐水系統(tǒng)的監(jiān)控鍋爐水系統(tǒng)監(jiān)控的主要任務有以下三個方面：(1) 保證系統(tǒng)安全運行：主要保證主循環(huán)泵的正常工作及補水泵的及時補水，使鍋爐中循環(huán)水不中斷，也不會由于欠壓缺水而放空。

44、(2) 計量和統(tǒng)計：測定供回水溫度、循環(huán)水量和補水流量，從而獲得實際供熱量和累計補水量等統(tǒng)計信息。(3) 運行工況調整：根據(jù)要求改變循環(huán)水泵運行臺數(shù)或改變循環(huán)水泵轉速，調整循環(huán)流量，以適應供暖負荷的變化，節(jié)省電能。 2.4.5 冷熱源及其水系統(tǒng)的監(jiān)控智能化大廈中的冷熱源主要包括冷卻水、冷凍水及熱水制備系統(tǒng)。其監(jiān)控特點如下所述。1冷卻水系統(tǒng)的監(jiān)控 冷卻水系統(tǒng)的作用是通過冷卻塔和冷卻水泵及管道系統(tǒng)向制冷機提供冷水。監(jiān)控的目的主要是保證冷卻塔風機和冷卻水泵安全運行；確保制冷機冷凝器側有足夠的冷卻水通過；根據(jù)室外氣候情況及冷負荷調整冷卻水運行工況，使冷卻水溫度保持在要求的范圍內。 2冷凍水系統(tǒng)的監(jiān)控

45、冷凍水系統(tǒng)由冷凍水循環(huán)泵通過管道系統(tǒng)連接冷凍機蒸發(fā)器及用戶的各種冷水設備(如空調機和風機盤管)而組成。對其進行監(jiān)控的目的主要是要保證冷凍機蒸發(fā)器通過足夠的水量以使蒸發(fā)器正常工作；向冷凍水用戶提供足夠的水量以滿足使用要求；在滿足使用要求的前提下盡可能地減少水泵耗電，實現(xiàn)節(jié)能運行。圖2.7是一個典型的冷源系統(tǒng)監(jiān)控原理圖，實際應用中冷凍機組可能不止一個，但是多臺機組的監(jiān)控方法是基本一樣的。圖 2.7 3熱水制備系統(tǒng)的監(jiān)控 熱水制備系統(tǒng)以熱交換器為主要設備，其作用是產生生活、空調及供暖用熱水。對這一系統(tǒng)進行監(jiān)控的主要目的是監(jiān)測水力工況以保證熱水系統(tǒng)的正常循環(huán)，控制熱交換過程以保證要求的供熱水參數(shù)。圖2

46、.8為一熱交換系統(tǒng)監(jiān)控圖，而實際的熱交換器可能不止一臺，其中，熱水供水常用于空調和生活供水等情況。圖 2.8 返回2.5 給排水監(jiān)控系統(tǒng) 給水排水監(jiān)控系統(tǒng)是智能大廈中的一個重要系統(tǒng)，它的主要功能是通過計算機控制及時地調整系統(tǒng)中水泵的運行臺數(shù)，以達到供水量和需水量、來水量和排水量之間的平衡，實現(xiàn)泵房的最佳運行，實現(xiàn)高效率、低能耗的最優(yōu)化控制。BAS給排水監(jiān)控對象主要是水池、水箱的水位和各類水泵的工作狀態(tài)。例如：水泵的啟/停狀態(tài)，水泵的故障報警以及水箱高低水位的報警等等。這些信號可以用文字及圖形顯示、記錄和打印。 2.5.1 給水系統(tǒng) 給水系統(tǒng)的主要設備有：地下儲水池、樓層水箱、地面水箱、生活給水

47、泵、氣壓裝置和消防給水泵等。大廈給水系統(tǒng)監(jiān)控功能有如下三種：(1) 地下儲水池水位、樓層水池、地面水池水位的檢測及當高/低水平超限時的報警。(2) 對于生活給水泵，根據(jù)水池(箱)的高/低水位控制水泵的啟/停，檢測生活給水泵的工作狀態(tài)和故障現(xiàn)象。當使用水泵出現(xiàn)故障時，備用水泵會自動投入工作。(3) 氣壓裝置壓力的檢測與控制。典型生活恒壓供水系統(tǒng)監(jiān)控原理如圖2.9所示。圖中液位開關用于檢測生活供水池的水位高度。當水位低于低限值時，系統(tǒng)控制相應的進水管使其開通；當水位高于高限值時則令進水管關閉。三個補水泵可互為冗余備份，也可同時工作，一般視壓力反饋點所檢測的供水水壓而定。如水壓偏高則只令一臺工作，而

48、水壓過低則可令兩臺或三臺同時工作。 圖 2.9 2.5.2 排水系統(tǒng) 排水系統(tǒng)的主要設備有：排水水泵、污水集水井、廢水集水井等。其監(jiān)控功能如下所述：(1) 集水井和廢水集水井水位檢測及超限報警。 (2) 根據(jù)污水集水井與廢水集水井的水位，控制排水泵的啟/停。當水位達到高限時，連鎖啟動相應的水泵，直到水位降至低限時連鎖停泵。(3) 排水泵運行狀態(tài)的檢測以及發(fā)生故障時報警。 典型排污水監(jiān)控系統(tǒng)如圖2.10所示。一般排水系統(tǒng)較供水系統(tǒng)簡單，是因為它不需要控制污水井的進水(事實上也無法控制)，而且對于排水水壓通常也不關心，甚至有時為了節(jié)省投資干脆將污水井的水位檢測都取消，系統(tǒng)只要定時設定其啟停即可。圖

49、 2.10 2.5.3 熱水系統(tǒng) 熱水系統(tǒng)的主要設備有：自動燃油/燃氣熱水器、熱水箱、熱水循環(huán)水泵(回水泵)等。熱水系統(tǒng)監(jiān)控功能有如下五個方面：(1) 熱水循環(huán)泵按時間程序啟動/停止。 (2) 熱水循環(huán)泵狀態(tài)檢測及故障報警(當發(fā)生故障時，相應備用泵自動投入運行)。 (3) 熱水器與熱水循環(huán)連鎖控制，當循環(huán)泵啟動后，熱水器(爐)才能加熱，控制熱水溫度。 (4) 熱水供水溫度和回水溫度的檢測。 (5) 對于熱水部分，當熱水箱水位降至低限時，連鎖開啟熱水器冷水進口閥，以補充系統(tǒng)水源；當熱水水位達到高限時，連鎖關閉冷水進水閥。 返回第3章 保安與消防自動化3.1 出入口控制(門禁) 3.2 防盜報警系

50、統(tǒng)(入侵檢測) 3.3 電子巡更系統(tǒng) 3.4 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng) 3.5 背景音樂與廣播系統(tǒng)3.6 火災探測與報警系統(tǒng)3.7 滅火與聯(lián)動控制系統(tǒng) 返回3.1 出入口控制(門禁)所謂的出入口控制就是對出入口的管理。該系統(tǒng)控制各類人員的出入以及他們在相關區(qū)域的行動，通常被稱作門禁系統(tǒng)。其控制的原理是：按照人的活動范圍，預先制作出各種層次的卡或預定密碼。在相關的大門出入口、金庫門、檔案室門和電梯門等處安裝磁卡識別器或密碼鍵盤，用戶持有效卡或輸入密碼方能通過和進入。 由讀卡機閱讀卡片密碼，經解碼后送控制器判斷。如身份符合，門鎖被開啟，否則自動報警。通過門禁系統(tǒng)，可有效控制人員的流動，并能對工作人員的出入

51、情況作出及時的查詢。目前門禁系統(tǒng)已成為現(xiàn)代化建筑智能化的標準配置之一。出入口控制系統(tǒng)一般要與防盜(劫)報警系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)和消防系統(tǒng)聯(lián)動，才能有效地實現(xiàn)安全防范。 3.1.1 門禁系統(tǒng)的組成門禁控制系統(tǒng)一般由出入口目標識別子系統(tǒng)、出入口信息管理子系統(tǒng)和出入口控制執(zhí)行機構三部分組成，如圖3.1所示。圖 3.1 (1) 系統(tǒng)的前端設備為各種出入口目標的識別裝置和門鎖啟閉裝置。包括識別卡、讀卡器、控制器、電磁鎖、出門按鈕、鑰匙、指示燈和警號等。主要用來接受人員輸入的信息，再轉換成電信號送到控制器中。同時根據(jù)來自控制器的信號，完成開鎖、閉鎖、報警等工作。(2) 控制器接收底層設備發(fā)來的相關信息，

52、同自己存儲的信息相比較以作出判斷，然后再發(fā)出處理的信息。當然也接收控制主機發(fā)來的命令。單個控制器就可以組成一個簡單的門禁系統(tǒng)來管理一個或多個門。多個控制器通過通信網絡同計算機連接起來就組成了可集中監(jiān)控的門禁系統(tǒng)。 (3) 管理計算機(上位機)裝有門禁系統(tǒng)的管理軟件，它管理著系統(tǒng)中所有的控制器，向它們發(fā)送命令，對它們進行設置，接收其發(fā)來的信息，完成系統(tǒng)中所有信息的分析與處理。(4) 整個系統(tǒng)的傳輸方式一般采用專線或網絡傳輸。 (5) 出入口目標識別子系統(tǒng)可分為對人的識別和對物的識別。以對人的識別為例，可分為生物特征識別系統(tǒng)和編碼識別系統(tǒng)兩類。 生物特征識別(由目標自身特性決定)系統(tǒng)如指紋識別、掌

53、紋識別、眼紋識別、面部特征識別、語音特征識別等。 編碼識別(由目標自己記憶或攜帶)系統(tǒng)如普通編碼鍵盤、亂序編碼鍵盤、條碼卡識別、磁條卡識別、接觸式IC卡識別和非接觸式IC卡識別等。 3.1.2 門禁系統(tǒng)的主要功能門禁系統(tǒng)的主要功能如下：(1) 管理各類進出人員并制作相應的通行證，設置各種進出權限。2) 憑有效的卡片、代碼和特征，根據(jù)其進出權限允許進出或拒絕進出。屬黑名單者將報警。(3) 一般門內人員可用手動按鈕開門。(4) 特殊管理人員可使用鑰匙開門。(5) 在特殊情況下，由上位機指令門的開關。(6) 門的狀態(tài)及被控信息記錄到上位機中，可方便地進行查詢。(7) 斷電等意外情形下能自動開門。(8

54、) 對某時間段內人員的出入狀況或某人的出入狀況可實時統(tǒng)計、查詢和打印。 (9) 可與考勤系統(tǒng)結合。通過設定班次和時間，系統(tǒng)可以對所有存儲的記錄進行考勤統(tǒng)計。如查詢某人在某段時間內的上下班情況、正常上下班次數(shù)、遲到次數(shù)和早退次數(shù)等，從而進行有效的管理。 (10) 根據(jù)特殊需要，系統(tǒng)也可以外接密碼鍵盤輸入、報警信號輸入以及繼電器聯(lián)動輸入，可驅動聲、光報警或啟動攝像機等其他設備。 3.1.3 門禁系統(tǒng)的主要設備1識別卡按照工作原理和使用方式等方面的不同，可將識別卡分為不同的類群。如接觸式和非接觸式、IC和ID、有源和無源。它們最終的目的都是作為電子鑰匙被使用，只是在使用的方便性，系統(tǒng)識別的保密性等方

55、面有所不同。接觸式是指必須將識別卡插入讀卡器內或在槽中劃一下，才能讀到卡號，如IC卡、磁卡等。非接觸式讀卡器是指識別卡無需與讀卡器接觸，相隔一定的距離就可以讀出識別卡內的數(shù)據(jù)。 磁卡是一種磁記錄介質卡片，它由高強度、耐高溫的塑料或紙質涂覆塑料制成，能防潮、耐磨且有一定的柔韌性，攜帶方便、使用較為穩(wěn)定可靠。通常磁卡的一面印刷有說明提示性信息，如插卡方向；另一面則有磁層或磁條，具有兩三個磁道以記錄有關信息數(shù)據(jù)。智能卡名稱來源于英文名詞“Smart card”，又稱集成電路卡，即IC卡(Integrated Circuit card)。它將一個集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，封裝成卡的形式，其外形與覆

56、蓋磁條的磁卡相似。其優(yōu)點為體積小、先進的集成電路芯片技術、保密性好、無法被仿造等。為了兼容，在IC卡上仍貼有磁條，因此，IC卡也可同時作為磁卡使用。IC卡可分為接觸型和非接觸型(感應型)兩種。1) 接觸型智能卡接觸型智能卡是由讀/寫設備的接觸點與卡上的觸點相接觸而接通電路進行信息讀/寫的。接觸式IC卡的正面中左側的小方塊中有8個觸點，其下面為凸型字符，卡的表面還可印刷各種圖案，甚至人像?？ǖ某叽?、觸點的位置、用途及數(shù)據(jù)格式等均有相應的國際標準予以明確規(guī)定。與磁卡相比，接觸式IC卡除了存儲容量大以外，還可以一卡多用，同時可靠性比磁卡高，壽命比磁卡長，讀/寫機構比磁卡讀/寫機構簡單可靠，造價便宜，

57、維護方便，容易推廣。正由于以上優(yōu)點，使得接觸式IC卡市場遍布世界各地，風靡一時。2) 非接觸型智能卡非接觸型智能卡由IC芯片、感應天線組成，并完全密封在一個標準PVC卡片中，無外露部分。它分為兩種，一種為近距離耦合式，卡必須插入機器縫隙內；另一種為遠程耦合式。 非接觸式IC卡的讀/寫，通常由非接觸型IC卡與讀卡器之間通過無線電波來完成。非接觸型IC卡本身是無源體，當讀卡器對卡進行讀/寫操作時，讀卡器發(fā)出的信號由兩部分疊加組成。一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與其本身的L/C產生諧振，產生一個瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是結合數(shù)據(jù)信號，指揮芯片完成數(shù)據(jù)的修改、存儲等，并返回給讀卡器。由

58、于非接觸式IC卡所形成的讀/寫系統(tǒng)，無論是硬件結構還是操作過程都得到了很大的簡化。同時它借助于先進的管理軟件進行脫機操作，使得數(shù)據(jù)讀/寫過程更為簡單。 3) 非接觸型IC卡的優(yōu)越性和安全性該卡的優(yōu)越性和安全性體現(xiàn)在以下幾個方面：(1) 卡上無外露機械觸點，不會導致污染、損傷、磨損、靜電等，大大降低了讀/寫故障率。(2) 不必進行卡的插拔，大大提高了每次使用的速度以及操作的便利性。(3) 可以同時操作多張非接觸式IC卡，提高了應用的并行性，無形中提高了系統(tǒng)工作速度。(4) 因為完全密封，卡上無機械觸點，所以既便于卡的印刷，又不易受外界不良因素的影響，提高了卡的使用壽命，且更加美觀。(5) 安全性

59、高，無論在卡與讀卡器之間進行無線頻率通信時，還是卡內數(shù)據(jù)讀/寫時，都經過了復雜的數(shù)據(jù)加密和嚴格授權。(6) 卡中的用戶區(qū)可按用戶要求，設置成若干個小區(qū)，每個小區(qū)都可分別設置密碼。正因為如此，非接觸式IC卡非常適合于以前接觸式IC卡無法或較難滿足要求的一些應用場合，如公共電汽車自動售票系統(tǒng)等。這將IC卡的應用在廣度和深度上大大推進了一步。2讀卡器讀卡器分為接觸卡讀卡器(磁條、IC)和感應卡(非接觸)讀卡器(依數(shù)據(jù)傳輸格式的不同，大抵可分為韋根、智慧等)等幾大類，它們之間又有帶密碼鍵盤和不帶密碼鍵盤的區(qū)別。讀卡器設置在出入口處，通過它可將門禁卡的參數(shù)讀入，并將所讀取的參數(shù)經由控制器判斷分析，準入則

60、電鎖打開，人員可自行通過；禁入則電鎖不動作，并且立即報警作出相應的記錄。 3寫入器 寫入器是對各類識別卡寫入各種標志、代碼和數(shù)據(jù)(如金額、防偽碼)等。4控制器控制器是門禁系統(tǒng)的核心，它由一臺微處理機和相應的外圍電路組成。如將讀卡器比作系統(tǒng)的眼睛，將電磁鎖比作系統(tǒng)的手，那么控制器就是系統(tǒng)的大腦。由它來確定某一張卡是否為本系統(tǒng)已注冊的有效卡，該卡是否符合所限定的授權，從而控制電鎖是否打開。由控制器和第三層設備可組成簡單的單門式門禁系統(tǒng)。它與聯(lián)網式門禁系統(tǒng)相比，少了統(tǒng)計、查詢和考勤等功能，比較適合無須記錄歷史數(shù)據(jù)的場所。 5電鎖門禁系統(tǒng)所用電鎖一般有三種類型：電陰鎖、電磁鎖和電插鎖。視門的具體情況選