淺談樓宇自動化系統(tǒng)

　　一、樓宇自動化與智能建筑的起源與發(fā)展
　　
　　樓宇自動化系統(tǒng)（BAS，BuildingAutomat*tem）是智能建筑的主要組成部分之一。智能建筑通過樓宇自動化系統(tǒng)實現(xiàn)建筑物（群）內設備與建筑環(huán)境的全面監(jiān)控與管理，為建筑的使用者營造一個舒適、安全、經濟、、便捷的工作生活環(huán)境，并通過優(yōu)化設備運行與管理，降低運營費用。樓宇自動化系統(tǒng)涉及建筑的電力、照明、空調、通風、給排水、防災、安全防范、車庫管理等設備與系統(tǒng)，是智能建筑中涉及面zui廣、設計任務和工程施工量zui大的子系統(tǒng)，它的設計水平和工程建設質量對智能建筑功能的實現(xiàn)有直接的影響。
　　
　　早期的樓宇自動化系統(tǒng)通常只有樓宇設備自控系統(tǒng)。隨著計算機技術、數(shù)字通信技術、控制技術以及微電子技術的發(fā)展，其他樓宇設備的自動控制系統(tǒng)也逐漸地被集成到樓宇自動化系統(tǒng)中，如火災自動報警與消防滅火設備自動控制系統(tǒng)、智能卡設備自控系統(tǒng)等。現(xiàn)代智能建筑的樓宇自動化系統(tǒng)是一個高度集成、和諧互動、具有統(tǒng)一操作接口和界面的“高智商”的自動化系統(tǒng)。
　　
　　信息技術的飛速發(fā)展使樓宇自動化系統(tǒng)發(fā)生了本質的變化。在以往的智能建筑中，樓宇自動化系統(tǒng)通常與IT系統(tǒng)是分離的。隨著企業(yè)級管理日益流行，開放系統(tǒng)技術以及Internet技術的發(fā)展，單純的物業(yè)管理必將會納入企業(yè)管理之中；專有通信協(xié)議的自動化系統(tǒng)將被開放通信協(xié)議的自動化系統(tǒng)所取代，并在整個樓宇自動化系統(tǒng)內實現(xiàn)*互操作，Internet將會成為管理系統(tǒng)的基礎設施之上，形成網絡化的樓宇系統(tǒng)，真正成為企業(yè)級信息系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。網絡化樓宇系統(tǒng)使樓宇自動化系統(tǒng)不僅具有統(tǒng)一的操作界面，而且使包含物業(yè)管理在內的企業(yè)管理更加。
　　
　　隨著社會與科技的進步與發(fā)展，只有樓宇自動化系統(tǒng)所提供的建筑環(huán)境已無法適應信息技術的飛速發(fā)展和滿足人們對建筑環(huán)境信息化、智能化的需求。1984年1月在美國康涅狄格州Hartford竣工的CityPlace大樓的宣傳材料中，*次出現(xiàn)“智能建筑”一詞，標志著“智能建筑”概念的形成。該大樓以當時的技術來控制空調設備、照明設備、防災和防盜系統(tǒng)、垂直交通運輸（電梯設備）、通信和辦公自動化等，除可實現(xiàn)舒適、安全的辦公環(huán)境外，還具有、經濟的優(yōu)點。大樓的用戶可以獲得語音、文字、數(shù)據等各類信息服務，而大樓內的空調、供水、防火防盜、供配電等系統(tǒng)均為計算機控制，實現(xiàn)了自動化綜合管理，為用戶提供了舒適、方便和安全的建筑環(huán)境，引起*的關注。
　　
　　隨后，智能建筑及其“建筑智能化系統(tǒng)”蓬勃發(fā)展，以美國和日本zui為突出。此外，法國、瑞士、英國等歐洲國家和新加坡、馬來西亞、香港等國家和地區(qū)的智能建筑也迅速發(fā)展。據有關統(tǒng)計，美國的智能建筑超過萬幢，日本新建大樓中60%以上是智能建筑。我國智能建筑起步較晚，直到20世紀80年代末期才有較大的發(fā)展，但其迅猛的發(fā)展勢頭令世人矚目。近幾年來，在我國的北京、上海、廣州、深圳等城市，相繼建成了一批具有相當水平的智能建筑，如北京的發(fā)展大廈、上海的金茂大廈、深圳天安數(shù)碼城等。當前國內的智能建筑開始轉向大型公共建筑，例如會展中心、圖書館、體育場館,乃至城市信息化小區(qū)。
　　
　　據國外媒體預測，近期在中國興建的大型建筑將占的一半，21世紀*的智能建筑將有一半以上在中國建成。
　　
　　二、無線可視化門鈴系統(tǒng)
　　
　　在我國，智能化小區(qū)越來越多，現(xiàn)代住宅小區(qū)智能化是以高科技為基礎，運用*的儀器設備和管理手段，利用計算機及相關的技術，在傳統(tǒng)的建筑結構上采用現(xiàn)代化的計算機技術、傳感技術、傳輸技術、網絡技術、自動控制技術等各種*技術來提率、降低損耗、節(jié)約成本。不斷提高住宅小區(qū)物業(yè)管理、安全防范及信息服務等方面的自動化程度，為住戶提供一個安全、方便、舒適的生活空間。
　　
　　智能小區(qū)*三道安全防范網：
　　
　　*道防線電視監(jiān)控系統(tǒng)：封閉的住宅小區(qū)四周圍墻、柵欄上，設置了*的主動紅外入侵探測器，使用紅外光束封閉周邊的頂端，一旦有人翻墻而入，監(jiān)控中心的小區(qū)電子地圖便可迅速顯示發(fā)案部位，并發(fā)出聲光報警，提醒值班人員及時處警。值班人員根據電子地圖所顯示的報警部位，通過無線電臺，呼叫就近的巡邏人員前往處置；在住宅小區(qū)的大門和停車場（庫）出入口、電梯轎廂及小區(qū)內主要通道，安裝了電視監(jiān)控系統(tǒng)，并實行２４小時的監(jiān)視及錄像，監(jiān)控中心的人員通過電視畫面可以隨時調看各通道的情況，一旦有案情，就可為警方提供有價值的圖像證據資料。
　　
　　第二道防線電子巡更系統(tǒng)：在整個小區(qū)的房前屋后、綠化地帶、走道等處都合理、科學地設置了電子巡更系統(tǒng)的記錄裝置。記錄裝置能詳細、準確地記錄巡邏人員每一次巡邏到該裝置前的時間，"鐵面無私"地監(jiān)督每一位巡邏人員按預定的巡邏線路和時間間隔完成巡邏任務，有效保證了巡邏人員在規(guī)定的時間內到達小區(qū)任何位置的報警點。
　　
　　第三道防線樓宇對講系統(tǒng)：在小區(qū)的出入口、住宅樓棟口、每個樓宇入口鐵門處裝有訪客對講系統(tǒng)，當來訪者來到小區(qū)的出入口，由物業(yè)保安人員呼叫被訪用戶，確認有人在家并由住戶確認訪客者身份后，訪客者方能進入小區(qū)。進入小區(qū)后，訪客者在樓棟口按被訪者的戶室號后，通過與主人對講認可，主人通過遙控方式開啟底層電控防盜門，讓來訪者進入。該對講裝置還與小區(qū)監(jiān)控中心聯(lián)網，隨時可與其取得
　　
　　其中第三道防線是應用zui普遍，zui重要的一道防線，一下主要分析基于802.11協(xié)議的無線可視化門鈴系統(tǒng)。
　　
　　1.系統(tǒng)整體結構設計與工作原理
　　
　　目前樓宇門禁裝置大多為一個簡單的可控電子開關,一般采取語音對話的有線控制方式,不具備可視化能力和無線控制能力,其存在交互效果差、有線網絡布線繁瑣、智能化程度不夠高的缺點。隨著視頻編、解碼技術和無線傳輸技術的快速發(fā)展,智能化樓宇系統(tǒng)也得到了快速的發(fā)展。嵌入式無線網絡產品以其體積小、成本低、使用靈活方便等優(yōu)點,得到了越來越廣泛的應用。隨著市場上智能化樓宇的不斷升溫,門鈴系統(tǒng)已作為智能化辦公室和智能化小區(qū)的一個重要組成部分。本研究介紹的智能小區(qū)無線可視化門鈴系統(tǒng)正是在這樣的應用前景下,基于802.11無線網絡協(xié)議進行設計的。如圖1所示,該系統(tǒng)采用低功耗、高性能的嵌入式IDTRC32434作為主控芯片,使用VW2010芯片進行硬實時編解碼以提高編解碼效率,采用PHILIPS公司的BGW200無線芯片進行音視頻碼流的轉發(fā)控制。整個系統(tǒng)由服務器端和客戶端兩部分組成,主要實現(xiàn)音頻視頻數(shù)據采集和高質量編解碼以及無線網絡傳輸功能。
　　
　　（1）服務器端工作原理
　　
　　由CCDSensor和音頻端口進來的輸入信號,經過視頻A/D和音頻A/D轉換后,進行MPEG4視頻編碼和MPEGMP3音頻編碼。編碼后的視音頻碼流送到網絡復用模塊打包后,將壓縮編碼后的數(shù)據流經過802.11x無線網絡送到客戶端。
　　
　　（2）系統(tǒng)客戶端工作原理
　　
　　由無線網絡接收的音視頻碼流數(shù)據,經過網絡解復用模塊解復用后,獲得的視頻碼流和音頻碼流分別送至視頻解碼模塊和音頻解碼模塊進行MPEG4視頻解碼和MP3音頻解碼。解碼后的數(shù)據經過視頻模擬編碼、D/A和音頻D/A轉換后送到可視終端顯示。
　　
　　2.系統(tǒng)硬件組成
　　
　　系統(tǒng)的硬件設計主要分四個部分:主控制系統(tǒng)、音視頻采集系統(tǒng)、多媒體編解碼系統(tǒng)、無線網絡系統(tǒng)。
　　
　　3.系統(tǒng)軟件設計
　　
　　本系統(tǒng)軟件設計按層次劃分主要分為三層：系統(tǒng)初始化引導和嵌入式系統(tǒng)內核移植、外設驅動程序編寫（包括USB攝像頭驅動、無線網絡模塊驅動等）、數(shù)據采集與無線傳輸。
　　
　　（1）系統(tǒng)引導、內核移植和文件系統(tǒng)的建立
　　
　　（2）USB攝像頭驅動
　　
　　（3）音視頻數(shù)據采集
　　
　　（4）音視頻壓縮編解碼
　　
　　（5）無線網絡模塊驅動
　　
　　三、總結
　　
　　通過對樓宇自動化這門課的學習，系統(tǒng)的了解了智能建筑的定義及組成，對樓宇自動化系統(tǒng)有了深入的理解，掌握了空調系統(tǒng)，給水﹑排水系統(tǒng)，消防系統(tǒng)的工作原理，加深了對自動化所學專業(yè)課程的認識，為以后的發(fā)展打好了理論基礎。
　　
　　樓宇自動化的主導思想是用一個可以控制樓宇中各種設備正常運行的控制中心代替人工思考和操作，幫助人們實現(xiàn)自動監(jiān)視并控制機械設備；根據外界條件、環(huán)境因素、負載變化情況自動調節(jié)各種設備；見識并及時處理各種意外突發(fā)事件；實現(xiàn)對大樓內各種機械的統(tǒng)一管理、協(xié)調控制；能源管理及包括設備檔案在內的設備管理。樓宇自動化控制系統(tǒng)采用基于現(xiàn)代控制理論的集散型計算機控制系統(tǒng)，就是我們常說的分布式控制系統(tǒng)（DCS）.把現(xiàn)場被控制量經微型計算機控制裝置（DDC）采集到實時數(shù)據和控制任務與采集總線網的以太拓撲傳輸網絡以及核心設備——中央處理器有機地結合到了一起，使它們在一個整體層面上有條不紊地相互協(xié)作。樓宇自動化控技術在我國還處于一個快速發(fā)展的階段，隨著人們對于生活的不斷追求以及科學技術的不斷更新，一些更加*的自動化技術將被應用到這一領域，隨著計算機技術﹑網絡技術﹑控制技術和通信技術的發(fā)展，智能化建筑的系統(tǒng)集成正在向網絡化﹑信息化邁進，必將給人們的生活帶來安全的舒適和極大的方便。