智能楼宇监控系统的设计终稿

《智能楼宇监控系统的设计终稿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能楼宇监控系统的设计终稿（31页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、毕业设计（论文）题 目 智能楼宇监控系统的设计 系 （院）自动化系专 业电气工程与自动化班 级2006 级 1 班学生姓名于祥洲学 号2006090139指导教师牛得学职 称助 教二一年六月十六日独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 年 月 日 毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于

2、收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 年 月 日滨州学院本科毕业设计（论文）I智能楼宇监控系统的设计摘 要建筑智能化结构是由三大系统组成：楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)。而在这3A系统中，BAS是最重要的一个子系统，其自动化程度的高低直接关系到整个智能

3、建筑物运行的好坏、环境的舒适度以及营造大厦的经济回报。楼宇自动化系统（BAS）是智能楼宇监控系统的一个重要组成部分。其主要功能是对建筑物内的空调制冷系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、供热系统以及电梯等机电设备实现全面计算机监控管理。通过对各个子系统进行检测、控制、信息记录，实现分散节能控制和集中科学管理，为建筑物内的用户提供良好的工作环境，为建筑物的管理者提供方便的管理手段，为建筑物的经营者减少建筑物内的能耗并降低管理成本，为物业管理现代化提供物质基础。关键词：智能楼宇监控系统；楼宇自动化系统；保安监控系统滨州学院本科毕业设计（论文）IIThe intelligent building

4、monitoring system designAbstractIntelligent building structure is composed of three systems, building automation system(BAS), office automation system and communication automation system. In this system, the BAS is the most important sub-system of the 3A, its automation degree directly relates to th

5、e intelligent building operation quality and environmental comfort and build building economic returns.Building automation system is an important component of the intelligent building monitoring system. Its main function is to building of air conditioning and refrigeration system, water supply syste

6、m and distribution system, lighting system, heating system, and realization of the computer monitoring and electromechanical equipment comprehensive management. Through testing of each subsystem, and control, information recorded, energy-saving and scattered within the building for scientific manage

7、ment, the user to provide good environment for the convenience of the managers of building management, reduce the operator for building energy consumption and reduce the building cost of management for property management modernization, provide material base.Key words：Intelligent Building Monitoring

8、 System；Building Automation System (BAS)；Security Monitoring System滨州学院本科毕业设计（论文）i目 录引言引言1第一章第一章 智能楼宇监控系统简介智能楼宇监控系统简介 21.1 智能楼宇的定义 .21.2 智能楼宇监控系统的构成 .21.2.1 楼宇自动化系统 .31.2.2 办公自动化系统 .61.2.3 通信系统 .6第二章第二章 楼宇自动化系统的设计楼宇自动化系统的设计82.1 方案设计原则 .82.2 系统的结构 .92.3 系统硬件和组态.112.3.1 中央站的硬件及其组态.112.3.2 现场控制单元的硬件及组态

9、 .122.4 本章小结 .15第三章第三章 保安监控系统的设计保安监控系统的设计163.1 监控系统在安全计划中的作用 .163.2 系统构成 .163.3 系统主要设备的介绍 .163.4 主要设计思想 .193.4.1 系统器材选用 .193.4.2 监控系统的设计说明 .203.4.3 控制中心 .213.4.4 系统功能及其主要器材的说明 .21结论结论23参考文献参考文献24谢辞谢辞25滨州学院本科毕业设计（论文）1引言智能楼宇（建筑）的概念，在本世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于 1984年在美国哈特福德 （Hartford）市建成。我国于 90 年代才起步，但迅猛发展势头令世人

10、瞩目。预计不久的将来，智能楼宇将占领大部分国内高层楼宇市场。在国际方面，美国在智能建筑领域始终保持技术领先，从 1975 年办公自动化系统的提出到 1984 年第一座智能大厦的诞生，经历了约 10 年的时间。在数量上也以美国最多，据统计，美国新建和改造的办公楼大约 70%为智能建筑，智能建筑总数超过万座；其次是日本，据称日本的新建大厦中有 60%为智能大厦。为实现地区网络化智能建筑群，日本成立了“智能建筑研究会” （JIBI） ，而且有的地区正在推行“智能城市设想”和“智能综合体”的综合城市设想，把智能建筑作为未来城市基础结构的核心。欧洲的一些国家和亚洲的新加坡、韩国、泰国、马来西亚和中国的香

11、港、台湾等地智能建筑也匀速发展起来。最近新加坡世界传讯协会首次颁发的“智慧城市”的荣誉，这和 20 年来在智能化技术方面开发和创新的努力是分不开的。我国智能建筑发展较晚，还处于起步阶段，早在 1986 年“七五”计划初期，由国家计委会同国家科委主持制定的国家“七五”计划重点攻关项目中，就已立项将“智能化办公大楼可行性研究”列为国家重点科技攻关课题。广东国际大厦的落成标志着我国首座具备“智能”特点的商务建筑的成功。目前智能建筑已有如玉春笋般出现在中国大地，2000 年统计，在全国上千栋智能建筑中，上海有 400 栋，北京 300 栋，广州 250 栋。预计 21 世纪，全世界智能建筑的一半将新建

12、在中国大地。我国智能建筑需求的日趋高涨使得智能建筑技术在建筑界、工程界得到普遍关注。滨州学院本科毕业设计（论文）2第一章 智能楼宇监控系统简介1.1 智能楼宇的定义智能楼宇的定义（1）美国智能建筑协会的定义 智能楼宇使通过对建筑物的四要素：结构、系统、服务和管理以及他们之间的相互联系作为最优考虑，来提供一个投资合理，同时又拥有效率的舒适的便利的环境及长远的系统灵活性及市场能力的建筑物。（2）我国的权威的机构的定义 智能楼宇利用系统集成的方法，将计算机技术、通信技术、控制技术及建筑技术有机结合，通过对设备的自动监控，对信息资源的管理和对使用者的信息服务及与建筑的优化组合，所获得的投资合理，适应信

13、息化社会需求而且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物1。1.2 智能楼宇监控系统的构成智能楼宇监控系统的构成从技术上讲，现代智能建筑是通讯、控制、计算机和图形显示技术的集成；从功能上讲，智能建筑又可划分为三大系统组成：楼宇自动化系统（Building Automation System,BAS） ；办公自动化系统（Office Automation System, OAS） ；通信自动化系统（Communication Automation System, CAS） ，这三个系统又包含各自的子系统，如图 1.1 所示。在该系统中每个子系统又有其具体的形式。 BAS CAS OASSCS

14、图图 1.1 智能楼宇系统构成示意图智能楼宇系统构成示意图滨州学院本科毕业设计（论文）31.2.1 楼宇自动化系统楼宇自动化系统一、楼宇自动化系统简介楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(Building Automation System,简称BAS)，是智能建筑不可缺少的一部分，也是本论文后续章节将要重点讨论的一个系统。它采用现代传感技术、计算机技术和通信技术对建筑物内所有机电设施进行自动控制，以提供一个既安全可靠，又节约能源，而且舒适宜人的工作或居住环境。楼宇自动化系统一般采用分散控制、集中监控与管理，其关键是传感器技术与控制技术。建筑设备控制和管理系统有两种形式，即现场自动控制系统和中

15、央监视控制系统组成。1.现场自动控制系统用于对电梯、空调、给排水等设备相关的过程（物理量）进行常规控制、程序控制、节能控制等。例如在电梯设备中，进行电梯运行控制、厅召控制、运行状态检测。在空调设备中，进行空调和通风的空气调节机的温度、湿度的控制。在给排水设备中，进行建筑物内给水、排水处理的水箱、水泵的控制。还有照明自动控制、动力站房的自动控制等。这么系统是相对独立的。2.中央监视控制系统中央监视控制系统监视建筑物内的各种设备的运行状态，不仅进行显示、记录、操作，还能与变配电、电梯、空调等整个系统相关的设备联动控制。根据预先设定的时间表进行设备运行控制，当使用办公室时，为了达到设定的温度，通过设

16、定空调机的启动/停止运行，进行最佳启动/停止控制。二、楼宇自动化系统的组成与基本功能建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。1.空调设备通过测量冷热源的温度流量及监控冷冻机系统、空调器等的运行状态，自动调节空调系统的各参数，对空调系统的温度湿度进行控制。2.给排水系统滨州学院本科毕业设计（论文）4通过监控水位、流量、压力等来控制水泵的启停，并在发生故障时自动报警、打印，从而实现生活给水、污水排放及热水供应等的控制。3.照明系统按分区、分层、分组控制照明灯，自动或人工发出开启指令，并在控制中心显示器状态。4.消防系统根据建筑类型，部位和可能发生的火

17、灾的种类，设置相应的烟感，火感和煤气报警传感器进行探测火灾，各探测器通过总线连接至区域报警器，智能型的区域报警器通过通讯网络与消防控制中心连接，使消防中心及时掌握各种火灾报警信息，及时做出准确判断和统一决策。 除了对上述几种一般的系统进行监控外，根据实际情况，还可以对电梯、保安巡更系统等进行监控2。滨州学院本科毕业设计（论文）5整体结构图如图 1.2 所示：楼宇自动化系统消防报警与控制保安监控与控制交通运输停车站电梯身份识别出入控制电视监控防盗报警紧急广播联动控制排烟灭火自动监控与报警环境控制与管理污水处理卫生设备给排水与自来水通风热源空调照明控制与管理障碍灯及特殊照明艺术照明事故照明应急发电

18、电力供应与管理低压配电变电高压配电其它图图 1.2 楼宇自动化系统的构成图楼宇自动化系统的构成图滨州学院本科毕业设计（论文）61.2.2 办公自动化系统办公自动化系统办公自动化系统可以说是一种人机信息处理系统，是一门综合性、跨学科的技术，它综合了多门学科的成果，如计算机、通信、文字处理、数值计算、逻辑判断、声音识别、图像识别、优化管理、行为科学、社会学、系统工程、控制论、经济学、人工智能等科学，各种软件趋向丰富完善，正在日益渗入各个应用领域。办公自动化系统的产生与发展，也并非是个别办公工具的改善或者某些办公方式的改进，而是在智能型工具的支持和协助下，提出解决问题的新途径，实现办公一体化，过程化

19、和智能化，同时以节约时间，节约人力、物力和财力为目的。办公自动化系统的作用表现在：（1）改善管理；提高工作质量；增加经济效率；各管理机构可以选用先进的管理模式，有助于完成工作，提高办公效率。（2）合理安排生产和工作，减少损耗，节约资金，降低生产成本。（3）通过信息流通，保证信息交流及时、准确，节约工作时间，增强信息处理能力。（4）改善各级人员的工作环境，提高个人的能动性和主动性，提高人员的素质和工作效率并扩大业务范围。（5）应用先进科学技术，可以有益于办公业务。如决策支持作用，即可按工作原则及要求及时分析市场，加速决策及反应能力，便于及时分析和综合业务，推动生产发展。办公自动化系统的工作，主要

20、包括文字处理、制图、辅助设计（CAD） 、动画制作、计划管理、财务管理、人事管理、设备材料管理、图书资料管理、经营决策、金融信息系统，管理信息和语言翻译等3。1.2.3 通信系统通信系统信息社会的一个重要特征是信息的数字化及通信业务的多样化，通信业务的种类不断增加，已由传统的电话、传真、用户电报衍生至可视图文、数据通信、可视电话、视频会议及高分辨率的静止和运动图像传输，融语音、数据、图像等信息传输业务为一体的综合业务数字网也将成为现实。宽带多媒体网络技术、ATM 技术、同步数字系列 SDH 技术、智能网络、互联滨州学院本科毕业设计（论文）7网络、卫星通信、数字微波通信、数据通信、蜂窝移动通信技

21、术，全球移动个人通信技术等通信日新月异，令人应接不暇。作为信息传输的媒体，通信系统是智能建筑弱电系统中应用最广泛的系统，而且现代智能建筑的通信系统也由单纯的电话语音通信向电话通信系统、传真、用户电报、数据通信系统、会议电视系统、卫星通信系统、体动通信系统、公共显示系统、综合数字业务网等在内的多元通信系统发展。通信系统包括以程控交换机为核心，以多功能电话、传真、各类终端为主要设备的通信网以及楼内局域网、工作站、高速主干通信网等。这些设备（包括软件）应用新的信息技术构成智能大厦信息通信的“中枢神经” 。通信系统主要提供大楼内外的一切语音和数据通信，也就是说，既要保证楼内语音、数据、图像的传输，又要

22、与楼外远程数据通信网，包括公用电话网、用户电报网、传真网、分组交换网、数字数据网、卫星通信网、无线通信网以及因特网等相通以利于互通信息、资源共享4。智能建筑通信系统的基本组成如图 1.3 所示。公用通信网城市有线电视网用户接入网通信设施电话卫星电视有线电视公共广播蜂窝无绳电话移动通信中断系统卫星通信会议电视同声传译会议扩声投影电视图图 1.3 智能建筑通信系统的基本组成智能建筑通信系统的基本组成滨州学院本科毕业设计（论文）8第二章 楼宇自动化系统的设计 智能建筑技术是一门包含学科门类广泛，具有丰富的内涵和外延的综合性技术，包含建筑学、计算机技术、自动控制、通信工程、暖通工程、土木工程等众多领域

23、的新兴技术，本文将重点集中在智能建筑中一个相当重要的部分楼宇自动化系统的设计上。本章就楼宇自动化系统的设计进行了系统的研究，提出了一种楼宇自动化系统的设计方案。2.1 方案设计原则方案设计原则一般来说，楼宇自动化系统的设计应当遵循如下几个基本原则：（1）可靠性强楼宇自动化系统的工作环境比较恶劣，一旦系统运行出现故障，轻者影响产品质量，重者造成恶性事故，要将可靠性放在设计工作的首位。对重要工艺设备采用双机，当一台主机投入系统运行时，另一台备份机在主机出现故障时，可自动切入系统运行，或者两台主机并行工作，当某台出现故障时，将其自动切离系统。（2）实时性强楼宇自动化系统应能够及时响应内部和外部事件，

24、并作出处理，不丢失数据，不延误处理。定时事件要定时处理，如定时数据采样和控制运算等。随机运算按照优先级别进行中断处理，如故障报警等。（3）操作性好操作性首先体现在为系统运行操作人员提供直观的显示和简便的操作，应配置故障检测程序，以缩短故障检测时间。发生故障时，易查找，易排查，易排除，尽量采用标准模板，便于更换故障模板。（4）通用性好应尽量考虑不同被控装置，不同被控现场对象的共同因素，以求楼宇自动化系统的通用灵活性，例如：设计模板采用标准总线结构，便于系统扩充功能。软件设计采用标准模块结构，便于灵活组态构成不同规模的系统。（5）性价比高楼宇自动化系统作为一种产品占领市场的重要条件使其性价比高。作

25、为一种工业控制设备，应为用户创造较高的经济效益，如在降低能耗、减少耗材和节省人力滨州学院本科毕业设计（论文）9等状态下提高产品质量。2.2 系统的结构系统的结构系统方案采用集散控制系统结构，它是一种利用计算机技术、通信技术和控制技术对建筑物分别进行集中监视、操作、管理和分散控制的计算机系统。它由集中管理部分、分散控制部分和通信部分所组成。分散控制部分的各种现场控制单元，按地理位置分散于现场，实施对现场设备的控制，每个控制单元可以控制一个甚至上百个回路，具有多种运算功能。集中管理部分用于系统的集中监视与操作、系统的组态与维护以及系统的信息管理与优化控制。通信部分联系系统的各单元，实现各部分的通信

26、，完成数据、指令及其它信息的传递。一般的中小系统是一个两成系统：现场控制级和监控级。为增强系统管理信息和分析信息的能力。本文提出了一个三级结构，在原有两层的基础上增加一个管理层。控制系统层次结构图如图 2.1 所示567。现场控制器现场控制器现场控制器第三方设备中央站操作站操作站监控点 1监控点 3监控点 2图图 2.1 集散控制系统结构图集散控制系统结构图滨州学院本科毕业设计（论文）101.现场控制级现场控制直接与现场各类装置如传感器、执行器、记录以表等相连，是对各个设备的单机控制，主要由现场控制器组成，在体系结构中又被称为分机，本文将以下功能都将其归入现场控制级： （1）过程数据采集。对被

27、控对象的各个过程变量和状态信息进行实时数据采集，保证数字控制、设备检测、状态报告等获得所需要的现场信息。 （2）直接数字控制。根据控制组态数据库、控制算法模块来实施连续控制、顺序控制和批量控制。 （3）设备检测和系统测试与诊断。根据过程变量和状态信息，分析和确定是否对被控装置实施调节，并判断现场控制单元硬件的状态和性能，在必要时进行报警和诊断报告等。 （4）安全操作。发现系统硬件或控制板有故障时，及时切换到备用设备，确保整个系统安全运行。2.监控级监控级监视系统的各单元，管理系统的所有信息，监视整个系统的运行参数、状态，制定被控对象记录报表，进行报警显示，故障显示、分析、记录等。监控级的计算机

28、是现场控制级的上位机，可分为监控站和操作站两类。监控站直接与现场控制器通信，监视其工作状态并将来自现场控制器的系统状态数据，通过通信传递给操作站或管理层计算机。操作站为管理人员提供操作界面，它将操作请求通过网络通信传递给监控站，再由监控站执行具体监控操作，即给出现场控制器的给定参数。3.管理级本文提出的管理级计算机位于整个系统的顶部，可以用它来协调管理各个子系统。有了这样的一个管理层，就可以将整个整个集散控制系统看作为企业管理信息系统（MIS）的一个节点，从而将现场设备监控和信息管理纳入企业网，与企业管理信息系统有机结合起来，有助于完成工程技术方面，经济方面，商务方面和人事方面的总体协调和管理

29、任务，实现整个企业信息系统的最优化，提高经济效益。本文按照被控设备功能和上述的分散控制系统结构，提出了如图 2.2 所示的系滨州学院本科毕业设计（论文）11统结构。通信卡通信卡通信卡现场控制器 1现场控制器 2现场控制器 3被控对象现场控制器 1现场控制器 2现场控制器 3被控对象现场控制器 1现场控制器 2现场控制器 3被控对象一级网络管理层中央站网络服务器数据服务器监控中心综合营运管理二级网络（局域网）空调控制子系统配电子系统电梯控制子系统图图 2.2 系统结构示意图系统结构示意图2.3 系统硬件和组态系统硬件和组态同系统构成一样，系统硬件和组态也可以分为两个方面的内容-中央站硬件及其组态

30、和现场控制单元硬件及其组态。在本文的系统方案中，将分别进行考虑。2.3.1 中央站的硬件及其组态中央站的硬件及其组态首先来看到中央站硬件及其组态。中央站对整个系统进行管理和优化，任务相对来说是繁重的，一般选用高档微机构成。微机的具体配置笔者在本文中不再详细论述。根据具体的应用系统可以有不同的选择。值得一提的是用于制作硬拷贝文件的打印机。一般来说，打印机接在微机并行滨州学院本科毕业设计（论文）12端口，这样一旦微机有故障，就有丢失报警信息的可能。因此，在本文的系统方案中，建议将打印机直接接于网络上，这样各分站可以直接访问打印机，报警信息可直接送到打印机，减少失误。2.3.2 现场控制单元的硬件及

31、组态现场控制单元的硬件及组态 现场控制单元直接与被控对象相联系，独立实现数据采集和控制等功能。在不同的集散控制系统中，现场控制单元的名称各异，但是所采取的结构形式大致相同，由安装在机柜内的一些标准化控制模块组成。高度模块化的结构可以根据过程监测、控制的需要，灵活配置成由几个监控点到上百个监控点组成的规模不等的现场控制单元。 现场控制单元安装在控制现场，可接收上一级的操作站或监控站传送来的命令，并将本地的状态和数据传送到上位机，在上位机不干预的情况下，现场控制单元可单独对设备执行控制功能，根据各自的参数进行各种算法的运算，控制输出执行。 因此，现场控制单元是一个可独立运行的数据采集和控制装置，它

32、由位处理器、输入输出通道和各种接口电路等基本部分组成，如图 2.3 所示。CPU/MEM人机接口系统支持板适配器内部总线AI 通道AO 通道DI 通道DO 通道测量变送执行机构电气开关电气开关被控对象DDC现场设备图图 2.32.3 现场控制单元的硬件组成现场控制单元的硬件组成构成 DCS 现场控制级的还可以是各种智能调节器和可编程控制器（PLC, Programmable Logic Controller） ，PLC 既能用于顺序、程控，也能进行 PID 回路控滨州学院本科毕业设计（论文）13制。不仅结构简单、紧凑、速度快，而且有较强的联网通信能力。采用以双纹线位传输介质的现场总线网，可以将

33、作为主节点的现场控制单元与作为从节点的数十个调节器、PLC 或数字化智能变送器连接在一起，也可以将数台 PLC 通过网关直接接入信息传送通道，组成过程控制级的顺序控制站。这样一来，DCS 的控制功能就进一步分散了，控制速度、功能和系统的可靠性也相应地进一步提高了，此种结构如图 2.4 所示。上位计算机网关现场控制器现场控制器操作站LAN信息传送通道网关PLC图图 2.4 PLC 与与 DCS 的连接的连接在现场控制单元中，抗干扰问题也是所有开发人员应当注意的。这是因为现场控制单元工作于控制现场，不可避免地存在许多干扰信号，如果不采取恰当的抗干扰措施，系统的功能将会受到影响。在硬件方面，应当考虑

34、如下几个方面的措施：（1）电源抗干扰对于现场控制器，工业电源是引入干扰的主要渠道之一。因此需要采取交流滤波、用带屏蔽层的变压器隔离等措施。当然，也采用交流净化电源或开关电源，但会使现场控制器的体积和价格都不同程度地增大。这应综合权衡，在提高系统性能和节约成本方面找到一个平衡点。（2）采用隔离措施在输入输出电路采用光电耦合器件隔离也是抗干扰的有效措施，甚至还可以将滨州学院本科毕业设计（论文）14控制器 CPU 与系统总线、系统总线与输入输出电路等环节进行多级隔离，以使各个环节均为独立接地，相互绝缘，并对高频干扰源信号进行衰减。采用该措施对差模干扰和共模干扰的抑制效果非常明显。（3）设置硬件自动复

35、位电路硬件自动复位电路成为看门狗电路（WATCHDOG） ，可以在现场控制器受到干扰，程序出现紊乱时保证系统可靠地复位。一个由 8031 作为 CPU 的现场控制器的WATCHDOG 电路如图 2.5 所示。CD4060 QiRSTR1C1R2C31C2R41RST8031P3.3R3图图 2.5 WATCHDOG 电路电路图中 CD4060 为可外接阻容元件设置内部独立的时钟的计数器。在正常工作时，CD4060 对自身独立时钟进行计数。在软件程序中设置一个定时清零脉冲，从 P3.3口输出，使得在 CD4060 的 Qi 端未出现高电平时 CD4060 就被清零，重新开始计数。当程序受到干扰时

36、，8031 不再输出定时清零脉冲，Qi 端输出高电平作为 CPU滨州学院本科毕业设计（论文）15的复位脉冲。除上述措施外，还应采用电磁屏蔽，正确处理接地等措施，具体的硬件抗干扰方案应当在设计现场控制器时根据情况拟定89。2.4 本章小结本章小结在第二章全面讨论智能楼宇技术三个主要构成部分的基础上，本章将重点放在其中一个主要方面楼宇自动化系统的设计上。按照系统的设计原则，提出了一套系统结构方案。系统结构采用分散控制系统结构，这种结构对于含有大量现场控制点的楼宇自动化系统进行分散控制和集中管理。本章还对系统的硬件进行了深入的分析。在系统硬件及其组态中，提出了中央站和现场控制站的硬件组态，其中重点研

37、究了现场控制站的硬件组成、使用 PLC 进一步分散系统的方法以及硬件系统抗干扰措施等问题。但是，从本章的系统设计可以看出，楼宇自动化系统作为智能楼宇的一个重要组成部分，其本身也是一个庞杂的系统，又可以分为配电子系统、给排水控制子系统、电梯控制子系统、空调控制子系统、保安监控子系统等相对独立的系统。各个子系统的设计均要涉及相关学科的专业知识，而非系统设计人员所能单独完成的。因此，本文后面的章节就智能楼宇系统的系统分析进行阐述，并以其中的一个子系统保安监控子系统为对象，详细讨论监控系统的设计。滨州学院本科毕业设计（论文）16第三章 保安监控系统的设计3.1 监控系统在安全计划中的作用监控系统在安全

38、计划中的作用闭路电视(Closed Circuit Television，CCTV)在安全系统中的应用已经有很多年的历史了。它是一种可靠、经济的威慑手段，也是逮捕和指控罪犯的有力证据。在实际应用监控系统中起到的作用：（1）有效的阻止小偷行窃。行窃要想成功，就必须做到相当的隐蔽；而监控系统正好使得小偷无法做到完全隐蔽。（2）防止对财产的蓄意破坏。像损坏建筑物、划擦电梯内壁、在艺术品或其它设施上的涂鸦，毁坏家俱或其它昂贵设备等等。（3）与其它传感系统（如报警系统）集成使用时，监控系统能将其潜能发挥到极致。例如，与烟感探头一起使用时，通过察看那些安装在人员无法到达的现场的摄像机画面，可以准确地了解火

39、警现场情况。当今的安全人员每天都在使用多种不同的安全和保安系统。其中，监控系统扮演着极为重要的角色。随着人工成本的持续增长，监控系统作为一种低投入、高效率的手段，因其能够以更低的财务预算提供更完善的安全保障，已经赢得了其以前从未有过的主导地位101112。3.2 系统构成系统构成闭路监控系统由三个基本部分构成：1.捕捉可视图像的前端设备（如：镜头、摄像机） ；2.传输图像的线路（如：同轴电缆、光缆）3.将视频信号转换为可视图像的显示设备（如：监视器） 。监控系统的功能主要体现在两个方面：1.现场监控，2.事后录像查证。缺少任何一滨州学院本科毕业设计（论文）17个方面，整个系统就不算是完善的系统

40、。3.3 系统主要设备的介绍系统主要设备的介绍滨州学院本科毕业设计（论文）171.云台云台就是两个交流电组成的安装平台，可以水平和垂直的运动。我们所说的云台区别于照相器材中的云台，照相器材的云台一般来说只是一个三脚架，只能通过手来调节方位；而监控系统所说的云台是通过控制系统在远端可以控制其转动方向的。云台有多种类型： 按使用环境分为室内型和室外型，主要区别是室外型密封性能好，防水、防尘，负载大。 按安装方式分为侧装和吊装，即云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。按外形分为普通型和球型，球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中，除了防止灰尘干扰图像外，还隐蔽、美观、快速。 在挑选云台时要考

41、虑安装环境、安装方式、工作电压、负载大小，也要考虑性能价格比和外型是否美观。 2.支架 如果摄像机只是固定监控某个位置不需要转动，那么只用摄像机支架就可以满足要求了。普通摄像机支架安装简单，价格低廉，而且种类繁多。普通支架有短的、长的、直的、弯的，根据不同的要求选择不同的型号。室外支架主要考虑负载能力是否合乎要求，再有就是安装位置，因为从实践中我们发现，很多室外摄像机安装位置特殊，有的安装在电线杆上，有的立于塔吊上，有的安装在铁架上由于种种原因，现有的支架可能难以满足要求，需要另外加工或改进，这里就不再多说了。 3.防护罩 防护罩也是监控系统中最常用的设备之一，主要分为室内和室外两种。室内防护

42、罩主要区别是体积大小，外形是否美观，表面处理是否合格。功能主要是防尘、防破坏。室外防护罩密封性能一定要好，保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机。有的室外防护罩还带有排风扇、加热板、雨刮器，可以更好的保护设备。当天气太热时，排风扇自动工作；太冷时加热板自动工作；当防护罩玻璃上有雨水时，可以通过控制系统启动雨刮器。挑选防护罩时先看整体结构，安装孔越少越利于防水，再看内部线路是否便于联接，最后还要考虑外观、重量、安装座等等。 4.监视器 监视器是监控系统的标准输出，有了监视器我们才能观看前端送过来的图像。监视器分彩色、黑白两，尺寸有 9、10、12、14、15、17、21 英寸等，常用的是滨州学院本

43、科毕业设计（论文）1814 英寸。 监视器也有分辨率，同摄像机一样用线数表示，实际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。另外，有些监视器还有音频输入、S-video 输入、RGB分量输入等，除了音频输入监控系统用到外，其余功能大部分用于图像处理工作，在此不作介绍。 5.视频放大器 当视频传输距离比较远时，最好采用线径较粗的视频线，同时可以在线路内增加视频放大器增强信号强度达到远距离传输目的。视频放大器可以增强视频的亮度、色度和同步信号，但线路内干扰信号也会被放大，另外，回路中不能串接太多视频放大器，否则会出现饱和现象，导致图像失真。 6.视频分配器 一路视频信号对应一台监视器或录像机，若想一

44、台摄像机的图像送给多个管理者看，最好选择视频分配器。因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出设备后由于阻抗不匹配等原因，图像会严重失真，线路也不稳定。视频分配器除了阻抗匹配，还有视频增益，使视频信号可以同时送给多个输出设备而不受影响。 7.视频切换器多路视频信号要送到同一处监控，可以一路视频对应一台监视器，但监视器占地大，价格贵，如果不要求时时刻刻监控，可以在监控室增设一台切换器，把摄像机输出信号接到切换器的输入端，切换器的输出端接监视器，切换器的输入端分为2、4、 6、8、12、16 路，输出端分为单路和双路，而且还可以同步切换音频（视型号而定） 。切换器有手动切换、自动切换两种工作方式，手动

45、方式是想看哪一路就把开关拨到哪一路；自动方式是让预设的视频按顺序延时切换，切换时间通过一个旋钮可以调节，一般在 1 秒到 35 秒之间。 切换器的价格便宜（一般只有三五百元） ，联接简单，操作方便，但在一个时间段内只能看输入中的一个图像。要在一台监视器上同时观看多个摄像机图像，就需要用画面分割器。 8.画面分割器 画面分割器有四分割、九分割、十六分割几种，可以在一台监视器上同时显示 滨州学院本科毕业设计（论文）194、9、16 个摄像机的图像，也可以送到录像机上记录。四分割是最常用的设备之一，其性能价格比也较好，图像的质量和连续性可以满足大部分要求。九分割和十六分割价格较贵，而且分割后每路图像

46、的分辨率和连续性都会下降，录像效果不好。另外还有六分割、八分割、双四分割设备，但图像比率、清晰度、连续性并不理想，市场使用率更小。 大部分分割器除了可以同时显示图像外，也可以显示单幅画面，可以叠加时间和字符，设置自动切换，联接报警器材。 9.录像机 监控系统中最常用的记录设备是民用录像机和长延时录像机，因其操作简单易学，录像带也容易保存和购买。与家用录像机不同，延时录像机可以长时间工作，可以录制 24 小时（用普通 VHS 录像带）甚至上百小时的图像，可以联接报警器材，收到报警信号自动启动录像，可以叠加时间日期，可以编制录像机自动录像程序，选择录像速度，录像带到头后是自动停止还是倒带重录 延时

47、录像机的性能虽然出众，但价格不菲，而且目前分辨率不是很高，在延时录像时图像也会丢失一部分，回放的图像是一顿一顿跳跃的131415。3.4 主要设计思想主要设计思想重要区域进行全面不间断的显示图像，以保证有效的监控。系统还应能全面不间断的录制主要要害区域的图像，以便出现情况后，能帮助分析案情。鉴于工程的重要性，我们力求设计的先进性，可靠性和扩展性，同时体现如下原则：（1）严格系统设计方案（2）设备选行科学周密（3）功能强、操作方便（4）在满足各项工能的前提下，尽可能降低费用3.4.1 系统器材选用系统器材选用产品的选择关系到发展商的投资效果与切身利益，体现着发展商的经营思想和信誉，也凝聚着设计者

48、的专业经验和技术。根据多次调研认为应该遵循以下产品选滨州学院本科毕业设计（论文）20型原则：（1）经济性监控产品的选用，我们首先考虑发展商的投资效果和用户的实际要求，选用性能价格比最优，品质有保障的良好产品。（2）实用性以用户的应用要求和实际使用现场环境，选择功能相宜的产品，使产品的性能得到最大的应用和发挥，达到系统建造的目的，避免选用器材不当造成的浪费。（3）先进性现代科技发展日新月异，新产品.新技术层出不穷。我们选用先进并以成熟的技术和产品，以使系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应。（4）可靠性选用的产品必须性能稳定，可靠。产品性能可靠是系统良好运行的保障。（5）开放性为保证各供应商产品

49、的协调运行，同时考虑到投资方的长远利益，本系统必须是开放系统，并结合相关的国内标准和工业电器标准执行。（6）可扩充性系统考虑到以后发展的需要，必须具有在系统产品系列，容量与自理能力等多方面的扩充和换代功能。这种扩充不仅充分保护原有投资，而且具有较高的综合性能价格比。（7）应用性在保证产品性能质量的前提下，充分考虑选用便于安装施工，日常管理操作简便，易于维护保养的产品1617。3.4.2 监控系统的设计说明监控系统的设计说明XXX 是一栋 X 层的高档酒店，酒店的监控要求对整个出入酒店的出入口进行监控管理，并将图像通过数字化处理进行录象，镜头全部采用彩色半球摄象机镜头采用标准的 6mm 固定光圈

50、镜头。滨州学院本科毕业设计（论文）21监控点分布说明如表 3.1 所示。表表 3.1 监控点分布说明一览表监控点分布说明一览表楼层位置说明监控点数量配置说明大厅门口1 个彩色半球摄象机电梯轿箱2 个彩色半球摄象机1 层电梯厅1 个彩色半球摄象机2 层电梯厅1 个彩色半球摄象机3 层电梯厅1 个彩色半球摄象机4 层电梯厅1 个彩色半球摄象机地下层电梯厅1 个彩色半球摄象机合计8 个彩色半球摄象机3.4.3 控制中心控制中心控制中心采用的是 8 路硬盘录像机，其中硬盘可以扩充到 160G，可以连续录制 5 天左右的监控图象，可以通过网络建立一个分控中心，调看所有的 8 个监控点的画面。3.4.4

51、系统功能及其主要器材的说明系统功能及其主要器材的说明一系统功能滨州学院本科毕业设计（论文）22整个系统采用的硬盘录象机作为图象显示和录制的主设备，将图象通过数字方式存储在硬盘上，能够在局域网上建立分控电脑进行分控，所有的监控点主要针对使用电梯上下的人群，由于酒店每层的楼梯口均作为紧急疏散口，平时不常使用的，如要进行控制，可以建议在各个楼梯口设置门磁感应器，进行区域布防。二系统主要器材说明1.彩色半球摄像机型号：NCC-930 NCC-930C（电梯专用）品牌：日本耐康姆性能：1/3 寸彩色半球摄像机，420 电视线解像度，0.08LUX 照度，自动白平衡及背光补偿功能，电子快门，DC12V 电

52、源。2.彩色显示器型号：170D品牌：PHILIPS性能：17 寸彩色显示器像机，视频输入输出，水平 420 垂直 350 线解析度，电源 180-240V.3.硬盘录象机型号：NCC-DVR2008品牌：日本耐康姆性能：8 路视频输入，总资源 200 桢/秒，CPU：P3 866，内存 128M，硬盘160G18滨州学院本科毕业设计（论文）23结论随着电子信息技术的发展，声音、图像、数据通信得到迅速发展，建筑物中设备的自动化程度不断提高，正从分散的、个别的控制，发展为集中的综合自动化控制。智能建筑技术正是在这样的背景下得到蓬勃发展的，它包含的学科领域相当广阔，它的崛起是多种学科、多种技术综合

53、应用的结果，如建筑学、电气技术、通信技术、计算机技术、自动控制技术、空调技术、管理技术等。本文在全面讨论智能建筑的基础上，深入研究了其中的楼宇自动化系统构成，对其多个子系统中的保安监控系统控制方案进行了深入而详细的讨论。本文在智能楼宇的设计中主要作了如下工作：1.第一章分别从经济、技术和社会背景三个层面上介绍了智能楼宇监控系统的发展历程，并简要说明了其在国内外的发展情况，我国在此方面虽然起步较晚，但蕴藏着很大的发展潜力，并预测智能楼宇将是未来建筑的主流。2.第二章阐述了国内外对智能楼宇的定义，接着概括地讲述了智能楼宇监控系统的三个组成部分。 3.第三章针对楼宇自动化系统这一重要组成部分进行了详

54、细的介绍，其中包括系统的设计原则、系统的结构以及系统的硬件及其组态等几个方面。4.楼宇自动化系统又有多个子系统，而每个子系统里面也涉及到多个学科的专业知识，这里不能一一介绍，因此，第四章以其中的一个重要子系统保安监控滨州学院本科毕业设计（论文）24系统为对象，分别从该系统的作用、主要应用器材、设计思想等领域进行了全面的讲述。参考文献1陈一才.大楼自动化系统设计手册M.北京：中国建筑工业出版社，1994.102张瑞武.智能建筑M.北京：清华大学出版社，19963陆传良主编.智能化建筑导论M.北京：中国建筑工业出版社，1996.64温伯银主编.智能建筑技术M.上海：同济大学出版社，19965董秀峰

55、.智能大厦系统功能集成的综述J.建筑电气，1996（3）：32-356华东建筑设计研究院编著.智能建筑设计技术M.上海：同济大学出版社，1996.107黄晖.楼宇自动化系统设计与实现J.小型微型计算机系统，1996（2）：69-738袁木.智能楼宇监控系统的设计与实现D.大连海事大学自动化学院，2002.39楼宇自动化系统的设计方法及其应用研究D.湖南大学电气与信息工程学院，2003.410缪希仁，张培铭.智能建筑楼宇设备自动化系统J.低压电器，1998（2）：29-3211李林.智能大厦系统工程M.北京：电子工业出版社，199812张晖.智能建筑的楼宇自动化系统M，今日电子，199813俞波

56、.智能建筑及楼宇自动化初探J.电力自动化设备，1998（1）：34-3714张筠莉，杨祯山.论智能建筑的楼宇自动化系统J.基础自动化，1998（3）：43-4615杨绍胤.智能建筑实用技术M.北京：机械工业出版社，200216刘国林.建筑自动化系统M.北京：机械工业出版社，200217Michael Tmordy.The Future of Intelligent Buildings.Asia Engineer,1998,(5)滨州学院本科毕业设计（论文）2518Li-chen Fu，Tengjie Shih.Holonic supervisory control and data acqui

57、sition kernel for 21st century intelligent building system.Proceedings of IEE International Conference on Robotics&Automation,San Francisco,CA,April,2000谢辞经过几个月的忙碌，我终于完成了“智能楼宇监控系统的设计”的论文。从开始接到论文题目到系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战。在这段时间里，我学到了很多知识同时也有许多感受！从对BAS、CAS、OAS 等相关概念不了解的情况下，我开始查看相关的资料和书籍，让自己头

58、脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获。 虽然我的论文作品不是很成熟，还有很多不足之处，但我可以自豪的说，这里面的每字每句都是我的劳动。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。本设计是在牛得学老师的悉心指导和严格要求下完成的，从课题选择、方案论证到具体设计，无不凝聚着牛老师的心血和汗水，在四年的本科学习和生活期间，也始终感受着牛老师的精心指导和无私的关怀，使我受益匪浅。在此向牛老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步无以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向滨州学院自动化系的全体老师表示由衷的谢意，感谢他们四年来的辛勤栽培。