商务楼宇的智能化设计与应用

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3.0 范春蓉 2024-09-25 10 4 3.43MB 45 页 15积分

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北京理工大学硕士毕业论文

第一章绪论

1.1 课题的研究背景：

目前，在国内的楼宇建设中正流行着一股“智能化”的热潮，许多房地产商在介绍自己

的楼盘时，通常贯以“3A”智能建筑或“5A”智能建筑的广告词。国际智能建筑物研究机构

则作出了如下的阐述:通过对建筑物的四个基本要素，即结构、系统、服务和管理以及它们之

间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的优雅舒适，便利快捷，

高度安全的环境空间，它能够帮助业主和管理者意识到，他们在诸如费用开支、生活舒适、

商务活动和人声安全等方面得到最大利益的回报。为了达到上述定义中的目标，一幢智能建

筑必须具备下列功能和相应的系统:

中央计算机管理系统(Central Computer Management System -CCMS):借助建筑物内的

计算机网络，包括 LAN (Local Area Net )，WAN (Wide Area Net)将楼宇设备自动化系统

(BAS

楼宇设备自动化系统(Building Automation System-BAS):自动监控建筑物内机电设备

的运行并使之达到最佳状态，同时确保建筑物的安全(出入控制、消防)。

通信自动化系统(Communication Automation System-CAS):借助通信网络(电话网络与

计算机网络)，包括低速和高速通信网络、卫星通信提供语音、数据、文字以及图像等信息服

务。

办公自动化系统(Office Automation System-OAS):为建筑物内的用户提供管理信息和

网络，从而实现办公电子化，办公自动化，提高办公室工作效率。

建筑物综合布线系统(Premises Distribution System-PDS):它是建筑物信号与信息传

送的物理介质网，是智能建筑的计算机化、网络化的基础。它直接关系到信息服务的能力。

目前，智能建筑已经向着“智能建筑群”、“智能街区”、“智能化城市”的方向发展，

随着科技的进一步发展，智能建筑有以下发展趋势:1、多个系统的相互交叉融合。智能建筑

的三个系统都是计算机组成的网络系统，目前，多种技术的发展使计算机除了能进行文字和

数据处理外，还具有声音、图形和图像处理能力，因此，不久这三个系统可以结合成一个系

统，使整个系统具有很强的综合处理能力，而且系统本身也能简化。2，智能建筑类型的多样

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化。3，智能建筑的群体化。4、多学科、多技术的渗透，如虚拟现实、人工智能、生物电子工程、

仿生学、生态学等新技术应用，使智能建筑有新的功能。

对于智能建筑而言，目前主要的研究方向在于:1、智能物业管理系统。2、事故监测控制

系统。3、损伤报警诊断系统。4、开放协议/面向对象技术。5、性能测量及查对控制系统。6、大

范围的无线电报警/监视系统。7、面貌识别系统。

智能建筑的发展是科学技术和经济水平的综合体现，它已成为一个国家、地区和城市现

代化水平的重要标志之一。在我国步入信息社会和国内外正在加速建设信息高速公路的今天，

智能建筑将成为城市中的“信息岛”或“信息单元”，它正是信息社会最重要的基础设施之

一。随着社会的进步、科技的腾飞以及人类的需求，智能建筑在我国的发展将呈现以下趋势：

1)业主已把建筑设计中智能部分的设计列为其基本要求之一，而政府亦高度重视，在科

研、资金和政策等方面积极地进行支持和引导，使智能建筑的发展朝着健康和规范化的方向

发气。

2)采用最新高科技成果，向系统集成化、综合管理化方向发展。

3)正在迅速发展成为一个于兴的技术产业。政府和各大学、科研机构以及有关厂商正将

智能建筑作为一个新的研究课题和商业机会，积极投入力量，开发相关的硬件产品，使智能

建筑实施便利，成本降低。

4)智能建筑的功能正朝着多元化方向发展。由于用户对智能建筑功能要求有很大差异，

智能建筑的设计也要分门别类，有针对性地设计出符合用户使用功能要求的智能建筑。

1.2 国内外发展状况

目前，美国、日本、欧洲等发达国家正在尝试着用现代高新技术建设智能型生态住宅和

智能型家居环境，向实现人类聚居环境的“可持续发展技术”方面发展。的“智能塑料屋”

称得上是这方面的典范，这种房屋的主要特点是:通过微机控制系统使房屋的塑料玻璃改变

颜色，使之充分利用自然能源对室内的照明、室温、水温等进行自动调节。还有位于日本东京

西部的一幢智能住宅，可由微机控制系统根据天气的温度、湿度、风力等情况自动调节窗户

的开闭，以保持室内的最佳环境。如当天气不好或刮风下雨，窗户马上自动关闭，空调随即

开始工作。看电视时如有电话铃响，则电视音量自动降低，晚间音响设备或外界噪音超过一

定分贝，家庭智能控制器自动启动隔音设备，以免影响他人和自身休息。此外，美国的 MIT

实验室正在研究一种高科技的住宅智能化系统，该系统是通过生物传感器对人的生理行为进

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行感知，并把感知到的信息传给家庭智能控制器去分析、处理，随后根据分析判断的结果自

动控制和调节居住系统，使室内环境始终达到最佳状态。Intel 公司则大力推广其电子住宅

(e-Home)，即强调以电脑为中心，采用各种有线和无线方式连接各种家电设备，组建电子自

动化住宅：思科系统公司在2000 年正式提出了“互联网家庭”( Internet Home)计划，现

正在美国南加州建设近 6 万平米，的商用与家庭住宅，在这个小区中的每个家庭、办公室和

商店都将预设有连接宽带互联网的线缆，以适应互联网发展的需要;日本松下公司正在把

“数码家庭”概念应用到老人住宅，住宅内设置有多种测量仪器、触摸式显示屏、数码摄象

机等，这样每个居住人的体温、血压等多项数据都会通过网络传向护理中心，可实现家庭的

远程医疗监护。摩托罗拉公司则在美国亚利桑那州凤凰城附近建造了一个智能住宅，这个住

宅是有 5 个微型电脑构成的电子系统进行控制，屋顶装有太阳能方阵，它与集热器一块向住

宅提供所需的电能和热能。屋顶两侧窗户采用半透明的光学玻璃，光线可以入内，而在阳光

直射时所产生的热量却大都被拒之窗外，这样可以使室内冬暖夏凉。控制室内温度和湿度的

工作主要由电脑检测与调节完成。除之以外，电脑能定时开关家用电器，并检测家用电器的

运行状况，达到了控制和节省能源的目的。概括来讲，未来住宅的建设除了改进其功能外，

还力求在教育、娱乐、医疗等方面添加适当的软、硬件来实现“家庭共同式”的全功能住宅。

如美国的微软公司对未来的家居环境作了这样的一个描述:在清晨某一时刻，家中的电子时

钟会自动发出信号，激光音乐随即奏出一段优美的旋律迎接新的一天到来，轻柔的音乐逐步

增大音量催你起床，之后卧室的窗帘自动打开，电视机自动开启并按预先设定的频道播报当

日新闻，咖啡壶开始自动煮咖啡等。而在傍晚，主人在离家还有几分钟的路上，可以用手机

指示家中的空调等设备开始工作。当安装在家门口的视网膜识辨器检侧到主人回家时，将住

宅的安防系统由布防改为撤防，并将提示主人家中的状况。主人还可以用家中的网络设备进

行信息处理。

我国在智能建筑技术方面的研究起步比较晚，商务楼宇智能化的整体解决方案正在处于

探索发展的阶段，相关技术的研究和产品开发与国外相比差距很大，但智能住宅及其小区的

建设在我国各地发展较快，据统计资料表明，目前，我国建筑智能化的投资，约占工程建设

项目总投资的 5%-8 %，有的达到了 10，平均约在120 元/m2。这在我国城镇每年住宅开发总

量5亿多平方米中占有很大的比重，并且商务楼宇智能化的系统也有刚开始时单一的安防系

统发展到了三表远传抄收系统、室内家用电器控制系统、通信与计算机网络系统、物业管理系

统、交互式视频点播服务系统等多方面发展。

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1.3 本文的研究内容

本文规划设计了商务楼智能化系统的基本模式，通过对其各组成系统的功能分析，指出

用 LonWorks技术构建商务楼宇智能控制网络系统有许多优越性，并对 LonWorks技术的核心

元件神经元(Neuron )芯片作接口扩展构建了一个家居智能控制系统，编写了相应的底层应

用程序和人机界面管理程序。底层与人机界面之间采用动态数据交换(DDE)方式进行交流，实

现了家庭中的三表远程抄收系统、三防报警系统。最后，根据小区管理项目的内容，设计了

小区的统一管理软件。概括来讲，本文实现了新技术(LonWorks技术)在新产业领域-商务有

楼的应用，总体上完成了系统的规划、设计与开发。

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第2章智能建筑与智能化系统集成

2.1 智能建筑的概念

目前对智能建筑的定义还没有一个统一的标准，美国早期对智能建筑的定义是：“智能

建筑乃是通过优化其结构、系统、服务、管理四个基本要素及其相互关系来提供一个多产的和

成本低廉的环境”。同时又指出，“没有固定的特性来定义智能建筑。事实上，所有智能建

筑所共有的唯一特性是其结构设计可以适于便利、降低成本的变化”。经过十几年的发展，

美国的智能建筑已经处于更高智能的发展阶段，进入到“绿色建筑”的新境界。智能只是一

种手段，通过对建筑物智能功能的配备，强调高效率、低能耗、低污染，在真正实现以人为

本的前提下，达到节约能源、保护环境和可持续发展的目标。

欧洲智能建筑集团则把智能建筑定义为：“使用户发挥最高效率，同时以最低维护成本，

最有效地管理本身资源的建筑。智能建筑应提供反应快速、效率高和支持力较强的环境，使

用户能达到迅速实现其业务的目的。

日本电机工业协会智能建筑分会把智能建筑定义为：它综合计算机、信息通信等方面的

先进技术，使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作，实现建筑物自

动化、通信自动化和办公自动化，这三种功能结合起来的建筑，就是智能建筑，如图 2-1 所

示。

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摘要：

北京理工大学硕士毕业论文第一章绪论1.1课题的研究背景：目前，在国内的楼宇建设中正流行着一股“智能化”的热潮，许多房地产商在介绍自己的楼盘时，通常贯以“3A”智能建筑或“5A”智能建筑的广告词。国际智能建筑物研究机构则作出了如下的阐述:通过对建筑物的四个基本要素，即结构、系统、服务和管理以及它们之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的优雅舒适，便利快捷，高度安全的环境空间，它能够帮助业主和管理者意识到，他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人声安全等方面得到最大利益的回报。为了达到上述定义中的目标，一幢智能建筑必须具备下列功能和相应的系统:中央计算机管理系统(Centr...

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