楼宇监控安防系统设计

楼宇监控安防系统设计（精选11篇）

楼宇监控安防系统设计 篇1

随着网络技术的成熟和发展, 网络化、智能化楼宇的概念也逐步成为人们选择办公场所和衡量居住环境是否方便的一个重要因素。同时, 智能楼宇完全满足了居民居住的要求, 使居民在享受居住环境的同时, 感受科技发展带来的显著成果。智能建筑是未来发展的一大趋势, 是智能化、人性化的发展方式。但就目前来看, 智能楼宇还存在着各种各样的问题:如, 由于技术跟不少、施工经验少、安防得不到保障等问题, 其中最需要重视的是智能楼宇中的安防问题, 基于这种情况, 应该加强和改进技术手段和设计手段, 避免在楼宇建设中出现大的问题。智能楼宇具有高效, 节能, 安全, 便利的特点。作为一个涉及计算机技术, 自动化技术, 通讯技术, 土建技术等很多技术环节的建筑工程, 设计必须要统筹兼顾, 才能有效的完成智能楼宇的建设, 保证楼宇质量和居住体验。

1 安防监控系统设计概述

楼宇视频监控已经广泛地被应用并走进人们的生活中, 这样只有进行标准规范、妥善设计, 才能使楼宇视频监控达到最佳效果, 发挥最大监控性能, 通过对监控设计, 认为只有视频监控方案才是最合适的。在操作中, 应保证设计系统具有良好的兼容性、灵活性和人性化的操作界面。

1.1 智能楼宇监控特点

第一, 提升安全保障。智能楼宇监控主要对于人员通道, 门禁系统进行监控, 对于监控点的设置, 要保证监控范围较大, 效果较好, 保证安防系统的全面覆盖, 不出现遗漏, 是安全得到保障。

第二, 实现分控目的。设置主监控中心, 采用智能网络监控主机为该系统的中枢设备。在主监控中心定位的情况下, 设计多个虚拟网络分控点, 在办公大楼内部局域网涉及到的任一部门的计算机, 就可通过该网络与主监控中心相联, 经过主机端授权后, 可随意调看系统中任一画面。

第三, 发挥网络优势。建立楼宇视频监控系统, 利用大楼内网络的资源, 充分发挥网络优势。利用网络进行网络监控的优势不仅仅是实现分控的目的, 其最大的优势是为了将来大楼内监控点扩展, 将所有分散监控点通过网络建立虚拟的网络总控中心, 实现一点对多点, 多点对一点, 多点对多点。

1.2 只能楼宇设计原则和监控性能

设计原则:在设计中, 根据大楼所在位置情况, 整个对大楼进行操作和全面规划, 总体设计以高新技术为主, 本着“力求保证系统先进、实用、安全、可靠、经济、易扩展、易维护和高性价比”的原则, 进行设计。

监控性能: (1) 针对大楼自身安全的突发性很难预测等特点。在特别工作区域 (过道) 安装相应的安防系统是很有必要的, 如对于重要区及财务室、会议室和重要过道和安全出口应装上监控系统, 如有隐情发生, 第一时间作出第一反应; (2) 有利于办公大楼的规范化管理。同时, 将工作人员工作过程录像保存, 有助于解决工作纠纷, 分清责任。 (3) 大楼是人员复杂、流动量大的工作场所, 全天候随时都可能突发事件, 特别是近年来各种大楼案件时有发生, 如工作人员的人身财产安全、工作内部人员进行偷窃、甚至不法分子进入大楼重要地方进行偷窃财物或贵重物品等。

2 智能楼宇安防监控系统的设计

2.1 门禁系统的设计

在安防系统设计中, 门禁系统的作用是对于门区通行人员权限的控制, 能够有效保证楼宇安全, 避免危险人员的进入, 造成经济损失。

目前楼宇门禁装置大多为一个简单的可控电子开关, 一般采取语音对话的有线控制方式, 不具备可视化能力和无线控制能力, 其存在交互效果差、有线网络布线繁琐、智能化程度不够高的缺点。随着视频编、解码技术和无线传输技术的快速发展, 智能化楼宇系统也得到了快速的发展。嵌入式无线网络产品以其体积小、成本低、使用灵活方便等优点, 得到了越来越广泛的应用。随着市场上智能化楼宇的不断升温, 门铃系统已作为智能化办公室和智能化小区的一个重要组成部分。在设计中, 保证门禁系统与监控系统的联动, 在监控发现异常情况时, 能够及时处理门禁权限, 保证出现意外时门禁的开放通行或者完全锁闭。智能门禁系统由系统软件, 门禁控制器, 读卡器和电锁等周边设备等几部分组成。门禁控制器是智能门禁系统的核心设备, 智能门禁控制器分为一体单门控制器、分体单门控制器、两门控制器和四门控制器等几种。读卡器是门禁系统的前端采集设备, 针对卡片读卡频率的不同, 有ID卡读卡器和IC卡读卡器等。电锁是门禁系统的执行机构, 门禁系统可以应支持持磁力锁、电控锁、电插锁、阴极锁扣等各种电子锁具, 同时可以控制自动伸缩门等电动门。

2.2 安防系统的视频监控设备, 应保证视频码流帧间压缩方式的稳定

保证能够监控到高质量、全运动、全色彩的活动图像, 具备较高的图像压缩处理技术, 每路每秒在25帧左右, 图像清晰, 色彩逼真。安防监控系统主机通过图像采集卡把前端摄像机采集的模拟信号转换成数字信号, 进行压缩, 压缩的数字信号进入硬盘录像系统, 存储至硬盘中, 作为资料保存。要查看录像资料时, 可根据时间、地点、摄像机编号的不同进行回放, 因此, 在设计过程中, 视频监控的文件保存应设置专门的硬盘, 按照时间命名录像文件名, 并存放在以摄像机通道号为文件夹的目录中, 方便光盘刻录来保存录像文件。对于安防系统, 应设置多重权限密码, 保证不被未授权的接入破坏, 影响楼宇安全。设置较多的分控点, 尽量减少监控点数量和地域的限制。

目前视频编码正处于一个技术日新月异的时期, 视频编码的压缩性能在不断得到提升。在监控中主要使用ASCI和DSP两种方案。由于ASIC芯片的设计、生产周期过长, 使它已跟不上视频编码的发展速度。而DSP芯片, 由于它的通用设计, 使它能实现各种视频编码算法, 并且可以及时更新视频编码器, 紧跟视频编码的发展速度。另外使用DSP芯片可以比ASIC更灵活的配置编码器, 使编码器达到最佳性能。

在设计中, 对于安防监控设备的安放位置, 应注重位置的有效性和覆盖面积。对于重要区域, 如主要通道口, 进行重点布控。根据使用要求不同, 参照防护级别的规定, 进行安全防范系统布防, 同时为了夜间防盗, 所有的摄像机均应使用高清晰度红外彩色摄像机。

楼宇视频监控系统的中心控制室一般设计在保卫处。中心监控室设备较多, 且环境要求较高, 应保持室内的整洁, 敷设在中心控制室的视频线缆和电源线缆如果没有合理的规划, 势必给将来的系统安全和维护带来一定的麻烦。所以一般采用桥架把所有电缆统一防护, 即不影响室内的美观, 又确保系统安全。

3 结束语

安防监控系统正逐步走进人们的生活, 而且智能楼宇已经是现代智能建筑安全防范系统中必不可少的组成部分。随着科技进步的脚步, 时代不断发展和变换着, 安防监控系统在不同类型建筑中的应用也各不相同, 为人们的生产和生活带来了极大的便利, 针对各个智能楼宇的特性, 集成联动设计安防监控, 将成为一种发展趋势。

参考文献

[1]李苏.视频传输技术在智能楼宇视频监控中的应用[J].中国安防, 2008 (12)

[2]王娜.智能建筑概论[M].建筑理论, 2011.

楼宇监控安防系统设计 篇2

集成化楼宇电气设备监控系统，是把电气监控系统与智能化控制进行有机的结合，自动检测楼宇的基础电气设施，同时予以控制及保护，举例说明，供配电系统的监测，检测过程可以利用通信系统的综合性以及自动性，为信息与资源的共享奠定良好的基础;而且，通过互联网，对网络内外的资源与予以全面利用，因此达到自动化与集成化的要求，可以很好的为信息集成提供依据;经上述举措，能够实现电气设施的集成化管理，而且最大化的节能。在监督合控制功能的基础上，达到全面监视楼宇内电气设备的工作情况，我们要予以参数采集。因为在实施参数收集与监控要经通信对参数予以传输，此措施不但有远程通信的优势，同时还具有一定的广度。在此环节，要予以大量的参数处理。因为具有一定的监控广度，参数存在繁琐的特性，所以不能只追求响应速度，在求得响应速度的基础上要确保全硬件的监控有效性，而且，要保障系统的稳定性。

楼宇监控安防系统设计 篇3

绪论

随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，促使了家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，楼宇智能化管理系统也正是在这种形势下应运而生的。

楼宇的智能监控，是指以建筑为平台，以集中监视、集中控制、集中管理为目的，将各种监控设备与系统通过组合或集成，构成一个综合性安防技术防范系统。视频监控系统是安防系统的主要部分，也是智能化系统的重要组成部分。

与传统楼宇监控系统相比，现代监控系统多应用传感器识别技术及先进的网络通信技术。这种系统将更合理、更高效、更快捷的为人们提供舒适的工作和生活环境，为人们人身财产安全提供更好的保障。推广智能楼宇技术，对于改善人居环境，促进可持续发展具有重要意义。

现在智能楼宇系统集成的发展主要分为两种趋势：将安防系统、楼宇自控、消防系统的数据整合，交由统一平台进行管理；还有一种将楼宇自控、安防、消防、信息设备系统、信息化应用系统集成起来，形成IBMS系统，一个平台控制5个系统。

目前，监控系统在智能楼宇中起着至关重要的作用。监控系统涉及电学、通信学、信息学、光学、物理学等多个学科和领域，是比较复杂的一个综合性技术。本章仅就有关应用问题进行简要介绍。

一般监控系统组成原理如下：

（一）系统组成原理

智能楼宇监控系统是针对独立楼宇的安全防范技术，主要通过门禁监控和视频监控来确保住户的人身财产安全，同时通过住户自我监督防范来确保整个楼宇的安全。

（二）监控系统结构

门禁系统是新型现代化安全管理系统，它综合了各类自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子学、机械学、光学、计算机技术、通信技术等诸多技术。它是解决楼宇出入口实现安防管理的有效措施。

（三）门禁系统结构

1、密码识别技术

密码识别：通过检验输入密码是否正确来识别进出权限。

这类产品又分两类：一类是普通型，一类是乱序键盘型（键盘上的数字不固定，不定期自动变化）。

普通型：

优点：操作方便，无须携带卡片；成本低。

缺点：同时只能容纳三组密码，容易泄露，安全性很差；无进出记录；只能单向控制。

优点：操作方便，无须携带卡片，安全系数稍高

缺点：密码容易泄露，安全性还是不高；无进出记录；只能单向控制。成本高。

2、卡片识别技术

卡片识别：通过读卡或读卡加密码方式来识别进出权限，按卡片种类又分为

·磁卡

优点：成本较低；一人一卡（+密码），安全一般，可联微机，有开门记录

缺点：卡片，设备有磨损，寿命较短；卡片容易复制；不易双向控制。卡片信息容易因外界磁场丢失，使卡片无效。

射频卡

优点：卡片，设备无接触，开门方便安全；寿命长，理论数据至少十年；安全性高，可联微机，有开门记录；可以实现双向控制。卡片很难被复制。

缺点：成本较高

3、生物识别技术

生物识别：通过检验人员生物特征等方式来识别进出。有指纹型，虹膜型，面部识别型。

优点：从识别角度来说安全性极好；无须携带卡片

缺点：成本很高。识别率不高，对环境要求高，对使用者要求高，使用不方便。

视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。

4、视频监控设备的现状

数字监控录像系统通常分为两类：一类是基于PC机组合的计算机多媒体工作方式；另一类是嵌入式数字监控录像系统。

①计算机多媒体方式的数字监控录像系统

数字视频压缩编码技术日益成熟，计算机的普及化，为基于PC机的多媒体监控创造了条件。其优越性主要表现在：

a、PC机的多媒体监控主机综合了视频矩阵、图像分割器、录像机等的众多功能，使系统结构大为简化。

b、由于采用计算机网络技术，数字多媒体远程网络监控不受距离限制；

5、视频监控系统基本功能要求

（1）视频监控系统（cctv）应提供独立的网络数据库和独立的网络发布系统，支持通过基于TCP/IP的局域网，或者通过Internent从远程通过登录综合安防管理系统的Web页面对系统监控和管理；

（2）较强的扩容性，要求有足够的设计冗余；

（3）将强的兼容性，可兼容第三方产品；

（4）产品成熟，稳定性高，适应7×24小时工作；

智能楼宇可视对讲系统主要应用于楼宇内住户与外来访客之间提供双向通话，同时通过摄像头为住户显示访客的图像，为住户是否让访客进入做出判断。

（作者单位：浙江纳特智能网络工程有限公司）

智能楼宇配电自动监控系统设计 篇4

1 系统简介

所谓的楼宇配电自动化监控系统包含的范围相对较广, 而且设备数量和类型也相对较多。其中, 主要有低压开关柜等在内的一次设备, 保护继电器以及智能化的测量仪器仪表等二次设备以及监控设备、接口设备等等。监控系统的工作内容主要是对低压的配电系统以及相应的变压器和发电机组等实现自动监控, 这也是为了更好地实现楼宇内电力系统的自动化, 增强配电系统运行的可靠性。配电系统的运行可以做到节约能源资源, 同时能够为能源的消耗情况提供一定的理论依据, 增强管理的科学化水平。在系统运行的过程中, 为了保证其安全性, 采用广信作为总的连接线, 将多个仪器仪表进行连接, 形成网络状。另外, 还实现计算机的通信协议以及控制设备和仪表之间的连接。实现数字化的通信模式, 同时减少了电缆线的布线数量, 从某种程度上说, 降低了整体的工程造价。

2 系统结构

这种系统的全称是计算机综合自动化系统, 如果将其结构进行划分可以分成两个部分和四个基本层次, 主要是系统管理层, 配电室监控子系统。其中四个层次分别是监控层、通讯层、管控层和测控层四个方面。其中, 配电室是较为重要的空间, 因此在配电室中包含着各种类型的电控柜, 以及数据传输的光纤网络。另外, 在多个领域和环节中都采用了以太网的通讯模式, 这种方式可以有效地优化监控现场的布线布局, 同时也可以降低工程造价。这种系统结构最大的优点就是可以进行随意地调节和控制, 实现布局的合理性和完整性。

3 监控系统主要功能

3.1 进行数据通讯和采集。

实现数据的通讯和采集功能是监控系统最基本的功能之一, 主要是把监控设备的电气量和非电气量采集到主控单元的范围内, 有效地时间数据的采集和控制。可以提高监控的科学性和可靠性。

3.2 数据处理功能。

数据处理是一项较为重要且意义重大的工作, 而且包含的范围也相对较广。其中包括进行工程值的转换, 进行月线的处理以及信号的分析和检测。进行数据的处理工作, 主要是为了给相关的监控人员提供一定的借鉴和参考, 为其工作提高一定的依据, 进而提高其工作效率。

3.3 信息与报警功能。

在系统结构中可以进行多种不同功能的报警方式, 工作人员可以在设备出现故障或者是系统出现问题时, 通过对不同音响进行识别, 找到问题的所在。报警功能具有一定的灵活性, 可以人工对相应的因素进行控制, 包括报警的音响以及音响时间等等。这一功能主要是为了及时处理监控系统出现的故障, 提高其工作性能。

3.4 事故追忆功能。

所谓的事故追忆就是对已经发生的系统监控事故进行控制和处理, 进而将信号转换成具体的信息, 形成具体的文件。这样就方便工作人员对事故进行处理。

3.5 故障定位功能。

故障定位是每一个监控系统度应该具备的基本功能, 主要是为了方便工作人员对系统的故障点进行检修和维护, 提高检修工作的效率, 保证系统的稳定性。

3.6 数据库管理功能。

在系统运行的过程中, 就已经实现了对数据的管理, 形成了一定的数据库模式。工作人员可以谁是对数据进行查询和了解。而且, 系统可以自动形成数据的趋势曲线和数据表。以供工作人员参考。

4 空调监控系统的设计

4.1 新风机系统的监控。

新风的设计主要是为了保证室内空气的新鲜度, 提高室内空气的舒适度。但是, 新风也不是越多越好, 而是应该适度。因此, 需要通过调节开关量来对新风的机组进行调节。在新风通过通道之后要经过滤网, 主要是为了实现对新风的过滤, 然后对其继续拧加压, 待过滤之后才能进入室内。这一过程的时间虽短, 但是却经过了对新风的温度、湿度的处理。风机盘管也以分散式的模式来对回风进行处理, 其设备的构成和运行的模式都比新风机组简单很多。可见进行新风机组系统的监控主要是为了保证室内新风的质量, 提高舒适程度。

4.2 全空气空调机组的监控。

全空气空调机组通过室内空气循环的方式将盘管内的水的冷热量带入室内, 与新风机组不同, 全空气空调机组是对室内温湿度的调节, 同时补充适量新风。空调机组控制需要考虑房间的夏季温度以及新回风比, 从而达到节能控制和变化调节的目的, 在房间内设置多个温湿度传感器, 将监测点温湿度的平均值作为调节参考值。由于需要测量新风、回风的温湿度作为参考, 因此还需在空调机组的回风口安装回风温度、湿度传感器。

4.3 变风量末端监控。

由于不同房间对温度的需求不同, 所以需要通过末端风量的调节改变各个空调区域的能量, 满足不同房间的室内温度的要求。变风量末端根据室内实际温度与用户设定温度之间的差值确定该风口的送风量, 然后再根据实际送风量与确定的送风量差值对该末端风阀调节。因此需要在末端风口加装风速、温度传感器对温度与风速实时监测。在变风量末端系统中新风机组与全空气空调机组中的输出风量是根据不同用户对温度不同设定的, 因此节能效果比较好。

结语

总之, 进行智能楼宇配电自动化监控系统的设计符合未来建筑工程的施工特点, 同时也是满足人们对于室内环境要求的重要途径。该系统的运用不仅在一定的程度上降低了对资源和能源的损耗, 同时也大大提高了建筑企业的经济效益和社会效益。可见, 智能楼宇自动监控系统的设计需要相关的工作人员进行高度重视, 在保证工作效率的前提下, 减少工程的整体造价, 实现智能楼宇监控系统的长足发展。

摘要：所谓的智能楼宇就是结合了现代先进的技术手段, 融合建筑艺术的一种智能大厦, 这种智能楼宇的主要特点就是实现了自动化和智能化, 同时具有较高的管理水平。因此, 其配电自动监控系统也是功能较为全面的。这样不仅减少了工作人员的工作强度, 同时也提高了系统的利用率以及整个智能楼宇的稳定性。因此, 本文主要通过对智能楼宇配电自动监控系统的设计进行深入分析, 仅供参考。

关键词：智能楼宇,配电自动化,监控系统

参考文献

[1]姜姝.楼宇配电监控系统的软件设计[J].电工技术, 2007 (12) .

[2]庄学山.基于嵌入式Internet的楼宇配电远程监控系统[J].现代电子技术, 2007 (12) .

办公楼宇标识系统设计 篇5

现代标识、标牌导向系统是环境中静态的识别符号，是沟通人与人之间在日常生活交往中不可忽视的示范作用，作为执政为民的行政机关，还是服务于民的大中型企事业，写字楼、办公场地，醒目的标识分布牌系统，能准确为民提供便捷服务，树立了企业良好的形象，也为您的工作带来了高效。

办公楼宇标识系统按功能划分的产品目录

一、户外标牌

1、形象标识牌

2、建筑分布总平面图标识牌

3、交通标识牌

4、落地式分流标识牌

5、立地式带顶棚宣传栏

二、室内标识牌

1、楼层科室分布总索引牌

2、分楼层索引牌

3、建筑内部区域划分标识牌

4、建筑各楼层平面图标识牌

5、企事业名称标识牌

6、贴墙式宣传栏

7、楼层号牌

8、通道分流吊牌、灯箱

9、贴墙式指示牌

12、科室牌

13、桌面台牌

14、开水间、洗手间等功能标识牌

15、规章制度标识牌

16、温馨提示标语牌

17、公共安全标识牌等

办公楼中的形象标识牌主要用于展示企业形象、标示企业位置。设计简洁明快、用料时尚新颖的形象标识牌是企业形象实力的展示，也是企业文化的重要组成部分，因而在现代企业中应用的越来越广泛。

办公区域中的落地式分流标识牌主要放置于在大堂、广场或楼梯出口及岔路口等人员比较密集的场所，起着指示与导向的作用。在现在强调以人为本的社会，建筑作为流动的音乐，人文精神更是在其中得到淋漓尽致的体现。大型的落地式分流标识牌作为现代建筑的组成部分，其造型的设计、色彩的搭配及制作的工艺等均需仔细的斟酌，以使之与主体建筑及绿植相互辉映。办公楼中的楼层牌主要用于标识楼层楼号，以便行人知道自己所在的楼层。楼层 索引牌一般放置在大堂及电梯口处，用于标明各楼层房间的单位，清楚明晰的楼层索 引牌是现代建筑必不可少的组成部分。

办公楼中的科室牌用于标识房间的企业及部门名称，也是企业VI形象的组成部

分。科室牌一般由企业自行设计制作，个别大厦由物业单位统一进行规划制作。科

室牌的发展经历了木牌、铜牌、不锈钢牌等，型材科室牌是今后发展的主流方向。

办公楼中的功能标牌主要包括温馨提示标语牌、公共安全标识牌、开水间、洗手间指示牌、天气预报和日期提示标牌等。明快齐全的功能标识牌既能给人方便也提高了效率，已成为现代大厦管理中的必需品。

办公楼中除了形象标识牌、落地式分流牌、楼层及索引牌、科室牌、功能标牌等

五种常用的标识牌外，还包括宣传栏、楼层平面图标识牌、桌面台牌、迎宾牌等

楼宇监控安防系统设计 篇6

关键词：ZigBee；火灾监测；智能楼宇智能楼宇概念主要是通过将楼宇模仿人的智能机理而提出的，为了实现楼宇控制的智能化发展，必须不断引进各项全新的监测技术。采取新型的无线传感技术ZigBee，进行收集大量的数据作为充分的调控基础，从而实现安防管理和能源控制。能源控制任务主要在于进行管理楼宇的照明、空调等设备，安防系统主要是加强火警、盗窃类事件的报警处理。现阶段，有线与无线两种方式作为主要的数据传输手段，尤其是新型的zigBee作为一种先进的无线传感技术得到了广泛的应用，其应用优势在于能源消耗少、安装简单方便、维护快捷等。

一、ZigBee技术概述

ZigBee技术作为一种无线网络技术，主要用于中短距离无线系统的双向传输，2.14GHz、868MHz、915MHz等作为主要的工作频段。ZigBee技术可实现数据输出、控制命令输入等功能，满足传感器各种需求。基于AdHoC的路由协议，其主要特征在于数据速率低、功耗低、近距离等，可实现网络维护成本的最小化，实现网络的自我维护效果。

二、方案设计

（一）监测参数的选择。智能楼宇的智能化数据采集系统具有明显的多元化特征，本系统通过多点温度样值进行测量。智能化的大型楼宇，采取单监测点无法提供完整的信息。本研究通过基于无线传感网络的多点温度监测系统，从不同的角度进行采集数据，多结构安置传感器节点，才能全面监测所有的数据信息，综合判断所有的信息。

（二）系统架构。网络协调器、网络路由器和网络终端设备作为zighee中定义的三种设备，为了增强网络的简单性，延长节点的使用周期，必须科学调整传感器节点的数量与位置。本研究将星型拓扑应用于系统路由节点和终端节点之间，将网状拓扑应用于协调器和路由节点之间。

三、系统实现

（一）硬件实现。在系统开发过程中，采取H F-C C 2 4 3 0 z D K z ig Be e开发套件、D s l s B2 0 数字式温度传感器，进行采集温度数据，同时，通过c c2 43 0模组进行测量温度，将每个模组进行连接相应的温度采集传感器，利用路由节点将数据发至协调节点。

（二）软件实现。在实现软件设计中，网络协调器初始化信道时，产生不冲突的域网络标识符PANlD，且MAc层 会受到由网络层给定的网络管理试图发送的0x0 0 0 0作为地址。此系统采取阂值触发机制进行发送数据，温度大幅度下降，有效维持了较低的功耗，实现了整个系统无线通信的低消耗。

通过实现硬件与软件，可获取芯片内部的电压与测量到的温度数据，并传输到H F z-s m a r t RF0 4E B M的L c D屏移动终端，最终获取检测区域温度数据信息。

四、总体设计

（一）系统总体结构及各部分功能。楼宇的探测器节点、路由器、系统协调器、系统中心控制组成了本系统的重要组成部分，探测器节点主要是通过温度的变化，加强对火情的判断。结合实际的楼宇结构，将其设置于楼宇内不同的房间中。路由器在完成数据外传输的同时，还具备完成探测器节点的功能。协调器进行整理接收的信息后，通过有线方式结合系统中心控制器，进行传输数据。中心控制器可加强对楼宇内所有实时信息的检测。本系统中，ZigBee无线网络的主要构成部分包括探测器节点、路由器及协调器，各个部分直接通过无线方式进行传输信息。协调器通过串口通信方式，将获取的信息传输给系统中心控制器，并反馈于相关的工作人员，以实现良好的楼宇火灾监控功能。

（二）系统设备间的通信。本系统的各个探测器节点，利用路由器将区域的状态信息传输给调器，协调器经过汇总全部的节点信息，并传递向控制器，从而实现了楼宇的火灾监测能。在系统运作中，探测器、路由器、协调器及控制器之间实现有效的信息传输，实现各项监测功能。系统中各个节点进行信息传输时的功能主要体现如下：①节点登录。在建立ZigBee无线火灾监测网络过程中，首先是采取协调器进行组建网络，并安装在楼宇内部的探测器中，最终应用于该网络当中。在网络中置入探测器后，首先进行搜索附近的网络，将最短路径的路由器置入网络中。探测器将搜索信息发送给协调器，并进行保存基本信息，为节点的管理提供充分的依据。②汇报工作状态。工作状态信息可确保各个探测器节点的正常运行，正常连接各个协调器。在组成系统网络后，协调器进行接收该节点的状态信息，并进行保存此节点发送状态信息的次数，以增强查询的方便性。在相应的时间内，协调器会进行查询各个探测器节点的状态信息，在节点未向协调器发送状态信息的情况下，协调器将会主动要求该节点将状态信息发送给协调器。在发送请求信息的情况下，探测器节点未向协调器发送状态信息，则通过协调器会发现探测器节点发生故障，并显示相关的信息。③警情汇报。系统正常工作后，探测器节点将会收集相应的温度信息，并进行判断该范围内是否发生火情。在发现火情产生的情况下，探测器节点会在第一时间通过路由器接，向协调器发送相关的告警信息。协调器接收告警信息后，将进行更新探测器节点的状态信息，并向控制器传送该告警信息。控制器接收到告警信息后，将会显示MAC地址、地理信息等火情节点基本信息。此时，监控人员通过了解控制器显示的探测器节点信息，从而采取相应的火情处理方案。另外，控制器同时还会给发生火警的探

测器节点发送确认信息，探测器节点将会作出相应的动作，比如闪灯提示火情的位置，利用通过路由器及协调器向控制器传递确认消息，以实现良好的警情汇报功能。④节点联动控制。在系统运作过程中，探测器节点发现有火情产生，并反馈于控制器，将向系统内的节点发送控制信息，比如通过闪灯等操作，以改变火灾现场的节点的休眠状态。实际的操作如下：在出现火情后，控制器向节点发送控制信息，节点将退出休眠状态，实现节点的联动，直到

消防工作人员的到来。在解除警情后，控制器将会向节点发送相应的复位命令，节点将会解除最初的报警状态，并实现复位操作，从而进入稳定健康的工作状态。

结束语：随着社会经济的全球化发展趋势，智能楼宇概念的内涵和外延逐渐丰富化、多元化，不断为住户提供更加舒适安全的生活方式。ZigBee作为一种全新的通信技术，其应用可进行综合处理传感器数据，有效减少了数据传输流量，实现节点的低能消耗量，从根本上保障系统火灾报警精准率的提高。综上所述，通过将传感器作为终端的数据采集手段，采取zig

Bee无线传输技术作为媒介，进行设计温度监测系统，从而为智能楼宇高管理提供充分的技术支撑。

参考文献：

[1] 赵文静.基于ZigBee技术的智能楼宇监测系统的设计[D].杭州电子科技大学,2010.

[2] 朱科,吴荣庆,邱扬.基于ZigBee技术的智能楼宇火警监测系统的设计[J].科技传播,2012,17(13):203-204.

楼宇智能化综合安防监控系统探究 篇7

1智能化楼宇概述

智能化楼宇, 即为在全面应用现代化的计算机和通信工具的技术基础之上, 对建筑楼内的防盗、门禁、电力以及照明灯设备进行全面监控, 对各功能的功能进行全面落实。在建筑大厦当中, 防盗系统、电视监控系统和门禁系统需要实现全面组合, 才能对大厦的使用起到保护的作用, 有利于大厦内部的安全运行和大厦的外部结构的子系统之间的全部实现, 从而使得建筑成为智能化楼宇。

因此, 在智能化楼宇建筑当中, 安防监控系统有着相当重要的地位, 对大厦整体的安全、楼宇工作的全部过程进行控制报警和管理门禁系统。安防监控系统的工作原理就是利用各种各样的传感器, 来对楼宇内的各种情况进行监控管理, 从而保证大厦内的安防工作可以顺利进行。门禁的管理就是对大厦的出入人员进行严格管理, 对大厦内部的工作人员要进行身份信息的录入, 使得每一个人都具备与众不同的身份, 从而实现在系统当中对内部工作人员的出入监管。与此同时, 还要对大厦的外来人员进行记录, 并且对其所写到的随身物品进行检测, 以防危险品带入到大厦内部当中。

2智能楼宇安防监控系统的设计原则

在智能化楼宇的安防监控系统设计中, 是需要遵循一定的设计原则, 即为智能化、可操作性、网络化以及可升级型这几个设计原则。

智能化, 即为整个系统的设计是针对于智能化的楼宇的, 因此在进行设计的时候首先要设计的就是智能化, 集中体现在可以自己掌握编程的方式, 进行自行存储的方式, 来对资料进行采集和存储, 是一种具有相当可靠稳定的通讯设备, 并且还要能够进行对故障进行自我检测和解决问题。

可操作性, 即为在楼宇的智能化安防监控系统设计中, 要保证系统本身的可操作性能。因为每一个大厦的管理都具有不同的管理水平, 不一定都是非常专业的系统作者, 因此, 要将安防监控系统的设计进行简便化, 使得大厦的每一个管理人员都能进行熟练的操作和使用。

网络化, 即为利用网络技术来给智能化安防监控带来更加先进的东西, 网络在现代人的生活当中已经占据了相当重要的地位, 因此, 在进行只能智能化安防监控系统的设计的时候, 需要让智能化的安防监控系统随着时代的发展而不断前行。

可升级性, 即为智能化楼宇的安防监控系统需要根据现实的实际情况来进行不断升级, 如果需要人工进行升级的话也就意味着需要进行重新设计和组装, 在人力和财力方面耗损比较严重, 因此所设计的智能化安防监控系统需要依靠自身的智能化和网络的力量来进行自行升级。

3智能楼宇安防监控设计方案

在进行智能楼宇安防监控系统设计的时候, 需要将安防监控系统、防盗报警系统、巡更系统、出入口管理系统等相抵独立的系统进行有机结合, 在设备的配置方面形成分散控制和集中管理的原则, 以此来增加系统本身的可靠性。

3.1安防电视监控系统

在安防点是监控系统当中, 主要实现对人员出入、电梯、各个楼层通道、停车场、设备间等重要场所实现图像监控, 并且对其进行有效监视记录, 以供日后方便查阅。要在出入大厅进行监控点的设置, 以便能够对大厅的出入口进出人员情况进行监视, 并且还要保证整个大厅的无死角监控。在每部电梯以及电梯之间也要设置相应的监控点, 能够实现对电梯之间和电梯内部的情况进行相关监视。在各个楼层的通道内部也应该设置监控点, 以此能够保证对客房门口的通道进行有效监控, 并且在每层楼的楼道之间也要设置监控点, 确保安全通道的畅通无阻。在有停车场的大厦, 在停车场除了进出口的位置要进行监控点的设置之外, 还要在停车场内部进行监控点的设置, 确保可以对整个停车场内的车辆进行全面监控。另外, 为了安全方面的考虑, 在电气配电设备间、空调房以及泵房等重要的设备间也要进行监控点的设置, 以确保大厦设备可以进行正常运行。

在监控计算机或者电视上可以通过设置的各个监控点利用监控软件来进行图像信息的显示, 并且将这些信息即时通过视频输出到监控电视机上, 也可以实现从该计算机对可控制的云监视点的有效控制。

3.2报警系统

在重点防控的区域报警信号可以和安防的电视监控系统进行联系, 在一旦发生设备报警的情况下, 可以将报警的点位和编程当中设定的电子地图进行关联, 从而对报警以及各类事件进行相关记录。

3.3门禁系统

对于初入大厦的人员, 应该对其身份信息进行确保核实。记录和报警突发事件的发生在联网门禁点的基础上, 进行扩展, 实现人防和技防的双向结合。

4结语

综上所述, 随着我国经济的快速发展, 居民对自身的生命财产安全越来越重视, 因此在城市当中的社区居民中的安防监控工作就变得尤为重要。在现阶段的智能化楼宇中的安防监控系统当中, 经常会出现因为质量问题而导致安防监控系统不能进行正常运行的现象。所以, 在智能化发展还存在一定问题的时候, 安防监控系统在人们的生活当中的地位就变得越来越重要。智能化的安防监控设备咋促进现代化建筑的迅速发展的同时, 也使得现代化的建筑在使用程度方面变得越来越简单。

摘要：随着我国经济的快速发展, 建筑行业得到了迅速崛起的机会, 越来越趋向于智能化的发展方向。在现代化的楼宇设计当中, 智能系统得到了广泛应用, 尤其是公用建筑当中, 智能化的建筑系统发挥出了巨大的作用, 使得楼宇之间的应用更为简单方便, 安全性能更高, 为社区居民的生产和生活创造了一个安全合理的空间环境。本文首先对智能楼宇的概念进行了叙述, 而后对其安防监控的设计原则进行了分析, 最后对安防监控系统的组成进行了叙述。

关键词：楼宇智能化,综合安防,监控系统

参考文献

[1]张宇晖.楼宇智能化综合安防监控系统探究[J].科技风, 2014, 17:150-151.

[2]许宝晶, 王红红.智能楼宇安防监控系统[J].科技视界, 2013, 13:39-40.

智能楼宇消防监控系统的探讨 篇8

1 智能楼宇的计算机网络结构

计算机网络结构是实现楼宇智能化的前提条件, 也就是在设计消防监控系统前必须布设的工作。对智能楼宇的计算机网络进行总体设计和规划包括计算机网络系统的组成、拓扑结构、网络协议以及网络结构化布线。

1.1 网络结构组成

网络结构组成包括主干网、局域网和外界通信联网三个方面。首先, 主干网是负责计算机中心主机或者服务器与各个智能模块子系统的联网工作。这就要求其必须是一个高速网, 一般而言, 其传输速率要求达到100Mbps。同时, 主干网络的链路设计要有冗余度, 设备需要具有容错能力。目前, 主要构成高速主干网的技术包括FDDI、ATM、快速以太网以及其他快速以太网互联设备。本文中所涉及网络系统采取FDDI主干网。这是因为, 相比其他快速主干网, FDDI信号衰减小、抗干扰能力强、保密性好, 并且其DDI双环冗余结构保证了智能楼宇的主干网运行的可靠性, 同时DDI技术较为成熟, 价格也相对合理。其次, 根据实际情况的不同在各个楼层设置局域网。局域网的类型和具体的配置要根据实际应用情况来确定。考虑到火灾监控的时效性和干扰性, 这里采用Windows NT作为网络操作系统。这是因为其功能强大、可靠性高、开放性好以及便于管理的特性。最后, 与外界进行通信联网的方式主要有两个。其一是与某一外部的局域网相连接, 从而组成所谓的广域网。其二是直接与国际互联网相连接。考虑到智能楼宇的自治性特点, 如果采用第二种方式时要特别注意设置防火墙, 保障安全性。

1.2 网络架构

为了能够使得整座楼宇实现智能化安全联网, 本文采用FDDI光纤分布式网络, 同时在网络中配置一台主机和一台备用的服务器。主干网上安装FDDI汇总器与各个楼层的局域网相连接。同时, 楼宇的消防监控系统专门设计一个网段, 并在其出口设置防火墙, 从而保护消防监控系统的安全性。同时, 考虑到楼宇网络监控系统存在有资源共享、数据通信、计算机病毒以及网络管理等方面的不稳定性, 需要通过Windows NT的安全管理功能来实现楼宇监控系统的网络内部管理。

2 消防控制系统设计

本文涉及的消防控制系统主要包括监控终端、控制计算机、控制总线以及各功能子模块, 如图1所示。其中, 监控终端是指用户可以通过其对智能楼宇的消防系统进行巡视, 也就是用户即使全面了解智能楼宇中消防系统状况的媒介。通过控制计算机和控制总线, 就可以将监控终端与各个应用子模块实现互联。智能楼宇的消防监控子模块具体可以分为传感器探头、自动喷水系统、门禁系统、水源供应系统、视频监控系统、语音监控系统、防排烟系统、电梯迫降系统、应急照明系统、电力检测系统和生命监测系统。其中, 传感器探头是感知机构, 其用途就是能够随时发现火源, 根据监测物质的不同可以具体分为:烟雾探测器、温度探测器、火焰探测器和可燃气体探测器。自动喷水系统则是在传感器感知到“危急情况”之后由控制系统控制喷水终端进行灭火。门禁系统则包括防火门门禁和安全门门禁。即在出现火灾后, 对于楼宇中严格防止火、烟进入的地方应该立即自动关闭, 以防止火苗和浓烟窜入。而对于安全通道, 则应在出现火灾之后自动打开, 以供人员逃生。供应水源系统包括供应水源的监测和供应水调配两个方面。水源监测是在平时对水源的监测, 以避免出现灾情时缺水的情况出现, 而供应水调配, 则是根据具体的灾情对水源中的水进行合理调配, 从而及时有效灭火。视频监控系统则是将摄像头布置在各个楼层以便控制室对各个楼层信息的掌握。语音监控系统同视频监控系统类似, 通过设置语音终端以方便控制室的收听和发出指令。电力控制系统就是指设置配电终端。防排烟系统分为排烟和送风系统, 能够有效排除浓烟和补充氧气。电梯迫降系统则是指在发生火灾时, 为了保障电梯内乘客的人身安全, 同时也为了保证消防队员能正常使用消防电梯用于救火, 通过设置使电梯停止运行并迫降停于首层。生命探测系统则是最后的防范方案。在灾情发生以后, 能够有效的通过探测终端寻找生命痕迹, 以及时解救受灾人员。

通过消防系统的整体设计方案可以看出, 整个消防系统不是简单的独立系统, 事实上它是由多个子系统构成的复杂系统。那么, 如何才能根据多种探测器探测到的不同火灾情况, 智能的判断哪里为重灾区, 从而能够进行科学的调度, 采取最合理最科学的方式对火情进行处理。可以看出, 这里的关键问题在于如何判别火灾的灾情大小。为此, 本文提出通过模糊控制的方法进行判决。温度探测器等传感器通过模数转换将模拟信号转换为数字信号, 同时将接收到的信号传递至模糊PID控制器。模糊PID控制器将信号进行分析, 生成相应的数字信号, 再通过数模转换转换为模拟信号, 从而控制湿度探测器和消防水压探测器。与此同时, 根据房间分布信息、楼层信息以及水管分布信息来通过决策树制定出科学合理的消防火灾救灾方案, 从而及时的将救灾安排在一定的范围之内。

3 模糊控制算法设计分析

本文针对火情设计了模糊控制的算法, 这种算法是在比例、微分、积分的基础上引入模糊控制规则, 故也称为模糊PID算法。之所以使用PID控制, 是因为比例控制器反应的是输入量与输出量之间的线性关系, 积分控制则是反应在过去一段时间内的影响情况, 微分控制则是主要是反应未来的变化趋势。三者结合可以有效的控制智能楼宇中的消防自动控制问题。然而, 在单纯使用PID控制的过程中, 很容易出现震荡现象。产生震荡现象对于火灾的预警是非常不利的, 经常会出现虚警或者误报等情况。这在实际的智能楼宇中是无法容忍的。故而引入模糊控制理论的方法来对智能楼宇的消防自动化进行控制是非常有利的。通过模糊控制理论额引入能够有效提高PID控制器的控制性能, 促使被控制的对象更好的趋近控制目标, 并不产生震荡现象。

模糊控制是以人的控制经验作为控制的知识模型, 以模糊集合、模糊语言变量以及模糊推理作为模糊控制算法的数学工具, 并最终通过计算机来实现智能控制的方法。模糊控制系统的核心是模糊控制器。一般而言, 模糊控制器使用计算机程序或者硬件来实现模糊控制算法。模糊控制器的基本结构就是将精确值进行模糊化, 然后进行模糊规则推理, 进而进行反模糊化, 将模糊值转换为精确值。使用模糊PID进行消防监控系统的控制首先要建立模糊控制隶属度函数和和模糊控制规则表。图2所示即为模糊变量的隶属度函数。NB代表负大的意思, NM代表负中的意思, NS代表负小的意思, PS代表正小的意思, PM代表正中的意思, PB代表正大的意思。通过在实际情况设置模糊规则表, 从而有效的让PID控制器根据当前的误差值和变化速度值直接得到控制输出量。通过MATLAB软件中的Simulink方针环境能够对该模糊控制进行有效仿真。

在实际的工程应用中, 还可以根据实际的应用环境对模糊控制规则进行改进, 以适应具体的环境。

例如, 如果在控制中, 需要对智能消防系统提出更高的精度要求, 比如档案室或者财务室等重要地方, 就可以将消防系统的敏感度提高一个等级。这种情况下, 可以将模糊控制规则进行修改, 设置的更加严格, 从而更好的适应现实环境的需求特点。

4 结论

总而言之, 消防系统是现代智能楼宇非常重要的安防系统。只有有效的提高智能楼宇中消防系统的智能化和安全性, 才能够有效保障人们生命财产的安全。当前, 传统的监测智能楼宇中存在的灾情, 然后按照预设的规则启动消防措施的方法往往不能够科学合理的制定火灾控制方案, 也不能有效的保障智能楼宇中人员的生命和财产安全。

本文首先设计了智能化网络结构, 进而建立全面的消防监控系统设计方案, 并结合模糊PID控制理论, 提出设计的消防系统能够有效的响应并做出科学判决, 大大提高了智能楼宇的安全性和自动化程度, 具有一定的研究价值。

参考文献

[1]李保国, 王敬一, 王涛.智能楼宇防火监控系统浅析[J].工业建筑, 2008.

楼宇监控安防系统设计 篇9

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, 其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等, 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。

建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、 送排风、照明、电梯、安全防范等子系统。根据我国行业标准,BAS又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下, 这两个子系统宜一同纳入BAS考虑, 如将消防与安全防范子系统独立设置, 也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时, 能够按照约定实现操作权转移, 进行一体化的协调控制。

建筑设备自动化系统的基本功能可以归纳如下:

(1) 自动监视并控制各种机电设备的起、停, 显示或打印当前运转状态。

(2) 自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。

(3) 根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备, 使之始终运行于最佳状态。

(4) 监测并及时处理各种意外、突发事件。

(5)实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。

(6) 能源管理 : 水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。

2楼宇自控系统的监控方式

2.1空调系统

大楼空调区冷源选用2台直燃机冷水机组, 冷水机组均设置于地下一层制冷机房内, 群楼屋顶设置43组冷却塔, 冷冻水供、回水温度为5/12℃ , 冷却水供、回水温度为32/37℃。

1. 如果冷水机组带有以微处理器为核心的单元控制器, 则冷水机组不设监控点, 只由设备控制厂商提供与楼宇自控系统的通讯接口, 否则将采用干接点的控制方式, 控制冷水机组的启停, 并监测其运行状态、故障状态及手自动状态。

2. 一次泵根据负荷控制。通过冷冻水一次供水流量、 与冷冻水一次供水温度、回水温度的差值计算出所需要的冷量合, 以此确定一次泵与冷水机组的运行台数。

3. 冷却塔的控制: 根据冷却塔的出水温度与设定值之差, 控制冷却塔风机的启停, 以保证冷却水温度在冷水机组的允许范围之内。

4. 根据冷却水供水温度, 调节旁通阀的开度。当冷却水的供水温度较低时, 可以让一部分水不必再经过冷却塔冷却而直接回流至冷水机组。

5. 根据冷却塔的液位自动控制变频补水泵的运行。

6. 根据空调膨胀水箱的液位自动控制补水电磁阀的开启, 以保证膨胀水箱的水位维持在正常范围之内。

7. 冷水机组冷冻侧与冷却侧的阀门均采用电动蝶阀, 用于当该台冷水机组停止运行时切断水路,以防水流短路。

8. 接于冷却塔进水管的电动蝶阀, 用于当冷却塔停止运行时切断水路, 以防水流短路, 同时可以适当调整进入各冷却塔的水量, 使其分布均匀, 以保证各冷却塔都能达到最大出力。

9. 监测一次测供水流量、与供、回水温度差结合, 作为负荷计算。

10. 冷却塔进水水阀与系统连锁, 以保证冷却水系统运行中不同数量冷机运行时的设备匹配。

11. 注意在冷水机组关闭后, 至少要运行10 ~ 20分钟后才能陆续关闭水泵以及水阀, 以避免出现故障。

12. 所有循环水泵可实现设备的自动转换, 运行过程中设备故障, 备用设备可自动投运; 自动累计水泵运行时间, 自动排序水泵组进行设备轮运, 平均分配水泵组各泵运行时间, 合理进行设备运营; 监测循环泵启动运行时间, 进行时限保护控制, 当循环泵运行时间大于设定及设计时限, 自动启动备用泵。

13. 趋势记录: 机组的各动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动记录、储存、列表, 并可以作到定时打印, 以便管理人员的查询、管理和分析。

14. 设备的监测: 系统设备运行状态、故障、手/ 自动状态、水温、流量、压力等各监测参数超限或异常均自动发出声光报警, 并可以作到同步打印。

15. 所有预设程序均可按实际需要和要求, 在中央管理工作站上调整修改, 以满足用户的使用。

2.2送、排风机系统

楼宇自控系统对整个大厦内的送风机、排风机、双速排风排烟机进行自动控制。加压风机、火灾补风机、 排烟风机由消防控制, 不纳入楼宇自控系统。排风排烟机一般为低速排风、高速排烟, 正常情况下, 由楼宇自控系统控制风机的低速启停, 当发生火灾时, 由消防系统强制将风机自动转为高速运转。

1. 启停控制: 风机根据预先设定的时间程序自动启/ 停风机, 每台机组都有每周工作天数的设定, 每天4-8条工作时间通道设定, 并另有特殊工作日及节假日的时间设定。

2. 风机每次开机前先行检查机组的状态, 符合要求按时序开机, 如有异常则发出报警。开机后检测风机的运行状态、故障状态, 如异常发出报警信息。

3. 运行时间的累计: 风机运行状态符合要求, 开始累计风机运行时间, 每满1小时将自动记录, 累加的时间自动显示在风机组的动态画面上。

4. 趋势记录: 风机的各动态运行参数可自动记录、 储存、列表, 并可以作到定时打印, 以便管理人员的查询、管理和分析。

5. 风机的监测: 监测风机的状态、故障状态、各监测参数超限或异常均自动发出声光报警, 并可以同步打印。

6. 所有预设程序均可按实际需要和要求, 在中央管理工作站上调整修改, 以满足用户的使用。

2.3给排水系统

地下1层共设有集水坑26个。

1. 运行时间的累计: 水泵运行状态符合要求, 开始累计水泵运行时间, 每满1小时将自动记录累加的时间自动显示在水泵的动态画面上。

2. 趋势记录: 水泵的各动态运行参数可自动记录、储存、列表, 并定时打印, 以便管理人员的查询、管理和分析。

3. 给排水系统的监测: 监测各水泵的运行状态、故障、手/ 自动状态。同时监测水箱的液位。各监测参数超限或异常均自动发出声光报警, 并同步打印。

4. 所有预设程序均可按实际需要和要求, 在中央管理工作站上调整修改, 以满足用户的使用。

2.4电梯系统

电梯系统:A区12部, 电梯。B区10部电梯。电梯以监测为主。电梯系统的主要监视范围:

1、电梯运行状态显示 ;

2、电梯故障报警 ;

3、电梯上行状态 ;

4、电梯下行状态 ;

2.5照明系统

照明智能化已经成为当今建筑发展的主流技术, 但是长期以来, 智能照明在国内一直受到忽视, 绝大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式。部分智能大厦采用楼宇自控(BA) 系统来监控照明, 实现简单的区域照明和定时开关功能。

每层2路控制。根据照度开启1路或2路。定时开关照明, 来节约用电。

3节能分析

针对智能建筑不同的室内外环境和设备使用情况, 我们的控制策略基于舒适性和节能的双重考虑, 不仅实现对大厦内的各种机电设备的控制, 并依据它们之间内在的联系, 实现对整个系统的连锁控制。另外, 如果楼宇自动控制系统能够通过通讯接口的方式从水、电计量系统取得设备的能耗统计数据并进行各种分析与处理, 就能够优化系统的控制参数、制定维护计划, 使大厦机电设备在稳定工作的基础上, 最大限度的节省能源, 降低大厦后期运行和维护成本。

3.1提高室内温湿度控制精度

室内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的相关性。 据美国国家标准局统计资料表明, 如果在夏季将设定值温度下调1℃ , 将增加9% 的能耗, 如果在冬季将设定值温度上调1℃ , 将增加12% 的能耗。因此将室内温湿度控制在设定值精度范围内是空调节能的有效措施。欧美等国对室内温湿度控制精度要求为: 温度为 ±1.5℃ , 湿度为 ±5% 的变化范围。如果技术成熟可以试着依据热负荷补偿曲线来设置浮动的设定点, 这样可以更加有效的自动调整室内温度设定值, 使其在大厦负荷允许的范围内尽可能的节省能量。

传统的建筑由于没有采用建筑设备自动化系统, 往往造成夏季室温过冷( 低于标准设定值) 或冬季室温过热( 高于标准设定值) 现象。这不但对人体的健康和舒适性来讲都是不适宜的, 同时也浪费了能源。采用了楼宇自动控制系统的智能建筑, 不仅可以按照设定自动调节室内温湿度外, 还可以根据室外温湿度的和季节变化情况, 改变室内温度的设定, 使的更加满足人们的需要, 充分发挥空调设备的功能。空调系统温度控制精度越高, 不但舒适性越好, 同时节能效果也越明显。据实际数据计算, 节能效果在15% 以上。

3.2新风量控制

根据卫生要求, 建筑物内每人都必须保证有一定的新风量。但新风量取得过多, 势必将增加新风耗能量。 在设计工况( 夏季室外温26℃ , 相对温度60%, 冬季室温22℃ , 相对湿度55%) 下, 处理一公斤室外新风量需冷量6.5k Wh, 热量12.7k Wh, 故在满足室内卫生要求的前提下, 减少新风量, 有显着的节能效果。

根据大厦内人员的变动规律, 采用统计学的方法, 建立新风风阀控制模型, 以相应的时间而确定运行程序进行过程控制新风风阀, 以达到对新风风量的控制。

使用新风和回风比来调整、影响被控温度并不是调节新风阀的主要依据, 调节温度主要由表冷阀完成, 如果风阀的调节也基于温度, 那么在控制上, 两个设备同时受一个参数的影响并且都同时努力使参数趋于稳定, 结果就是系统产生自激, 不会或很难达到稳定, 所以可以放大新风调节温度的死区值, 使风阀为粗调, 水阀为精调。

空调系统中的新风占送风量的百分比不应低于10%。不论每人占房间体积多少, 新风量按大于等于30m3/h. 人采用。

为了防止外界环境空气渗入房间,保持房间洁净度, 保持房间正压在5~10Pa即可满足要求, 但是如果风压过大将会影响系统运行的经济性, 所以在洁净度要求较高的房间内安装压力传感器( 主要测静压)。

3.3空调设备的最佳启停控制

对于智能建筑内那些在夜里不需要开空调的区域或房间, 为了保证工作开始时环境的舒适, 就需要提前对其进行预冷或预热。另外, 室内温度是惯性很大的被控对象, 提前关闭空调也可以保证室内温度在一定的时间内变化不大, 楼宇自动控制系统通过对空调设备的最佳启停时间的计算和控制,可以在保证环境舒适的前提下, 缩短不必要的空调启停宽容时间, 达到节能的目的; 同时在预冷或预热时, 关闭新风风阀, 不仅可以减少设备容量, 而且可以减少获取新风而带来冷却或加热的能量消耗。对于小功率的风机或者带软启动的风机可以考虑风机间歇式的控制方法, 如果使用得当, 一般每一个小时风机只运行40~50分钟, 节能效果比较明显。空调设备采用节能运行算法后, 运行时间更趋合理。数据记录表明, 每台空调机一天24小时中实际供能工作的累计时间仅仅2小时左右。

3.4空调水系统平衡与变流量控制

空调系统的节能算法是智能大厦节能的核心, 通过科学合理的节能控制算法, 不但可以达到温湿度环境的自动控制, 同时可以达到相当可观的节能效果。

通过对空调系统最远端和最近端的空调机在不同功能状态和不同的运行状态下的流量和控制效果测量参数分析可知空调系统具有强烈的动态特点, 运行状态中自控系统按照热交换的实际需要动态的调节着各空调机的电磁阀, 控制流量进行相应的变化, 因此总的供回水流量值也在始终处于不断变化之中, 为了影响这种变化, 供回水压差必须随之有所调整以求得新的平衡。从这一点出发,在硬件一定的条件下流量的监控是节能的关键, 因此流量必须随动调节, 并通过实验数据建立相应的变流量节能控制数学模型, 同时将空调供回水系统由开环系统变为闭环系统。

3.5克服暖通设计带来的设备容量冗余

目前我国绝大多数暖通系统, 为了保证能在最不利的环境情况下正常运行, 在设计时往往采用静态方法计算负荷, 而且还乘以较大的安全系数, 以至于在设备( 如制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、风机等) 选型方面往往偏大。暖通系统是一个典型的动态系统, 一年的中的负荷绝不是均匀分布的, 即使是一天的中的负荷也是随时间而变化的。不恰当的冗余将会造成能源的浪费, 而这种冗余是很难用人工监控的方式加以克服。如果严格根据国家《民用建筑采暖通风设计规范》中的规定, 以累年日平均气温稳定通过≤ 5℃的起止日之间的日期为采暖期的话, 那么北方地区的采暖期应该是每年的10月中下旬直到次年的4月中上旬, 有将近半年的久。由于智能建筑科学地运用楼宇自动化系统的节能控制模式和算法, 动态调整设备运行, 有效地克服由于暖通设计带来的设备容量和动力冗余而造成的能源浪费。据统计, 在供暖系统的调节中, 用48小时的日平均气温预报来确定锅炉房的供水、回水温度, 比凭经验供暖, 在确保室温不低于18℃的情况下, 可节省大约3%的能源。只是采纳了气温预报就可以节省3%~ 5%的能源, 如果大楼的供热部分能够自动检测室外温度和采集室内温度, 并且以其为供热负荷的重要依据, 那么仅此一项在供暖季节省的能量不低于5%。

3.6春季过渡模式、秋季过渡模式的划分

春季过渡模式的判断标准是两条, 其一是本地区的历史室外计算( 干球) 温度记录。其二是室外日平均气温是否达到10C℃。满足两个条件时系统进入春季过渡季节模式, 此时系统将根据时间表自动调节空调机组新风量的大小, 以保证室内的舒适度。

当室外最高温度超过26C℃时, 系统将采取秋季过渡季节的控制模式, 采用夜间吹扫的办法, 充分利用室外凉爽的空气净化房间并且把房间的余热带走。吹扫时间可以跟据气候的变化进行调整, 夜间扫风系统主要依据热负荷曲线, 而不是主要使用时间程序。

秋季过渡季节模式的判断标准其一为本地区的历史室外( 干球) 温度记录, 其二是室外日平均气温是否达到8C℃。满足两个条件时系统进入秋季过渡季节模式, 此时系统将根据运行的热湿负荷曲线以及时间表自动调节空调机组新风量的大小。但是如果室外最高温度低于15C℃时, 系统将采取春季过渡季节的控制模式, 取消夜间吹扫的办法。

春秋过渡季可以也由楼控管理人员来确定, 当运行人员认为现在季节已经不需要供冷、供热, 并且已经停止运行冷冻站、换热站, 在此状态下物业管理人员可以判定现在为过渡季。

过渡季会尽量采用新风, 当温度出现反复时, 由于系统没有制冷、制热的能力, 所以只保持最小新风量的供给。

3.7采用等效温度和区域控制法

人体对于温度的反映比较敏感, 但对于相对湿度的反映则要迟钝很多, 相对湿度在35%~ 65% 之间人体的反映比较迟钝, 但是超越65%以后或低于35% ,

人体对湿度的反映非常激烈, 冬季比较干燥, 因此需要加湿, 相对湿度在此时将会成为舒适度的主导因子。 所以先进的控制策略将在此项目中占有极为重要的地位。否则, 相同的投资, 同样的设备, 将会产生截然不同的控制效果。

在整个控制过程中, 不单一的采用温度作为控制指标, 而是采用舒适度为控制指标, 即使用等效温度为控制指标(T=25℃ ,φ = 50% )。除了采用等效温度作为控制指标, 还要采用区域控制的方法, 即人体对外界环境在一定区域内感觉都是比较舒适的, 所以没有必要将等效温度控制在一个点,而是将其控制在一定的范围内, 这样可以使系统更加容易稳定, 能够非常有效的节约能量, 仅此一项技术, 年节能就可以在普通策略的基础上再节省10%。

3.8延长设备的使用寿命

在建筑内配置楼宇自控系统之后, 设备的运行状态始终处于系统的监视之下, 楼宇自控系统可提供设备运行的完整记录, 同时可以定期打印出维护、保养的通知单, 这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养, 因此可以使设备的运行寿命加长, 也就是降低了建筑的运行费用。实现资源的节省。

3.9能源管理系统的应用

准确利用能源管理软件, 建立能源管理系统, 实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制。能源管理系统由各种计量仪表和软件程序组成, 安装于各种基本的空调设备( 如制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、风机等上的计量仪表不仅可以在系统运行时采集该设备的适时运行原始数据, 还可以协助中央控制器, 在系统软件控制下, 实现系统的节能运行。软件程序则是能源管理系统的中枢。

首先, 由各种计量仪表采集的设备运行原始数据, 通过数据传输通道传输到中央处理器, 利用软件程序对其进行分析整理, 从而建立系统高效低能运行数据库, 为以后的能源管理提供基本依据。

然后, 在空调系统的运行过程中, 各种计量仪表采集相应的运行数据传输给中央处理器, 通过软件程序的对比分析, 拟合出系统的运行曲线, 从而判断系统是否处于节能运行状况。若发现运行异常, 系统软件可根据采集的适时运行数据及所拟合的运行曲线, 自动确定故障部位、发出声光报警信号, 通知故障检测程序自动排障或指示设备管理人员人工排障。

此外, 能源管理软件还可自动存储或打印设备运行数据和运行曲线, 为后续的系统完善提供可靠资料。各种计量仪表也可通过显示屏直接显示运行数据, 提高管理人员的节能意识。

4结束语

本文在介绍智能建筑的基础上, 进一步探讨了楼宇自动化系统的构成, 并且对制冷站组态控制和空调机组控制方案进行细致地研究及节能分析, 包括中央空调冷水系统、空调冷却水系统、空调系统、新风系统、送、 排风机系统、车库诱导风机系统、给排水系统、电梯系统、 照明系统。

摘要：本文在介绍智能建筑的基础上,研究了其中的楼宇自动化系统构成,建立了各控制子系统的集成监控系统,在分析系统监控方式的基础上,进行了系统的节能分析。如果楼宇自动控制系统能够通过通讯接口的方式从水、电计量系统取得设备的能耗统计数据并进行各种分析与处理,就能够优化系统的控制参数、制定维护计划,使大厦机电设备在稳定工作的基础上,最大限度的节省能源,降低大厦后期运行和维护成本。

楼宇监控安防系统设计 篇10

关键词：楼宇智能化,监控系统,施工重点

随着我国科学技术的飞速发展, 计算机网络技术、通信技术和现代自动控制技术越来越多地被应用到现代化建筑的设计及建造中去, 从而加速了现代化进程, 改变了人们的生活方式, 尤其是近年来各种智能化系统的应用, 融信息化、自动化、安全化只能化于一体, 使人们的生活越来越便利。目前我国在智能化楼宇系统的建设中, 应用了不同种类及功能的智能监控系统, 然而在施工过程中需要顾及到众多子系统及与硬件设备之间的互连及互操作性问题, 这就需要抓住楼宇智能化监控系统的内容、结构以及整体设计特点从而明了施工重点, 高效率的完成规定的任务。

1 智能监控系统内容及结构

1.1 智能监控系统内容

其内容包括网络技术应用及控制技术应用。网络应用是实现楼宇智能系统的整体通讯功能的前提, 是能够连接计算机之间、计算机与其他终端设备之间的数据传输系统, 其能够达到实现资源共享的目的, 减少投入到系统中的资源及财力, 提升使用率而同时将资源供给多个网络用户, 使用户能够够同时从网络上获取信息, 彰显出其便利及高校的特点;计算机控制技术是楼宇智能化系统的较为关键的技术, 其原理是通过计算机内部软件分析、运算得知控制量, 并将其经过D/A转换器转换为模拟量, 然后传输到执行机构对被控参数进行调节, 从而达到控制的目的。

1.2 楼宇监控系统的结构

楼宇监控系统主要包括智能化电气设备监控系统及自动化电气设备监控系统, 主要由工水平、干线、管理区与设备之间以及各个子系统共同构建。其设计主要包括传输电缆、适配连接器、配线、硬件、电气保护工具、机器检测、信号、布线线缆、配线架及交换设备等。智能化电气设备监控系统能在设备运行及楼宇管理中表现出来, 主要由建筑施工及各监控系统共同构成, 主要管理楼宇间所有空间的服务及对节能的控制, 如照明系统、排水监控系统、空调节能系统、电梯系统、防盗系统、自行灭火系统, 以及消防电梯设计等多方面的管理系统;自动化电气设备监控系统是受计算机局域网控制的, 主要包括程控数字用户交换机、闭路电视及广播等多个系统。这两个系统使用了国际标准预布线进行消息的互通, 使不同终端设备的应用得以实现, 能够有效联合建筑物及建筑群之间的不同系统, 且其具有独立模块, 对整个系统的正常使用及维修与检修不构成影响。

2 楼宇监控系统的整体设计

2.1 CORBA系统方案的总体设计

互联网技术实施能够实现内外网络中多种信息的有效融合应用, 从而使楼宇内的相关业务操作实现自动化与智能化, 从而实现全面的更高层次的企业信息集成等, 故在总体设计时要以CORBA (公共对象请求代理体系结构) 为设计基础, 利用CORBA制定不同的系统服务项目, 将楼宇智能化系统划分为几个层次, 即操作系统、硬件及网络布局-中间层次-服务层次-应用层, 并根据电气监控与电能量管理的公共服务特点, 以构建出一个符和业务逻辑和要求的系统。在施工时, 要注重CORBA的整体设计, 制定方案, 以楼宇智能化监控系统为中心系统, 分支制定火灾预警系统、给排水监控子系统、空调系统、电子设备监控系统、供配电监控子系统及照明系统。

2.2 数据采集与监视控制系统 (SCADA) 的设计

要设计出SCADA的拓扑结构, 以实现楼宇各个用户之间的信息有效传输及资源共享。SCADA主要包括两个方面, 及数据采集及处理两个方面, 采集数据主要包括测量点及任务的配置以及驱动控制, 处理的内容包括省数据的转换、变量的控制、进行警报处理及传达数据等。SCADA能够根据的设备需求对不同的通信线路及通信协议等进行控制及数据采集, 对下子系统进行封闭, 但其通过其他协议及服务器向总系统COR-BA提供接口及访问。主要作用就是对楼宇的电气设备的运行实施全程、全方位的监控, 其数据传输采用的方式是远程通讯, 能够大范围开展工作, 远程通讯方式数据处理量相当的大, 为减轻系统的中心服务器的负荷则需要安装设置通信信号前处理设备, 在实际工作中应充分考虑到系统软件、硬件的多点监控能力以及整个系统的稳定性。

2.3 电能量管理子系统的设计

通过电能量管理对楼宇智能系统进行整体规划管理, 实现对监测负荷的优化管理, 提高负荷率, 有效实现节电控制。

3 楼宇监控系统施工阶段控制

3.1 施工前设计准备工作

设计师要根据楼宇监控系统的智能化及自动化等特点, 对设计目的加以明确, 以此选择原材料。并根据工程的实际情况, 考察施工地及周围环境, 对安装的设计安排进行复核审查, 要做好准备工作, 保证施工设计与施工准备的一致性, 确保楼宇只能系统设备与设计上制定的标准向符合, 要保证楼宇监控系统的施工走线合理, 要合理分配投入资产, 避免与其他管线之间发生冲突, 要确保现场的不同控制器设备位置安排的合理性及规范性, 并严格控制经济的投入量, 要保证施工的整体步骤与设计的一致性, 防止在施工过程中发生变化。并要加强对电系统接口的检查力度, 确保一切准备无误, 方可进行施工。

3.2 监视系统施工的验收工作

在施工前要做好材料及设备仪器的验收和工作, 严把质量关, 保证施工过程中不因材料及设备出现问题而导致工程的延误甚至发生事故造成不必要的损失, 这在整个系统的安装中是比较关键的环节。在进行验收工作时, 要严格按照工序及相关规范标准开展工作, 验收工作人员要提高自身责任感, 仔细检查施工单位安装的中央控制系统是否符合工程配置的总体目标。要加强整体结构的协调, 在施工前要提前对即将进行施工的位置进行全面细致的检查, 如施工位置的门和地面是否符合安装的要求, 是否妨碍施工等, 一经发现问题应及时采取措施进行整修, 以确保施工计划的正常实行。

3.3 施工质量的控制

在施工过程中有必要对施工过程进行监督管理, 要及时发现并纠正施工人员的不良施工行为, 发现施工过程中出现的问题, 并及时给予相应改正及改进措施, 确保整个监视系统能够正确及安全的安装, 整个施工过程有序且保证质量的进行。

3.4 施工人员的学习

在楼宇智能化系统的设计实施过程中, 需要施工人员不仅要具备较高的施工技术, 并且要对监控系统的知识有所了解, 这就需要施工人员在施工前要进行相关监控系统安装的理论知识的掌握, 并能够对设计图有所了解, 对施工目的加以明确。在施工前系统设计人员要向施工人员讲解相关设计图的知识, 加深施工人员对设计图的理解, 避免在施工过程中出现系统安装上的错误, 导致工期的延误或者系统安装质量上出现的问题。

4 结束语

智能建筑的特点就是利用建筑内的综合布线系统将与各种信息相关的楼宇设备相互连接起来, 并从中对这些建筑与设备进行整体协调, 从而构成舒适的信息化空间, 满足人们的对于现代社会信息化的需求。本文主要通过对楼宇监控系统的结构、功能及设计等多方面的探讨分析, 向人们阐释了监控系统在安装施工时的重点, 应该以总体设计方案为前提, 发现并解决影响施工进程及质量的因素, 加强施工整体控制, 是整个施工工程能够高效、有序的进行, 使智能化楼宇的建设更能满足人们日益增长的生活需求。

参考文献

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[4]王磊, 曾繁明.浅谈楼宇自动化专业人才的培养[J].正德学院学报.2011, 6 (15) :14-15.

楼宇监控安防系统设计 篇11

数字技术和以IP技术为核心的网络技术的发展, 改变了包括视频监控系统在内的各种IT系统的架构, 使原本封闭的监控系统逐渐转向开放和标准化, 并从之前的模拟监控系统向数字监控、IP网络监控发展。随着数字视频技术、网络技术的不断发展, 用户对IP视频监控系统提出了越来越高的要求, 如高清画面显示、智能分析、基于事件的录像快速检索、精确定位等。

本文将依托忡恺总部大厦IP视频监控系统实际工程案例, 介绍其系统构成及设备配置情况, 并针对IP视频监控系统的主要业务功能, 详细描述其各自对应的业务流的走向、所涉及设备、流量类型特征等信息, 评估其对网络的影响和要求。

2 系统构成及设备配置

视频监控系统前端采用模拟摄像机配合编码器或IP摄像机的模式, 通过统一承载网络连接到安保控制中心。安保控制中心配置管理服务器、集中存储设备、监控工作站等设备, 实现视频信号的管理和存储;配置视频解码器和电视墙实现视频图像的显示。

系统网络拓扑结构如图1所示。视频监控系统由视频管理服务器VM、数据管理服务器DM、流媒体服务器MS、摄像机/编码器组EC (或IP摄像机) 、存储设备IP-SAN、Web客户端等组成。摄像机、编码器配置如表1所示。

3 系统业务及数据流量类型

视频监控系统中主要存在八类业务数据流:实时图像存储、实时图像显示、实时图像调用、历史图像调用、报警图像存储、前端设备 (球型机) 控制、管理服务器对前端设备 (编码器或IP摄像机) 的配置、管理服务器对后台设备 (存储、流媒体服务器) 的配置。

(1) 实时图像存储

百万像素摄像机的码流按照10Mbps估算, 其他摄像机无论是采用MPEG-4还是H.264都暂定采用D1 (720×576) 的分辨率, 码流估算为2Mbps, 数据存储时间要求为30天 (每天24小时) 。如此忡恺总部大厦IP视频监控系统实时图像存储的带宽需求如表2所示。

视频监控系统的实时图像存储可通过网络将视频信号存储到DAS、NAS、IP-SAN和FC-SAN存储设备中。忡恺总部大厦IP视频监控系统根据自身情况, 考虑采用NAS或者IP-SAN设备。

实时图像存储无实时需求, 但对数据完整性要求较高。其编码方式决定了其原始流量不平滑, 有较大的突发。

(2) 实时图像显示

电视墙上显示的图像数量通常按照所有摄像机数量的十分之一进行配置 (百万像素摄像机单独配置, 不包括在内) 。忡恺总部大厦IP视频监控系统实时图像显示的带宽需求如表3所示。

实时图像显示业务通过网络将经过编码器编码的实时图像上传至解码器, 由解码器解压后上传至监视器;其实时性要求高, 对数据完整性要求相对低些, 可以容忍偶尔丢帧。其编码方式决定了其原始流量不平滑, 有较大的突发。

(3) 实时图像调用

实时图像调用业务主要服务于分控室的监控和突发事件下相关领导的指挥工作, 其需求在不同项目中会有很大变化。忡恺总部大厦IP视频监控系统分控室有八台专用于显示D1 (720×576) 图像的客户端, 一个客户端最多可同时看八路D1图像;有两台专用于显示高清图像的监视器或客户端, 一个客户端最多可同时看一路高清图像。忡恺总部大厦IP视频监控系统实时图像调用的带宽需求如表4所示。

实时图像调用的实时性要求较高, 对数据完整性要求相对较低, 可以容忍偶尔丢帧。其编码方式决定了其原始流量不平滑, 有较大的突发。

(4) 历史图像调用

历史图像调用主要用于事发后的取证, 每个标清客户端同时只访问四路标清D1 (720×576) 历史图像, 每个高清客户端同时只能访问一路高清历史图像。忡恺总部大厦IP视频监控系统历史图像调用的带宽需求如表5所示。

历史图像调用无实时需求, 但对数据完整性要求高。其编码方式决定了其原始流量不平滑, 有较大的突发。

(5) 报警图像存储

报警图像存储需求在监控存储总需求中占的比例很小, 但却是最重要的, 且对实时性要求高。忡恺总部大厦IP视频监控系统报警图像存储业务已包含在实时图像存储业务中, 无需单独予以保障。

(6) 前端设备控制

前端设备控制是指对一体化球机、带云台的枪机的云台及镜头的控制。其信号通过RS485总线的方式传输, 对流量要求很小 (k B级) , 是事发控制数据, 但对实时性、可靠性要求高。忡恺总部大厦IP视频监控系统中只有八路一体化球机涉及前端设备控制。

(7) 管理服务器对前端设备 (编码器、IP摄像机) 、后台设备 (存储设备、解码器、流媒体服务器) 的配置

管理服务器对前端设备、后台设备的配置工作主要集中在设备调试和试运行阶段, 监控系统建设完成后, 这些配置基本不变, 因此, 本文不对这部分内容展开讨论。

4 系统数据流量分析

根据对忡恺总部大厦IP视频监控系统业务的分类和对系统各组件运行原理的分析, 可以将其系统流量分为五类。

(1) 实时存储图像业务产生的流量

实时存储图像业务需要将摄像机/编码器组EC产生的实时图像存储到IP-SAN, 由此产生以下流量:

①存储流

如图2所示, 存储流为单向流量, 方向为从EC到IP-SAN, 基于TCP及i SCSI协议 (即Internet SCSI, 是互联网工程任务小组IETF制订并于2003年2月正式发布的标准协议, 可以理解成“SCSI over TCP/IP”, 即网络上的SCSI;其本质是将SCSI命令压缩到TCP/IP包中, 从而使数据块在网络上传输。该技术将现有的SCSI接口与以太网络技术结合, 使服务器可与使用IP网络的储存装置互相交换资料) , 对延迟、抖动及丢包率敏感度较低。单路标清存储流带宽为2Mbps, 单路高清存储流带宽为10Mbps, 忡恺总部大厦IP视频监控系统共有344路标清和两路高清存储流, 所需带宽共计708Mbps。

②视频管理服务器VM与编码器EC之间的信令交互

VM与EC之间的交互信令交互是用以启动、维护及停止存储流的。该信令基于UDP及SIP协议 (即Session Initiation Protocol, 是一种应用层的信令控制协议, 用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。SIP的一个重要特点是它不定义要建立的会话的类型, 而只定义应该如何管理会话。与存在已久的国际电信联盟ITU用于呼叫而建立的SS7标准, 以及ITU H.323视频协议组合标准不同, SIP独立工作于底层网络传输协议和媒体。它规定一个或多个参与方的终端设备如何建立、修改和中断连接, 不论它们是语音、视频、数据还是基于Web的内容。SIP是IETF组织在1999年提出的, 其应用目标是基于Internet环境实现数据、音视频实时通信, 特别是通过Internet将视频通信这种应用大众化, 引入到千家万户。SIP协议相对于H.323而言更简单、更自由, 支持厂商使用相对较小的成本来构造满足应用的系统。例如, 仅仅使用微软基于SIP协议的MSN, 配合RTC就可以构造一个简单的, 基于Internet应用环境的视频通信环境) , 单路信令流量较小, 对延迟、抖动不敏感, 但对丢包率敏感。忡恺总部大厦IP视频监控系统中共涉及346个EC。

③视频管理服务器VM与数据管理服务器DM之间的信令交互

VM与DM之间的信令交互用于通过DM完成对IP-SAN存储空间的寻址、管理等工作。该信令基于TCP的私有协议、UDP及SIP协议, 流量小, 对延迟、抖动敏感度较低, 但对丢包率有要求。

④数据管理服务器DM与IP-SAN之间的信令交互

DM与IP-SAN之间的信令交互用于对IP-SAN存储空间寻址、管理等工作。该信令基于UDP的私有协议, 流量小, 对延迟、抖动敏感度较低, 但对丢包率有要求。

(2) 实时图像显示业务产生的流量

实时图像显示业务需要将摄像机/编码器组EC产生的实时图像传送到解码器DC/Web客户端, 由此产生以下流量:

①实况流

如图3所示, 由于忡恺总部大厦IP视频监控系统中存在MS设备, 实况流必须通过MS复制转发 (即使实况流只有一个接收者时也如此) 。而由于MS存在性能规格限制, 当入向流数目或总带宽达到MS性能规格上限 (入向流数目上限缺省为256路, 带宽上限为128Mbps) 时, 将无法新建实况流, 但可对已进入MS的实况流进行复制。

经MS转发的实况流如下:

◆EC向MS发送的单向实况流, 基于UDP及TS协议 (TS即Transport Stream, “传输流”;PS即Program Stream, 意为“节目流”。PS用来传输和保存一道节目的编码数据或其他数据, 组成单位是PES分组。TS用来传输和保存多道节目的编码数据或其他数据, 组成单位是节目。PS适用于不易发生错误的环境, 以及涉及到软件处理的应用, 典型应用如DVD光盘的文件存储。TS适用于易发生错误的环境, 典型应用就是数字电视信号的传输。MPEG2-PS主要应用于存储具有固定时长的节目, 如DVD电影。如果将DVD上VOB文件的前面一截剪掉就会导致整个文件无法解码。而MPEG-TS主要应用于实时传送的节目, 从其视频流的任一片段开始都可以独立解码) , 对延迟、抖动及丢包率敏感, 需重点保障;单路标清实况流带宽为2Mbps, 单路高清实况流带宽为10Mbps;

◆MS向DC/客户端发送的复制后的实况流, 基于UDP及TS协议, 对延迟、抖动及丢包率敏感, 需保障。流量特征与源实况流无差别。

当MS入向流达到54路标清、2路高清时, MS承受的入向带宽压力为:

此时MS的入口带宽 (128Mbps) 已全部被占满。忡恺总部大厦IP视频监控系统共有34个标清解码器、2个高清解码器、8台标清客户端, 2台高清客户端、故MS出向流共有34路标清DC流、64路标清客户端流、2路高清DC流和2路高清客户端流 (标清DC、标清客户端浏览内容部分重复, 高清DC、高清客户端浏览内容重复) , 出口带宽实际最大值为:

②视频管理服务器VM与编码器EC之间的信令交互

VM与EC之间的信令交互是用以启动、维护及停止实况流的。其信令基于UDP及SIP协议, 单路信令流量较小, 对延迟、抖动不敏感, 但对丢包率敏感。忡恺总部大厦IP视频监控系统中共涉及346个EC。

③视频管理服务器VM与解码器DC/Web客户端之间的信令交互

为建立起有效的实况流, VM与DC、客户端之间存在多种报文:

◆客户端登录VM, 请求实况流的交互报文, 基于TCP及HTTP协议, 对延迟、抖动及丢包率敏感度较低, 但信令流量突发较大;

◆DC/客户端建立、维护、拆除实况流的交互报文, 基于UDP及SIP协议, 对延迟、抖动及丢包率敏感度较低, 且流量小;

◆客户端定期向VM上报的保活报文, 基于TCP私有协议, 流量小, 对延迟、抖动敏感度较低, 但对丢包率有要求。

④视频管理服务器VM与流媒体服务器MS之间的信令交互

为使MS能正常转发实况流, VM与MS之间需进行信令交互。该信令基于UDP及SIP协议和TCP私有协议, 流量小, 对延迟、抖动敏感度较低, 但对丢包率较敏感。

(3) 历史图像调用业务产生的流量

历史图像调用业务需要将IP-SAN存储的历史图像调到数据管理服务器DM, 由DM转换后在Web客户端上显示, 由此产生以下流量:

①回放流

如图4所示, 回放流是以IP-SAN为起点, 经过DM转换, 到客户端终结的视频流。回放流以DM为中心点, 分为前后两段。前后两段使用的协议不同, 分别列举如下:

◆从IP-SAN到DM的回放流基于TCP协议及i SCSI协议, 对抖动不敏感但对延迟和丢包敏感;标清回放流带宽为2Mbps, 高清回放流带宽10Mbps;

◆从DM到客户端的回放流基于UDP协议及TS协议, 对抖动、延迟和丢包敏感;标清回放流带宽为2Mbps, 高清回放流带宽10Mbps。

忡恺总部大厦IP视频监控系统中共有八台标清客户端和两台高清客户端, 标清客户端可同时访问四路标清回放流, 高清客户端只能访问一路高清回放流, 极端情况下对DM入口和出口造成的压力均为:

②视频管理服务器VM与Web客户端之间的信令交互

为建立回放流, VM与客户端之间存在多种报文:

◆客户端登录VM, 请求回放流的交互报文, 基于TCP协议及HTTP协议, 对延迟、抖动及丢包率敏感度较低, 但信令流量突发较大;

◆客户端建立、维护、拆除回放流的交互报文, 基于UDP协议及SIP协议, 对延迟、抖动及丢包率敏感度较低, 且流量小;

◆客户端定期向VM上报的保活报文, 基于TCP私有协议, 流量小, 对延迟、抖动敏感度较低, 但对丢包率有要求。

③视频管理服务器VM与数据管理服务器DM之间的信令交互

VM与DM之间的信令交互用于通过DM完成对IP-SAN存储空间的寻址、管理等工作。其信令基于TCP私有协议和UDP协议及SIP协议, 流量小, 对延迟、抖动敏感度较低, 但对丢包率有要求。

④数据管理服务器DM与IP-SAN之间的信令交互

DM与IP-SAN之间的信令交互用于对IP-SAN存储空间寻址、管理等工作。其信令基于UDP私有协议, 流量小, 对延迟、抖动敏感度较低, 但对丢包率有要求。

(4) 前端设备控制业务产生的流量

前端设备控制业务发生在Web客户端对摄像机云台进行姿态调整的时候, 产生的流量如下:

①视频管理服务器VM与Web客户端之间的信令交互

为完成Web客户端对摄像机云台的姿态调整, 客户端需登录VM进行认证并发送请求进行摄像机云台姿态调整的交互报文。其信令基于TCP协议及HTTP协议, 对抖动敏感度低, 但对延迟及丢包率较敏感, 且信令流量突发较大。

②视频管理服务器VM与编码器EC之间的信令交互

VM与EC之间的信令交互用于调整云台姿态, 其信令基于UDP协议及SIP协议, 单路信令流量较小, 对抖动不敏感, 但对延迟、丢包率较敏感。忡恺总部大厦IP视频监控系统中共涉及八个EC。

(5) 设备维护管理业务产生的流量

设备维护管理业务通常指管理服务器对前台、后台设备的保活轮询等操作, 主要产生如下流量:

①编码器EC主动上传视频管理服务器VM的保活报文, 基于UDP协议及SIP协议, 流量小, 对延迟、抖动不敏感, 但对丢包率有要求。

②数据管理服务器DM主动上送视频管理服务器VM的保活报文, 基于UDP协议及SIP协议, 流量小, 对延迟、抖动不敏感, 但对丢包率有要求。

③流媒体服务器MS主动上送视频管理服务器VM的保活报文, 基于UDP协议及SIP协议, 流量小, 对延迟、抖动不敏感, 但对丢包率有要求。

④解码器DC主动上送视频管理服务器VM的保活报文, 基于UDP协议及SIP协议, 流量小, 对延迟、抖动不敏感, 但对丢包率有要求。

⑤客户端主动上送视频管理服务器VM的保活报文, 基于TCP的私有协议 (端口号8800) , 流量小, 对延迟、抖动不敏感, 但对丢包率有要求。

5 业务流量总结及其对承载网络的要求

忡恺总部大厦IP视频监控系统共包含344路标清摄像机、2路高清摄像机, 24小时提供实时监控图像的存储业务;实时监控画面通过34个标清DC和2个高清DC上电视墙, 以轮切的方式显示;8台标清客户端及2台高清客户端既可实时调用实况监控画面, 也可查看历史画面。系统中存在的主要业务流量如表6所示。

(1) 存储流

存储流由摄像机主动生成, 用于监控图像的存储。标清摄像机产生D1分辨率的存储流, 共计344路, 每路存储流修正后的带宽为2.2Mbps。高清摄像机产生高清分辨率的存储流, 共计两路, 每路存储流修正后的带宽为11Mbps。存储流为单向流量, 方向为从EC到IP-SAN, 基于TCP协议及i SCSI协议, 对延迟、抖动及丢包率敏感度低, 所需带宽共计778.8Mbps。

(2) 实况流

实况流因响应DC和客户端的实时监控请求而产生。34个标清DC与八台标清客户端共产生98路D1分辨率标清实况流的需求, 每路标清实况流修正后的带宽为2.2Mbps。两个高清DC与两台高清客户端共产生四路高清实况流需求, 每路高清实况流修正后的带宽为11Mbps。实况流由EC经MS复制向DC/客户端发送, 基于UDP协议及TS协议, 对延迟、抖动及丢包率较敏感, 需重点保障, 从EC到MS的实际流量为140.8Mbps, 从MS到DC/客户端的实际流量为259.6Mbps。

(3) 回放流

回放流因响应客户端的历史图像调用请求而产生。标清回放流修正后的带宽为2.2Mbps, 高清回放流修正后的带宽为11Mbps。八台客户端每台同时访问四路标清回放流, 两台高清客户端每台访问一路高清回放流, 流量带宽共计92.4Mbps。