通信工程在智能化樓宇中的應(yīng)用

吳佳彥

江西省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 江西南昌 330002

1 樓宇自動(dòng)化基礎(chǔ)理論

智能建筑的主要組成部分之一就是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，在樓宇只能化解建設(shè)中，通過(guò)自動(dòng)化提高人們生活的便利性和舒適性。樓宇智能化系統(tǒng)主要包括使用的是傳感器，監(jiān)控設(shè)備，計(jì)算機(jī)和復(fù)雜的自動(dòng)監(jiān)控和建筑容量管理，空調(diào)，電梯，給排水，消防，防盜等硬件。在系統(tǒng)層面，它包括樓宇自動(dòng)化管理，門禁控制，身份證識(shí)別系統(tǒng)，防盜系統(tǒng)，消防系統(tǒng)和各種設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。在結(jié)構(gòu)層面，它包括信息系統(tǒng)系統(tǒng)，應(yīng)用信息系統(tǒng)，建筑設(shè)備控制系統(tǒng)，公共安全系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)房的工程設(shè)備。建筑物的自動(dòng)化與電氣自動(dòng)化密不可分，電氣自動(dòng)化是樓宇智能化控制系統(tǒng)最核心的部位。換一句話說(shuō)，智能化系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)是指在通過(guò)所述集成芯電自動(dòng)控制系統(tǒng)的建筑物的綜合布線的整合，以使得在建筑物中通信和辦公自動(dòng)化的電子設(shè)備的正常運(yùn)行。通過(guò)該多功能自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自控，同時(shí)加快工程建設(shè)向智能化，專業(yè)化和信息化的方向發(fā)展。另外隨著通信工程技術(shù)的廣泛應(yīng)用，控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)也向開(kāi)放性和物聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，而FieldControlSystem正是使用現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)BAS，同時(shí)加快了FCS向智能設(shè)備管理系統(tǒng)發(fā)展?，F(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，連接相同現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的不同產(chǎn)品并相互操作是FCS的主要特點(diǎn)，這樣做的主要目的就是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可以將不同的站點(diǎn)鏈接在一起，以保證樓宇智能化進(jìn)行多站點(diǎn)，多參數(shù)的信息傳輸活動(dòng)。

2 智能樓宇中的通信自動(dòng)化系統(tǒng)

2.1 傳感器技術(shù)

傳感器技術(shù)是智能樓宇中必不可少的一項(xiàng)技術(shù)，而傳感器其中非常重要的作用，其應(yīng)用原理就把能感受被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。信息獲取最主要的就是依靠傳感器，在使用過(guò)程中是樓宇智能化信息技術(shù)最重要的一項(xiàng)技術(shù)。人們對(duì)無(wú)線傳感器的研究始于20世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)傳感器的發(fā)展速度較慢，硬件處理能力較低。制約傳感器技術(shù)提升的原因主要有三點(diǎn)：第三，功率的損耗，無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)絕大部分被安置在野外，無(wú)法通過(guò)常規(guī)的電線進(jìn)行供電，因此其硬件的設(shè)計(jì)必須將節(jié)能作為重要目標(biāo)之一；第二，價(jià)格，無(wú)線傳感器需要大量組網(wǎng)進(jìn)行配合，以完成特定的功能。大量組網(wǎng)帶來(lái)的是較高的成本，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮硬件的價(jià)格；第三體積的大小，在選擇中，要堅(jiān)持方便攜帶，易于部署的原則。

雖然傳感器在應(yīng)用中還具有很多的局限性，但它還是被各個(gè)領(lǐng)域得到很大的認(rèn)可，傳感器是智能建筑應(yīng)用最重要的組件之一。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)基于無(wú)線傳感器，并對(duì)各種設(shè)備的集中監(jiān)控，控制和管理，例如溫度傳感器，紅外線傳感器，濕度傳感器等的應(yīng)用。所以在智能化及樓宇系統(tǒng)中，如果沒(méi)有傳感器接收數(shù)據(jù)信息，整個(gè)系統(tǒng)將無(wú)法控制。智能化樓宇系統(tǒng)是通過(guò)無(wú)線傳感器收集和監(jiān)控?cái)?shù)億個(gè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)處理，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估和分析，以實(shí)現(xiàn)建筑物的各種功能的自動(dòng)化控制。樓宇管理系統(tǒng)集成了智能，多功能，聯(lián)網(wǎng)的測(cè)量節(jié)點(diǎn)和執(zhí)行器，并通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)控制敏感節(jié)點(diǎn)和執(zhí)行器，然后在與通信系統(tǒng)交互以形成樓宇智能化網(wǎng)絡(luò)的整體控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)外界網(wǎng)與快貸網(wǎng)的連接。

2.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

無(wú)線連接，自組網(wǎng)，基站和用戶是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分。目前，用戶終端主要包括PDA，傳感器，手機(jī)等等，并且用戶可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸，;基站基礎(chǔ)設(shè)施是執(zhí)行用戶終端和公共基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合的設(shè)備，例如蜂窩塔（Cell Tower）和WiFi接入點(diǎn)（Access Point）。由于各種協(xié)議傳輸速率和基站的覆蓋范圍是不同的。該無(wú)線連接是客戶端和基站，用戶端基站之間的數(shù)據(jù)連接，通常的主要載體是光波和無(wú)線電波，控制多個(gè)傳輸?shù)木嚯x和速度。自由網(wǎng)絡(luò)不需要基站，是用戶端通過(guò)自組織的網(wǎng)絡(luò)形成的網(wǎng)絡(luò)，并最終由用戶端進(jìn)行分配和路由選擇。

無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)連接具有以下特點(diǎn)：第一，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度不穩(wěn)定，因?yàn)樾盘?hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)被其他電磁的干擾，而影響信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性；第二，非直接傳輸，在傳輸時(shí)發(fā)送者和接收者被影響，稱之為非視線傳輸，當(dāng)在傳輸被防干擾時(shí)，該無(wú)線信號(hào)有可能被其他阻礙而影響接收的效率，導(dǎo)致信息傳輸被大大減弱。第三，傳輸信號(hào)的干擾，在同一頻帶的無(wú)線信號(hào)互相干擾，比如2.4GHz的電磁和外部環(huán)境噪音，除了在日常生活中高壓電線產(chǎn)生干擾，還有微波爐也影響著數(shù)據(jù)信息的傳輸；第四，多路進(jìn)行傳輸，因?yàn)樽钃?，通過(guò)阻擋層的反射和折射信號(hào)，并且在時(shí)間相差不大到達(dá)接收端。

由于無(wú)線局域網(wǎng)的固有特性，它正被廣泛的應(yīng)用在樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)到無(wú)線技術(shù)的替換具有許多優(yōu)點(diǎn)，比如在實(shí)際應(yīng)用中，減少了大量的電線或電纜，同時(shí)還減少了工作人員的工作量，降低維護(hù)成本，增加了系統(tǒng)升級(jí)加的靈活性，特別是在一些電纜和電線布置環(huán)境惡劣的地區(qū)。例如，閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)通常位于相對(duì)偏遠(yuǎn)的位置，由于檢測(cè)位置的制約而增加了工作上的難度，在實(shí)際工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)布線難的問(wèn)題，如果使用無(wú)線局域網(wǎng)，圖像可以經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)被傳輸?shù)街骺刂普?，這樣不僅保證了樓智能化系統(tǒng)信息傳輸過(guò)程中的安全性，還提高了無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，樓宇智能化安全建設(shè)不僅是建設(shè)單位的責(zé)任，還是全社會(huì)所承擔(dān)的整體責(zé)任，在城市化建設(shè)加快的過(guò)程中，密度高，人員密集，空間封閉已經(jīng)成為樓宇智能化系統(tǒng)的特點(diǎn)。所以樓宇智能化系統(tǒng)在假設(shè)過(guò)程中，要加強(qiáng)通信技術(shù)的應(yīng)用，避免在人們使用中發(fā)生不安全問(wèn)題，進(jìn)而加快通信技術(shù)在樓宇智能系統(tǒng)的應(yīng)用。