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建筑智能化系统 
定 价：79 元 丛书名： 全国高等学校自动化专业系列教材
9 7 4 8 5 7 5 3 9 0 0 2 5 
本书全面而又系统地论述建筑智能化系统技术。全书共14章，内容包括信息传输网络基础原理、计算机网络、智能化建筑内电话网、控制信号网络、综合布线技术、建筑基本设备及其控制特性、建筑设备自动化技术、安全防范技术和消防与联动控制技术、智能建筑声频应用技术、智能建筑有线电视及视频应用技术、系统集成的平台和开发技术、智能建筑系统集成技术和建筑智能化项目管理方法等。
本书系统地介绍了建筑智能化领域的主要技术,包括通信网络技术、计算机技术、自动控制技术、消防与安全防范技术、声频与视频应用技术、综合布线和系统集成技术等。本书内容具有系统性、先进性和代表性，在产品与技术、方案与原理、局部与系统、纵向与横向、广度与深度、应用与研究等方面平衡准确、选材适当，将高等学校专业教材的理论性、系统性与科技文献的实践性、先进性很好地融合在一起。本书文笔流畅，逻辑性强，图表丰富，简明易懂，便于教和学。
第2版前言
《建筑智能化系统》自出版以来已被众多高校选作教材。从第1版问世至今已有近十个年头,建筑智能化技术日新月异,“智能楼宇/智能建筑”是当前的热门产业，因为楼宇智能化/建筑智能化技术已经成为绿色可持续发展的主要支撑技术。一大批新技术、新产品、新工艺应用在建筑智能化工程实践中,使人们对“建筑智能化”学科有了新的认识。随着物联网技术和云计算技术的成熟,物联网、云计算等新一代信息技术在智能建筑领域的应用越来越广泛。智能建筑向“绿色建筑”“智慧建筑”发展,是构建智慧城市的核心单元。为了尽可能将这些新的进展与成果纳入教材内容中，使得读者能够更好地学以致用，我们根据本学科发展的规律更新内容，同时吸收众多高校用户意见对第1版进行了修订，*终使得第2版与读者见面。 第2版修订工作的指导原则是：把握学科发展方向，努力造就精品教材。力求做到把新的认识融入教材中，体现学科发展的方向和行业发展的方向;站在全局的高度，从综合集成应用的视角来组织教材的内容;紧跟行业和市场发展动态，将新技术和新标准及时纳入教材;揭示建筑智能化工程的复杂性和技术内在的系统性关系;将编者丰富的教学经验结合到教材中，体现教材特色。编者根据上述原则进行修订编写工作。 本书的内容涉及多个学科领域，覆盖面非常广，要在一个学期的教学中全面地讲深学透是不太容易的，同时还要配合大量的综合性实验教学环节。因此，我们对选用本教材的教师提出一个建议，可以根据实际的教学条件和教学要求对教学内容进行取舍。本书提供配套的电子教案供大家参考。 本书第1章由章云编写，第3章由曾珞亚编写，第8章由宋亚男编写,第12章由谷刚编写,第2、4、5、6、7、9、10、11、13、14章由许锦标编写，全书由章云组织、修改和定稿。限于时间和水平，书中必有不妥之处，敬请读者指正。 广东工业大学校部和自动化学院在本书修订工作中给予了大力支持和帮助，鲍鸿、万频、谢胜利、罗小燕、王银河、陈玮、余荣、蔡述庭、杜玉晓、史育群、李学聪、唐雄民、王春茹为本书的出版提供了许多的帮助，在此一并致谢！ 编者2017年3月
第1章导论
本章导读 1.1建筑智能化的基本概念 1.1.1智能建筑的基本含义 1.1.2智能建筑的体系结构 1.1.3建筑智能化系统工程架构 1.1.4建筑信息模型（BIM）技术 1.2建筑智能化的实现技术 1.2.1综合布线技术 1.2.2信息传输技术 1.2.3接口与控制技术 1.2.4数据库与集成技术 1.2.5综合自动化与智能化技术 1.3建筑智能化的分类 1.3.1智能住宅小区 1.3.2智能校园 1.3.3智能医院 1.3.4智能体育馆 1.3.5智能博物馆 1.3.6智能宾馆酒店 1.3.7智能办公写字楼 1.4建筑智能化技术的发展 习题与思考题 第2章智能建筑信息传输网络基础原理 本章导读 2.1智能建筑网络功能及传输对象 2.1.1智能建筑网络的功能和分类 2.1.2智能建筑网络的传输对象与特征 2.2智能建筑网络传输介质 2.2.1信道与传输损耗 2.2.2双绞线 2.2.3同轴电缆 2.2.4光纤 2.2.5无线传输介质 2.2.6传输介质的选择 2.3通信网络技术 2.3.1公用电信网简介 2.3.2公用交换电话网 2.3.3数据通信网 习题与思考题 建筑智能化系统(第2版) 目录 第3章智能建筑内的计算机网络 本章导读 3.1智能建筑内的计算机局域网技术 3.1.1局域网标准 3.1.2以太网和快速以太网 3.1.3千兆以太网 3.1.4万兆以太网 3.1.5交换式局域网及三层交换技术 3.1.6无线局域网 3.2局域网扩展与网络互联 3.2.1局域网扩展 3.2.2局域网互联 3.2.3校园网、园区网设计 3.3宽带接入技术 3.3.1接入网和接入技术 3.3.2宽带接入技术 3.3.3铜线接入技术 3.3.4光纤接入网技术 3.3.5以太网接入 3.3.6无线接入 3.4建筑内的Intranet 3.4.1Internet网络技术 3.4.2Intranet网络技术 3.4.3Web服务器 3.4.4建立楼宇内的Intranet网 3.5网络的管理与安全运行 3.5.1网络管理 3.5.2网络管理新技术 3.5.3VLAN管理 3.5.4防火墙技术 习题与思考题 第4章智能建筑内的电话网 本章导读 4.1PABX通信网络 4.1.1PABX基本原理 4.1.2PABX的主要功能 4.1.3PABX的入网方式 4.1.4PABX的主要技术性能参数 4.1.5PABX网络设计要点和实例 4.2建筑内的VoIP系统 4.2.1VoIP原理和构架 4.2.2IP电话网关(中继网关) 4.2.3IP语音网关 4.2.4VoIP网络设计 4.3CTI系统 4.3.1CTI基本技术原理 4.3.2多通道电话数字录音系统 4.3.3IVR系统 4.3.4呼叫中心系统 习题与思考题 第5章智能建筑内控制信号网络 本章导读 5.1控制信号网络传输特征 5.1.1噪声和抗干扰 5.1.2模拟控制信号传输方式 5.1.3数字控制信号传输方式 5.2BACnet协议 5.2.1BACnet协议简介 5.2.2BACnet体系结构 5.2.3BACnet的物理层和数据链路层协议 5.2.4BACnet的网络层协议 5.2.5BACnet的应用层协议 5.2.6BIBB和标准BACnet设备 5.3现场总线 5.3.1现场总线基本概念 5.3.2LonWorks总线 5.3.3CAN总线 5.3.4Modbus总线 5.3.5EIB/KNX总线 5.3.6DALI协议 习题与思考题 第6章智能建筑的综合布线技术 本章导读 6.1概述 6.1.1综合布线系统的目的 6.1.2综合布线系统的特点与优势 6.1.3智能建筑对综合布线系统的设计需求 6.1.4综合布线系统的设计规范标准 6.2综合布线系统的组成 6.2.1综合布线系统产品的组成 6.2.2综合布线系统的结构 6.2.3屏蔽布线系统 6.2.4工业级布线系统 6.2.5管理
第3章智能建筑内的计算机网络
本章导读 智能建筑内的计算机网络是高速的数据通信网，可以实现数字设备之间的高速数据通信，也可以实现语音和视频信号的数字化传输，或者说，可以实现多媒体通信。它是智能建筑系统集成的平台,是信息传输网的核心。 智能建筑内的计算机网络技术是局域网，传输速率已达10Gbps,目前的技术可保证到端点的传输速率为1000Mbps，因此，智能建筑内的计算机网络是一个高速的IP网络。通过局域网上的网关/路由器就可以实现与互联网和各种广域计算机网的联接。 在一个智能建筑内实际上构建了多个局域网，每一个局域网完成一类通信服务，如控制专网、安防专网、涉密办公网、公用信息网等。这样做的原因是： 隔离带来了安全，降低了网络通信流量。局域网和局域网之间可以有目的地互联起来，使网络的安全性受到控制。计算机网络系统为管理与维护提供相应的网络管理系统，并提供高密度的网络端口，可满足用户容量分批增加的需求。 随着网络技术的飞速发展，从数据和信号的角度来看，目前的各种模拟传输业务均可能经过数字化后在计算机网络上传输。例如，VoIP可以支持传统的电话通信业务，IPTV可以支持有线电视业务。也就是说，将来只需要建一个高速IP网络，就能实现多种业务的传输。 本章主要介绍当前主流局域网技术以及局域网互联、宽带接入技术，然后介绍计算机网络平台及构建方案，*后对网络管理和安全进行简介。 本章的重点和难点是在所学的网络技术基础上进行智能建筑内的计算机网络方案设计和集成。 3.1智能建筑内的计算机局域网技术 在智能建筑内构建计算机网络主要是应用局域网以及局域网互联技术。局域网是一组由计算机和其他网络设备互联在一起而形成的系统，其覆盖区域限于建筑物内或建筑群内，允许网络内部的用户之间相互高速通信，并共享计算机的软硬件资源。局域网通常由网络接口卡、电缆(光缆)系统、交换机、服务器以及网络操作系统等部分组成。决定局域网特性的技术要素包括网络拓扑结构、传输介质类型、介质的访问控制以及安全管理等。当前的技术主流是以太网。 3.1.1局域网标准 1. 局域网体系结构 IEEE 802是局域网的技术标准。局域网在通信方面有自己的特点： *，其数据是以帧为单位传输的。第二，局域网内部一般不需中间转接，所以也不要求路由选择。因此，局域网的参考模型对应于OSI参考模型中的*低两层，如图3.1所示，实现了OSI模型*低两层的功能。其中，物理层用来建立物理连接，数据链路层把数据构成帧进行传输，并实现帧顺序控制、错误控制及流控制功能，使不可靠的链路变为可靠的链路。 图3.1IEEE 802局域网参考模型与OSI参考模型 (1) 物理层。负责在物理层实体间发送和接收位流，提供发送和接收信号的能力、对宽带的频道分配和对基带信号的调制等。 (2) 数据链路层。该层又细分为两个功能子层： 逻辑链控制(Logical Link Control，LLC)子层和介质访问控制(Media Access Control，MAC)子层。这种功能分解主要是为了使数据链功能中与硬件有关的部分和与硬件无关的部分分开。 MAC子层与物理层相邻，为物理层访问提供接口。MAC子层负责对介质的访问控制，为用户分配信道使用权，具有管理多个源和目的链路的功能。IEEE 802制定了几种介质访问控制方法，同一个LLC子层能与其中任一种访问方法接口，目前这些介质访问控制方法包括载波监听冲突检测多重访问(CSMA/CD)、令牌总线(token.bus)及令牌环(token.ring)等访问方法。 LLC子层在MAC子层的支持下向网络层提供服务。LLC子层与具体的传输介质无关，这种独立于介质的访问控制方法屏蔽了各种IEEE 802网络连接之间的差别，向网络层提供一个统一的格式和接口。LLC子层的功能包括数据帧的组装与拆卸、帧的收发、差错控制、数据流控制和发送顺序控制等，并为网络层提供两种类型的服务——面向连接服务和无连接服务。 2. IEEE 802标准 IEEE 802是一个标准系列，包含多个协议，其组成如图3.2所示。 图3.2IEEE 802协议栈 3.1.2以太网和快速以太网 1. 以太网 以太网(Ethernet)是当今*流行的局域网，采用CSMA/CD介质访问方式进行通信访问，网络的速率是10Mbps。虽然现在构建的局域网几乎已不再应用10Mbps以太网技术，但是考虑到与以前所建系统的兼容性，我们仍有必要了解10Mbps以太网技术10BASE.T。 10BASE.T以太网所采用的传输介质为3类、4类和5类UTP，其相关标准见表3.1。网络结构为以集线器(hub，现在采用交换机)为节点的星形拓扑结构。 表3.1以太网(IEEE 802.3)UTP介质标准 标准要求10BASE.T100BASE.TX100BASE.T4100BASE.T21000BASE.T 数据速率10Mbps100Mbps100Mbps100Mbps1000Mbps 介质要求3类100m 4类140m 5类150m5类100m 3类100m 4类100m 5类100m3类100m 4类100m 5类100m5类100m 使用电缆对数22424 插座接线模式1.2和3.61.2和3.6全部线对 1.2和3.6全部线对 10BASE.T要求每台计算机都有一块网络接口卡与一条从网卡到集线器的直接连接。图3.3表明了10BASE.T布线方案。尽管所有集线器都能容纳多台计算机，但集线器还是有许多种尺寸。一个典型的小型集线器有24个端口，每个提供一条连接。这样，一个集线器能在一个小组中连接所有计算机(如在一个部门中)。较大的集线器能容纳几百条连接。 图3.310BASE.T以太网 2. 100BASE.T快速型以太网 可以说，100BASE.T是双绞线以太网的100Mbps速率版,它的标准为IEEE 802.3u，它是现行IEEE 802.3标准的补充。有3个不同的100BASE.T物理层规范，其相关标准见表3.2,其中两个物理层规范支持长度为100m的无屏蔽双绞线，第三个规范支持单模或多模光缆。与10BASE.T和10BASE.F一样，100BASE.T要求有中央集线器的星形布线结构。 表3.2不同100Mbps快速以太网介质标准 标准要求100BASE.TX100BASE.T4100BASE.FX 距离/m1001002000 拓扑结构星形星形星形 介质5类 UTP或STP3/4/5类 UTP多模或单模光缆 要求线对数242 编码方法4B/5B8B/6T4B/5B 信号频率/MHz12525125 100BASE.T的MAC(介质访问方式)与10Mbps“经典”以太网MAC几乎完全一样，正如前面所述，IEEE 802.3 CSMA/CD MAC具有固有的可缩放性，即它可以以不同速度运行，并能与不同物理层连接。 100BASE.TX物理层支持快速以太网运行在5类2对UTP或1类STP上。100BASE.T4物理层支持快速以太网运行在3类、4类或5类的4对UTP上。100BASE.FX支持多模或单模光缆布线，这样快速以太网就能在2km的距离内传输信息。 100BASE.T4是为完全迎合庞大的3类音频级布线安装需要而设计的。100BASE.T4使用4对音频级或数据级无屏蔽3类、4类或5类电缆。由于信号频率只有25MHz，也可使用音频级3类线缆。100BASE.T4使用所有的4对无屏蔽双绞线，3对线用来同时传送数据，而第4对线用来作为冲突检测时的接收信道。与10BASE.T和100BASE.TX不同，它没有单独专用的发送和接收线，所以不可能进行全双工操作。 100BASE.T4为目前大量的10Mbps以太网向100Mbps快速以太网过渡提供了极大方便，大多数情况下只需要更换网卡和集线器，而不需要重铺电缆线。 3.1.3千兆以太网 1. 千兆以太网标准 千兆以太网是建立在以太网标准基础之上的技术，它与快速以太网和标准以太网完全兼容，并利用原以太网标准所规定的全部技术规范，其中包括CSMA/CD协议、帧格式、流量控制以及IEEE 802.3标准中所定义的管理对象等。为了实现高速传输，千兆以太网定义了千兆介质专用接口(GMII),从而将介质子层和物理层分开，使得当物理层的传输介质和编码方式变化时不会影响到介质子层。千兆以太网技术有两个标准——IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab。IEEE 802.3z为光纤和同轴电缆的全双工链路方案的标准，IEEE 802.3ab为非屏蔽双绞线的半双工链路标准。 2. 千兆以太网介质 千兆以太网可采用4类介质： 1000BASE.SX(短波长光纤)、1000BASE.LX(长波长光纤)、1000BASE.CX(短距离铜缆)、1000BASE.T(100m 4对6类UTP)，其介质标准如表3.3所示。 表3.3千兆以太网介质标准 标准要求1000BASE.SX1000BASE.LX1000BASE.CX1000BASE.T 介质多模光纤(62.5μm或50μm)多模光纤(62.5μm或50μm)单模光纤(9μm或10μm)150Ω STP5类UTP,4对 工作波长 /nm770~8601270~13551270~13550 距离/m220~550550500025100 其中,1000BASE.SX使用短波长（850nm）激光的多模光纤，1000BASE.LX使用长波长（1300nm）激光的单模和多模光纤。使用长波长和短波长的主要区别是传输距离和费用。不同波长传输时信号衰减程度不同。短波长传输衰减大，距离短，但节省费用； 长波长可传输更长的距离，但费用高。1000BASE.CX为150Ω平衡屏蔽的特殊电缆集合，线速为1.25Gbps，使用8B/10B编码方式。 3. 1000BASE.T 1000BASE.T是100BASE.T的自然扩展，与10BASE.T、100BASE.T完全兼容。1000BASE.T规定可以在5类4对平衡双绞线上传送数据,传输距离*远可达100m。1000BASE.T的重要性在于:可以直接在100BASE.TX快速以太网中通过升级交换机和网卡实现千兆到桌面，而不需要重铺电缆线。 1000BASE.T是专门为在5类双绞线上传送数据而设计的。1000BASE.T与100BASE.T采用相同的传送时钟频率(125MHz)，但是利用了一种更加复杂的信号传输和编/解码机制——PAM.5码，每个符号(5级脉冲幅度调制，取+2，+1，0，-1，-2之一)对应两位二进制信息(其中4级表示两位，一级用于前向纠错码)。1Gbps的传送速率可以等效地看作分布在4对双绞线上(4×125Mbps×2=1Gbps)。 4. 千兆以太网应用 千兆以太网的光纤连接方式解决了楼层干线的高速连接，1000BASE.T千兆以太网技术用来解决桌面之间的高速连接。 千兆以太网可用于高速服务器之间的连接、建筑物的高速主干网、内部交换机的高速链路以及高速工作组网络。 由于千兆以太网采用大家熟悉的技术，是一种从目前普遍采用的以太网技术平滑过渡到千兆以太网的技术，是10Mbps和100Mbps以太网技术的自然扩展，因此有很好的应用前景。图3.4所示是某高校图书馆计算机网络系统集成方案。 ……
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