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第1章 建筑智能化信息化技术基础知识1

1.1 智能建筑的定义、分类1

1.1.1 智能建筑的定义1

1.1.2 智能建筑的分类2

1.2 智能建筑组成和智能建筑的基本功能3

1.2.1 智能建筑组成3

1.2.2 智能建筑的基本功能5

1.3 建筑智能化系统的投资和使用年限6

1.4 智能楼宇的分级6

1.5 建筑智能化技术发展展望7

1.6 对建筑智能化系统的开放性认识8

思考题与习题15

第2章 建筑智能化技术中的楼宇自控系统16

2.1 楼宇自控系统的控制对象16

2.1.1 楼宇自控系统组成和监控对象16

2.1.2 楼宇自控系统的软件功能17

2.2 楼宇自控制系统设计方法与空调房间负荷及送风量确定17

2.2.1 楼宇自控制系统设计方法17

2.2.2 空调房间热、湿负荷与送风量的确定18

2.3 控制器22

2.3.1 比例积分微分控制环节22

2.3.2 直接数字控制器DDC24

2.4 楼宇自控系统常用传感器和执行机构33

2.4.1 传感器33

2.4.2 执行机构36

2.5 楼宇供配电系统的监控37

2.5.1 楼宇供配电系统的主要监控内容37

2.5.2 高低压供配电系统监控38

2.5.3 应急柴油发电机组与蓄电池组的监控39

2.6 给排水自动控制系统和通风设施39

2.6.1 供水方式和排水系统及自动控制39

2.6.2 给排水系统监控41

2.6.3 高位水箱供水系统监控42

2.6.4 水泵直接给水系统运行监控44

2.6.5 排水系统的自动控制45

2.6.6 水泵变频调速控制供水系统47

2.6.7 楼宇自控系统中的通风设施48

2.7 照明系统监控48

2.8 电梯系统监控49

2.8.1 电梯控制方式49

2.8.2 PLC在电梯控制系统中的应用50

2.9 监控中心52

2.10 建筑物自动化系统的线路铺设53

思考题与习题55

第3章 空调系统自动化控制57

3.1 空调系统组成57

3.2 空调系统分类及中央空调系统基本构成57

3.2.1 空调系统分类57

3.2.2 中央空调系统基本构成58

3.3 空调系统冷、热源自动控制60

3.3.1 制冷站自动控制60

3.3.2 热源系统及控制67

3.4 空调系统的自动控制70

3.4.1 新风机组自动控制71

3.4.2 空调系统的自动控制74

3.4.3 风机盘管控制78

3.5 变风量空调系统80

3.5.1 变风量空调系统简介80

3.5.2 VAV空调系统基本原理及分类81

3.5.3 VAV空调系统特点85

3.5.4 一个典型的变风量空调机组控制系统86

3.5.5 VAV系统运行状态及参量监控86

3.5.6 VAV系统运行与节能控制88

3.5.7 变风量空调系统的设计91

3.6 通风系统自动控制95

思考题与习题95

第4章 楼宇自控系统中的智能控制及仿真97

4.1 智能控制的基础理论97

4.1.1 楼宇智能控制中的智能控制方法97

4.1.2 楼宇智能控制中的神经网络控制方法98

4.1.3 模糊控制99

4.1.4 专家系统103

4.1.5 混沌系统与混沌控制算法105

4.2 制冷空调系统的智能控制仿真107

4.2.1 以舒适度为控制目标的空调系统的智能控制仿真107

4.2.2 以节能为主要目的制冷系统控制109

4.3 多变量系统的解藕控制110

4.3.1 解藕控制的基本思路110

4.3.2 使用前馈补偿器解藕111

4.3.3 输入变换与状态反馈相结合实现解藕112

4.3.4 离散系统的多变量解藕116

4.4 楼宇智能控制技术中部分应用举例117

4.4.1 基于人工神经网络的变风量空调控制系统117

4.4.2 神经网络非线性预测优化控制及仿真研究125

4.4.3 变风量空调系统机组侧的神经网络建模和解藕控制的仿真实验研究133

4.4.4 模糊控制在变风量空调中的应用137

思考题与习题141

第5章 智能建筑中的安防系统142

5.1 安防系统142

5.1.1 安防系统的构成和发展142

5.1.2 防盗入侵报警系统143

5.2 视频监控系统146

5.2.1 视频监控系统技术发展的几个阶段147

5.2.2 视频监控系统的发展展望151

5.3 网络视频监控系统及应用152

5.3.1 基于ADSL动态IP网络环境的视频监控系统152

5.3.2 一个通过ADSL宽带接入和局域网环境下进行远程视频监控的系统154

5.3.3 ADSL/CABLE视频监控系统155

5.3.4 直接使用网络摄像机的有线网络视频监控系统156

5.4 无线网络视频监控系统158

5.4.1 基于CDMA 1x环境的视频监控系统应用158

5.4.2 工作在ADSL＋CDMA 1x组态的无线网络远程视频监控系统159

5.4.3 采用ADSL＋802.11g组态的无线网络视频监控系统162

5.4.4 在双模式下工作的系统164

5.4.5 一种可用来直接搭建无线视频监控系统的无线红外网络摄像机164

5.4.6 无线网络与有线网络的配合覆盖中实现无线网络实时监控166

5.4.7 “移动场所无线网络实时监控系统”中涉及的数据安全问题167

5.5 安防系统各子系统介绍168

5.5.1 出入口控制系统168

5.5.2 电子巡更系统169

5.5.3 停车场管理系统和对讲系统170

5.5.4 周界防范报警子系统170

思考题与习题171

第6章 现代建筑中的火灾自动报警和消防联动控制系统172

6.1 火灾自动报警和消防联动控制系统172

6.1.1 火灾自动报警系统的发展172

6.1.2 火灾自动报警系统的使用场所173

6.1.3 火灾探测器的分类174

6.2 高层建筑的火灾防范175

6.3 火灾自动报警及消防联动控制系统的设计177

6.3.1 控制中心的组成、功能、特点178

6.3.2 防火门及防火卷帘门控制系统178

6.3.3 电梯控制系统179

6.3.4 探测回路179

6.3.5 消防广播系统和警报装置179

6.4 大空间建筑火灾探测与报警系统180

6.4.1 大空间建筑火灾探测与报警系统及存在问题180

6.4.2 大空间建筑火灾探测与报警中的一些新技术180

6.4.3 应用于大空间火情探测和扑救的远距离的强力喷水系统182

思考题与习题182

第7章 现代建筑中的综合布线和建筑智能化信息化的关系183

7.1 综合布线系统概述183

7.1.1 综合布线系统及组成183

7.1.2 综合布线、接入网和信息高速公路之间的关系185

7.2 综合布线系统中部分硬件和几个子系统187

7.2.1 部分信息插座、接头、线缆和光纤187

7.2.2 综合布线几个子系统191

7.2.3 设备间、通信间子系统设计195

7.2.4 建筑群子系统及设计197

7.2.5 布线系统中的信道链路检测198

7.3 综合布线中的光纤系统199

7.3.1 光纤系统如何传输数据199

7.3.2 光纤通信的特点200

7.4 综合布线系统应用实例图201

7.5 综合布线六类系统203

7.5.1 综合布线类别203

7.5.2 综合布线系统六类线的结构204

7.5.3 综合布线系统六类线的性能指标205

7.6 对综合布线系统的基本要求207

7.7 10G布线和六类布线的区别207

7.8 综合布线和楼宇自动化系统208

7.8.1 具有网络控制器的楼控系统208

7.8.2 管理网和控制网使用通透以太网的楼控系统209

思考题与习题210

第8章 现代建筑信息化技术中的通信与计算机网络系统212

8.1 接入网技术212

8.1.1 Internet的接入方式212

8.1.2 非对称数字用户线ADSL213

8.1.3 以太网接入方式（LAN接入方式）215

8.1.4 有线宽带网HFC（CableModem接入）216

8.1.5 DDN接入网技术217

8.1.6 FTTX接入网技术221

8.1.7 电力线接入网技术（PLC接入）224

8.2 建筑智能化技术中的现场总线与控制网网络技术225

8.2.1 CAN总线网络226

8.2.2 LonWorks总线技术229

8.2.3 EIB总线234

8.2.4 CEBus总线236

8.2.5 控制网络238

8.3 无线局域网系统240

8.3.1 无线局域网在智能建筑中的应用240

8.3.2 无线局域网的标准241

8.3.3 WAPI、Wi-Fi与WiMAX242

8.3.4 无线局域网的结构243

8.3.5 无线局域网的接入方式245

8.3.6 实现无线宽带接入的一个工程实例246

8.4 程控数字用户交换机系统248

8.4.1 程控数字用户交换机特点及分类248

8.4.2 程控交换机组成249

8.5 移动无线网络及通信系统251

8.5.1 移动通信系统251

8.5.2 GSM通信系统252

8.5.3 GPRS通信系统255

8.5.4 CDMA通信系统256

8.5.5 第三代移动通信系统257

8.6 卫星通信系统261

8.7 建筑物室内及高层建筑的移动无线网络覆盖263

思考题与习题265

第9章 办公自动化与信息化266

9.1 办公自动化介绍266

9.1.1 办公自动化266

9.1.2 办公自动化系统的分类和组成267

9.2 办公自动化的设备与信息处理技术267

9.2.1 办公自动化的设备268

9.2.2 办公自动化的信息处理技术268

9.3 办公自动化中的知识管理—管理信息系统269

9.3.1 知识管理—管理信息系统内容和构造管理信息系统的方法269

9.3.2 管理信息系统中有待改进的问题270

9.4 移动办公系统271

思考题与习题276

第10章 楼宇自控系统中的LonWorks技术及工程应用277

10.1 楼宇自动化中的计算机控制技术277

10.1.1 计算机控制系统控制过程277

10.1.2 计算机控制系统组成278

10.2 楼宇自动化中的现场总线技术279

10.2.1 分散控制系统280

10.2.2 现场总线控制系统及特点281

10.2.3 现场总线控制系统的特点282

10.2.4 楼宇自控系统的LonWorks现场总线283

10.3 LonWorks现场总线网络技术核心器件—神经元（Neuron）芯片285

10.3.1 Neuron芯片的结构特点286

10.3.2 处理器单元（CPU）288

10.3.3 存储器288

10.3.4 双向I/O端口引脚289

10.3.5 硬件定时器／计数器289

10.3.6 网络通信端口289

10.3.7 收发器292

10.3.8 时钟和睡眠/唤醒机制293

10.3.9 看门狗定时器和复位294

10.3.10 服务引脚294

10.4 LonWorks技术中的NeuronC语言295

10.4.1 NeuronC与ANSIC语言的区别295

10.4.2 when语句297

10.4.3 I/O对象和软件定时器299

10.5 网络变量（networkvariables）301

10.5.1 网络变量定义和赋初值301

10.5.2 网络变量数据类型和网络变量轮询303

10.5.3 网络变量事件303

10.5.4 显式报文（explicitmessage）304

10.5.5 应用实例304

10.6 Neuron芯片的I/O对象类别与应用编程306

10.6.1 直接I/O对象307

10.6.2 并行I/O对象309

10.6.3 串行I/O对象312

10.6.4 定时器/计数器I/O对象317

10.7 LonTalk网络通信协议321

10.7.1 物理信道321

10.7.2 编址和路由322

10.7.3 通信报文服务324

10.8 LonWorks网络的应用开发326

10.8.1 现场控制节点327

10.8.2 基于主处理器节点与LonWorks网络的接口327

10.8.3 基于节点的NodeBuilder开发工具329

10.8.4 应用开发过程331

10.9 LonWorks现场总线网络控制技术在楼宇自控系统中的应用332

10.9.1 基于LonWorks技术的住宅小区自动电能计费系统333

10.9.2 基于LON总线与RS-485的楼宇自动化系统334

思考题与习题337

第11章 基于BACnet协议的楼宇自控系统338

11.1 BACnet协议及系统338

11.1.1 BACnet协议概述338

11.1.2 BACnet的体系339

11.1.3 BACnet的对象、服务344

11.2 底层控制网络348

11.2.1 BACnet和LonWorks控制网络348

11.2.2 BACnet和Internet的互联350

11.2.3 BACnet系统设计353

11.2.4 LonWorks与BACnet比较354

11.3 一种基于BACnet协议的楼宇自控系统357

11.3.1 BACtalk系统结构358

11.3.2 BACtalk控制器361

11.3.3 BACtalk系统的主要特点362

11.3.4 Envision for BACtalk视窗操作软件363

11.3.5 Envision for BACtalk的编程环境364

11.3.6 BACtalk楼控系统设计工程例一—给排水控制系统设计366

11.3.7 BACtalk楼控系统设计工程例二—空调机组控制系统设计372

11.3.8 BACtalk楼控系统设计工程例三—变风量空调压力无关型末端控制系统376

思考题与习题381

第12章 使用通透以太网的楼宇自控系统382

12.1 以太网技术及发展382

12.2 全双工以太网和交换式以太网384

12.2.1 全双工以太网384

12.2.2 交换式以太网385

12.2.3 全双工交换式局域网387

12.3 高速以太网388

12.3.1 100Base-T网络388

12.3.2 千兆以太网389

12.3.3 万兆位以太网392

12.4 工业以太网394

12.4.1 工业以太网与实时以太网394

12.4.2 实时以太网协议标准396

12.4.3 EC61784-2中主要标准介绍397

12.5 以太网、工业以太网在智能型建筑中的应用400

12.5.1 建筑内部的以太网层次400

12.5.2 以太网技术应用于工控领域和楼宇自控系统中的优点401

12.5.3 对应用于工控和楼控领域中以太网的一些要求及解决办法402

12.5.4 在CSMA/CD机制下选择不同通讯协议提高实时性和确定性403

12.6 使用通透以太网的楼宇自控系统406

12.6.1 系统特点406

12.6.2 IQ3控制器及扩展模块410

12.6.3 963Supervisor System中央管理站控制图形化系统软件412

12.6.4 照明系统监控415

12.7 卓灵楼控系统的几个控制程序编写及分析416

12.7.1 IQ3控制器的控制程序编写416

12.7.2 将编制好的程序下载到DDC中去426

12.7.3 Trend ip-Tool的使用方法428

12.7.4 在线编辑模式429

思考题与习题430

第13章 建筑智能化技术中的系统集成432

13.1 楼宇自动化系统集成概述432

13.1.1 楼宇自控系统的系统集成432

13.1.2 网络系统集成和网络安全体系433

13.2 系统集成的特点和系统集成的基本思想434

13.2.1 系统集成的特点434

13.2.2 系统集成的基本思想434

13.2.3 楼宇自动化系统集成的步骤435

13.3 楼宇自控系统集成的技术模式435

13.4 BACnet体系下的系统集成438

13.4.1 BACnet体系在系统集成中具有优势438

13.4.2 BACnet系统集成方法438

13.5 智能楼宇现场总线控制系统集成技术441

13.6 智能楼宇系统集成工程应用例443

13.6.1 某标志性建筑的智能化系统集成工程443

13.6.2 某大厦建筑智能化管理系统中的系统集成例444

13.7 智能楼宇系统集成的部分问题探讨447

思考题与习题449

第14章 部分新技术在现代建筑中的应用450

14.1 下一代互联网（NGI）和IPv6技术450

14.1.1 下一代互联网技术450

14.1.2 关于NGI的支持业务451

14.1.3 下一代互联网技术在楼宇自控系统中的应用452

14.2 基于无线传感器网络的供热制冷监测及节能评价研究453

14.2.1 无线传感器网络453

14.2.2 无线传感器网络结构及实现形式的多样性454

14.2.3 实现对建筑环境制冷过程进行实时监测的简约型网络454

14.2.4 对制冷过程主要能耗计量数据处理与评价455

14.2.5 无线传感器网络环境中的一些技术问题455

14.3 蓝牙技术及其在智能建筑中的应用457

14.3.1 蓝牙技术457

14.3.2 蓝牙技术在智能建筑中的应用460

14.4 太阳能在现代建筑中的应用462

14.4.1 太阳能空调462

14.4.2 太阳能导光技术465

14.4.3 光电建筑一体化组件技术与应用例467

思考题与习题468

参考文献469