建筑智能化技术发展与融合

　　1. 前言

　　建筑智能化技术，或称建筑弱电技术，其实际应用又远远超出了建筑弱电领域的原有范畴。另一方面，传统的弱电技术，诸如火灾自动报警与联动控制技术、通信技术、电视电缆与卫星接收技术、扩声音响、建筑自动化系统技术、综合布线技术、系统集成技术;还有物联网、工业和军事领域的测量控制技术等，也不断潜移默化地融合于建筑弱电领域，极大丰富了建筑弱电领域的底蕴和内涵。

　　笔者从学科、技术门类与应用互相渗透和融合的广角阐述它们之间内在关联和联系，以淡化和降低应用领域的壁垒，提高建筑弱电技术整体应用水平。

　　建筑智能化系统

　　建筑智能化系统(Building intelligent systems,BIS),亦称建筑弱电系统。它是根据建筑物的使用功能、建设标准及安全管理的需要，综合运用电子信息技术、计算机网络技术、安全防范技术、自动控制技术等而构成的先进、可靠、经济、配套的建筑智能化系统体系，是智能建筑系统的一个主要系统。

　　建筑智能化系统，或称楼宇智能化系统，按建设部 设计、施工和物业管理行业习惯称为建筑弱电系统 。一个比较完善的建筑弱电工程拥有20个以上的建筑智能化子系统。

　　按目前已有建筑功能布局为前提原则，按各业态分模块原 则。常规弱电子系统如下：

　　综合布线系统

　　计算机网络系统

　　程控交换机系统

　　卫星及有线电视系统

　　无线网络覆盖

　　信息发布系统

　　多媒体会议系统

　　视频监控系统

　　停车管理系统及车辆引导系统

　　一卡通管理系统(含门禁出入管理系 统，人员考勤管理系统，梯控管理系统等)

　　电子巡更系统

　　楼宇对讲系统

　　公共广播系统

　　智能灯光控制系统(含公共区 域照明场景控制)

　　机房工程

　　综合管线(包括电气配管,电气配线,电缆桥架,配电箱):综合管路系统是智能建筑中各个弱电系统缆线敷设和设备安装的必要设施，是各个弱电系统设备联结和集成 的桥梁。

　　除了常规弱电外，还有各业态所需的智能化子系统，如 酒店智能化管理系统、访客对讲系统、酒店客房控制系统 (电气节能控制、灯光、空调、窗帘等)，医院信息管理系统，物业信息管理系统， 智能家居系统等。

　　国际上通常定义建筑设 备自动化系统(BA)包括消防自动化系统(FA)与安防自动化系统(SA)，这样内涵简单概括，通俗易懂，且利于全面理解“智能建筑”定义的内涵。尽管对于智能建筑的定义与分类众说纷纭，但一切属于特定建筑物 中的公共设施的自动化与控制部分都属于楼宇自动化的概念基本一致。因此，建筑设备自动化系统功能上应包括建筑物管理子系统(空调、冷热源、电力及照明、给排水、电梯、 消防、安保子系统、能源管理子系统)。通过中央监控系统，智能防火系统可使建筑 物配电、照明、灯光、音响与广播，电梯与装置实现联动控制，还进一步与整个建筑物的通信、办公和保安系统联网，实现建筑物的综合自动化。

　　智能防火系统作为楼宇自控系统的一部分，在智能建筑中既可与保安系统，其它 建筑的智能防火系统联网通信，并向上级管理系统报警和传递信息，为城市消防调度指挥系统、城市防火管理系统与城市综合信息管理网络的联网运行提供火灾及楼宇消防系统状 况的有效信息，并与城市其他管理中心共享数据和信息。

　　消防自动化系统纳入建筑设备自动化系统之中的广度与深度国内外差异很大。一 般而言，国内智能建筑中消防自动化系统大多呈独立状态，自成体系，并未纳入BAS中。这种自成体系的消防系统与楼宇、保安等系统相互独立，互联性差，当发生全局事件时，不 会形成其他系统配合联动和集中解决事件的功能。第二种国内智能建筑中消防自动化系统也呈独立状态，自成体系，但已具备与楼宇自控系统联网的功能。这种类型情况比较复杂 ，大多为进口产品系统及少数国产系统，其中确已实现与楼宇自控系统联网功能。

　　火灾报警控制器实现数据通信标准化是火灾自动报警系统与智能建筑数据共享和有机联系的基础。智能建筑火警信息 数据共享可改变火灾自动报警系统自成封闭体系现状，促进相应技术和产品发展，实现 楼宇集中管理系统直接采集火灾参数、监测火灾状况和联动控制消防设备。

　　由于建筑智能化技术是正在发展中的新兴技术领域，因此上述专业的划分只具有相对的意义。实际上，上述各项专业技术本身 ，都涉及诸多不同的自然科学和技术门类，它们之间又互相渗透，专业的界面会变得越来越不明显，同一技术同时应用于不同专业的情况，也会越来越多。

　　3.建筑 智能化系统整合和集成

　　在经济技术领域，所谓“产品”，就是企业制造的任何制品或制品的组合;所谓“系统”，就是指依 据某种目的，由具有一定功能，又互相联系着的各种部件、设备组成的整体。建筑智能化系统是由上述各子系统、相应的软件以及它们组合或集成的系统。换言之，为了进一步发挥系统的作用，必须实现上述各子系统的联动协调控制和系统集成，而系统集成则是联 动的先决条件。实现功能集成，可以更充分发挥系统的潜在能力，进一步提高系统的安全性、完善性。

　　早先通过各种网关技术整合，而后通过中国自主创新iopeNet技术(中国自主创新技术) ，可整合几种不同相对独立的子系统，实现城市楼宇综合管理。

　　为了应对 复杂的物理安防需要及业务需求，出现了物理安防信息管理(Physical Security Information Management,PSIM)技术。这项技术的目标是通过集成多个物理安防子系 统，建立这些子系统数据的相互联系，为物理安防提供一个广泛全面的视角，使各个 安防子系统产生的数据标准化，能够对不同的数据点进行统一分析，从简单的数据收集发展到相 互关联和报告能力，并可据此采取行动。

　　4.建筑 智能化系统融合

　　融合，几种不同的事物合成一体。融合的前奏是彼此 之间的互相渗透，你中有我，我中有你，不分彼此，浑然一体。融合后，它们失去了原有的个性，形成新的共性。

　　建筑智能化系统中，既有产品、单个部件，又有各子系统之间，还有大系统 的融合，层出不穷，不胜枚举，主要如下：

　　后端显示设备，仅是视频会议、视频监控系统的配套产品、单个部件，它也融合多种技术。如数字芯王牌Full HD显示单元产品WP- DEP 1080P高清系列投影单元，新一代LED光源DLP数字拼接墙产品，内置图像处理器、智能系统控制技术不必赘述，除了主体技术外，将液体冷却技术引入其中，这是一项辅助技术，动态液体循环冷却系统 使LED光源快速、有效的散热，免维护、无须定期补充冷凝液。原本液体冷却技术用于精密机械和传动领域，这一融合，既使LED光源温度恒定，有效保证整屏色彩的长期一致性，又解决了投影单元工作环境温度和适应性。

　　红外热成像技术主要应用于油田、电力、国防、边防等高端或者范围较广、要求 隐蔽、远距离完全无光等特殊环境。该技术现在开始融入监控系统 ，红外热成像摄像机作为前端设备，不仅弥补了传统视频监控系统之不足 ，而且提升了安防系统 的自动识别、自动报警等相关自动化程度，具有广阔的市场前景，尤 其是热成像网络监控系统，代表了现就简述消防自动化系统与安 防自动化系统之间的融合。红外热成像监控的发展趋势。

　　嵌入式面部识别摄像机，将生物识别技术类的脸部识别技术采用嵌入式融 入监控系统的前端设备，则构成面部识别 监控系统，具有海量数据面部检索、黑白名单联动报警等功能。国产“中控科技”ZKCP系列产品已问世。

　　智能视频监控主要涉及三项关键技术，一是网络技术，即通过IP网络传输视频; 二是计算机视觉技术，理解视频中的内容;三是智能分析视频中的关键信息。后者技术难度大，融入视频 人体行为分析与理解技术，当前的研究应用，更多集中要行为层面的设备和理解上。目前技术有时空分析方法、序列分析方法和层次化分析方法。当前RGB-D的传感器，具有更大的 视角、分辨率和更远的感知距离，可在日常生活中应用，附加在环境中的各种传感器辅助对复杂人体行为的理解与识别。实时的人体行为的分析与理解技术是构建具有实用性的智 能人体行为视频系统的关键技术。

　　传统视频监控和传统智能家居都是基于有线通信。近年来，无线通信技术发展很 快。无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由部署在监测区域内大量静止或移动的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络，以协作地感 知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。ZigBee技术是其中之一，ZigBee译为“紫蜂”，这一名称来源于蜜蜂的八 字舞，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。因此，它非常适合在安防视频监控系统和物联 网型智能家居系统的无线传感器网络中大量使用。

　　就消防自动化技术与安防自动化技术之间的融合，现举例如下：

　　光截面感烟火灾探测器;

　　能量型火焰探测器、图像型火焰探测器;

　　举例1 三波段红外火焰探测器