摘要：该文从智能建筑的设备自动化系统BAS、消防自动化系统FAS、安防自动化系统SAS、通信自动化系统CAS、办公自动化系统OAS的分类内容出发，详细论述了智能建筑的特征技术与发展方向。
关键词： 建筑智能化；5A系统；4C技术
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）20-4699-04
智能建筑5A系统即设备自动化系统（BAS） 、通讯自动化系统（CAS） 、办公自动化系统（OAS） 、消防自动化系统（FAS） 、安防自动化系统（SAS） ，通过Computer计算机、Control控制、Communication通信、CRT显示的4C技术实现系统一体化集成，智能大楼里的上述5A系统不是独立安装而是通过楼内结构化综合布线系统把它们连接起来；结构化综合布线系统的特征采用非屏蔽双绞线与光缆的混合布线，将一座大楼里原来独立的5A系统连接成综合完整的系统。这个布线系统的最大特点是设备增减、位置改变，都只需做简单的插拔而不必更动布线，使用起来十分灵活、方便，从而提高建筑智能化水平。
1 智能建筑的系统特征
1.1 BAS设备系统
建筑设备系统实际上是一套中央监控系统，通过对建筑物内的供电设备、冷热源供气设备、供排水设备等进行集中监控，达到在确保建筑内环境舒适、充分考虑能源节约和环境保护的条件下，使建筑内的各种设备运行状态达到最佳的目的。供电设备特征可分为一级负荷采用双电源供电、二级负荷采用双回路供电、三级负荷采用单回路供电；而应急照明电源是指当正常电源不再提供正常照明需要的最低亮度的状态，即正常照明电源电压降为额定电压60%以下时，转换到应急照明电源供电，保证人员疏散、保障安全或继续工作。
供排水设备分类恒压变频与变压变频，变频恒压供水设备以水泵出水端水压或用户用水流量为设定参数，通过微机自动控制变频器的输出频率从而调节水泵电机的转速，实现用户管网水压的闭环调节，使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率提高水泵转速加快；用水量减少时频率降低，水泵转速减慢；而变频变压供水设备在运行时通过变频调速器调整水泵转速而保持水压恒定，当管网实际水压低于预期值时，变频调速器会按顺序启动相应的水泵来保证水压恒定，当管网实际水压高于预期值时，变频调速器按相反顺序关掉相应的水泵电机。
冷热源供气设备主要由压缩机、蒸发器、冷凝器及制冷剂等组成见图1。
这里低压气态冷媒通过压缩机进入冷凝器放热成高压液体，放出的热能通过冷却水吸收后再送到室外的冷却塔上释放到大气中去，随后冷凝器中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时，因为压力的突变而气化进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化、吸收冷冻水中的热量使其达到较低温度。最后蒸发器中气化后的冷媒又变成了低压气体，重新进入压缩机如此循环往复[1]。
电梯运行控制通过将动力电能通过某种变频装置或直接向驱动装置供电，由驱动装置拖动曳引装置，曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动达到运输目的。
1.2 FAS消防系统
由火灾探测器、区域报警器和中央报警器组成；也可以根据工程的要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系统，即由自动报警、自动灭火、安全疏散、过程显示、消防管理等组成完整的消防控制系统。
火灾探测器是探测火灾的仪器，火灾探测器是系统的“感觉器官”，作用是监视环境中有没有火灾的发生。一旦有了火情，就将火灾的特征量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作向火灾报警控制器发送报警信号或使自动灭火系统启动，及时扑灭火灾。 区域报警器是接受一个探测防火区域内的各个探测器送来的火警信号，集中控制和发出警报的控制器。区域报警器能将所在楼层之探测器发出的信号转换为声光报警，并在屏幕上显示出火灾的房间号；同时还能监视若干楼层的集中报警器输出信号或控制自动灭火系统。 集中报警是将接收到的信号以声光方式显示出来，其屏幕上也具体显示出着火的具体位置，利用计算机自动记录下首次报警时间，同时可迅速发出指示和向消防队报警。此外也可以控制有关的灭火系统或将火灾信号传输给消防控制室。
防烟系统采用机械加压送风方式，防止烟气进入疏散通道的系统；排烟系统采用机械排烟方式，将烟气排至建筑物外的系统。机械防排烟系统，都是由送排风管道、管井、防火阀、门开关设备、送、排风机等设备组成，防烟系统设置形式楼梯间正压；机械排烟系统将烟气排出或稀释烟气的浓度。
1.3 SAS安防系统
安全防范系统以维护社会公共安全为目的，运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查系统等；或由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络。
闭路电视监控系统（CCTV）是安全技术防范体系中的重要组成部分，是先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过遥控摄像机及其辅助设备镜头、云台等直接观看被监视场所的一切情况，可把被监视场所的情况一目了然见图2。
同时电视监控系统还可以与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行，使其防范能力更加强大。闭路电视监控系统能提供某些重要区域近距离的观察、监视和控制。一般系统应设置电视摄像机，以实现全方位监控，系统主要设备应配置电视监视器、硬盘录像机和画面处理器等，使用户能调看任意一个画面和遥控操作任意一台有遥控功能摄像机的云台和变焦功能。
主动式红外线报警器，是报警器主动发出红外线，红外线碰到障碍物，就会反弹回来，被报警器的探头接收。当有会动的物体触犯了这根看不见的红线的时候，探头就会检测到有异常就会报警；而手机视频监控报警系统集成了手机监控与手机防盗报警两大系统，当有非法人员闯入禁区防区时，系统主机会第一时间给指定用户发送短信或email；用户收到电话短信时可用手机或者电脑查看监控区域的画面。
出入口控制系统利用自定义符识别或/和模式识别技术对出入口目标进行识别并控制出入口执行机构启闭，出入口控制系统主要由识读部分、传输部分、管理/控制部分和执行部分以及相应的系统软件组成。当读取装置确认了持有者的身份和权限后，使合法者能够顺畅的出入并有效的阻止非法者的请求。不同形式的锁定机构就构成了各种不同出入口控制系统或者说实现了出入控制技术的不同应用。
一卡通信息管理系统本质上是一套由卡片、器具和上位管理软件所构成的特殊信息管理系统，通过数据库的建立互信实现数据共享。其核心内容是利用卡片媒介，实现从业务数据的生成、采集、传输到汇总分析的信息资源管理的规范化和自动化。只读型的一卡通是运用卡上的ID号来实现身份认证并在后台进行数据交互，如磁条卡、条码卡、载有ID号的PVC卡、非接触式射频ID卡。读写型的一卡通运用范围比较广泛，卡片即作为身份认证ID，也可以写卡操作，读写型的卡片即IC卡分接触式和非接触式的，非接触式的是当今及以后的主流。
1.4 CAS通信系统
传输网是运载传递各类信息、信令；传输网为电话交换网、数据交换网等各类电信通信网构成。各种电信通信网都需要传输网来提供全程的传输电路，而采用TCP/IP协议的数据交换传输网内提供虚连接的传输电路[2]，其传输特征为TCP端口面向连接而IP包面向无连接；TCP端口是为TCP协议通信提供服务的端口，电脑与网络连接的应用都是通过TCP端口实现的，TCP 传输控制协议是面向连接的运输层通信协议。如IP数据包中有已封好的TCP数据包，那么IP将把它们向上传送到TCP层，TCP将包排序并进行错误检查同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，使未按照顺序收到的包可以被排序而损坏的包可以被重传。
移动通信系统中的四种接续过程为：手机主叫、手机被叫、位置更新、切换，在接续过程中使用的控制虚信道有 BCCH、SCH、FCCH、AGCH、PCH、RACH、SDCCH、SACCH、FACCH；1G移动通信采用FDMA频分多址，让无线蜂窝电话通讯信道独立传输语音通话服务，2G移动通信采用TDMA时分多址，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰，同时基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在予定的时隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合路信号中把发给它的信号区分并接收；3G移动通信采用CDMA码分多址，CDMA允许所有使用者同时使用全部频带且把其他使用者发出讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞问题。
1.5 OAS办公系统
采用现代化办公和计算机网络功能结合起来的新型的办公方式，凡是在传统的办公室中采用各种设备从事办公业务都属于办公自动化的领域；在行政机关中把办公自动化叫做电子政务，企事业单位就做办公自动化。OAS按应用层次自下而上分为事务层、管理层、决策层，通过实现办公自动化实现数字化办公，优化了现有的管理组织结构，调整管理体制，在提高效率的基础上，增加协同办公能力，强化决策的一致性，最后实现提高决策效能的目的。
1.6 SCS结构化布线
结构化布线系统SCS能够支持任何用户选择语音、图片、视频、文本、传感等多媒体信息的传输，支持UTP、光纤、STP、同轴电缆等各种传输载体，支持高速网络的应用，此传输线路能连接所有的数字设备并将它们与电话交换系统连接起来见图3。
结构化布线系统包括布置在建筑物内的所有电缆及各种配件，基本分类为CD、BD、FD、TO与TP，按照标准的连接方法来实现的网络布线系统，如转接设备、用户端设备接口以及与外部网络的接口。结构化布线系统是使用标准的组网器件，其特征与当前所连接的设备与位置无关。首先按建筑物的结构，将所有可能放置设备的位置都事先布线，然后再按实际所连接的设备情况，通过内部跳线调整装置，将所有设备连接起来。同一线路的接口可以连接不同的通信设备，例如电话、终端、传真，甚至可以是工作站或者主机。
2 IBMS智能大厦管理系统
IBMS（Intelligent Building Management System）智能大厦管理系统与通信网络系统、信息网络系统实现更高一层的建筑集成管理系统，系统的集成应当构筑在以综合布线系统为基础的以太网上支持TCP/IP标准通讯协议， IBMS 一体化建设集成一般由三部分组成：具有Web功能的集成化监视平台、监控服务器和协议转换网关【3】。它又是强大的开发平台建立相对固定又比较复杂的应用系统，可与资源计划系统ERP、CRP集成的应用系统完成管理控制一体化工作。
IBMS更多突出的是管理方面的功能，其管理功能发挥了显著的技术优势，把各种子系统集成为“有机”系统，其接口界面标准化、规范化，完成各子系统的信息交换和通讯协议转换，把各分离的设备功能集成到相互关联的系统上，对建筑物内的设备自动控制和管理并对用户提供信息和通信服务，用户可以在一体化的计算机操作平台上获得通信控制、文字处理、电子邮件、资料检索、科学计算、行情查询等服务。其对建筑物的所设备进行综合监控和协调，让建筑物的用户获得了经济舒适、高效安全的环境，使大厦功能产生质的飞跃。无论是位于企业局域网LAN的站点计算机，只要运行Internet Explore浏览器，输入Web服务器网址，再输入被授权的用户名和密码，进行登录和授权认证，即可浏览各种动态页面。在局域网LAN上建立视频服务器接受闭路电视信号并借助LAN或WAN网络，为监控站点计算机发送多媒体信息，视频画面与其他实时信息完全融合。服务器安装Windows XP操作系统，运行SQL Server，存放系统配置、记录事件。数据的查询、报表、备份、安全、维护功能均由数据库系统实现信息共享，为物业管理和其他MIS提供资源。
3 结束语
智能建筑指通过将建筑物的结构、设备、服务按用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供高效、舒适、便利的人性化建筑环境，智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。该文从智能建筑的设备自动化系统（BAS） 、通讯自动化系统（CAS） 、办公自动化系统（OAS） 、消防自动化系统（FAS） 、安防自动化系统（SAS） 的内容出发，论述了建筑智能的技术特征与发展方向。
参考文献：
[1] 李霞.建筑智能化系统应用与维护[M].北京：机械工业出版社，2006.
[2] 濮荣强，余红英，曹玉娜.通信技术人才培养共同体改革的实践研究[J].曲阜师范大学学报，2013，39（2）：126-128.
[3] 沈瑞珠，杨连武.物业智能化管理[M].上海：同济大学出版社，2004.