弱电智能化系统大模块化

摘要：本文在自身工作的施工与设计中总结和理解，并结合了其他行业先进思想。对智能化系统在设计与施工中做到整合资源与增强扩容性。使得项目在实施阶缩短工期，维护期维护工作简易。

关键字：多系统整合模块化；易维护；强大扩容性。

随着我国智能化业的高速发展。由于现代通信、数字信号处理、计算机和微电子等各种高新技术的迅猛发展。智能化各子系统可用整合模块的设计方法， 可以最大限度地继承与利用已有的硬件和资源， 从而降低项目建设期间资源的消耗， 节约成本，并缩短建设周期， 并且， 采用开放性的框架结构， 便于实现网络互连、信息互通和功能互操作。通信装备标准化设计的初衷是为了满足人们追求各子系统整合资源， 它的第一受益方是施工企业， 第二受益方是业主单位。

一、模块化建立基础步骤

1、建立模块体系

正确合理地划分特各子系统通讯方式， 既是建立通信模块体系和组合形成新装备的关键， 也是今后拟制大模块的关键。因此， 模块的划分、设计、研制、生产以及模块体系的建立， 是在建立对所有系统通讯装置及组成部分充分了解的基础上， 并对现役装备的改造和新装备的开发等进行综合分析和组合的基础上， 采用系统工程和标准化的原理及方法去处理。根据使用需求、系统整体的需求和预留扩容接口， 从系统上层向下按功能分解的方法， 将装备分解成不同等级的单元， 同时从底层单元向上进行模块需求分析， 按标准化原理对同类和相似装备进行对比、归类、简化、统一， 确定技术指标和质量要求， 然后进行设计、调试和生产， 从而建立起模块体系。

2、组合形成新装备

模块化设计应采用组合化设计方法， 充分利用通用模块、专用模块和零件进行重组成满足不同系统要求和用途的新装备。组合设计的关键在于总体方案设计， 这是一个多因素综合权衡的过程。

3、建立模块化体系传输基础

光纤顾名思义，一切以光纤为应用对象的设备，称作光纤设备。光纤设备一般包括：光纤配线箱、光纤连接器、光纤收发器、光纤放大器、光纤传感器等。

光纤分为多模与单模：多模光纤能够支持较长的传输距离，在10mb/s及100mb/s的以太网中，多模光纤最长可支持2000米的传输距离，而1Gb/S及千兆网中，多模光纤最高可支持550米的传输距离，在10Gp/s万兆网中，多模光纤OM3可到300米，OM4可达500米。单模光纤相比于多模光纤可支持更长传输距离，在100mb/s的以太网以至1Gb/s千兆网，单模光纤都可支持超过5000m的传输距离。

各系统都有涉及使用自身系统的光传输设备。

二、分析

智能化建筑的弱电系统主要由以下各系统组成：

（1） 通信网络系统

（2） 楼宇自动化系统

（3） 监控系统

（4） 公共安全防范系统

（5） 综合布线系统

首先我们要知道的上述各系统在模拟结构和数字结构中，都已经有基于光纤传输的主线路与传输设备。模块化设计是以现有光纤传输技术为基础， 在对各系统不同型号传输装备进行分析和分解的基础上， 划分并生产出一定制标准模块， 然后， 将这些模块作为分层接入节点设置，以构成满足各系统不同传输要求的装备。

1、通信网络系统

在智能化项目中一般建设办公信息网络与设备通讯网络。设备网为数字结构的弱电系统的模块化的基础。

网络一般结构组成。

1）核心交换机

2）接入交换机

网络是各系统中最早具有光传输基础的系统。光纤传输网络具有强大的运行稳定性：集成了光纤通道诊断。在系统运行期间，LED光柱条会持续显示系统的运行性能。每个设备上都带有两个基础光纤通道。

2、楼宇自动化系统

楼宇自动化系统（BAS，Building Automation System）是智能化建筑的主要组成部分之一。楼宇自动化系统实现建筑物（群）内设备与建筑环境的全面监控与管理，为建筑的使用者营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作生活环境。楼宇自动化系统涉及建筑的电力、照明、空调、通风、给排水、防灾等设备与系统，是智能建筑中涉及面最广、设计任务和工程施工量最大的子系统，它的设计水平和工程建设质量对智能建筑功能的实现有直接的影响。

现有BA系统主要采用总线手拉手串联结构。系统还是比较稳定的，但在现实使用和后期维护会出现总线中段出现断路，总线后半程就无法控制了。在大模块中，为其配置TCP/IP总线转换器，每一个子分部都将有一条总线控制一个区域。这样如某一个子分部故障时，实施或维护部门在子分部内查找处理即可，同时不影响其他子分部的正常工作。

3、监控系统

监控系统作为社会安全最主要的一种复查技术，在如今社会对监控系统的安全可靠的要求越来越高。这时我们就要思考怎么在体量不停的扩充的同时保证其安全可靠。

监控系统主要是由摄像机前端、传输线路、控制、显示、录像5大部分组成。早期摄像机通过同轴视频电缆传输。通过控制主机，操作人员可发出指令，对云台的方向的动作进行控制与对镜头进行调焦变倍的操作。现在监控系统正在走向全数字结构。数字视频监控系统是以数字视频处理技术为核心，利用图像数据压缩的国际标准和利用光电传感器、计算机网络、自动控制和人工智能等技术的一种监控系统。

4、公共安防防范系统

4.1门禁系统

门禁系统是对出入口通道进行管制的系统，它是在传统的门锁基础上发展而来的。在出入人员很多的通道（像办公大楼、酒店客房），对钥匙的管理很麻烦且有管理漏洞。为了解决这些问题，就出现了电子磁卡锁，电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度。最近几年随着感应卡技术，生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡、指纹、虹膜、面部识别、乱序键盘等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长，门禁系统的应用领域也越来越广。

门禁系统主要组成：门禁控制主机、电锁、识别探测器（如：指纹、面部、虹膜、IC卡等）、数据库、传输线路等。

传统门禁系统在实际建设中一般都采用485总线制连接。传统门禁基于RS485通讯方式，传输距离和节点数量都受到限制，无法实现远程控制和智能化管理。基于网络传输方式的网络化门禁应运而生，它不但解决了远距离的传输问题，在管理方面，也使更多服务器、工作站的参与成为可能，从而为客户提供多级、多模块的门禁管理。

顺应应用需求变化，许多门禁厂商都纷纷推出网络门禁产品。网络化门禁是指基于TCP/IP协议进行数据传输的门禁系统，控制中心服务器与前端控制器都采用网络化结构，管理系统中各服务器和工作站（PC）之间也都通过网络进行数据传输。其模块化接入及是网络模块接入方式。

5、综合布线系统

作为智能化的基础，结构化布线是一种具有全新概念的布线系统，用以服务建筑物中所有通信和设备，满足现在将来的布线要求。

设计时以智能化的现时和计划需要为依据。这是为语音与数据两种终端的分界很明显，且位置不易变更。另外，从技术经流上考虑桌面速率，从经济适用性上考虑造价。

结语：

智能化大模块化是一个系统综合建设节点化，对于大型智能化系统设计建设采用尤为有效。由于综合性智能化系统子系统繁多、复杂，在最初的设计就要融入大模块化思想，对项目的建设、维护、升级扩容都极为有利。最终使系统建设增值。

参考文献：

[1]毕继国、于鸣晖、董青、孙凤《医院弱电系统模块设计及实施》辽宁省人民医院计算机中心 2012

[2]白永生《建筑电气弱电系统设计指导与实例》中国水利水电第七工程局有限公司。2015