第二章 系統(tǒng)服務功能與網(wǎng)絡結構

1、第二章 系統(tǒng)(xtng)服務功能與網(wǎng)絡結構2.1 系統(tǒng)構成2.2系統(tǒng)的服務(fw)功能2.3系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構共三十八頁第二章 系統(tǒng)服務(fw)功能及網(wǎng)絡結構2.1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)定義BAS（building automation system)采用計算機技術(jsh)、網(wǎng)絡通信技術(jsh)、自動控制技術(jsh)對建筑物內(nèi)的電力、照明、給排水、空調(diào)、消防、保安、運輸、廣播、通信等設備進行集中監(jiān)視和管理的中央監(jiān)控系統(tǒng)。包括狹義BAS和廣義BAS之分共三十八頁2.1.2 建筑設備自動化系統(tǒng)的組成(z chn)與結構系統(tǒng)(xtng)組成共三十八頁2.1.2 建筑設備自動化系統(tǒng)的組成(z ch

2、n)與結構共三十八頁按樓宇建筑層面組織的集散BA系統(tǒng)(xtng)按樓宇設備功能層面組織的BA系統(tǒng)混合型的BA系統(tǒng)2.1.2 建筑設備自動化系統(tǒng)(xtng)的組成與結構共三十八頁共三十八頁2.2 系統(tǒng)(xtng)服務功能對建筑內(nèi)部的各類設備運行情況進行集中監(jiān)控與管理，以實現(xiàn)如下功能：1.確保建筑舒適性2.確保建筑及內(nèi)部人員整體安全水平(shupng)和災害防御能力3.實現(xiàn)最佳能源控制，節(jié)約能耗4.提供設備運行狀態(tài)、設備檔案、數(shù)據(jù)報表等，以便集中分析。共三十八頁2.2.1 集散控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的功能中央監(jiān)控計算機 操作密碼、操作級別、權限管理。圖形顯示、控制調(diào)節(jié)、報警、報表自動生成

3、，統(tǒng)計，查詢(chxn)等?，F(xiàn)場控制器 調(diào)節(jié)功能（pid）、邏輯功能、時間設置功能、報警等網(wǎng)絡 利用通信技術實現(xiàn)中央監(jiān)控計算機、現(xiàn)場控制器及傳感器組網(wǎng)。共三十八頁2.2.2 建筑設備運行(ynxng)、管理、控制功能暖通空調(diào)系統(tǒng)給排水系統(tǒng)供配電與照明系統(tǒng)火災自動報警與消防聯(lián)動(lin dn)公共安全防范交通系統(tǒng)智能卡系統(tǒng)共三十八頁2.3 系統(tǒng)(xtng)各網(wǎng)絡結構2.3.1 計算機網(wǎng)絡基礎知識2.3.2 BA系統(tǒng)網(wǎng)絡基本結構(jigu)形式2.3.3 不同廠家網(wǎng)絡結構的比較共三十八頁2.3.1 計算機網(wǎng)絡基礎知識計算機網(wǎng)絡 利用通信(tng xn)設備和線路把地理位置不同、功能獨立的多個計算機

4、或計算機系統(tǒng)互聯(lián)起來，通過網(wǎng)絡軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡中資源的共享和信息傳遞。 包括 負責處理信息的資源子網(wǎng)，向網(wǎng)絡提供可用資源（微機、工作站、主機） 負責全網(wǎng)信息傳遞的通訊子網(wǎng)。共三十八頁2.3.1 計算機網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡分類 局域網(wǎng) 廣域網(wǎng) 城域網(wǎng)網(wǎng)絡功能 硬件資源共享、軟件資源共享、提供強有力的通信工具、方便用戶(yngh)進行信息交換共三十八頁2.3.1 計算機網(wǎng)絡基礎知識拓撲結構(jigu)1.星星拓撲2.總線拓撲3.環(huán)形拓撲4.樹形拓撲5.星環(huán)形拓撲共三十八頁2.1 建筑設備自動化系統(tǒng)(xtng)的技術基礎計算機網(wǎng)絡拓撲結構 指網(wǎng)絡中各站點（或節(jié)點）和鏈路相互連接的方法和形式。 星形拓撲 網(wǎng)絡

5、中任何一個站點向另一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)信息，必須(bx)先向中央節(jié)點發(fā)出申請，由中央節(jié)點在兩站點之間建立通路，方可進行通信。HUB共三十八頁2.1 建筑設備自動化系統(tǒng)的技術(jsh)基礎 優(yōu)點：網(wǎng)絡配置靈活方便，增加、移動或刪除站點僅影響中央節(jié)點與站點的鏈接；單個節(jié)點發(fā)生故障不會影響全網(wǎng)。 缺點：該拓撲形式對中央節(jié)點的依賴極大，對其可靠性要求高，否則若中央節(jié)點發(fā)生故障，則造成全網(wǎng)癱瘓。在網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量(shling)相同的情況下，由于網(wǎng)絡中各站點都需要鏈接到中央節(jié)點，所以使用線纜數(shù)量(shling)大。共三十八頁2.1 建筑設備自動化系統(tǒng)(xtng)的技術基礎 總線(zn xin)型拓撲 總線型拓撲

6、采用單根傳輸媒體作為主干（稱為總線），所有的站點均通過相應的輸入/輸出接口直接鏈接在總線上，屬于多點連接式。網(wǎng)絡中所有的站點平等地共享總線；但是一次僅能一個站點發(fā)送信息，需要一種傳輸媒體訪問控制策略，以便決定下次由哪個站點發(fā)送信息，一般采用分布式控制策略。 共三十八頁2.1 建筑設備自動化系統(tǒng)(xtng)的技術基礎 環(huán)形(hun xn)拓撲 環(huán)形拓撲的站點之間采用點對點的鏈接，信號在環(huán)中由一個站點單向地傳輸?shù)搅硪粋€站點，直到到達目標站點為止。 共三十八頁2.1 建筑設備自動化系統(tǒng)(xtng)的技術基礎 樹形拓撲(tu p) 網(wǎng)絡中任何一個站點向另一個站點發(fā)送信息時，首先由根節(jié)點接受該信息，然后

7、經(jīng)其廣播發(fā)送到全網(wǎng)的各個站點。其優(yōu)缺點與星形拓撲基本相同。 SERVERHUBHUBHUBHUB共三十八頁2.1 建筑設備自動化系統(tǒng)(xtng)的技術基礎 星環(huán)形拓撲 由一些(yxi)連接在環(huán)形上的集線器再連接星形結構接到每個用戶站，兼?zhèn)湫切魏铜h(huán)形拓撲的優(yōu)點。 HUBHUBHUBHUB共三十八頁2.3.1 計算機網(wǎng)絡基礎知識計算機網(wǎng)絡的標準化開放系統(tǒng)互聯(lián)模型OSI物理層、數(shù)據(jù)鏈接層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層IEEE802標準： 令牌總線、令牌網(wǎng)、CSMA/CDTCP/IP協(xié)議 多臺相同或不同類型計算機進行(jnxng)信息交換的一組通訊協(xié)議所組成的協(xié)議集共三十八頁計算機網(wǎng)絡組成(

8、z chn)硬件服務器、客戶機、通訊介質(zhì)(jizh)、網(wǎng)絡適配器、介質(zhì)(jizh)連接裝置、收發(fā)器、中繼器、調(diào)整解調(diào)器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關、路由器、交換設備。軟件 對等網(wǎng)網(wǎng)絡結構(Peer to Peer）專用服務器(server-based)客戶機/服務器結構（C/S）共三十八頁局域網(wǎng)以太網(wǎng)采用雙絞線為傳輸媒介、網(wǎng)絡(wnglu)適配器(網(wǎng)卡）、網(wǎng)絡(wnglu)集線器（HUB）組網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法為帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA/CD).當網(wǎng)絡某站想發(fā)信息，先偵聽公用電纜、如果總線空閑、便開始發(fā)送。當發(fā)送信號發(fā)生沖突、所有站全部停止發(fā)送，各自停止發(fā)送一段隨機分布時間。優(yōu)點：組網(wǎng)成本低，低負

9、荷時延時時間近似為零。缺點：采用競爭總線方式，重載時候沖突概率增加，可能導致大部分時間被浪費，網(wǎng)絡效率降低。共三十八頁局域網(wǎng)令牌網(wǎng)訪問控制方式采用(ciyng)發(fā)送令牌的方式優(yōu)點：重載時性能出色，網(wǎng)絡效率高；缺點：成本稍微高于以太網(wǎng)。一般用于各個站點工作比較均勻，數(shù)據(jù)傳輸集中場合。共三十八頁局域網(wǎng)FDDI光纖分布式數(shù)據(jù)接口雙環(huán)拓撲結構、采用令牌協(xié)議。傳輸介質(zhì)：多模光纖速度快、保密性好一般(ybn)作為主干網(wǎng)共三十八頁2.3.2 BA系統(tǒng)網(wǎng)絡基本(jbn)結構BA網(wǎng)絡結構包括兩大部分：一級網(wǎng)絡（信息網(wǎng)絡）：局域網(wǎng)二級網(wǎng)絡（控制網(wǎng)絡）：采用(ciyng)標準總線方式，如RS485,Lonwork，

10、CAN等現(xiàn)場總線組網(wǎng)，傳輸速率一般不高，實時性強。國內(nèi)消防、安防一般自成網(wǎng)絡共三十八頁2.3.3 不同廠家(chn ji)網(wǎng)絡結構比較安德沃公司(n s)樓宇自動控制系統(tǒng)Honeywell EXCEL5000系統(tǒng)西門子S600系統(tǒng)共三十八頁2.3.4 BA網(wǎng)絡結構形式(xngsh)與規(guī)模劃分BA系統(tǒng)網(wǎng)絡的選定應符合的原則：1.滿足集中監(jiān)控需求2.實現(xiàn)風險分散(fnsn)的原則3.減少初期投資4.BAS網(wǎng)絡結構與系統(tǒng)規(guī)模應該相互適應。5.易于實現(xiàn)系統(tǒng)擴展共三十八頁2.4 信號(xnho)傳輸與數(shù)據(jù)通信2.4.1 模擬與數(shù)字通信2.4.2 數(shù)據(jù)編碼技術(jsh)2.4.3傳輸介質(zhì)和方式共三十八頁2

11、.4.1 模擬(mn)與數(shù)字通信模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字數(shù)據(jù)模擬信號與數(shù)字信號模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬信號傳輸一般有數(shù)據(jù)衰減、需要中間放大、放大器有噪聲信號，傳輸信號容易被干擾(gnro)發(fā)生畸變。數(shù)字傳輸：信號穩(wěn)定不受干擾，同樣也存在衰減，需要中繼。共三十八頁2.4.2 數(shù)據(jù)編碼技術(jsh)數(shù)字數(shù)據(jù)、模擬信號數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號傳輸可以(ky)通過載波技術實現(xiàn)幅移鍵控法（ASK）頻移鍵控法（FSK）相移監(jiān)控法（PSK）共三十八頁2.4.2 數(shù)據(jù)編碼技術(jsh)數(shù)字(shz)數(shù)據(jù)、數(shù)字(shz)傳輸模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字信號共三十八頁2.4.3傳輸(chun sh)介質(zhì)和方式信道(xn do)與傳輸損耗1.分類

12、用途分：電話信道、電報信道、電視信道等2.傳輸介質(zhì)分：有線信道、無線信道3.傳輸信號頻譜分基帶傳輸信道和載波信道4.按照使用方式分專用信道、公共信道。共三十八頁2.4.3傳輸介質(zhì)(jizh)和方式信道容量一個給定信道在傳輸差錯率趨于零的條件下，單位時間內(nèi)可以傳輸?shù)男畔⒘?，或?huzh)把信道能夠傳輸信息的最大速率成為信道容量。傳輸損耗 衰減、延遲畸變、噪聲共三十八頁2.4.3.2 傳輸(chun sh)介質(zhì)雙絞線同軸電纜(tn zhu din ln)光纖無線信道微波信道共三十八頁2.4.3.4 異步通訊和同步通訊 同步傳輸是一種(y zhn)以數(shù)據(jù)塊為傳輸單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，該方式下數(shù)據(jù)塊與

13、數(shù)據(jù)塊之間的時間間隔是固定的，必須嚴格地規(guī)定它們的時間關系。每個數(shù)據(jù)塊的頭部和尾部都要附加一個特殊的字符或比特序列，標記一個數(shù)據(jù)塊的開始和結束，一般還要附加一個校驗序列，以便對數(shù)據(jù)塊進行差錯控制。1byte 1byte 1byte 1byte Sync Sync Data block BCC EOB Sync:同步字符 Data block:數(shù)據(jù)區(qū)塊 BCC:區(qū)塊檢查字符 EOB:區(qū)塊結束字符共三十八頁 異步傳輸 將比特分成小組進行傳送，小組可以是8位的1個字符或更長。發(fā)送方可以在任何時刻發(fā)送這些比特組，而接收方從不知道它們會在什么時候到達。一個(y )常見的例子是計算機鍵盤與主機的通信。按下

14、一個(y )字母鍵、數(shù)字鍵或特殊字符鍵，就發(fā)送一個(y )8比特位的ASCII代碼。鍵盤可以在任何時刻發(fā)送代碼，這取決于用戶的輸入速度，內(nèi)部的硬件必須能夠在任何時刻接收一個(y )鍵入的字符。共三十八頁作業(yè)(zuy)簡述建筑設備自動化系統(tǒng)的組成簡述建筑設備自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)結構簡述集散控制系統(tǒng)的功能簡述計算機網(wǎng)絡拓撲結構簡述開放系統(tǒng)互連模型ISO簡述計算機網(wǎng)絡的組成網(wǎng)絡通信的傳輸介質(zhì)包括那些(nxi)什么是數(shù)據(jù)同步傳輸，什么是數(shù)據(jù)異步傳輸？共三十八頁內(nèi)容摘要第二章 系統(tǒng)服務功能與網(wǎng)絡結構。包括狹義BAS和廣義BAS之分。2.3.2 BA系統(tǒng)網(wǎng)絡基本結構形式。指網(wǎng)絡中各站點（或節(jié)點）和鏈路相互連接的方法和形