弱電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識

弱電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識

強電系統(tǒng)

電力應(yīng)用按照電力輸送功率的強弱可以分為強電與弱電兩類c建筑及建筑群用

電一般指交流220V/50HZ及以上的強電。主要向人們提供電力能源，將電能轉(zhuǎn)換

為其他能源，例如空調(diào)用電，照明用電，動力用電等等

弱電系統(tǒng)

智能建筑中的弱電主要有兩類,一類是國家規(guī)定的安全電壓等級及控制電壓等低

電壓電能，有交流與直流之分，交流36v以下，直流24V以下，如24V直流控

制電源，或應(yīng)急照明燈備用電源.另一類是載有語音、圖像、數(shù)據(jù)等信息的信息

源，如電話、電視、計算機的信息.人們習(xí)慣把弱電方面的技術(shù)稱之為弱電技

術(shù)?？梢娭悄芙ㄖ蹼娂夹g(shù)基本涵義仍然是原來意義上的弱電技術(shù).只不過隨著

現(xiàn)代弱電高新技術(shù)的迅速發(fā)展，智能建筑中的弱電技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛

--般情況下,弱電系統(tǒng)工程指第二類應(yīng)用。主要包括

1、電視信號工程，如電視監(jiān)控系統(tǒng)，有線電視

2、通信工程,如電話

3、智能消防工程

4、擴聲與音響工程，如小區(qū)的中背景音樂廣播，建筑物中的背景音樂

5、綜合布線工程,主要用于計算機網(wǎng)絡(luò)

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,軟硬件功能的迅速強大,各種弱電系統(tǒng)工程和計算

機技術(shù)的完美結(jié)合,使以往的各種分類不再像以前那么清晰。各類工程的相互融

合,就是系統(tǒng)集成

常見的弱電系統(tǒng)工作電壓包括：24VAC、16。5VAC、12VDC,有的時候

220VAe也算弱電系統(tǒng)，比如有的攝像機的工作電壓是220VAC,我們就不能把它

們歸入強電系統(tǒng)

弱電系統(tǒng)主要針對的是建筑物，包括大廈、小區(qū)、機場、碼頭、鐵路、高

速公路等

常見的弱電系統(tǒng)包括：閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、電

子巡更系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、家庭智能化系統(tǒng)及安防系統(tǒng)、

背景音樂系統(tǒng)、LED顯示系統(tǒng)、等離子拼接屏系統(tǒng)、DLP大屏系統(tǒng)、三表抄送系

統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、防雷與接地系統(tǒng)、尋呼對講及專業(yè)對講系統(tǒng)、弱電管道系

統(tǒng)、UPS不間斷電源系統(tǒng)、機房系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、計算機局域網(wǎng)系統(tǒng)、物

業(yè)管理系統(tǒng)、多功能會議室系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、衛(wèi)星電視系統(tǒng)、衛(wèi)星通訊系

統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電話通訊系統(tǒng)、酒店管理系統(tǒng)、視頻點播系統(tǒng)、人力資源管理

系統(tǒng)等等

建筑弱電系統(tǒng)一般可分為通信自動化系統(tǒng)（CACommunicationAutomation

System）＞辦公自動化系統(tǒng)（0A---OfficeAutomationSystem）、樓宇自動化

系統(tǒng)（BA—BuildingAutomationSystem）等3大類，統(tǒng)稱為3A系統(tǒng)。但由于

火災(zāi)自動化系統(tǒng)（FA---FireAutomationSystem）和保安自動化系統(tǒng)（SA----

SecurityAutomationSystem）在行業(yè)管理上有許多特殊的規(guī)定，所以有時將FA

和SA系統(tǒng)從BA系統(tǒng)中獨立出來，把建筑弱電系統(tǒng)分為CA、OA、BA、FA、SA等

5大類，統(tǒng)稱為5A系統(tǒng)。其實，不管整個系統(tǒng)如何劃分，談到工程設(shè)計和集成

問題，還是要具體到每一個子系統(tǒng)

系統(tǒng)功能

常用的建筑弱電系統(tǒng)主要有以下幾種

（1）電話通信系統(tǒng)

實現(xiàn)電話（包括三類傳真機、可視電話等）通信功能;星型拓撲結(jié)構(gòu)；使用

三類（或以上）非屏蔽雙絞線,傳輸信號的頻率在音頻范圍內(nèi)

（2）計算機局域網(wǎng)系統(tǒng)

是實現(xiàn)辦公自動化及各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)；星型拓撲結(jié)構(gòu)；使用五類

（或以上）非屏蔽雙絞線，傳輸數(shù)字信號，傳輸速率可達100Mb/s以上

（3）音樂/廣播系統(tǒng)

通過安裝在現(xiàn)場（如商場、餐廳、客房、走廊等處）的揚聲器，播放音樂,

并可通過傳聲器對現(xiàn)場進行廣播；多路總線結(jié)構(gòu)；傳輸由功率放大器輸出的定

壓120V/120Q的音頻信號，以驅(qū)動現(xiàn)場揚聲器發(fā)聲，傳輸線使用銅芯絕緣導(dǎo)

線

（4）有線電視信號分配系統(tǒng)

將有線電視信號均勻地分配到樓內(nèi)各用戶點;采用分支、分配器進行信號分

配，為了減小信號失真和衰減，使各用戶點信號質(zhì)量達到規(guī)范規(guī)定的要求，其

布線為樹型結(jié)構(gòu),且隨建筑物的形式及用戶點分布的不同而不同；使用75Q射

頻同軸電纜,傳輸多路射頻信號

（5）保安監(jiān)控系統(tǒng)

通過安裝在現(xiàn)場的攝像機、防盜探測器等設(shè)備，對建筑物的各出入口和一

些重要場所進行監(jiān)視和異常情況報警等；視頻信號的傳輸采用星型結(jié)構(gòu)，使用

視頻同軸電纜;控制信號的傳輸采用總線結(jié)構(gòu)，使用銅芯絕緣纜線

（6）消防報警系統(tǒng)

該系統(tǒng)由火災(zāi)報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)、消防廣播系統(tǒng)、火警對講電話系統(tǒng)等

3部分組成

火災(zāi)報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)通過設(shè)置在樓內(nèi)各處的火災(zāi)探測器、手動報警裝

置等對現(xiàn)場情況進行監(jiān)測，當(dāng)有報警信號時，根據(jù)接收到的信號，按照事先設(shè)定

的程序，聯(lián)動相應(yīng)的設(shè)備，以控制火勢蔓延，其信號傳輸采佳多路總線結(jié)構(gòu)，但

對于重要消防設(shè)備（如消防泵、噴淋泵、正壓風(fēng)機、排煙風(fēng)機等）的聯(lián)動控制信

號的傳輸，有時采用星型結(jié)構(gòu)，信號的傳輸使用銅芯絕緣纜線（有的產(chǎn)品要求使

用雙絞線）

消防廣播系統(tǒng)用于在發(fā)生火災(zāi)時指揮現(xiàn)場人員安全疏散，采用多路總線結(jié)

構(gòu)，信號傳輸使用銅芯絕緣導(dǎo)線（該系統(tǒng)可與音樂/廣播系統(tǒng)合用）

火警對講電話系統(tǒng)用于指揮現(xiàn)場消防人員進行滅火工作，采用星型和總線

型兩種結(jié)構(gòu)，信號傳輸使用屏蔽線

（7）出入口控制系統(tǒng)

使用計算機、智能卡門鎖、讀卡儲等設(shè)備，對各出入口狀態(tài)進行設(shè)置、監(jiān)

視、控制和記錄等，實現(xiàn)對建筑物各出入口統(tǒng)一管理，保證大樓安全，其拓撲

結(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)因產(chǎn)品而異

（8）停車場收費管理系統(tǒng)

通過安裝在出入口地面下的感應(yīng)線圈，感應(yīng)車輛的出入，通過人工/半自動

/全自動收費管理系統(tǒng),實現(xiàn)收費和控制電動欄桿的啟閉等。該系統(tǒng)布線僅限于

大樓車場的出入口處，每一個出入口由一臺控制器控制，控制器可以獨立工作,

也可以與上位管理計算機聯(lián)網(wǎng)，其布線結(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)因產(chǎn)品而異

（9）樓宇自控系統(tǒng)

通過與現(xiàn)場控制器相連的各種檢測和執(zhí)行器件,對大樓內(nèi)外的各種環(huán)境參數(shù)

以及樓內(nèi)各種設(shè)備（如空調(diào)、給排水、照明、供配電、電梯等設(shè)備）的工作狀態(tài)

進行檢測、監(jiān)視和控制，并通過計算機網(wǎng)絡(luò)連接各現(xiàn)場控制器，對樓內(nèi)的資源和

設(shè)備進行合理分配和管理，達到舒適、便捷、節(jié)省、可靠的目的。到目前為止,

樓宇自控系統(tǒng)還沒有國際標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家的產(chǎn)品所采用的通信協(xié)議各不相同,其

現(xiàn)場總線和控制總線的拓撲結(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)也就不同。下面將對目前被國際社

會普遍接受和采納的LonWorks技術(shù)和BACnet技術(shù)作簡單介紹

此外，還有電視會議系統(tǒng)、擴聲系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、樓宇對講系統(tǒng)、三表

（水、電、氣表）自動抄表系統(tǒng)等.不同功能的建筑物需要設(shè)置的弱電系統(tǒng)各不

相同

系統(tǒng)集成

在實際工作中，設(shè)計者應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)集成、功能集成和軟件界面集成等3方

面來考慮各弱電系統(tǒng)間的集成問題

3.1網(wǎng)絡(luò)集成

網(wǎng)絡(luò)集成主要是從各系統(tǒng)的布線上來考慮，使不同功能的弱電系統(tǒng)能夠工

作在一個統(tǒng)一的布線平臺上，這樣，一方面便于對布線系統(tǒng)的管理，另一方面也

使各弱電系統(tǒng)在現(xiàn)場設(shè)備的布置上具有更大的靈活性.

在常用的建筑弱電系統(tǒng)中，電話通信系統(tǒng)和計算機局域網(wǎng)系統(tǒng)的功能及使

用的硬件設(shè)備各不相同，但其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、信息點的布置原則相同，并且可

以使用相同的傳輸介質(zhì)和接插件，所以可將兩個系統(tǒng)的布線綜合為一個布線系

統(tǒng)。這樣，兩個系統(tǒng)可以互為利用，信息點的功能可以互換，使兩個系統(tǒng)都具有

更大的靈活性，這也就是我們所說的綜合布線系統(tǒng)（PDS）.對其余幾種系統(tǒng)，綜

合考慮技術(shù)上和經(jīng)濟上的可行性，目前的產(chǎn)品由于受系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)、信號傳輸

介質(zhì)和雙絞線對傳輸功率信號的限制等，其布線系統(tǒng)暫時還無法綜合到PDS中

來。但是，隨著數(shù)字信號處理理論和應(yīng)用技術(shù)以及計算機技術(shù)、通信技術(shù)等的

不斷發(fā)展，未來的PDS一定會發(fā)展成為包含更多不同功能弱電系統(tǒng)的布線平臺

3.2功能集成

功能集成包括以下兩方面內(nèi)容：

（1）功能合并。主要考慮將一些在功能上和硬件設(shè)備上重復(fù)的系統(tǒng)合并，

使合并后的系統(tǒng)具備合并前各系統(tǒng)的所有功能，以減少設(shè)備冗余，避免重復(fù)投

資.在上述系統(tǒng)中，音樂/廣播系統(tǒng)和消防報警及聯(lián)動系統(tǒng)中的消防廣播系統(tǒng)就

可以作為一個系統(tǒng)來設(shè)計，但系統(tǒng)必須滿足《消防自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

（GBJ50116—98）的規(guī)定

（2）功能互補。從功能上看，樓宇自動化系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)都有其特定

的功能和管轄范圍，平時各自獨立工作,但在發(fā)生某些特殊事件時，往往需要各

系統(tǒng)之間能夠協(xié)同工作，以提高整個系統(tǒng)對突發(fā)事件的處理能力，實現(xiàn)全局性的

控制和管理，提高建筑的智能化程度.具體的聯(lián)動響應(yīng)包括以下幾種系統(tǒng)

消防報警系統(tǒng)一音樂/廣播系統(tǒng):發(fā)生消防報警時,相應(yīng)樓層的公共廣播系

統(tǒng)將被強行切換至消防緊急廣播

消防報警系統(tǒng)一保安監(jiān)控系統(tǒng):發(fā)生消防報警時，保安監(jiān)控系統(tǒng)自動將火警

相近區(qū)域的攝像機的攝像畫面切向保安中心主監(jiān)視屏，并重點監(jiān)錄這些攝像機

的攝像內(nèi)容，以供確認是否有火警發(fā)生和事后分析事故原因等

消防報警系統(tǒng)f出入口控制系統(tǒng):確認發(fā)生消防報警時，出入口控制系統(tǒng)

中與火警部位有關(guān)的各管制門（重要核心部位的管制門可單獨設(shè)置）應(yīng)自動處

于開啟狀態(tài)，以便內(nèi)部人員疏散撤出和消防人員進入

消防報警系統(tǒng)f車庫管理系統(tǒng):確認消防報警發(fā)生于底層或地下層時，車庫

管理系統(tǒng)應(yīng)將車庫控制閘門置于開放狀態(tài)，以便車庫內(nèi)車輛迅速撤離火場（此

時車庫有關(guān)的攝像機應(yīng)處于工作和錄像狀態(tài)）

消防報警系統(tǒng)f語音通信系統(tǒng):當(dāng)消防報警系統(tǒng)自動確認消防報警發(fā)生后，

立即通過大樓內(nèi)的語音通信系統(tǒng)向消防局報警并傳送有關(guān)信息，同時向大樓主

管部門報警

樓宇自控系統(tǒng)f保安監(jiān)控系統(tǒng)：當(dāng)樓宇自控系統(tǒng)有異報警或事故時，保安監(jiān)

控系統(tǒng)可自動將報警相近區(qū)域的攝像機的攝像畫面切向保安中心主監(jiān)視屏，并重

點監(jiān)錄這些攝像機的攝像內(nèi)容，以供事后分析事故原因等

保安監(jiān)控系統(tǒng)一樓宇自控系統(tǒng):當(dāng)保安系統(tǒng)報警時，可以聯(lián)動電梯控制系

統(tǒng)，使電梯不?？繄缶瘜?，或?？勘０矄T指定層

出入口控制系統(tǒng)f保安監(jiān)控系統(tǒng)：當(dāng)管制門在非工作時有人持卡進入或發(fā)

生非法侵入時，保安監(jiān)控系統(tǒng)自動將進入的管制門或報警點相近區(qū)域的攝像機的

攝像畫面切向保安中心主監(jiān)視屏，并重點監(jiān)錄這些攝像機的攝像內(nèi)容，以供必要

時核對

車庫管理系統(tǒng)f保安監(jiān)控系統(tǒng)：當(dāng)車庫有車輛出入時，保安監(jiān)控系統(tǒng)自動

將車庫門的攝像機的攝像畫面切向保安中心主監(jiān)視屏，并重點監(jiān)錄這些攝像機

的攝像內(nèi)容，以供必要時核無*

其實，各系統(tǒng)間的功能集成和聯(lián)動響應(yīng)并沒有一個統(tǒng)一或固定的模式，可

以根據(jù)實際需要來設(shè)置

功能集成只是目的，其實現(xiàn)有兩種模式，一種是在各個子系統(tǒng)之上建立更高

一級的管理和控制網(wǎng)絡(luò)，另一種是以樓宇自控系統(tǒng)為中心的集成模式.不管選擇

哪一種集成模式，關(guān)鍵技術(shù)都是要解決各系統(tǒng)間的通信問題，在確定解決方案

時，一定要采用理論先進、技術(shù)成熟且為業(yè)界普遍接受和采納的通信協(xié)議

目前被國際社會普遍接受的樓宇自控領(lǐng)域的一個通信協(xié)議，是由美國供熱、

制冷與空氣調(diào)節(jié)工程師協(xié)會制定，并成為美國國家標(biāo)準(zhǔn)的BACnet標(biāo)準(zhǔn)

ANSI/ASHRAEStandard135-1995）,它符合ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）的0SI（天

放系統(tǒng)互連）七層模型,包容5種已成熟的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,包括以太網(wǎng)和

LonTalk等通信協(xié)議.其中，以太網(wǎng)通信協(xié)議是0A系統(tǒng)普遍使用的一種通信協(xié)

議,大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)都支持這種通信協(xié)議;而LonWorks技術(shù)是美國

Echelon公司開發(fā)的新一代現(xiàn)場總線技術(shù),它的突出優(yōu)點是支持任意拓撲結(jié)

構(gòu)，支持多種傳輸介質(zhì)（包括雙絞線、電力線、無線電波、紅外線、同軸電纜

和光纖），且多種介質(zhì)可以在同一網(wǎng)絡(luò)中混用，因而大大簡化了工程施工以及系

統(tǒng)建成后的改建、擴建和維護工作.因此，符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)的樓宇自控系統(tǒng)，在

其控制總線級可以較容易實現(xiàn)與0A系統(tǒng)的集成，又因為其包容的通信協(xié)議支持

雙紋線和星型拓撲結(jié)構(gòu)，囚而可利用PDS作為其信號傳輸途徑

實際應(yīng)用范圍

在實現(xiàn)各系統(tǒng)的功能集成時，選擇了集成模式，確定了網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，有

了相應(yīng)的硬件設(shè)備把各系統(tǒng)物理地連接在一起，并安裝了可以互操作的網(wǎng)絡(luò)操

作系統(tǒng)，最后的工作就是要開發(fā)出相應(yīng)的應(yīng)用軟件,把各系統(tǒng)邏輯地連接在一

起，為整個集成系統(tǒng)提供統(tǒng)一的人機操作界面，這就是軟件界面集成

總之,系統(tǒng)集成是一項技術(shù)性較強的系統(tǒng)工程，要真正做好一個建筑弱電系

統(tǒng)的集成，不僅要求弱電工程師對各弱電系統(tǒng)產(chǎn)品的功能、技術(shù)參數(shù)以及施

工、安裝、調(diào)試等有比較深的掌握，還要對建筑的給揄1通統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、通

風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等有比較全面的了解，同時，由于建筑弱電

系統(tǒng)涉及到通信、計算機、控制以及顯示等多項技術(shù)含量高、更新發(fā)展非?？?/p>

的現(xiàn)代高新技術(shù)，所以在系統(tǒng)集成的具體實施過程中，在很多技術(shù)性比較強的

細節(jié)問題的解決上，還需要各方面的專業(yè)技術(shù)人員的支持與合作

弱電工程智能建筑電氣技術(shù)仍然包括強電與弱電兩類。建筑及建筑群用電

一般指220V50Hz及以上的強電。主要向人們提供電力能源，例如電力拖動電機

用電，照明用電等等。智能建筑中的弱電主要有兩類，一類是國家規(guī)定的安全

電壓等級及控制電壓等低電壓電能，有交流與直流之分,如24V直流控制電源，

或應(yīng)急照明燈備用電源。另一類是載有語音、圖像、數(shù)據(jù)等信息的信息源，如

電話、電視、計算機的信息

人們習(xí)慣把弱電方面的技術(shù)稱之為弱電技術(shù)?？梢娭悄芙ㄖ蹼娂夹g(shù)基本

涵義仍然是原來意義上的弱電技術(shù)。只不過隨著現(xiàn)代弱電高新技術(shù)的迅速發(fā)

展，智能建筑中的弱電技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。弱電技術(shù)的應(yīng)用程度決定了智能

建筑的智能化程度

36v以下的稱安全電壓，即為弱電

建筑中的弱電主要有兩類

智能化系統(tǒng)為建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、信息網(wǎng)

絡(luò)系統(tǒng)、火災(zāi)自動