网络通信技术下弱电智能化建筑系统分析

李志敏

（长讯通信服务有限公司 广东 广州 510507）

0 引言

智能化建筑以用户需求为基础，以网络通信技术为根本，为相关人员提供更加舒适、便捷的环境。科学技术发展为弱电智能化建设提供了方向和支撑，但由于智能化建筑系统建设仍处于发展阶段，很多技术应用领域并不成熟，这导致智能化系统的服务功能无法最优化，在部分城市也无法进行普及推广。因此，相关人员仍需要进一步加强技术研究，探索弱电智能化系统建设方式。

1 弱电系统设计

1.1 系统特征

对弱电系统的特征进行分析应考虑到弱电系统的应用领域与应用方向。在不同的领域之中应用弱电系统的功能存在明显的差异，在智能化建筑中应用弱电系统进行结构设计、功能完善，其具备以下两个特征。

兼容性：对弱电系统供电特征进行分析，弱电系统主要通过智能化系统实现对各项功能模块的控制、管理，切实保障建筑安全性、稳定性。该系统可以根据通信模块的建立，实现不同建筑物与基础设施之间的数据资源共享，使得建筑物的原本功能得到一定程度的拓展。弱电系统建设应用是基于信息化技术在施工过程中的应用，应用弱电系统对建筑结构进行构建、设计，应切实保障各模块的子系统与整体系统之间的契合程度，避免多个系统并行产生矛盾和冲突，使得系统功能有所丧失[1]。

复杂性：比较传统的建筑施工结构而言，弱电系统在智能化建筑中的建设应用具有一定的复杂属性。设计的建筑物除具备传统的基本功能之外，在防火、安全、运输、通行等方面的功能也逐步完善，用户可以依据弱电控制系统满足自己的个性化需求。由于建筑功能不同、个体需求存在差异，这导致弱电系统智能化建筑在设计阶段具有复杂性特点。因此，相关人员需要智能化建筑方案审核和建筑工程设计工作，切实满足不同类型建筑的应用需求。

1.2 设计要点

对弱电系统在智能化建筑中的应用进行分析，应重点明确弱电系统的功能，做好科学设计工作。由于建筑物的功能需求不同，设计要点也存在明显的差异。因此，在对弱电系统的设计要点进行分析时，主要考虑到其主体的控制功能和各子模块之间的系统功能，具体内容如下。

中央主机：中央主机设计是智能化建筑各功能模块功能完善、整体协调的基础内容。其包含着大量的子系统，将子模块系统与中央主机连接在一起，并实现对各功能模块的调节与控制。目前，中央主机设计大都在具有商业性质的综合性建筑之中应用，由于该类建筑的功能需求较多，需要进行中央主机设计。设计人员应明确中央主机的设计要点，对涉及的各系统模块进行连接，其中包括自控系统、车辆管理系统、安保系统、防火系统等，多个系统集合连接在中央主机之上。设计人员应重点考虑对各模块之间的分区管理，并做好管理层、应用层、监控层之间的科学划分，切实避免可能出现的特殊情况[2]。

子系统：弱电系统的子系统设计是保障各功能模块完善的关键部分。受建筑应用需求影响，建筑子系统应用存在一定的差异，按照目前所涉及的系统，其包括BAS 系统、FAS 系统、CATV 系统等。通过多个子系统的建设连接，实现对突发情况的应急管理，并对现场的应用情况进行实时监控，实现有线服务、无线服务功能的调节。

2 弱电智能化建筑系统设计及技术应用

2.1 综合布线系统设计

弱电系统布线规划设计将直接影响各子系统运行效果，其布线流程见图1。将网络通信技术应用于综合布线系统设计环节，基于统一性、可扩展性、先进性、灵活性原则进行综合布线系统设计，构建不同子系统间的数据传递和信息共享机制，如工作区、水平布线、设备间、垂直干线、管理区等子系统，在保证各子系统独立运行、配合完成任务的同时，避免系统间发生线路冲突问题，并将智能化建筑中的机械设备定位及运行状态纳入管线布设环节，配合管线选材与铺设路径优化等技术措施的应用，保证整体弱电系统的智能化、高效率、稳定运行，延长系统使用寿命[3]。此外，考虑到当前高层智能建筑在运行过程中更易受雷电等外部因素的干扰，因此还需依据QX/T 331-2016 等规范进行防雷设计，引入物联网技术实现对综合布线系统结构、各弱电设备位置的准确识别及监测，便于及时判断不同弱电设备的运行状态、及时发现设备故障问题，维护综合布线系统的安全可靠运行[4]。

2.2 计算机网络系统设计

建筑计算机网络系统由计算机、网络通信设备、终端设备及应用软件等组成，引入互联网、电子信息技术进行弱电系统中各子系统的连接，实现数据传输与一体化管理。在系统设计环节，主要通过网络协议建立不同子系统间的通信传输功能，确保数据信息的安全、高效传递，并依托加密技术、设置访问权限等方式强化数据信息的保密性，为通信传输提供安全保障[5]。

2.3 有线电视系统设计

智能建筑中有线电视系统应兼具多媒体视听与现代建筑服务等多项功能，基于“统一集中、分散控制”原则进行独立网络体系建构，依托分布式UPS 电源与大容量输电线路设计，将电源接入装置与远距离信号接入点进行连接，保证电压稳定性及提供不间断供电服务；基于配电自动化设计要求，在具有无线自组网功能的发电机组与用户终端间进行分布式馈线的自动化设计，将建筑中的电气设备均以单独接地方式与主干线进行连接，构成有线电视系统的整体网络结构；在有线电视系统覆盖区域内划分出若干独立区域，各区域内分别设有一个控制中心，支持各类多媒体资源的集成化处理与灵活分配，满足智能化建筑管理需求，提供共享式服务[6]。

2.4 无线覆盖系统设计

2.4.1 网络架构设计

基于现代网络信息技术水平持续提升背景下，无线网络被广泛应用于弱电系统运行环节，利用无线覆盖系统将网络覆盖区域扩展至整体建筑物规划范围内，在满足区域内部信息沟通传递需求的同时，建筑内人群日常休闲娱乐需要，依托无线网络的全覆盖保证网络连接稳定性与信息传递速率[7]。在无线Wi-Fi 覆盖系统的网络架构设计上，采用双路由、双链路形式设有三层结构（图2），依托“无线控制器+瘦AP”模式实现对网络中无线AP 的集中管理，并通过弱电间将其接入建筑不同分区的接入层交换机内，支持双频段、多协议通信传输，满足用户的智能无线上网需求。

2.4.2 访客认证与安全策略设计

为保证无线通信网络的信息安全性与保密性，引入密码、微信二维码扫描、短信、人脸识别等多种身份认证技术，当用户通过认证后即可使用无线网络，实现实名制上网。在安全策略设计上，利用WEP、AES 多种加密技术进行网络传输过程中的安全管理，依托虚拟无线分组技术划分出若干SSID 子网、实行加密与隔离设计，启用射频探针扫描机制进行非法接入、射频干扰等情况的识别与告警，配合AP反制、DHCP安全、Telnet访问控制等设计方案的应用，进一步增强无线网络覆盖区域内的安全防护功能[8]。

2.4.3 多场景无线AP 设计

对于智能建筑的大堂、走廊等公共区域，可依据250 ～300 m2的覆盖范围进行AP 规划布点，确保每10 m2支持一名用户设备接入需求，使20 dBm 无线AP 覆盖半径达到100 m；对于地下车库、设备房等区域，鉴于此类区域对于无线网络通信需求相对较低，因此可依据40 ～60 m 的间隔进行吸顶式无线AP 装置的安装处理；对于会议室等区域，通常此类区域对于无线网络连接速率与信号质量提出较高要求，因此宜以25 dB 阈值进行覆盖区域划分，将无线AP 覆盖半径缩小至30 m，采用插座面板式暗装工艺实行无线AP 装置的加密部署；对于高大空间、人员密集、流动性强的场所，应依照100 ～150 m2的覆盖范围进行高密无线AP 部署，确保单台装置可同时满足30 ～50 台用户设备的无线通信需求，配合CCA 优化、多用户调度等措施的应用，用于抑制通频干扰、保证无线传输。

2.5 安防监控系统设计

智能化建筑安防系统可划分为前端、传输、控制3部分，其中前端部分主要由各类硬件设备组成，包含室内、室外两种运行环境；传输部分作为系统核心，由主控器及配套外围设备、器件组成；控制部分以控制系统、监控系统为主，对其他子系统发挥控制作用。将网络通信技术应用于安防监控系统设计上，用于增强系统与不同设备间的连接紧密度，基于联防联控机制维护弱电智能化建筑系统的信息传输过程，提升弱电系统的抗干扰性能。以某智能建筑项目为例，其安防监控系统设计方案如下。

（1）视频监控系统。监控系统作为弱电智能化建筑系统设计的重点内容，在前端设备配置上采用Smart IPC红外网络高速高清智能球机（200 万像素/130 万像素）、HDCVI 同轴高清摄像机（400 万像素），根据智能建筑不同应用场景进行监控摄像头功能的组合设计，满足高清图像及视频数据采集需求；在监控中心设计上，由视频采集、管理、显示控制与存储等模块组成，将监控中心管理平台布设在数据机房内，通过IP 网络实现与管理计算机及各终端监控设备间的通信连接，满足实时监控需求；在显示模块设计上，由控制器、液晶显示屏等硬件设备组成，支持视频实时观看及回看功能；在存储模块设计上，将存储器布设在机房内，可实现对高清视频监控码流的实时存储。此外，考虑到智能化建筑内外环境及光源变化情况，在光照不足区域安装夜视摄像机，配备云台、电动三可变镜头及防护罩，内设解码器等装置，用于实现对主干道及楼宇内部监控死角的实时监控。

（2）可视对讲系统。基于TCP/IP 协议建立全数字可视对讲系统，包含对讲管理机、单元门口主机、室内分机、围墙机等设备，依托交换机、电源、解码器接入网络系统中，支持在同一时刻与多名用户建立通信连接、互不干扰，完成联网模块设计，且系统具有大容量、大带宽特征，引入人脸识别、身份认证等智能化技术实现楼宇、小区范围内的一脸通、一码通；在建筑与小区内部各主要出入口处分别安装围墙机，当有外来人员发起访问申请时，由安保人员利用围墙机与室内分机建立通信连接，对来访者身份进行核对、获取准入许可；而业主方在进入小区或楼宇时，可利用人脸识别、刷卡、二维码等多种方式进行身份验证。

（3）门禁与电子巡更系统。基于智能建筑物业管理工作及服务要求，引入微电子技术进行离线式电子巡更系统设计，在小区范围内分散布置若干巡更点，在重要巡更线路或设备处安装信息钮，与安防监控系统联动，便于在巡检人员进入巡查区域后利用巡检器接收信息钮发出的代码及时间，自动生成巡检记录，可通过与PC 机间建立通信连接将记录上传至主机系统中，并提供漏检提示、误点统计等功能，强化安防工作效率。

（4）自动报警系统，该系统设有防盗报警、火灾报警两项功能，围绕电源、信号输入/输出设备、拨号器等部分进行重点设计，并引入自动控制、微电子技术与传感器设备建立通信连接，保证在监测到非法侵入或火灾信号后及时传输至安防部门，完成控制命令与告警提示的分发，提升弱电智能化建筑系统的安全管理水平。

3 弱电智能化建筑系统未来发展趋势

弱电技术在智能化系统建设中的应用将呈现出自动化、智能化的发展趋势。目前，弱电技术在自动控制、通信网络中的应用已经逐步完善，未来的发展将会呈现出功能多元化、效率持续优化的发展趋势，其将会更好地满足不同建筑类型、不同用户对象的多元化需求。在应用方式上，其依托物联网技术，可以实现可视化、语音控制化、视频自动识别等功能应用，且在集成效果、单元模块兼容性、系统拓展性上均会有所提升。此外，通信技术的进一步发展将推动弱电技术在建筑领域中的进一步应用，其所打造的系统模块将更加符合我国的建筑使用对象、使用环境，通信功能、安全功能等也将会更加完善。

4 结语

通过对多线智能化建筑系统的设计、建设进行分析，结合实际的功能模块建设对其进行具体应用。通过对弱电智能化建筑系统建设应用研究，得出结论，弱电系统在智能化建筑中发挥着功能调控、功能调度的作用。设计人员在构建智能化建筑模块系统的过程中，应充分考虑到不同系统之间的兼容性，并根据建筑住户的实际需求对功能模块进行完善，挖掘弱电系统在智能化建筑中的应用潜力，推动弱电建筑系统可持续发展。