時間：2022-03-15 03:28:34
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2給排水系統
使建筑物內部的中水系統得到正常的運行是智能建筑中給排水系統的運行目標與任務，給排水系統的主要功能是將建筑物內水泵與排水泵、污水泵等運行狀態進行監測與管理，使建筑內各水箱的水位保持在安全可靠的限制值當中。另外，給排水系統還會對給水系統的壓力進行測量，使水位與壓力保持在安全范圍內，根據水位與壓力的變化及時進行水泵的關閉與開啟。
3照明系統
智能建筑中的照明系統是建筑物內主要的節能系統，節能減排主要體現在照明系統的運行之中。照明系統的協調程度與運行力度是建筑物自動化與智能化的重要體現。在智能建筑中，電能是不可缺少的，照明系統是除了空調系統之外最大的電能消耗系統。與傳統的建筑管理方法相比，智能建筑中的自動化系統可以實現40%左右電能的節省。照明系統的節能，主要利用于自動化系統對于停車場、走廊與對門廳等照明進行開啟與關閉控制，對建筑物內的照明回路進行分組控制，使用電量過大、電路負荷過多時進行自動切斷，對辦公室與廳堂這些地方的照明系統進行無人熄燈的自動控制。這些控制的實現可以利用計算機中設定的開關開啟與關閉時間進行遠程控制，門鎖與紅外線也是比較好的照明系統控制手段。
4電梯系統
電梯系統屬于智能建筑中的交通系統，對電梯系統的自動化管理也是樓宇交通管理的重要內容。對于電梯而言，其本身具有全套的自動控制裝置，但是，要使其成為智能建筑中樓宇自動化系統的一部分，要將電梯本身的控制裝置與樓宇的自動化系統相聯系，使其實現數據的共享，使建筑物的管理者可以對電梯的運行狀況進行及時的掌握與分析，在有意外事故發生的時候，可以利用自動化系統對電梯進行有效的控制。
5保安監控系統
保安監控系統主要由三部分組成。第一，閉路電視監視系統。閉路電視監視系統主要是利用攝像機完成的，管理人員將攝像機安放在需要進行監控的各個區域之間，利用電纜這一中介將圖像傳達到建筑控制中心，使建筑物的管理人員可以對大樓內部的實時情況進行觀察與管理。還可以利用現代化的計算機技術對這些上傳的圖像進行分析，使影視中的物體與煙霧等不安全因素得到確認，為事故的處理提供證據。第二，出入口控制系統。對建筑物的出入口進行控制，就是利用電子鎖或者是門磁開關這些設備對建筑物的人群進行控制。將讀卡機等設備安裝在建筑物當中，使建筑物的進入具有一定的權限性，對進入到建筑物的對象與建筑物的開放時間進行控制，隨時掌握人員的出入情況。第三，防盜報警系統。防盜功能的實現，是利用各種敏感軟件的安裝實現對建筑物內部空間的控制，比如說紅外線與震動傳感器等等，將其安裝在重要的防盜部位，如果監測區域內出現異常，報警系統可以做出相應的反應，通過建筑物管理人員對異常情況進行及時的處理。
建筑電氣自動化控制技術的應用必然需要各種電氣設備的參與，并且設備的質量在整個的建筑電氣自動化控制技術應用中占據著重要的位置，一旦電氣設備存在一定的問題的話就會直接影響到整個建筑電氣自動化控制技術的實施質量，進而影響到后期建筑電氣自動化控制技術的應用，具體來看，設備對于建筑電氣自動化控制技術的影響主要體現在兩個方面:(1)設備自身的問題，電氣設備對于建筑電氣自動化控制技術的影響一個主要的問題就是我們所應用的設備自身存在質量問題，這種質量問題存在的原因有很多，比如設備在生產過程中可能就存在著質量問題，一旦在建筑電氣自動化控制技術應用中采用這些質量不達標設備的話就會影響到建筑電氣自動化控制技術的質量，另外，設備規格不符合我們所需要的要求的話也會影響到建筑電氣自動化控制技術的質量，設備在運輸或者安裝過程中受到一定的損害的話必然也會影響到后期的正常使用;(2)環境因素的影響，電氣設備對于周圍環境的依賴性也是比較強的，尤其是對于電氣設備周圍空間內的溫度和濕度的要求雖然不是特別的苛刻，但是一旦溫度或者濕度變化過大的話也會嚴重的影響設備的正常使用，最終影響建筑電氣自動化控制技術的質量。
1．2技術對建筑電氣自動化控制技術的影響
建筑電氣自動化控制技術作為一種最為新型的技術手段自然也離不開技術的支持，因此，反過來說，技術必然也會對建筑電氣自動化控制技術的質量產生直接影響，技術水平的高低也就直接決定著建筑電氣自動化控制技術運用水平的高低，但是就當前我國的建筑電氣自動化控制技術中的技術水平現狀來看，仍然存在著一些問題，這些問題主要表現在兩個方面:(1)技術升級不及時，雖然建筑電氣自動化控制技術就當前來看算是一種較為新型的技術手段，但是就建筑電氣自動化控制技術本身來說仍然需要不斷地進行技術升級才能更好地適應當前人們對于建筑電氣不斷提高的要求，一旦建筑電氣自動化控制技術升級不及時導致電氣自動化技術落后于人們日益提高的要求的話就會嚴重的影響建筑電氣自動化控制技術的應用價值，也不利于建筑電氣自動化控制技術的發展;(2)在技術管理方面存在一定的缺陷，技術管理對于整個建筑電氣自動化控制技術的重要性不言而喻，一個完善的技術管理體系能夠使得建筑電氣自動化控制技術最大程度的發揮自身的優勢，甚至能夠最為及時的針對自身的不足進行更新換代，而當前我國建筑電氣自動化控制技術不存在完善的技術管理制度和體系，進而就極有可能導致建筑電氣自動化控制技術在具體運用中出現質量問題。
1．3人員對建筑電氣自動化控制技術的影響
建筑電氣自動化控制技術的施工和具體應用都離不開具體人員的操作，因此，人員也會對于建筑電氣自動化控制技術的質量產生重要影響。就建筑電氣自動化控制技術本身而言，其應用的最根本的目的就是發揮自動化功能來減少建筑電氣工程使用中對于人員的依賴，但是這并不代表著在實施中就可以減少人員的使用，或者是降低施工人員的素質，就當前我國建筑電氣自動化控制技術的現狀來看，人員的影響主要表現在以下兩點:(1)專業素質不高，建筑電氣自動化控制技術作為一種新型的科學技術手段，其科技水平相對傳統電氣工程來說更高，因此，就對具體的工作人員提出了更高的要求，尤其是在專業性上更是要求人員具備較高的素質，一旦工作人員專業水平不夠的話就會在很大程度上影響實施的質量，最終影響建筑電氣自動化控制技術的應用效果;(2)缺乏對工作人員的監督，工作質量的高低和監督存在著密切的聯系，如果我們對工作人員的施工質量進行密切監督的話就會在一定程度上提高工作人員施工的質量，進而提高建筑電氣自動化控制技術的水平，而如果監督不到位的話，那么就會很容易使工作人員產生懈怠，甚至會出現工作失誤，最終影響建筑電氣自動化控制技術的質量。
2建筑電氣自動化控制技術的發展方向
2．1在建筑電氣自動化控制技術中融入網絡技術
網絡信息技術作為當前較為先進的另一種科學技術也應該使其在建筑電氣自動化控制技術中發揮一定的作用，網絡技術的合理運用能夠在很大程度上提高建筑電氣自動化控制技術的更新速率，擴展建筑電氣自動化控制技術的應用范圍;并且除此之外，在建筑電氣自動化控制技術中合理的運用網絡技術能夠在很大程度上提高建筑電氣自動化控制技術的管理水平，促進建筑電氣自動化控制技術的快速發展。
2．2加強系統的修復和維護
建筑電氣自動化控制技術在實施和具體應用過程中離不開系統的修復和維護過程，并且建筑電氣自動化控制技術的維護和修復極為關鍵，加強對于建筑電氣自動化控制技術的維護和修復管理能夠提高建筑電氣自動化控制技術的運用水平，確保建筑電氣自動化控制技術的應用穩定性。
2．3提高系統更新頻率
當前科學技術的發展速度越來越快，電氣自動化控制技術的更新也應該緊隨科學技術發展的步伐提高自身系統更新的速率，以滿足當前人們對于建筑電氣自動化控制技術不斷提高的要求。
引言
建筑電氣自動化發展三十余年，是建筑行業重要組成部分，建筑自動化的發展變化對整個建筑行業都有著深遠的影響，了解電氣自動化首先了解它的起源與演變，然后分析現狀及30年的發展趨勢，只有這樣才能正確發現建筑自動化未來的發展方向。
一、建筑電氣自動化的起源與演變
建筑最初只是一個供人們躲避惡劣自然環境的外殼，隨著技術的不斷發展，建筑的組成部分逐漸增加，從最初的簡單殼子到能夠調節內部溫度和濕度的房體，人們開始注重安有供熱、冷功能的建筑設備，隨即產生了自動控制溫度、濕度的建筑設備自控系統。1973年，驚動中外的“石油危機”不僅讓OPEC禁運石油組織走進人們視野，更讓 人們看到了隨之而來的建筑設備自控系統的升級，從單純的控能到管理自控再到完全自動化，一個世紀的時間里，建筑自動化實現了質的飛躍。隨著社會的發展，計算機技術不斷被應用與建筑領域，電氣自動化實現計算機采集監督控制功能（SCADA）。在SCADA發展一段時間后，DDC作為分布式控制系統開始取代SCADA登上歷史舞臺，至此以計算機為監督控能系統被淘汰。
DDC 出現直接成為建筑電氣自動化系統的核心，因為它不僅改變自控邏輯功能器件，更改變自控系統的結構與布局，將原本集中總線控制形式改變為現場分布式控制，給電氣系統以獨立自主的權利，這個改變有利于現代控制系統的健康發展。事情的發展都存在雙面性，現場總線控制缺點是各廠商生產的設備不能通用，有效替換應用性差，無形中提高了設備維護成本，業主都經歷了增在成本的頭疼階段，隨后在市場和技術雙重因素的制約下，許多現場總線標準或自控網絡退出了這個行業，至今在建筑自動化行業，自控網絡標準基本上只有 BACnet 和 LonWorks 兩種主要標準。至此，從建筑自動化行業內部來看，建筑自動化已走過了混沌無序的發展階段，步入了有序的發展軌道。
二、建筑電氣自動化的現狀與應用技術
通過建筑電氣自動化的發展歷程可知，建筑自動化也是踩在“巨人的肩膀”，很多時候，它以后其他學科的創新發展而發展，取眾家之長，應用諸多新的原理技術豐富自身，最終形成自己的特色內容，如BACnet標準的創建和建筑電氣自動化系統集成及操作技術規范等都是如此。
建筑電氣自動化的早期發展有賴許多自控網絡的應用原理，它們的存在指引并推動建筑電氣自動化的發展創新，但從某種程度上說它們也影響了建筑電氣自動化的深度發展：
首先，建筑電氣自動化系統對環境的檢測監督有著嚴格的管理比對，一旦變化產生隨機產生傳感預警，但在檢測過程中，需在建筑內分布大量測量傳感器、控制執行器，統一集成操作，但是并不像我們想的那么簡單，不同的傳感器、執行器之間網絡自控標準是不同的，這就為互操作提出挑戰。其次，除收到標準的制約外，用戶與業務也面對設備系統供應商的制約，建筑在使用一種網絡設備后，更換與取代成為“老大難”問題。至此統一網絡控制標準成為迫切需求。網絡控制標準統一后不僅可以提高系統集成的互操作性，更能方便業主選擇服務好的供應商合作，有利于市場公平競爭，更有效推動建筑電氣自動化的快速發展。
其次，建筑電氣自動化有屬于自身的特殊性，隨著現場總線網絡控制的應用，人們逐漸發現該控制并不能滿足所有建筑電氣自動化要求，比如，人們對房子的使用并沒有嚴格的周期性與時效性，相反對建筑的房體的使用隨意性很強，這就要求自控系統要更加人性化，而不是死板的滾動變化，至此，現實需求要求總線控制方式做出改變，新的開發勢在必行。ASHRAE（美國采暖、制冷與空調工程師學會）經過 8 年多時間的工作，于 1995 年 6 月正式公布了起源于建筑自動化領域并專用于該領域的 BACnet（BuildingAutomation and Control Network）標準。
有關建筑自動化自控網絡標準化的機構或組織主要有三個：ISO（國際標準組織）、CEN（歐盟標準組織）和 IEC（國際電工委員會）。其中，建筑自動化自控網絡國際標準化的工作主要由 ISO 組織的 205分技術委員會 ISO/TC205――Building environment design（建筑環境設計）負責，具體工作由ISO/TC205/WG3 工作組完成，現已完成了 ISO 16484 標準――Building automation and control systems （BACS， 建筑自動化系統）的大部分工作。
目前在歐洲，建筑自動化自控網絡標準化由歐盟標準組織第 247 分技術委員會 CEN /TC247――Building Automation， Controls and Building Management（建筑自動化與樓宇管理）負責。從根本上看，現場總線網絡操控從歐洲起源，后在美國得到發展應用，CEN不得不兼顧多頭，既考慮歐盟國家的利益又兼顧美國的標準影響作用，于是在建筑電氣自動化系統三層結構上制定多種并存標準體系。在CEN/TC247 標準體系中，管理層有 BACnet 標準，其他二層均有多個現場總線標準。事實上，BACnet 為了滿足 CEN 要求定義了與 KONNEX 標準的接口，另外，BACnet 標準在其物理層和數據鏈路層中也包括了 LonTalk 標準，因而 BACnet 可以直接應用于現場層。其中，KONNEX 標準是Batibus （Batiment Intelligent Bus）， EIB（European Installation Bus）和EHS（European Home System）三個標準的合并版。
IEC 雖然沒有對建筑自動化自控網絡進行標準化工作，但由于歷史原因，早在 1994 年就開始對照明技術自控技術進行了標準化，并制訂了 IEC 60929――DALI（Digital Addressable Lighting Interface）標準，該標準至今已進行了多次修訂。
LonWorks 作為重要建筑電氣自動化技術標準，其地位是不容忽視。LonWorks 技術擁有較好的互操作性，能做到有效控制網絡，它既是 BACnet 國際標準的一個可選擇組成部分，又在技術上獨立于建筑自動化自控領域并且被人廣泛使用。由于受歡迎程度大，被適用范圍廣，該標準不僅是 ANSI（美國國家標準）、EIA（美國電氣工業協會）和 CEN 標準，并最終于 2008 年升級為 ISO 標準（ISO/IEC 14908）。
綜上所述，雖然許多標準還在發展應用中，但無法取代BACnet、 LonWoks 這兩個標準，無論從技術角度還是應用角度。二者長期占據標準中的霸主地位，并且在很長的時間內，建筑電氣自動化的的標準都將以之為主。因此，在建筑自動化行業研究和應用 BACnet 標準和 LonWorks 技術應是建筑自動化研究和應用的熱點。
三、建筑電氣自動化在我國的發展應用
在我國，建筑電氣自動化受時代特色限制，秉持科學發展觀看待建筑電氣自動化是未來的方向，目前我國的建筑行業增值速度快，建筑電氣自動化市場發展速度快，利益驅使更多的供應商看中建筑市場，正因如此，建筑電氣自動化市場兩極分化嚴重，供應商良莠不齊，部分根本不懂技術的工作人員混跡該領域，市場秩序出現混亂現象。
經過多年的發展實踐，終于出現幾批優秀的經得起考驗的建筑電氣自動化系統，這對行業發展起到很好的指引作用，與此同時，我國的技術員技術磨練成熟，逐漸與國際標準縮減差距。目前我國許多電氣自動化系統品牌打入國際市場，雖然在建筑電氣自動化領域的研究呈上升趨勢，但這種上升與行業發展仍然存在差距。
在以開放為時代特征的今天，我國建筑自動化發展的可行方案應是客觀評估現有的技術標準，并掌握、消化和吸收建筑自動化行業中的重大主流技術標準，走自主研制和開發的道路，研究和開發具有自主產權的實用產品和系統。
參考文獻：
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[3]周萍.關于舊房的改建技術[期刊論文]-沿海企業與科技2008（6）
Abstract: the construction of electrical automation for building users create a comfortable, safe, economic and efficient, convenient working environment, and through its strong management function realizes the equipment operation optimization of water supply, power supply, air conditioning system for monitoring and control, lower operating costs. This paper expounds the electrical automation system composition and basic functions, and analyses the architecture electrical automation control system of the principles, advantages, and introduces the electrical automation in the building of the application of the automatic control system, to have the certain reference value.
Keywords: electrical automation; Architecture; Automatic control system; application
中圖分類號：F407.6文獻標識碼：A 文章編號：
引 言：
電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發以及電子與計算機應用等領域的一門學科。隨著信息化社會的到來，人們對建筑控制系統的先進性、開放性、互動操作性等方面的要求也越來越高。
建筑自控系統 (Building Automation System) 是針對建筑內各種機電設備進行集中管理和監控的綜合系統。建筑控制系統主要包括空調新風機組、送排風機、集水坑與排水泵、電梯、變配電、照明等。在整個建筑范圍內，通過整套建筑自動控制系統及其內置最優化控制程序和預設時間程序，對所有機電設備進行集中管理和監控。在滿足控制要求的前提下，實現全面節能，用控制器的控制功能代替日常運行維護的工作，大大減少日常的工作量，減少由于維護人員的工作失誤而造成的設備失控或設備損壞。
隨著社會經濟和科學技術水平的日益增長，建筑電氣自動化在日常生活中的應用變得越來越普遍，建造一座現代化、智能型的建筑，電氣自動化已成為建筑自控系統不可缺少的基本環節。隨著電氣自動化技術的發展,電氣自動化在建筑自控系統中也得到了更多的應用。在此，文章對其應用進行了粗略的探討。
一、建筑電氣自動化系統的介紹
1、建筑電氣自動化系統組成
建筑電氣自動化系統通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統。根據我國行業標準，BAS又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防范子系統。一般情況下，這兩個子系統宜一同納入BAS考慮，如將消防與安全防范子系統獨立設置，也應與BAS監控中心建立通信聯系以便災情發生時，能夠進行一體化的協調控制。
2、建筑電氣自動化系統的基本功能
(1)自動監視并控制各種機電設備的起、停，顯示或打印當前運轉狀態；
(2)監測并及時處理各種意外、突發事件；
(3)根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備，使之始終運行于最佳狀態；
(4)自動檢測、顯示、打印各種機電設備的運行參數及其變化趨勢或歷史數據；
(5)設備管理：包括設備檔案、設備運行報表和設備維修管理等；
(6)能源管理：水、電、氣等的計量收費、實現能源管理自動化；
(7)實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制。
3、建筑電氣自動化控制系統的原理
建筑電氣自動化控制系統采用的是集散型計算機控制系統，也稱分布式控制系統。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置(DDC)完成被控設備的實時檢測和控制任務。安裝于中央控制室的中央管理計算機具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強的數字通信功能，能完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等任務，避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難、無法統一管理的缺點，保證設備在最佳狀態下運行。
4、建筑電氣自動化系統的優點
(1)實現計算機測控網絡與管理的數據共享；
(2)建筑設備運行狀態的實時監測、故障自動診斷、報警；
(3)運行數據與故障信息自動存入數據庫，實現了運行數據的實時管理；
(4)確保建筑內具有最佳的工作與生活環境；
(5)延長設備使用壽命；
(6)提高建筑物整體安全水平。
二、電氣自動化在建筑自控系統中的應用
1、在電氣保護方面的應用
建筑自控系統中的電氣保護主要包括交流工作、安全保護、屏蔽與防靜電、直流工作、防雷保護接地五方面內容。
（1）交流工作接地指的是必須在變壓器中性線或者中性點接地,中性線選擇銅芯絕緣線,配電中存在的等電位接線端子通常在箱柜內。需要注意的是,等電位接線端子不能外露,也不能和直流接地、安全保護接地或是屏蔽接地等其它接地系統混接,還不能和保護接地線連接。采取中性點接地能夠確保高壓系統繼電保護動作可靠、準確,并避免零序電壓偏移,確保三相電壓平衡。
（2）安全保護接地指的是對電氣設備中沒有帶電的各個金屬部分使用金屬連接的方式與接地體作良好連接,使用保護接地線連接用電設備及其金屬構件,但不能連接保護接地線與中性線。建筑中的強電設備、弱電設備、導電構件都需要安全保護接地，如果不作安全保護接地,設備外部絕緣損壞可能使外殼帶電,不僅容易進一步損壞設備,還可能造成人員觸電事故。使用安全保護接地,應該盡量降低接地電阻,這樣可以保障電氣系統運行的穩定、安全,還能保障設備安全和人身安全。
（3）屏蔽與防靜電接地分別指的是用保護接地線連接設備外殼、屏蔽管路兩端、室內的多個部位,用導靜電體連接帶靜電或可能產生靜電的物體與大地,以避免設備、導線受到電磁干擾。由于人員在房間內走動或是移動設備等都可能產生大量靜電,如果接地不好不僅會對電子設備產生干擾,還可能損壞設備芯片,甚至引發一些安全事故,因此防靜電接地需要將所有可能產生或帶靜電的設備外殼和設施與保護接地線可靠連接,并使接地電阻盡量降低。
（4）直流工作接地指的是用截面積較大的銅芯絕緣線連接電子設備與基準電位。由于建筑中有大量的電子設備,在計算機、自動化設備、通訊設備等電子設備中輸入、傳輸、輸出信息或是放大信號等操作都以微電位或者是微電流進行,需要依靠直流工作接地使其基準電位和供電電源保持穩定,以提高其操作的準確性和穩定性。需要注意的是,直流工作接地不宜與保護接地線連接,更不能與中性線連接。
（5）防雷保護接地指的是對建筑中的電子設備、線路等做防雷保護接地。如通信自動化系統，火災報警及消防聯動控制系統，建筑自動化系統，保安監擰系統，辦公自動化系統，閉路電視系統等，以及他們相應的布線系統。這些電子設備及線路系統一搬均屬于耐壓等級低，防干擾要求高，最怕受到雷擊的部分。因此樓字的所有功能接地。必須以防雷接地系統為基礎，并建立嚴密，完整的防雷結構。
2、在中央空調中的應用
（1）中央空調的配電負荷電流的計算
中央空調負荷基本都屬于三相負荷, 在計算負荷電流時,要注意以下兩點：功率P是指電功率，而不是指制冷量，因為它們用的單位都是kw，有些人常將它們弄錯。中央空調中的電功率會隨著運行工況的變化而變化，在進行電流計算時，應取中央空調最惡劣工況下的電功率進行計算。
（2） 電線電纜載流量
在計算好負荷電流后，就可以進行低壓電器和電線電纜的選擇。選擇低壓電器, 需要滿足額定電流小于所在回路的計算電流。 電線的載流量不是跟截面積成正比關系的，而是根據不同的敷設方式和環境溫度查表得到的。因此，我們在進行電線電纜選型時，務必認真求實，保證有足夠的載流量，杜絕電線火災隱患。
（3）中央空調的遠程監控
中央空調的遠程監控可以有很多種，我們這里講的是現場總線控制系統(FCS) ，實現的是用遠程計算機直接對現場的空調設備進行監控。一棟大樓的空調系統, 可能包括多臺冷水主機和多臺空氣處理風柜, 每臺冷水主機和空氣處理風柜都有自己的獨立控制系統。對于設備管理部門來說, 多臺空調機組的開關機、故障處理、數據抄錄, 將耗費很大的人力物力， 并且效率低下。如果有一套集中監控現場所有空調機組的系統, 所有問題就可以解決, 這就是我們要討論的FCS系統?！艾F場設備”就是我們的空調機組，“操作站”就是我們的計算機監控中心計算機監控中心通過總線對現場的空調機組進行數據的采集和修改,從而達到了監控的目的計算機監控。包括計算機、打印機、U PS 、上位機軟件、數據服務器等; 監控中心通過網絡介質( 通信線) 訪問現場控制器, 但在數據交換時, 我們需要用到通信協議, 在此, 我們使用免費開放的通信協議Modbus或Profibus，目前, 我們推薦使用Modbus通信方式, 因為Modbus通信方式需要的硬件配置很簡單: 1 套上位機軟件( 網絡主站) ，1個轉換器就可以與現場控制器建立通訊。遠程監控系統的使用, 大大提高了設備管理部門的工作效率, 他們通過在一臺計算機上面操作, 就可以對現場所有的空調設備進行集中管理。同時，遠程監控系統還生成了歷史故障報表，可直接在監控中心的打印機上打印出來。
三、結束語
電氣自動化技術及其應用在國民生產中各個部門和領域已得到了廣泛應用，能夠有效提高建筑行業整體的自動化水平，特別是行業的運行管理水平，還可以大大節省建筑成本，提高設備的安全性和可靠性。隨著更多建筑的出現，將有更加先進的技術補充到這一領域中，使這一技術更加成熟、完善，電氣自動化的應用也必將有長足的進步和發展。因此很有必要對其進行探討，這是一個很漫長而艱巨的任務，同時也是一個新的研究趨勢，具有較大的經濟價值和社會意義。
四、參考文獻：
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中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：
一．引言。
隨著科學技術的快速發展，在我國各大中城市中，涌現了新型的辦公樓宇和商業樓宇等智能化建筑。通過在建筑技術之上，融入計算機通訊技術、控制技術，來實現建筑的功能自動化，提高了生活環境質量和舒適度。但由于智能建筑的發展時間較短，存在系統穩定性能較差、自動化功能水平單一、技術水平參差不齊等問題，導致智能建筑屢遭詬病。為了保證建筑智能化水平，提升建筑自動化功能，就需要對智能建筑進行設計優化，通過對設計要點進行重點控制，滿足建筑設計功用，實現建筑智能化。
二．智能建筑設計必須滿足的功能。
智能建筑應是一個能被有效控制的，具備各個方面相關系統的運營環境，在生態系統上要滿足能源、服務和排污的需求，實現各個系統的協同運作和有機結合。進行智能建筑設計時，要滿足四個基本功用：
能源管理：通過設計能源監控和管理來達到節約能源的目的，減少建筑物生命周期內的能源消耗和浪費，提高建筑物的可持續發展和設置效能。
空間管理：優化建筑的空間結構，掌握空間使用情況，發現未使用空間并進行合理利用和空間再分配。
設施管理：掌握建筑物各功能類型設備的運行情況，并能實施有效管理，便于提高設施性能和使用率，延長設施的使用時間和生命周期。
服務管理：建筑智能化是為建筑住戶提供服務，提升用戶生活環境和生活質量，智能建筑要實現降低用戶運營成本，提高用戶經營效益的功用。
三.優化智能建筑設計。
智能建筑的設計除了要進行傳統建筑的建筑設計、結構設計、設備設計和裝飾設計外，其主要是對建筑智能化系統的設計。進行建筑智能化設計時，要了解用戶的實際需求、建筑意圖、建筑物的用途和規模，設計中要結合當地的條件進行可行性研究，對智能建筑的功能性、經濟性、安全性、可靠性和維護擴展性進行分析和研究，確定進行智能建筑設計的基本設計條件。
智能建筑的設計優化，要建立在對建筑物功用了解的基礎之上，要對建筑物當地的氣象條件、交通、供電、供水、網絡通訊、無線通訊等情況進行了解，必要時要研究有關法規、條例和標準，對建筑物的智能化設計可行性進行研究分析。進行優化設計前，要將建筑、結構、給排水、電力、通信等專業設計人員進行集中，并對設計中可能出現的問題和決絕方案進行分析和明確。設計時，對各類機器設備系統，要建立與信息類別、信息數量和使用程度、重要程度等參數相適應的網絡，同時要保證系統運行效率，提升大量化、多樣化信息的適應性。
四.智能建筑的供電設計。
智能建筑中的建筑自動化設備、辦公自動化設備、通訊網絡系統設備等智能化設備的綜合應用，給建筑的供電提出了難題。進行智能建筑供電設計時，要對供電系統的安全性、可靠性和靈活性加以重視。
由于智能建筑物中用電設備較多，用電負荷較大，進行設計時，需要對負荷進行分析，并對負荷級別進行合理劃分；根據用電情況和負荷大小，選擇合適的供電系統，避免造成浪費而致使建筑費用上升。同時要考慮供電的可靠性以及電源質量要求，根據用電負荷，確定供電方式。
選擇供電方式時，一般要采用配出為放射式的主結線方案，采用兩路10KV獨立電源，變壓器低壓測采取單母線分段的方式進行。采取此種方式進行供電時，要考慮建筑物中電梯和照明負荷的曲線變化已經大功率電器和使用季節性變化。在智能建筑中，電梯一般為上下班時間為高峰負荷，下班或深夜為輕負荷；照明系統白天為輕負荷，夜晚18點-23點為高峰負荷；建筑物中的空調冷凍機在夏季為高峰負荷，冬季為空負荷或輕負荷。根據用電的負荷變化，選擇對應的變壓器容量，并進行容量合理組合，保證變壓器的經濟運行狀態。
五.智能建筑的照明設計。
智能建筑的照明系統保障了建筑物內用戶的生活環境安全，既要滿足基本生活功能，又要能達到美觀和節能的需要。照明系統的設計原則為“安全、經濟、適用、美觀”。
智能建筑的照明安全是設計照明的基本前提，要通過對照明燈具的類型、安裝位置、安裝數量、燈具功率、照度控制等方面進行合理設計，提供生活的工作環境的光亮。一方面要通過采取先進技術，發揮照明系統的實際效益，在保障照明效果的基礎上減少費用，另一方面要從我國實際電力供應和設備生產水平出發，選擇合理的照明設備，來提升智能建筑中照明系統的經濟性。要結合建筑的環境條件，對光源種類、燈具功率、數量、燈具色彩等進行選擇，配合色彩設計，體現建筑的空間立體感和裝飾表現感。設計時要注意色彩的協調，同時要避免出現眩光，根據工作和學習、生活的需要，合理布置照明的亮度。
六.智能建筑的系統集成設計。
智能建筑是建筑技術和計算機技術、網絡技術、通信技術和控制技術的集成，進行智能建筑設計時，要重視各系統之間的集成配合。系統集成的目標是為了搭建建筑主體內的智能化管理，通過對建筑自動控制技術、通信技術、綜合布線技術、計算機網絡技術、安全防范技術以及多媒體技術等將相關設備進行整合，通過軟件進行集成，實現建筑智能化的目的。
設計智能建筑系統集成時，要考慮各個子系統的檢測、管理和控制的統一標準，通過網絡結構，實現對子系統的統一控制和管理。對系統集成的信息資源、數據結構、設備協議等要進行明確，確保各子系統能統一、能管理、能控制。要明確提出各機電設備的接口、通信和控制的協議及技術標準。對設備端口的接線方式和方法，要進行規定，對各設備的匹配情況要進行分析和研究。
智能建筑采用RS485、BACnet、RS232C等標準通信和控制接口的系統及設備，要注意各設備接口的實際接法，進行設計時，要對設備和系統間的通訊協議和控制要求進行查證，對設備和系統間的信息開發要進行確認。對空調機組、電梯設備、冷水機組等設備，要進行樣品查驗，必要時要進行系統集成的實驗，避免出現安裝完成后無法實現管理和控制。
智能建筑要實現子系統的聯動，建成系統集成要能實現子系統在獨立運行的同時還要能實現網絡聯動，通過對子系統的聯動設計，來提高建筑的控制流程，實現自動化控制的目的。
七．結束語
智能建筑是現代建筑技術和科學技術的綜合，同時也是未來建筑的設計走向。進行設計時，要考慮到建筑功能的擴張性和系統的自動性，在滿足建筑基本功能的基礎上，實現建筑管理和控制點餓自動化，從而提高建筑住戶的生活質量和環境水平。通過提高建筑智能化設計，使得建筑走向“先進性、可靠性、舒適性、網絡化和實用化”，便于建筑的可持續發展。
1.智能建筑的含義
智能化建筑，是指通過對智能建筑的四個基本要素，即結構、系統、服務、管理以及它們內在聯系，以最優化的設計，采用最先進的計算機技術、控制技術和通信技術，建立一個計算機系統管理的一體化集成系統，提供一個投資合理，擁有高效率的優雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間(包括人類的生產、生活等空間)。其中，結構和系統方面的優化是指將4C技術(即Computer計算機技術、Control自動控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術)和集成技術(Integration)綜合應用于建筑物之中，在建筑物內建立一個計算機綜合網絡，使建筑物智能化。
2.我國智能建筑發展現狀
我國的智能化建筑開始起步于20世紀9O年代，并在沿海等經濟發達地區、城市得到了迅速的發展，目前的發展速度居世界前列。1990年建成的北京發展大廈(18層)可認為是我國智能建筑的雛形，而1993年建成的位于廣州市的廣東國際大廈可稱為我國大陸首座智能化商務大廈。據不完全統計，目前國內已建與在建的樓宇中，帶有“智能建筑”色彩的約有數千幢，上海約有800余幢。這些工程投資在智能化設備上的費用一般占總投資的5％～8％。國內已建成的180m以上的建筑，都具有比較完善的智能化功能。目前，智能建筑所分布的行業主要集中在金融業、行政機構、商業、公共建筑(醫院、圖書館、博物館、體育場館等)、住宅小區、交通樞紐等。
3.建筑智能化集成存在的問題
智能建筑多包含HVAC系統、電梯控制、消防、出入控制系統等多種系統和設備，這些系統和設備通常來自各個不同的供應商，他們僅僅關注自己的設備的應用，并不顧及他們的設備和系統與其它子系統的互聯。為了實現多種不同系統間的通信和互動使得設施管理人員不得不操作多個系統界面，設備的管理不能發揮最大的效應。另外，這些子系統的封閉特性也大大限制了在系統擴建和改造時對產品的選擇性。這種限制主要體現在以下幾個方面：
(1)設備選型受到很大限制，不能根據性能和價格隨意選擇產品和供應商，系統部署后，維修配件供應得不到保障，后期設備維護費用高，對產品和供應商存在很大的依賴型。免費論文。(2)用戶必須面對不同的用戶界面來管理不同的子系統，大大降低了生產率，同時大幅度提高了管理人員的學習負擔。(3)各個子系統間不支持互動，增加了操作復雜性。免費論文。一個典型的例子是火災自動報警系統和HVAC系統之間的互動。當火災自動報警系統探測到火警時，需要改變風門的位置、關掉風扇或加快風扇的速度來消除煙霧，這就需要系統互動的支持。免費論文。
4.改進：系統集成的主要技術手段
隨著智能建筑的功能需求不斷增長，使建筑內各種各樣的機電設備的監控系統的種類和范圍不斷擴大，它們可能采用不同的網絡平臺、不同的通信協議。在實現BMS系統集成時，為了解決互聯和互操作的問題，所采用的技術手段大致為以下幾種：
(1)采用統一的通信協議實現系統集成的方式
建筑自動化系統應屬過程控制范疇，長期以來沒有建立國際性的標準通信協議，這種局面嚴重障礙了智能建筑技術的發展。1995年美國暖通空調工程師協會推出了樓宇自動控制領域的第1個開放式標準通信協議一BACnet。該協議密切結合建筑工程特點，定義了23種對象、
39種服務、六種數據鏈路結構、三層網絡架構，正在向BACne/IP方向發展。同年通過ANSI認證，成為美國國家標準。很多空調、制冷、鍋爐、變配電等設備制造廠商均采納該標準協議，為智能建筑的系統集成開創了十分有利的局面。BACnet采納了五種協議EIA232一PTP，EIA485一MS/TP，LonTalk，ArCnet，Ethernet。但是在先前的BAC—net協議中，不同廠家生產的設備互聯仍需通過協議轉換器，尚未達成開放系統實現互操作的要求。
(2)采用協議轉換實現系統集成的方式
協議轉換器分為專用的協議轉換器和標準的協議轉換器。專用協議轉換器指兩種協議之間專用的轉換器。采用這種協議轉換器，如果要連接多個不同類型的網絡，就需要多種類型的協議轉換器。有時協議轉換器難于匹配不同的網絡的安置機制和服務。另外，當協議轉換器故障時，這種結構沒有提供可靠的端到端的機制，所以這種專用的協議轉換器不可取。采用標準的協議轉換器，在局域網內部通信采用了簡單的通信結構，包括物理層、鏈路層以及對應用層提供連接服務的會話，傳送協議。這種方案中，接在局部網絡上的所有站只使用簡單的會話／傳送協議，而所有協議轉換器之間通信只使用同樣的傳送層協議IP，由此解決了互聯網的匹配問題。隨著技術的發展，協議轉換器方式的應用將越來越少。特別是OPC(OLEfor Process Contro1)技術與ODBC(OpenDatabaseC0nneCtivity，開放數據庫互連)技術的成功應用，為不同協議的網絡互連，開辟了新的途徑，協議轉換方式的應用將會更少。
(3)采用OPC技術實現系統集成的方式
0PC(OLEfor Process Contro1)是一種基于OLE的通信標準，用于過程控制的OLE0OPC重點解決應用軟件與過程控制設備之間的數據的讀取和寫人的標準化及數據傳輸等功能。OPC提供信息管理域應用軟件與實時控制域進行數據傳輸的方法，提供應用軟件訪問過程控制設備數據的方法，解決應用軟件與過程控制設備之間通信的標準問題。當設備通過OPC互聯時，圖形化應用軟件、趨勢分析應用軟件、報警應用軟件等應用軟件均基于OPC標準，現場設備的驅動程序也均基于OPC標準。在統一的OPC環境下，各應用程序可以直接讀取現場設備的數據，不需要一個一個地編制專用的接口程序，各現場設備也可直接與不同應用之間互連。OPC的重要作用是使設備的軟件標準化，從而實現不同網絡平臺，不同通信協議、不同廠家的產品方便地實現互聯和互操作。OPC技術的完善和推廣，為智能建筑系統集成時，實時控制域與信息管理域的全面集成創造了良好的軟件環境。所以說，OPC開創了系統集成的新途徑，OPC將成為系統集成的主要方式。如果我們將OPC技術與ODBC技術作以比較，可以發現OPC技術現在比ODBC技術更為成熟、產品更多，而且我國已有比較成熟的OPC技術和產品。所以目前采用OPC技術實現系統集成，可能會比采用ODBC技術實現系統集成更為廣泛一些。兩種技術的融合與補充，將會使系統集成技術加快發展。
參考文獻：
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[2]陸偉良．智能建筑主流技術及其應用[J]．城市建筑智能系統，1999．
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
On the Combination of University Physics
Experiments and Professional Knowledge
LIU Jian
(Faculty of Science, Shenyang Jianzu University, Shenyang,Liaoning 110168)
Abstract College physics experiment teaching and the teaching content of organic combination of instance, on the importance of college physics experiment teaching and expertise, and pointed out the direction of physics experiment teaching development efforts with other disciplines, cross lateral development.
Key words college physical experiment; apply the knowledge; professional contacts; laying the foundation; example
1 學學物理實驗，具有非常重要的意義
1.1 學科之間橫向發展，學科知識出現交叉
高校各學科發展方向有兩方面，一是向著更深、更細的分支發展，研究尖端科學；另一方面就是建立各學科之間的聯系，橫向交叉發展，彼此互相補充，互相充實，與實踐生活結合。物理實驗也如此，物理實驗雖然是基礎的驗證性的實驗居多，但是也要與時俱進，以適應學生由基礎向高深尖端學科內容發展的過程。當學生剛接觸高深理論時不可能立即接受，物理實驗課程如果和其它專業知識結合，可能成為學生學習高深理論知識的橋梁，因為實驗是具體操作，是比較容易理解的。所以，物理實驗發展方向就應該向著其他學科應用方向發展，成為學生“認可的、有用的”實驗課。
1.2 作為實驗基礎課程，可以為其他實驗課程打基礎
學生通過物理實驗學習，多了解其他專業知識，擴大知識面。可以基本掌握實驗技能，為其他專業實驗的學習打下良好的基礎，動手能力的提高，對學生適應社會生活有非常大的幫助。加大各屆學生之間宣傳力度，調動學生實驗熱情，使物理實驗“活”起來。
1.3 與其他專業課有必然聯系
（1）課程內容設置側重基礎又結合專業知識。為培養綜合素質人才，大學物理實驗課程結合學校各專業的特點，經過了多輪的教學實踐，不斷改革，本著在基礎原理技能培養的基礎上，將原來的物理實驗內容與其他專業知識整合，融入一些學生感興趣，便于掌握，覺得“有用”的知識點。（2）選課體系有利于學生有側重點的學習。物理實驗現在實行選課，課程內容比學生所選內容多，學生可以根據自己的需要，自由選擇與他們專業相關的實驗，或者要擴展知識面，選擇感興趣的實驗項目，學生自由選擇項目給出了非常重要的信息，學生選擇結果能夠幫助物理實驗教師了解學生需要，可以決定學科的發展動態，能夠確立實驗改革的方向。（3）對各專業學生畢業論文和專題研究有幫助。多屆畢業生的畢業設計很多涉及要進行物理實驗和咨詢，這充分說明，物理實驗課程對學生是“有用”的，不少其他專業的老師到實驗室借實驗儀器設備，進行材料分析，研究物質的性質，測試力的作用效果。這些都充分說明物理實驗對某些專題研究很有幫助。
2 物理實驗開設內容與專業聯系實例
對所有專業學生來說，緒論中有效數字表示測量結果都是必不可少的學習內容。建筑類學校是以土木，建筑專業為主要專業的學校，其他各專業也都要接觸測量，測量結果要使用有效數字加上單位表示，為準確的表示測量結果，有效數字位數取舍是關鍵，有效數字之間的運算規律是依據。所以緒論知識對所有各專業學生都要求必須學習。
（1）對環境專業學生來說，制冷系數測試實驗是他們的最愛，很多學生都選擇該實驗項目，實驗中介紹壓縮機工作原理，通過實驗學生能夠了解日常生活中的冰箱、空調等制冷設備的工作情況，這與學生專業知識的學習建立起一定的聯系。學生覺得所學知識“有用”。
（2）對交通機械專業。交通機械專業的學生主要進行機械工程領域知識的學習，未來從事機械工程領域設計、科技開發和應用研究等工作。他們需要在大學階段掌握機械工程理論、電工電子技術、測試技術、計算機技術和信息處理等各種知識。對交通機械專業學生來說，最重要的應該是設計理念的培養和創新能力的提高。他們應該首先學會將日常生活中基本物理想象和本專業知識結合起來，再通過思維的整合產生設計理念，最后達到實際應用的目的。因此，在學生學習的每一個環節上，都應該有意識的安排一些與專業相關的課程內容。比如在大學物理中有聲速的測量實驗，通過該實驗，學生可以掌握測量超聲波在空氣中的傳播速度的方法，同時對駐波和振動合成等理論的也有了更加深入的認識，并且可以提高學生綜合使用示波器、聲速發生器等儀器的能力。傳感器技術在日常生活應用也越來越廣泛。在以上實驗基礎上可以給學生提供傳感器，超聲波發射接受等裝置啟發學生設計汽車倒車防碰裝置。實驗課與日常實際應用的結合吸引了學生的眼球，學生頓時覺得枯燥的實驗內容有用了，即使實驗有一定難度，學生也非常愿意做，這樣就達到培養學生思考的目的，同時培養了他們的設計理念。
（3）對信息專業。信息與控制工程專業的學生將從事建筑智能化及電氣自動化工程設計、施工、運行管理和科學研究等領域工作，學生需要掌握建筑自動化，電氣自動化，通信自動化，安全保衛自動化等專業知識，具有建筑電氣自動化工程設計、施工、系統運行與維護等基本能力。通信中應用最多的應該是光纖，物理實驗課程中設置了光纖傳感技術相關內容，通過光纖傳感器原理的學習及對光纖傳感器的實際應用使學生掌握位移、電壓、溫度信號的基本物理量的測量。在物體導熱系數測量中，通過導熱系數PID自動控溫系統的介紹，使學生從實際中掌握所學專業的實際應用的意義，使學生更加熱愛學習，同時也增強了學生對自動控溫技術的理解。
（4）對土木專業。土木專業主要培養從事土木工程的設計、施工、安裝、管理、科研以及工程項目規劃等方面工作的高級工程技術人才。該專業學生通過系統學習和基本訓練，掌握結構工程、道路與鐵道工程、橋梁與隧道工程、巖土工程和地下工程等學科的基本理論和知識，具備土木工程項目的勘察設計、研究、開發、施工與管理等初步能力。要想具備以上能力必須學會測量。測量是土木學院學生最基本的技能。為培養學生測量能力，在物理實驗中設置了分光計的應用實驗，讓學生學會測量光學角度，會進行光譜分析。學會用自準法調節儀器，分光計的調節比較麻煩，通過該實驗培養學生的耐心，讓學生懂得，要測量精確，前提必須熟練掌握儀器調節。從而可以使這種理念應用于專業測量儀器上。
（5）對材料專業。材料專業主要培養建筑材料科學與工程領域科學研究、技術開發、工藝和設備設計、建筑施工、監理、材料檢測、技術及經營管理等方面工作技術人才。學生通過系統學習和專業訓練，掌握該領域的基礎理論、專業知識和基本技能；研究無機非金屬材料及其復合材料的組成結構、合成制備與性能之間的關系；探索無機非金屬材料及其復合材料的制備、加工工藝技術及性能測試評價。以無機非金屬材料科學為中心，以工業化、工程化高新技術為先導，發展新型無機非金屬材料。對無機材料物理性能了解需要通過一定測試和研究獲得，物理實驗對材料專業學生設置導熱系數測量實驗，使學生掌握導熱系數測試儀的使用，會用穩態法測量不良導體導熱系數方法，加深對熱學基本知識的理解。
3 結論
大學物理實驗作為基礎操作課程，一定要與學生的專業學習聯系起來，讓學生覺得學學物理實驗是非常必要的，是有用的。任課教師備課過程中，不應該僅局限于課本知識的熟悉，還要了解所教授學生涉及的專業知識領域，將實驗教學和專業知識的結合既有利于調動學生的學習積極性，也有利于物理實驗內容的充實。
參考文獻
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二、國內外發展動態
我國的辦公空間理論研究發展比較晚，幾乎從起步，就是沿著國外的路子走，無法擺脫國外設計的影子?，F代的開放式辦公空間在70年代末才由外資公司帶到國內，就連我們在辦公間設計中使用的人體比例尺寸都是國外的。此后，我國的室內設計和家具設計工作者們不斷引入國外辦公空間相關的發展技術和模式，對于現代辦公空間、現代辦公家具、智能辦公建筑的研究都在慢慢深入，為我國的辦公空間設計做出了很多貢獻。但是，國內很多辦公場所仍然流行單元式辦公室，并且不太注重室內環境與辦公氣氛，很多人性化的因素都沒有加以考慮，造成這種現象的原因主要是社會基礎在辦公空間環境上的反映。其次也是現有辦公空間的建筑形式決定的，另外設計師也沒有切實地從使用者角度進行設計，或者單純追求形式的表現，造成了大量冷漠、雷同的辦公空間。隨著信息經濟的發展，我國辦公建筑的發展水平逐步提高，出現了數量眾多的5A級智能辦公建筑，其內部空間也越來越人性化、智能化，但是對辦公空間的系統化研究還處于初級階段，只注重辦公空間環境的優化，而忽視了辦公空間應有的對信息化社會、新型組織結構的潛在回應。在理論研究的文獻資料方面，雖然國外辦公建筑的作品與理論推陳出新，但我國關于辦公建筑的文獻資料要么偏重于辦公建筑相關設備系統，要么偏重于純純粹實例圖片信息，還有就是偏重對辦公建筑外部造型探討，研究其內部空間理論的資料還是相對缺乏的。
辦公空間作為與人們日常息息相關的建筑空間類型，歷來受到人們的廣泛關注。國外有許多專家學者從不同角度對辦公空間進行了理論和實踐的探索，并獲得了許多值得借鑒的成果。國外的辦公空間研究發展較早，歐美及北美發達國家都很重視工作環境的優劣，美國企業家成功的經驗是：必須有一流的辦公室，這是一項重要的企業投資。國外的建筑師們更是不斷探索新型的辦公空間，不斷對可能出現的辦公方式以及未來辦公空間環境做出預測。北歐和日本的研究也都有自己的風格。例如日本學者主要致力于辦公系統自動化的研究，預測信息的迅速發展對辦公空間帶來的影響等等。當工業社會逐漸進入信息社會后，智能化辦公建筑逐漸成為人們研究的重心，英國辦公建筑專家弗蘭克·代菲在“智能化辦公建筑的出現”（The emergence of theintelligence officebuilding）一文中對智能化辦公建筑的特點做出了這樣的描述：智能化辦公建筑的特點
主要應體現在四個方面：辦公室自動化、先進的通訊設備、．建筑自動化、對未來發展的第一章緒論手法。大多數研究者均將辦公空間的設計
作為有機的整體來看待。同時，辦公空間的設計不僅受到功能需要與技術可能性的轉化的影響，而且更多的是社會文化的一種反映。
三、辦公空間發展趨勢
辦公空間相應的發生著劇烈的變化。一個根本性的辦公空間設計變革即將來臨。2000年以后，這種新型的辦公空間在很大程度上將變成一個網絡的系統，包括高度靈活的交流空間和工作方式，它不再是傳統的金字塔式的辦公模式，單純的程序性工作場所將轉變為一個信息交流的場所。目前，辦公建筑的建設規模和數量都在日益擴大，扮演著社會生活中越來越不可或缺的角色。對新型辦公空間的研究在發達國家逐漸成為一門學科，各種專門的學術會議、期刊、研究論文不斷出現在公眾的視野中，深入分析研究新型企業組織結構、辦公模式和相應的辦公空間之間的關系，重新對現代辦公空間的性質和特征做出科學的判斷，并用于指導新型辦公空間的設計工作，這對于適應信息時代的發展要求、創造科學的人性辦公空間具有重要意義。
四、現代辦公空間的設計特點
4。1人性化
自從Internet出現以來在短短的數年內，網絡就使我們的生活方式發生了巨大改變，通過網絡看新聞、購物、學習、娛樂、工作，甚至與人交流。網絡也正在改變著我們的辦公方式，只需要在顯示器前點擊鼠標、敲擊鍵盤就可以進行工作從世界各地了解自己所需要的相關信息通過網絡下達和通知任務，甚至進行網絡會議接治客戶。在此強大的技術之下孕育出兩種新型的辦公方式。一種是以新的管理模式和高科技的辦公設備為代表的現代企業，一種是為家庭辦公者和自由職業者提供SOHO（small office home office）式的辦公。如此便利和高效的辦公方式是否讓我們充滿了創造力和工作熱情？答案是否定的。高科技的應用并沒有使我們工作精神狀態得到極大的改善，我們常常過多地依賴于電腦千變萬化的網絡信息與不斷更新換代的操作軟件把我們搞得頭昏目眩。而大部分SOHO人士們常常是長時間獨處變得不善于和別人交往造成心理上的障礙。據調查表明在我國新型辦公模式下的工作人員40％左右的人是處于亞健康狀態?，F在的辦公空間設計更多地強調科按發展給工作帶來的高效而往往忽略了人文關懷，解決這些問題，創造出健康的可持續發展的和人性化的辦公空間是我們設計師要考慮的問題。
4。2生態化
隨著全球生態危機的加劇，人類越來越體會到需要保護自然、保護生態環境，需要在設計中體現可持續發展的原則。在建筑界，走可持續發展之路已經成為人們的共識，這在室內設計領域也不例外，在室內設計中貫徹可持續發展的原則正成為廣大室內設計師的共識。辦公空間的綠色化涉及對自然的尊重和對人體健康的關注。從對自然的尊重而言，涉及盡量引入天然采光和自然通風，盡量在辦公空間內實現節能設計，通過一切技術手段減少辦公空間對自然資源和能源的消耗，減少對自然的傷害，體現可持續發展的原則等內容。當然，辦公空間的綠色化也表現為盡量在內部空間引入自然元素，環境心理學的研究表明：室內自然景觀可以滿足人類向往自然的天性，具有緩解工作壓力和獲得理想視覺景觀的作用。因此，我們可以盡量通過運用植物、山石和水體營造富有自然氣息的人工環境，為廣大員工提供良好的工作環境。從關注人體健康而言，在辦公空間的室內設計中，應該注重使用綠色材料?？茖W研究證明：以往的不少裝飾材料中存在對人體有害的元素。因此從保障員工的健康和提高員工的勞動生產率出發，必須采用綠色材料，改善辦公空間的室內空氣質量，這在當前發達國家的室內設計中已經成為共識。
4。3智能化
其次從智能化方面分析一下：便攜式電腦和網絡技術的發展使人們的辦公形式發生了很大的變化，據國際著名的策劃公司DEGW統計，目前大約有20%～30%的白領人士處于流動狀態，這些白領在全市、全國甚至全球范圍內奔走，因此如何為這些白領人士提供一個舒適的工作環境就成為值得思考的問題。為了應對這一趨勢不少設計師都進行了嘗試。例如：美國海沃氏家具公司和上海瑞安集團就試圖通過公共區域、半公共區域和私密區域的劃分來應對辦公智能化的趨勢。在海沃氏家具公司新天地企業大廈的亞太區辦公總部內，辦公區分成三部分，即：公共區域、半公共區域和私密區域。公共區域向所有辦公人士開放，在這一區域內設有工作式休閑椅和因特網接口，辦公人員可以隨時通過網絡與客戶聯系，同時辦公環境也設計得相當休閑，既可以俯瞰新天地的人工湖，又可以免費享受歐式咖啡，使人感到舒適放松；半公共區域主要為企業大廈的租戶和海沃氏家具公司的客戶服務，該空間可以容納80人左右，適合進行展覽、會議、小型培訓等活動，并能提供餐飲服務；私密區域則通過靈活隔斷與半公共區域分開，僅為海沃氏家具公司的工作人員服務。海沃氏家具公司就試圖通過公共區域和半公共區域為流動的白領人士提供舒適的辦公環境，促進人們之間的交流，激發員工的靈感，展示未來辦公空間智能化設計的新理念。
五、現代辦公空間的設計
辦公空間的各項功能設計
辦公空間包括了辦公工作場地和相關的配套空間。其首要任務是：
1、使辦公工作達到最高效率；
2、其次是塑造和宣傳企業的形象；
3、再者要突出使用者的身份和個性得到體現，同時還必須具有較高的安全系數，如放火、防盜、防震等安全性能。
辦公空間的室內設計程序
一、設計前期的調研工作
1、施工現場的研究
應注意的事項：
A、應記錄各窗戶的外部環境，以便使某些辦公室有較好的朝向和景觀。
B、應仔細考察建筑的結構，考慮將來裝修結構的固定和連接方式。
C、應檢查樓板和天花是否有裂縫或漏水，窗戶的結合處是否緊密等。
D、應在現場對一些較特殊的位置和結構進行裝飾處理的構思。
2、與用戶溝通
考察現場之后，應充分聽取用戶意見，其內容如下：
A、充分了解用戶的工作性質
B、了解用戶的審美傾向
C、了解用戶的預計投資
D、對某些特殊處理要與用戶達成共識。
二、辦公的平面布局與天花設計
中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1302（2014）01-0057-03
0 引 言
低功耗有損網絡路由協議 （RPL）是IETF的ROLL（Routing Over Low power and Lossy networks ）工作組，專門針對低功耗有損網絡LLN（Low power and Lossy network）新提出來的路由協議[1]。低功耗有損網絡是由功率、存儲空間、處理能力等資源受限的嵌入式設備所組成的網絡。它們可以通過多種鏈路連接，比如IEEE 802.15.4、藍牙、低功率Wi-Fi，甚至低功耗電力線通信（PLC）等等。ROLL將LLN網絡的應用主要劃分為四個領域[2]：城市網絡（包括智能電網應用）、建筑自動化、工業自動化以及家庭自動化，并且分別制定了針對四個應用領域的路由需求[3-6]。由于LLN的獨特性，傳統的IP路由協議，比如OSPF、IS-IS、AODV、OLSR，無法滿足其獨特的路由需求，因此ROLL工作組制定了RPL協議，其協議標準RFC6550[1]于2012年3月。
本論文首先介紹了RPL的應用場景及基本原理，并在路徑選擇策略中加入了對節點剩余能量的考慮；最后通過仿真驗證了改進后的路由協議的性能。
1 RPL協議工作原理
RPL是一個矢量路由協議，通過構建有向非循環圖（DAG）來形成拓撲結構，加入DAG中的節點自動形成一條指向根節點的路徑。RPL主要為數據匯聚型的場景設計，即數據流量由葉節點指向根節點。當然RPL也擴展支持多點對點（MP2P）和點對點（P2P）的應用場景。
圖1所示為典型的DAG結構。其中的每一個節點至少有一條指向根節點的路徑。
1.1 DODAG的形成
DODAG（Destination Oriented Directed Acyclic Graph）是面向目的地的有向非循環圖的簡稱，可以視為物理網絡上的邏輯路由拓撲。
RPL中定義了由多種ICMPv6消息來控制拓撲的形成。DIO消息用于通告有關DODAG的參數，例如DODAGID、目標函數（OF）、DODAG版本號等[1]。其中OF規定了拓撲建立及最優父節點的選擇方式，規定了節點級別的計算方法，是路徑選擇的首要參考標準。級別決定了節點在DODAG中的相對位置，主要用于避免回路。DAO消息是用來建立從根節點到葉節點的“向下”的路徑。根據節點的存儲能力，RPL協議中將節點類型定義為可存儲型和非存儲型，兩者的區別在于是否存儲有路由表信息。在圖1中，當D節點要和E節點通信時，如果B節點和C節點是非存儲型，那么必須先追溯到根節點A，查找路由，即路徑為D—C—B—A—B—C—E。若C為可存儲型節點，則只需追溯到共同的祖先節點即可找到路由，即路徑為D—C—E。DIS消息用于向鄰居節點請求DODAG信息。當一個孤立的節點沒有收到任何DIO消息的時候，可通過DIS向周圍節點請求DODAG信息。收到DIS消息的節點會反饋DIO消息給DIS源節點。
如圖1所示，首先A節點通過DIO消息廣播自己創建的DODAG信息，收到DIO消息的節點根據OF來決定是否應該加入該DODAG；加入之后然后再向自己周圍的節點繼續廣播DIO消息；這樣一層一層地建立拓撲結構。當節點加入DODAG之后，就自動創建一條“向上”匯聚到根節點的路徑?！跋蛳隆钡穆窂絼t由DAO消息完成。
1.2 定時器管理
RPL中使用細流算法[7]來控制DIO消息的發送。細流算法是一個適應性的機制，用來限制控制協議的開銷。與傳統IP網絡不同，LLN網絡有著非常有限的資源，必須盡可能的減少控制協議消息所占的比例，但同時又必須要維護好網絡結構。當網絡改變時，節點會以較高的頻率發送控制包；當網絡趨于穩定時，則控制流的速率減少。算法中定義了控制消息發送間隔參數I，當網絡很穩定時，則I成倍的增加；而網絡有動蕩時，則發送間隔迅速降為最小值，高頻率的發送控制消息以修復網絡。
本文借助Contiki系統中的Cooja模擬器，對RPL協議進行了仿真。圖2所示為節點布局圖，并在圖3中以節點5為例展示了DIO消息的發送控制過程。從圖3中可以看到，當網絡剛形成逐步趨于穩定的時候，DIO消息發送間隔成倍增加；圖3中23：00和01：20附近陡峭的轉折點表明此時監測到節點5和網絡存在不一致性，迅速將控制消息發送間隔調至最小值以迅速修復網絡。
1.3 環路避免機制
RPL中規定，在沿著葉節點到根節點的路徑上，節點級別必須是遞減的[1]，即父節點的級別必須小于子節點的級別。當節點在網絡中位置發生改變時，必須根據父節點重新計算自己的級別。假設節點N的最優父節點為P，P的級別為R（P），那么N的級別R（N）計算公式為：
R（N）=R（P）+ rank_increase
rank_increase為子節點和父節點級別的差值，其算法在OF中有定義。
節點的級別在環路避免中有著重要的意義。RPL協議也通過在包頭上設定標志位來附帶路由控制數據，以避免數據包被循環轉發。
2 考慮節點剩余能量的RPL協議
2.1 RPL協議原始路由方案
目標函數決定了RPL協議的路徑選擇方式。目前RPL的官方文件中，只明確定義了零目標函數（OF0）[8]，即以跳數（HC）為最佳路徑選擇的唯一標準，而其他的目標函數則由開發者根據需求靈活定義。比如對鏈路可靠性要求較高的應用，可將鏈路質量作為路由選擇的首要考慮標準；而對能量受限的環境則可以定義在路徑中盡量避開電池供電節點。在文檔RFC6551[9]中，提出了多種可供開發者參考的路由度量。
在選擇路徑時，若只考慮跳數因素，必然會導致Sink周邊節點數據壓力過大，從而使關鍵節點能量過早消耗而死亡。文獻[10]將網絡的生命長度定義為第一個節點死亡的時間。對于能量受限的低功耗有損網絡，如何平衡能量消耗，延長網絡整體壽命，是協議要考慮的重要因素。
2.2 優化之后的RPL路由方案
目前已有多種針對無線傳感網絡能量優化的路由協議，比如分級能量路由協議LEACH和TEEN，以數據為中心的能量有效路由協議DD和SPIN，還有基于地理位置的路由協議GPSR和GEAR等[11]。 但這些協議都很難實現和RPL協議的融合。RPL協議是通過在container metric中，定義路徑選擇時所考慮的參數，然后再以一定的方式將所需要考慮的參數相結合，從而確定一個合理的路徑選擇方案。
本篇論文中采取的是跳數（HC）和節點能量（EN）相結合的方式。結合方式有兩種[12]，一種是Lex，一種是Add。Lex是指優先考慮跳數，只有在跳數相同的情況下，才考慮節點能量；而Add則是采取兩種參數綜合考慮的方式，按照一定的比例相結合，即：
其中：
本文對這兩種不同的結合方式做了仿真對比。
2.3 RPL協議改進前后的仿真對比
仿真工具采用的是美國UIUC大學開發的針對無線傳感網絡研究的J-Sim平臺，該平臺基于Java語言，和NS2相比具有內存消耗小、仿真速度快、有更好的可擴展性等優點。本文仿真了傳感網絡數據收集的場景。在100×100的區域里，規則的布置有100個節點，圖4所示是網絡節點布局圖和OF0的拓撲結構，其中最左上側的0號節點為數據匯聚節點，右下側的49-99和94-98這11個節點為傳感器數據采集節點。數據從右下側的11個源節點發送到左上側的0號節點。由于該網絡具有對稱性，1和10對稱，2和20對稱等，對稱節點的能量消耗基本一致。本文中重點仿真了具有代表性的1、2、11、12、22這幾個關鍵節點的能量消耗情況。
對于OF0，由于跳數是路徑選擇的唯一標準，節點位置固定的網絡，其拓撲結構也相對保持不變。圖4即為這種情況下的拓撲結構。由圖4中可以看到，節點1和節點10承載了大部分的數據量，幾乎任何從下側或者右側源節點發過來的數據都要經過這兩個節點轉發到Sink節點。而節點11，則只有來自源節點99的數據由它轉發。
圖5所示是系統節點能耗圖。其中圖5（a）為OF0方案下部分節點能量消耗圖。從圖中可以看出，最關鍵的節點1和節點10，能量很快就消耗殆盡。而節點11，則能耗相對較少。這對節點位置固定的網絡是很不利的，會使數據量較大的節點在短期內能量迅速消耗完而死亡，而其他非位置關鍵節點，則一直被閑置。造成網絡能耗分布極其不均勻，能量利用率不高。
接下來可以仿真跳數和節點剩余能量相結合的路徑選擇方式，圖5（b）為跳數和能量按照2∶8的比例加權所得到的能耗結果。從圖5（b）可以看出，節點1、10和11的能耗更為均衡，第一個節點死亡的時間大為延長。跳數和節點剩余能量相結合的路徑選擇方式，能一定程度上改善以跳數為唯一度量所造成了能量消耗不均的情況，從而延長關鍵節點的生命長度。仿真中也能看到，最佳路徑的拓撲圖一直處于動態變化，原先經過節點1和節點10到達匯聚節點的數據，有一部分從節點11分流，從而緩解節點1和節點10的壓力。
（a） HC路徑選擇方案節點能耗 （b） HC+EN路徑選擇方案節點能耗
本文也仿真了跳數（HC）和節點能量（EN）按照Lex的結合方式，即優先考慮最小跳數，當跳數相同的時候再考慮節點能量，以及在Add結合方式下按0.8HC+0.2EN和0.2HC+0.8EN的不同比例相結合的情況對比。最后得出的結論是，兩種不同的結合方式對網絡能耗均衡都有一定程度的改善；而Add的結合方式能耗更為均衡，且剩余能量所占的比例越高，改善的效果越為顯著。圖6所示是在不同路由策略下，關鍵節點能耗的對比情況。
4 結 語
本文描述了RPL協議的基本原理，并且對原路由協議的路徑選擇策略進行了改進，在只考慮跳數的基礎上，加入節點剩余能量的考慮，從而平衡了網絡能耗，延長網絡整體壽命。由于RPL是近幾年新提出的協議，隨著實踐的不斷深入，越來越多的新問題被提出，還有很大的研究空間。RPL協議在物聯網領域有著廣闊的應用前景，值得廣大學者進一步深入研究。
5 致 謝
本論文的工作得到了實驗室項目的大力支持。感謝國家自然科學基金（61271257），北京市自然科學基金（4122034）和教育部博士點基金（20120005110007）對本文研究工作的支持。
參 考 文 獻
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[4] PISTER K. RFC5673 industrial routing requirements in low-power and lossy networks [S]. Internet Engineering Task Force， 2009.
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[6] MARTOCCI J. RFC5867 building automation routing requirements in low-power and lossy networks [S]. Internet Engineering Task Force， 2010.6
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[8] THUBERT P. RFC6552 objective function zero for the routing protocol for low-power and lossy networks （RPL） [S]. Internet Engineering Task Force， 2012.
[9] VASSEUR JP. RFC6551 routing metrics used for path calculation in low-power and lossy networks [S]. Internet Engineering Task Force， 2012.
