某综合办公楼弱电系统课程设计.doc

建筑弱电工程系统设计计算说明书

14F同组设计同学:
****

课程名称： 楼宇自动化
系： 电气工程系
专 业： 楼宇智能化工程技术
班 级： 楼宇073班
学 号： ***
学生姓名： ***
指导教师： ***
职 称： 教授

2010年4月22日

★设计计算说明
该项目为***电力公司综合办公楼弱电设计图纸。本次设计主要包括以下几个弱电系统：大楼第14层、地下1层的综合布线系统，有线电视系统，电话系统，安全防范系统，计算机网络系统。
1.综合布线系统:
设计综合布线系统应采用开放式星型拓朴结构，该结构下的每个分支子系统都是相对独立的单元，对每个分支单元系统改动都不影响其他子系统。该系统支持电话和多种计算机数据通讯系统，可传输语音、数据和图象信息。本工程综合布线系统外线由建筑物地下室2层电缆井引入机房，语音信号由市政电话埋地引入；公共数据网接口采用光纤电缆引入。布线形式采用大对数电缆非屏蔽双绞线组网。
1〉工作区子系统：
工作区子系统设置在水平干线的末端，在多功能活动厅设置数据平米设置工作区，每个工作区设置语音及数据点；每个工作区有1个信息插座，每个信息插座的配线电缆为1条4对对绞电缆，工作区信息点选择RJ45接口的双孔形式。信息插座的类型为超5类，支持1000Mb/s信息传输，适合语音、数据、视频使用。综合布线的设计等级采用最低配置型，每个工作区面积按下表选择：

14F多功能活动厅工作区面积选择50㎡，实际面积为204.13㎡，-1F管理间工作区面积10㎡，实际面积为33.54㎡。
14F数据点（语音点）数目＝204.13÷50≈4
14F信息点数目＝2×4＝8
-1F数据点（语音点）数目＝33.54÷10≈4
-1F信息点数目＝2×4＝8
各楼层的信息点统计如下表所示：
各楼层信息点分布总计
楼层
数据点
语音点
14F
4
4
-1F
4
4

本设计在14F只在多功能活动厅设置了4个数据点4个语音点，在乒乓球室、台球室、健身房、库房未设置信息点。只在-1F管理间设置了4个数据点4个语音点。
2〉水平配线子系统：
每个工作区设有2个信息出口，选用双孔RJ45标准插座，每个信息插座均布超五类4对非屏蔽双绞电缆（4UTP Cat5e）。以便各信息插座支持语音和数据的灵活转换,信息出口安装高度为0.3m，在有活动地板的区域内安装在活动地板上0.3m。设备的连接插座应与连接电缆的插头匹配，不同的插座与插头应加装适配器。水平配线电缆或光缆长度不超90m，配线子系统应采用4对对绞电缆信息插应采用8位模块式通用插座。1条4对对绞电缆应全部固定终接在1个信息插座上。4UTP Cat5e采用穿SC管保护， n=1～2 SC15,n=3～4 SC20，n=5～6 SC32,n=7～8 2×SC20。
本水平配线采用走吊顶的轻型槽型电缆桥架的方式。为水平线缆提供机械保护和支持的槽型电缆桥架，是一种闭合式金属桥架，安装在吊顶内，从电缆竖井沿走廊安装固定，在由预埋在墙内的不同规格的铁管，将线路引到墙上的暗装铁盒内。综合布线系统的水平布线是放射型的，线路量大，因此线槽容量的计算很重要，按照标准的线槽设计方法，应根据水平线缆的直径来确定线槽的容量即：
线槽的横截面积 = 水平线路横截面积×3
故本设计14F和-1F的弱电桥架横截面积为300×100
由于本综合布线的设计等级采用最低配置型，14F和-1F都是有8个信息点，其容量可按每个信息插座的配线电缆为1条4对对绞电缆，故本设计14F和-1F
都水平配线子系统采用8根4UTP Cat5e双绞线。超五类非屏蔽双绞线是在对现有五类屏蔽双绞线的部分性能加以改善后出现的电缆，不少性能参数，如近端串扰、衰减串扰比，回波损耗等都有所提高，传输带宽为100MHz。
3〉垂直干线子系统
干线子系统由设备间的建筑物配线设备（BD）和跳线以及设备间至各楼层交接间（FD）的干线电缆组成。楼内的干线采用光缆和铜缆通过每层的电缆井将分配线架与主配线架用星型结构连接，光缆干线主要用于通讯速率要求高的计算机网络，铜缆用于低速语音通信，并可在管理子系统相互跳接。
干线子系统所需要的电缆总对数和光纤芯数，其容量可按对数据应用采用光缆或5类对绞电缆，对电话应用可采用3类对绞电缆。每48个信息插座配2芯光纤确定。为了传输速率和带宽的保证，本设计在垂直干线上使用1根2芯光纤，一根大对数100欧姆25UTP Cat3双绞线。
4〉管理子系统
管理子系统设在每层的电缆井内，内置光缆配线架、铜缆配线架等设备，管理各层的水平布线，连接相应的网络设备。通过它将水平线缆与干线线缆连接，完成通讯线路的连接、定位与移位的管理。
管理子系统连接水平电缆和垂直干线。是综合布线系统中关键的一环，常用设备包括配线架、理线架、跳线和必要的网络设备。
管理子系统语音部分采用110配线架系统，通过110跳线进行管理，方便操作。本方案保证语音信息点需要改变时，可以直接在管理间进行改变。
光纤进户，首先要进入光纤配线架，然后通过尾纤或光纤转换器接到网络设备上。25对大对数电缆进入电话配线架。两种配线架可以共用一个机柜。电话配线架用的是110配线架，网络系统用的是24口配线架。
5〉设备子系统
设备子系统设在建筑物地下二层通信机房内，内置主配线架与进入楼内的通信线路相连，并设光缆主配线架与网络设备相连。作为局域网的主要连接设备，以太网交换机接口如下：
1、RJ-45接口
这种接口就是现在最常见的网络设备接口，俗称“水晶头”，属于双绞线以太网接
口类型。RJ-45插头只能沿固定方向插入，设有一个塑料弹片与RJ-45插槽卡住以防止脱落。 这种接口在10Base-T以太网、100Base-TX以太网、1000Base-TX以太网中都可以使用，传输介质都是双绞线，不过根据带宽的不同对介质也有不同的要求，特别是1000Base-TX千兆以太网连接时，至少要使用超五类线，要保证稳定高速的话还要使用6类线。
2、SC光纤接口
现在业界大力推广千兆网络，SC光纤接口则重新受到重视。光纤接口类型很多，SC光纤接口主要用于局网交换环境，在一些高性能千兆交换机和路由器上提供了这种接口，它与RJ-45接口看上去很相似，不过SC接口显得更扁些，其明显区别还是里面的触片，如果是8条细的铜触片，则是RJ-45接口，如果是一根铜柱则是SC光纤接口。
光纤端口的级联：由于光纤端口的价格仍然非常昂贵，所以，光纤主要被用于核心交换机和骨干交换机之间连接，或被用于骨干交换机之间的级联。需要注意的是，光纤端口均没有堆叠的能力，只能被用于级联。
1． 光纤跳线的交叉连接
所有交换机的光纤端口都是2个，分别是一发一收。光纤跳线也是2根，否则端口之间将无法进行通讯。当交换机通过光纤端口级联时，必须将光纤跳线两端的收发对调，当一端接“收”时，另一端接“发”。同理，当一端接“发”时，另一端接“收”。Cisco GBIC光纤模块都标记有收发标志，左侧向内的箭头表示“收”，右侧向外的箭头表示“发”。如果光纤跳线的两端均连接“收”或“发”，则该端口的LED指示灯不亮，表示该连接为失败。只有当光纤端口连接成功后，LED指示灯才转为绿色。
2． 光纤跳线及光纤端口类型
光纤跳线分为单模光纤和多模光纤。交换机光纤端口、跳线都必须与综合布线时使用的光纤类型相一致，也就是说，如果综合布线时使用的多模光纤，那么，交换机的光纤接口就必须执行1000Base-SX标准，也必须使用多模光纤跳线；如果综合布线时使用的单模光纤，那么，交换机的光纤接口就必须执行1000Base-LX/LH标准，也必须使用单模光纤跳线。 需要注意的是，多模光纤有两种类型，即62.5/125μm和50/125μm。虽然交换机的光纤端口完全相同，而且
两者也都执行1000Base-SX标准，但光纤跳线的芯径必须与光缆的芯径完全相同，否则，将导致连通性故障。
2．安全防范系统
闭路电视监控系统在室外设置周界防范用彩色摄像机，系统主机设于地下二层消防控制室，系统采用多媒体监控主机，其中包括：矩阵控制单元\画面分割单元\图象压缩装置硬盘记录装置\视频及报警输入控制输出等功能，系统按照给定顺序作时序切换。而且保安监控摄象电源、视频线的线型为RVV-3×1.0 SC15+SYV-75-5 SC15。
摄像机应优先选用CCD摄像机，所选摄像机的技术性能宜满足下列要求：1、能满足系统最终指标2、要求电源变化适应范围大于10%，必要时可以加稳定电源。3、温湿度适应范围满足现场气候条件的变化，必要时，可以加装制造人工小气候的防护罩。4、监视范围亮度变化范围大或必须逆光补偿5、应选用具有电子快门和数字背景光处理摄像机。6、摄像机应由稳定牢固的支架（或电动云台）固定在建筑物上。7、摄像机镜头应尽量避免逆光设置，必须逆光设置的场合，除对摄像机的技术性能加以需要外，还应设法尽量减少监视区域的对比度。
镜头的焦距应根据视场大小和镜头与监视目标的距离确定，并按下式计算：
f =u D/U
式中：f —焦距(mm)；u—像场高(mm)；D —物距(mm)；U—视场高(mm)。
监视视野狭长的区域，可选择长焦（望远）镜头，视角在40°以内；监视目标视距小而视角较大时，可选用广角镜头，视角在55°以上；景深大、视角范围广、且被监视目标为移动时，宜选用变焦距镜头；有隐蔽要求或特殊功能要求时，可选择针孔镜头或棱镜头。

★本设计中在14F摄像机与景物实测距离如下表所示：

位置
景物实测距离D
走廊西
1909
走廊东
1290
楼梯西
1799
楼梯东
4575

★本设计中在-1F摄像机与景物实测距离如下表所示：

位置
景物实测距离D
楼梯西1
4722
楼梯东1
1794
楼梯西2
1168
楼梯东2
1168
停车场中1
9927
停车场中2
9927
停车场入口1
2375
停车场入口2
2375
停车场出口1
2375
停车场出口2
2375

当选用1/3"镜头时，图像尺寸为：u =3.6mm,h=4.8mm. 景物实际高度取U=2000mm，把所需数据带入f =u D/U =0.0018*D可计算出镜头的焦距。
★本设计中14F摄像机焦距计算如下表所示：

位置
焦距f
走廊西
3.4
走廊东
2.3
楼梯西
3.2
楼梯东
8.2

★本设计中-1F摄像机焦距计算如下表所示：

位置
焦距f
楼梯西1
8.5
楼梯东1
3.2
楼梯西2
2.1
楼梯东2
2.1
停车场中1
17.9
停车场中2
17.9
停车场入口1
4.3
停车场入口2
4.3
停车场出口1
4.3
停车场出口2
4.3

本设计在14F两楼梯门口、楼层两端都吸顶安装了固定彩色半球摄象机，共计4个固定彩色半球摄象机。在-1F停车场出口设置了4个固定彩色枪式摄像机，在其它电梯出口吸顶安装了8个固定彩色半球摄象机。摄像机选型为：
1、固定彩色半球摄像机选型：
★HDC-505PV 1/3"（ f=4~9mm ）可变焦彩色半球摄像机

HDC-505PV彩色高分辨率半球摄像机
颜色
象牙色/黑色
DIP开关
1.0Vp-p复合视频，75Ω
白平衡
自动
材料
压克力/塑料
成像器件
1/3英寸Sony 隔行扫描 彩色 CCD
储存温度
-20℃~70℃
垂直调整角度
0°~60°
电气
1.0Vp-p复合视频，75Ω
电源输入
典型直流插座
工作湿度
90%RH(无凝结)
功率消耗
最大70mA
接口
开/关
镜头参数
直流型 f=4~9mm 可变焦
镜像
开/关
快门速度
1/50~1/100,000秒(28级）
逆光补偿
开/关(DIP开关)
认证
ＣＥ
视频输出
1.0Vp-p复合视频，75Ω
水平调整角度
0°~360°
水平分辨率
480线
同步
内同步
信噪比
>48dB(AGC关)
有效像素
795(H)×596(V)
制式
PAL
重量
245g
最低照度
0.5Lux (@F1.2，30 IRE，AGC开)
自动增益控制
开
电源
DC12V(8~18V)
工作温度
-10℃~55℃
AE/ME
AE/ME
FLC
开/关

★CFVC1415-LP 1/3"（ f=2.8－5.8mm ）彩色带变焦镜头固定型半球摄像机
·高清晰度彩色半球摄像机，可天花板或墙体安装，带有色的圆形防护罩，结合1/4"CCD 的变焦距镜头等同于1/3" 3.5-8mm 的视角，还包括服务监视连接和易当地设置的电缆，专门为需要隐蔽的室内监视应用而设计。
·像素：752 （H） x 582 （V）
·水平清晰度：480 线
·圆形罩：有色
·镜头：2.8 － 5.8 毫米，DC 自动光圈
·最大相关光圈 F1.4 － 360
·水平视角38.2 － 76.7°
·最小物距0.2 米
·最低照度0.6 Lux（F1.4 @50IRE）
·信噪比>50 dB

·电子快门（AES） 自动 1/50 至1/100K 秒
·逆光补偿开或关
·增益控制AGC 开或关
·当地服务监视器连接器2- 针（包含 1 米电缆）
·远程设置10- 针用于和PC 机连接
·尺寸（直径x 高） 112 x 97.5 mm
·工作电压12 VDC / 24 VAC，3 W
·重量0.29kg
2、固定彩色枪式摄象机选型：
★CNB-GP780IR 1/3ich（f=4～9mm）手动变焦一体化枪式摄像机
·1/3 inch SONY Super HAD CCD
·水平分辨率为：550TV线
·自动光圈、手动变焦镜头（f=4～9mm）
·内置红外灯和感应器
·彩转黑（双滤光片切换）
·动态降噪
·帧积累
·2倍数字放大
·最胝照度：0.00Lux（红外灯开启）

门禁系统:1）本工程门禁系统设置于各活动室及地下停车场门口，主机设于二层消防控制室，系统由IC卡、读卡器、电磁门锁及主机等组成，对本建筑内各进出口进行出入控制及监控管理，并应具备下列功能：2）门禁系统的电源采用主机集中供电的方式，电源线采用BV-31.5型导线，穿SC20镀锌钢管沿顶棚或吊顶敷设，读卡模块及电源模块安装在安全区，在有吊顶的部位安装在吊顶内，在无吊顶的部位安装在门框上0.2m处。3）门禁系统总线采用RVVP-41.0型导线，穿SC20镀锌钢管沿顶棚或吊顶敷设，电子门锁应注意与装修门配合。RVVP-4×1.0 SC20+BV-3×1.5 SC20
本设计在14F乒乓球室、台球室、健身房、库房上述每一个地点都安装了门禁系统。在-1F停车场出口也设置了门禁系统。
3．有线电视系统
本工程的有线电视系统是由外线引来城市有线电视信号，进线设有防雷防电涌保护，经放大分配后传输至各电视用户终端，在14层走廊设TV-1401分支分配器箱，在地下1层走廊设TV-A01分支分配器箱，电视用户终端主要设置于办公室、活动室等地方，系统干线采用SYWV-75-12型同轴电缆,穿SC25，支线使用SYWV-75-5型同轴电缆，穿SC15，其中2根穿管SC25。用户出线口暗装，底边距地0.3m，用户出口电平为68±4db。电视支线为 SYWV-75-5 SC15。
★主要参考文献
《98DQ系列建筑标准设计图集》河北省建设委员会，中国计划出版社。
《民用建筑电气设计手册》中国建筑工业出版社。
《高层建筑电气设计手册》中国建筑工业出版社。
《建筑弱电工程设计手册》中国建筑工业出版社。
《建筑电气设计技术规程》中国建筑工业出版社。
《城乡建筑电气设计施工手册》四川科技出版社。
《建筑电气设备手册》，中国建筑工业出版社。
《建筑电气安装工程图集》，水利电力出版社。
《建筑电气实例设计图册》中国建筑工业出版社。
《民用建筑电气设计规范》JGJ／T16—92。
《建筑电气设计手册》，中国建筑工业出版社。
★设计心得
弱电设计是我们学生在大学学习阶段的最后一个环节，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程对大家的学习能力和独立工作能力也是一个培养，同时课程设计的水平也反映了教育的综合水平，因此我十分重视毕业设计这一环节，把这加以认真对待。
本次课程增强了我的解决实际工程问题的能力、独立查阅文献能力、计算机及软件应用能力等的培养。在此向设计过程中给予我大力辅导的老师表示衷心感谢！