学院图书馆智能化系统规划设计研究大学毕业设计论文.docx
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学院图书馆智能化系统规划设计研究大学毕业设计论文
A学院图书馆智能化系统规划设计研究
摘要
近年来，智能建筑这个新的名词逐渐出现在很多地方。
这个概念是在计算机、网络技术发展到一定程度出现的，是一种全新的建筑理念，其最突出的特点是绿色环保及智能化。
主要涉及两个学科，一是综合布线技术，二是楼宇自动化技术。
综合布线技术是开发智能建筑的基础，是网络互通、信息传递的硬件基础，该技术是智能建筑的各种网络系统和数据库及数据处理设备的必备辅助技术，鉴于其基础性和重要性，综合布线的设施需要由专业的技术人员进行设计和敷设，综合布线系统的设计及施工质量将直接影响到智能建筑的智能化效果。
楼宇自动化系统是指建筑内部的一整套控制系统的集合，主要由以下部分组成：
采暖控制系统、电梯控制及相关系统、给排水控制系统、空调控制系统、照明控制系统、停车场关系系统、消防系统及安全控制系统等。
本文针对A学院图书馆的实际需求，采用先进的综合布线设计和楼宇自动化综合系统方案，对图书馆进行了智能化升级的系统设计。
以期为广大师生提供更先进的服务，也能够提高学院的日常工作效率。
关键词：
图书馆，智能化系统，综合布线，楼宇自动化，设计
StudyonthePlanningandDesign
oftheIntelligentASystemoftheCollegeLibrary
Abstract
Inrecentyears,theintelligentbuildingthisnewtermgraduallyappearinmanyplaces.Thisconceptisinthedevelopmentofthecomputer,networktechnologytoacertainextentappears,isanewarchitecturalconcept,itsmostprominentfeatureisthegreenenvironmentalprotectionandintelligent.Mainlyinvolvestwosubjects,oneistheintegratedwiringtechnology,twoisthebuildingautomationtechnology.
Integratedwiringtechnologyisthebasisforthedevelopmentofintelligentbuilding,isthenetworkinterworking,hardwarebaseofinformationtransmission,thetechnologyisthenecessaryauxiliarytechnologyofintelligentbuildingallkindsofnetworksystemanddatabaseanddataprocessingequipment,inviewofitsbasisandimportance,integratedwiringfacilitiesneededbytheprofessionalandtechnicalpersonneltocarryonthedesignandinstallation,designandthequalityoftheconstructionofintegratedwiringsystemwilldirectlyaffecttheeffectofintelligentbuildingintelligent.
Buildingautomationsystemisacollectionofasetofcontrolsystemwithinthebuilding,mainlycomposedofthefollowingparts:
heatingcontrolsystem,elevatorcontrolandrelatedsystems,watersupplyanddrainagecontrolsystem,airconditioningcontrolsystem,lightingcontrolsystem,parkinglotsystem,fireprotectionsystemandtherelationshipbetweenthesafetycontrolsystem.
ThispaperaimsattheactualdemandofAcollegelibrary,usingthecomprehensivewiringdesignandbuildingautomationintegratedsystemsolutionsforadvancedlibrary,hascarriedonthesystemdesignofintelligentupgrade.Inordertoprovidemoreadvancedservicesforthemajorityofteachersandstudents,butalsocanimprovetheefficiencyofthedailyworkofcollege.
Keywords:
Library,Intelligentsystem,Integratedwiring,Buildingautomation,Design
第一章绪论
1.1选题背景与研究意义
1.1.1选题背景
近年来，计算机及网络技术飞速发展，现代建筑技术也日新月异，行业之间的结合日益紧密，在此环境下，只能建筑技术应运而生。
随着人们对于各类建筑物功能要求的提升，对于其舒适度、安全性等性能的需求也迅速提升，人们不仅需要舒适的办公及住宿环境，还希望在建筑物内部能实现各种信息资源的迅速传递。
由此，综合布线技术及楼宇自动化技术迅速发展，这些技术在建筑行业的成功应用，实现了建筑物内各类设备的自动控制和检测，实现了人和设备之间的信息互通，为用户提供了既舒适安全又便利高效的工作和生活环境[1-3]。
图书馆是学校教育系统中非常重要的一个环节，能为学生和老师提供一个非常大的学习平台。
该机构受到国家教育部门的重视和大力支持，是高校教育体系中不可缺少的一个部分。
目前我国在高校图书馆智能化建设方面的主要内容为：
各类机电设备设施的安装和控制、办公自动化的实现及安全控制系统的建设等方面。
一旦使得学校的图书馆实现建筑智能化，既可以加强学生的学习能力，扩展他们的视野，为学生的广泛深入学习科学文化知识提供一个很大的平台；还可以方便图书馆甚至学校的管理人员对图书馆的日常工作进行优化，有效提升管理效率。
随着我国教育事业的不断进步和发展，“智能化”图书馆也越来越受到国家教育管理部门和高校的青睐，图书馆智能化建设的需求越来越大，也促进了教育领域综合布线技术和楼宇自动化技术的发展，针对学校图书馆的智能化设计方案层出不穷，其中不乏很多优秀的设计方案。
由于本人近年来接触了很多智能建筑方面的案例和资料，对于智能建筑各方面的设计施工比较熟悉，并因此可以参与A学院图书馆智能化升级的设计工作。
本文即以A学院图书馆智能化建设的实际案例为例，对高校图书馆的综合布线设计和楼宇自动化设计进行阐述，以期为教育领域建筑智能化建设的发展添砖加瓦。
1.1.2研究意义
本文是在详细分析了智能化建筑的相关基本理论和国内外该行业的相关进展及成功经验的基础上，结合笔者在A学院多年的工作经验及智能建筑领域的学习实践经验，有幸参与到A学院图书馆的智能化升级项目中，对图书馆的智能化设计进行了分析和总结。
本文旨在通过敷设最先进的综合布线系统为图书馆智能化的升级提供强有力的硬件保障，通过楼宇自动化系统的总体设计及对各子系统的详细设计实现对于A学院图书馆现有业务的更新换代，实现图书馆内部空调设备、供水设施、相关机电设备、电子设备及办公设备的自动控制。
A学院图书馆智能化系统的成功实施，能为充实我国教育行业的图书馆智能化解决方案提供一定的借鉴。
1.2国内外研究现状
关于建筑智能系统的技术及应用，国内外都有很多相关的研究和成果。
本节将对智能建筑技术在国内外的发展历程及相应的成果进行分析整理，为本文后面的研究提供理论基础。
1.2.1国外研究现状
EIBG（欧洲智能建筑集团）在其相关分析成果中指出，智能建筑技术的发展大致经历了以下三个阶段[4-6]：
（1）1985年之前为第一个阶段，智能建筑功能比较单一，配备的基本为专用设施；
（2）从1986年开始至1996年结束为第二个阶段，这个阶段的智能建筑系统开始向多功能方向发展，且开始出现集成系统；
（3）1986年以后为第三个发展阶段，在这个阶段，智能建筑融合了计算机网络技术和先进的信息技术，真正实现了建筑的智能化。
对国外智能建筑行业的发展进行分析后，总结其特点如下：
（1）国外在进行智能建筑建设时要充分考虑其对环境的影响，同时考虑消费者的经济利益。
在一些发达国家，建筑物的建造首先要实现对环境的保护和对能源的有效节约。
智能建筑内部各种功能的设计和采用一定要尊重消费者的意愿，其建筑物智能化的目的是为了对应消费者的需求，而不是要提升建筑物的品质。
（2）发达国家的智能建筑领域处处能体现“以人为本”的理念。
智能建筑的建造是为了满足消费者在生活和工作方面需求的，建筑内部各种设施的设计和应用取决于消费者的需求。
发达国家的智能建筑已经超越了各种高新技术的简单融合，主要是为了改善生活和工作环境。
1.2.2国内研究现状
我国的智能建筑技术经历了二十多年的发展，大致分为两个阶段：
第一阶段的智能建筑技术比较简单，建筑内部往往包含一个或多个相对独立的设施和系统，其间没有控制关系，对设施和系统的操作也是独立的。
到了第二阶段，智能建筑内部的各个不同功能的设施和系统已经由相互独立变为相互联系，各系统之间通过一定的网络进行连接，实现了整体到局部及子系统之间的相互控制。
如今，我国的智能建筑基本已经进入第二个发展阶段。
在所有建筑智能化技术中，楼宇自动化技术和系统的应用比较成熟，许多智能建筑基本都包含了楼宇设备自动控制系统，如：
空调控制系统、变配电控制系统、电梯及照明控制系统、安保控制系统、、消防报警控制系统及停车管理控制系统等。
通过对我国智能建筑的发展进行分析，总结其特点如下[7-9]：
（1）智能化建筑的建设已经成为潮流，且建筑的智能化水平不断提高。
经过二十多年的发展，我国智能建筑技术已经比较成熟，智能建筑行业已经成为时下最流行的行业之一，许多冠以“3A”智能大厦和“5A”智能建筑标签的建筑拔地而起，而建筑物的智能化水平也在不断提高。
建筑新技术的快速发展和计算机网络技术的快速更新促使了智能建筑行业的发展，我国的智能建筑已经由单一的控制逐步实现了系统之间的相互联系，初步实现了建筑智能化，且这个趋势还在不断的发展中。
（2）进口品牌占据了我国智能建筑的主要市场，国内品牌竞争力不强。
到现在为止，我国自主研发的楼宇自动化产品和技术基本上只有消防安保类监控系统具有一定的竞争力，其他设施和系统的市场基本被国外品牌占据。
（3）智能建筑行业的技术人员稀缺，且工程设计和施工管理能力亟待提升。
智能建筑技术是一门综合性很强的技术，随着智能建筑市场的不断扩大，该行业的技术逐渐成熟，建筑物内各种设施和系统也不断完善。
然而，由于我国智能建筑的发展时间比较短，且行业扩张速度很快，专业技术人才数量的增加远远不能适宜行业需求，直接导致技术人员匮乏，管理水平提升困难。
该行业大量的技术人员基本是由其他相关行业转型而来，其专业素质并不成熟，据统计，该行业的专业技术人员中，只有约8%具备相应的技术职称，只有3%左右的技术人员具备中级以上职称[10-13]。
行业的管理人员和专业技术人员对于大多数的新兴技术和新设备了解甚少，很多的施舍和系统并不能够实现功能最大化。
1.2.3建筑智能化的发展趋势
首先，智能建筑行业已经成为热门行业，未来有着非常广阔的发展前景，投资潜力巨大。
如今，我国社会发展的战略偏重于各种基础设施的建设和城镇住宅的建设，这就为智能建筑的发展提供了巨大的市场，能够在很大程度上促进我国智能建筑业的发展。
同时，国家发展规划中新一轮的城市化建设进程也将为该行业的发展提供足够的动力，因此，智能建筑行业有着非常巨大的发展潜力。
其次，智能建筑行业已经从形式上的发展步入了满足实际需求的阶段。
在我国智能建筑行业开始发展的时候，只关注对于新技术的应用，只追求在建筑中融合多种新的技术来提高建筑的“身份”。
如今，随着智能建筑的快速发展，建筑的智能化建筑理念已经逐渐走向对于消费者需求的满足上面。
如：
在我国现代化智能建筑设计和系统规划中，由相应的物业公司根据不同类别业主的主要需求，对智能建筑的主要功能设计提出建议，可以实现智能化系统的“按需设计”。
第三，智能建筑相关技术和市场日益成熟。
为了规范智能建筑行业的设计施工行为，建设部出台了一系列法律法规文件。
目前，较大规模的智能建筑工程，其设计单位必须持有建设部授予的智能建筑设计方面的相关资质证书，其施工单位必须配备地方建设主管部门颁发的智能建筑施工许可资质。
继国家建设管理部门颁布了《智能建筑行业设计标准》和《智能建筑施工质量检验规范》等技术规范文件后，我国的智能建筑行业逐渐规范起来，其工程质量也得到了相应的提升。
第四，我国智能建筑行业的发展符合该行业可持续发展理念。
随着我国人口的大量增加，资源日益减少，环境问题逐渐严重，在这样的条件下，环保理念已经深入人心，已经成为建筑行业在其发展中需要重视的内容之一。
消费者对于智能建筑的消费和使用都趋向于绿色环保，因此，建筑行业的从业者大都将智能建筑的设计和施工用环保理念加以指导，以期建造出符合消费者消费需求的，充分尊重自然环境，尽量节省能源消耗的智能化建筑，为消费者提供舒适便捷的可持续发展的生活和工作环境。
1.3本论文的研究方法与框架
1.3.1研究方法
1、系统分析法[14]
该方法是根据系统化的思维方法，对系统整体和组成要素之间、各子系统之间的相互关系进行分析，找出他们之间相互制约的因素，在这些相互作用的要素之间总结一般规律，根据规律找到解决问题的办法。
该方法的主要特点为其利用的是系统化的思维方法，并结合其他相关学科进行总体分析。
本文在对A学院图书馆智能系统进行设计时采取系统分析法贯穿整个过程。
2、实证研究法[15]
实证分析法，是一个先假设后验证的过程，是通过对事物的分析并进行统计后，将结果同之前的预测做比对，从而得出结论的过程，真实是该方法最大的特点。
在对A学院图书馆进行综合布线系统设计前，就以实践数据为基础而进行分析过。
3、文献综述法[16]
该方法是指通过对某方面理论对应的相关文献进行收集、整理、分类研究后，运用分析研究后的成果对该理论进行重新认识的过程。
该法主要强调对于文献知识的借鉴和传承，并由此对该理论进行升华，论文中国内外智能建筑发展现状部分采用的就是这种分析方法。
1.3.2研究框架
本论文研究框架与思路详见图1-1。
图1-1论文框架图
Figure1-1frameworkofthesis
第二章相关理论综述
2.1智能建筑的涵义
自从智能建筑诞生以来，由于计算机网络技术及现代建筑技术的不断进步，智能建筑这个概念一直没有一个统一的定义，以下罗列了一些对于智能建筑的主流定义：
1、美国的相关机构将智能建筑定义为[17]：
通过将相关的建筑结构、自动化系统、服务和建筑管理等基础要素关联起来并逐步实现优化，以期为用户营造一个舒适、安全的工作及生活环境。
2、欧洲相关机构对于智能建筑的定义是[18]：
使各种服务达到最舒适、各系统最有效率、兼顾保养成本的有效实现资源管理的建筑。
3、日本的研究机构对智能建筑的定义如下[19]：
能够实现建筑物内各机电设备设施实现自动控制，具备信息沟通能力，方便用户实践各类智能活动的场所。
4、我国的研究机构将智能建筑定义为[20]：
以实体建筑为基础，增添通信系统、办公自动化系统及机电设备自动化系统，融合相应的服务功能和管理职能，使得用户可以享受到一个舒适、便捷的生活或工作环境。
对以上几种定义进行分析后我们可以发现，所谓建筑智能化，是从系统的角度出发，在实现了建筑架构优化的基础上，添加用户对于智能化的需求及方便用户对各种智能化设备进行管理和控制，同时，逐步将各要素之间的关系进行优化，从而为用户提供舒适便捷环境的系统化实施方案。
2.2智能建筑的构成要素
智能建筑之所以同一般建筑有所区别，是因为智能建筑具备一系列楼宇自动化控制系统。
只要实现了楼宇自动化控制系统各个子系统之间的相互联系，就能为用户提供舒适、便捷的环境。
智能建筑的基本组成如图2.1所示：
一般情况下，“3A”型智能建筑是指包含有楼宇自动化系统BA、办公自动化系统OA和通信自动化系统CA的智能化建筑。
实际上，很多智能建筑的开发商为了增加广告效应，特意在楼宇自动化BA中分离出安防自动化系统SA和消防自动化系统FA，标榜出“5A”型建筑[21]。
为此，我国相关部门颁布了新的《智能建筑设计标准》，标准中规定，将所谓的SAS和FAS归属到BAS中，统一采用“3A”智能建筑这一概念。
图2-1智能建筑系统示意图
Figure2-1Intelligentbuildingsystem
2.2.1BAS楼宇自动化控制系统
BAS（楼宇自动化控制系统），综合运用最先进的传感技术、计算机技术、通讯技术以及自动化控制技术，能够实现对建筑物中的各种机电设备的自动化控制的控制系统。
一般包含：
AS（消防自动化控制系统）、SAS（安防自动化控制系统）、F电力控制系统、空调与冷热源控制系统、照明控制系统、交通运输控制系统、给排水（环境）控制系统等。
2.2.2OAS办公自动化控制系统
OAS（办公自动化控制系统），通常指综合运用先进的计算机软硬件技术、信息技术、系统科学等先进技术或理念，逐渐让各类办公设备自动完成人类的部分工作，并将人类从这类事务中解放出来，同时，关注于相关设备和人的人机信息交换系统的更新。
一般包含：
MIS（信息管理系统）、EC（电子商务）、DSS（决策支持系统）及信息/数据处理系统等。
2.2.3CAS通信自动化控制系统
CAS是智能建筑中传递信息的“中枢神经”，它在对建筑内部各设施和系统之间进行连接的同时可以同外部的网络进行连接，可以实现对于各种信息的搜集、传递、存储、计算等功能，可以满足对楼宇自动化设备的控制和办公自动化信息的处理。
该系统主要应用到以下设施中：
电话系统、有限电视和光缆传输控制系统等。
2.2.4PDS综合布线系统
PDS，是一种开放式的综合布线新技术，它可以将各种不同的楼宇自动化系统、办公自动化控制系统及通信控制系统联系起来统一进行管理，可以作为载体传递所有类型的数字信号和模拟信号，将多种楼宇自控设备联系在一起。
综合布线是开发系统，其包含以下几种涵义：
其一，该系统可以兼容不同标准的各种设备；其二，其设计可以完全依据用户的需求来定；其三，在进行网络布线时，不需要考虑其承载的设备的类型和型号。
因此，该系统为设计师在进行设计时提供了极大的方便，不需要考虑更改时的高昂成本，也不需要担心自动化技术的更新换代。
2.2.5IBMS智能建筑综合管理系统
IBMS（智能建筑综合管理系统），具有管理性能高、维护成本低、安全性能高的特点[22-24]。
它有一定的数据分析和处理能力，能将搜集到的相关信息处理成有价值的资料。
配备该系统的智能建筑，其对内部各种设施和设备的管理会更加有效，能够有效降低内部设施和各个系统的运营成本，因此，该系统能够提升智能建筑的市场竞争力。
同时，该系统具有最先进的综合管理能力，可以将BAS、OAS和CAS高度集成，实现统一界面操作控制，还可以协调建筑物内部各种设施和系统，实现对建筑物的整体进行全面控制和管理，这就有效提高了整个建筑物的管理能力。
2.3智能建筑的系统集成
智能建筑区别于普通建筑的一个重要特点，就是它具备对于各类楼宇自动化系统的集成化管理能力。
而集成化程度的高低，也体现了智能建筑实现智能化的程度。
2.3.1系统集成技术在智能建筑行业的发展背景
在智能建筑开始兴起的时期，建筑内部包含很少的设备和子系统，且系统之间没有联系，信息和数据的传递依靠传统的方式进行。
系统的运营和维护基本处于手工或半自动化状态。
如今，计算机网络技术发展迅速，信息技术日新月异，楼宇自动化各子系统逐渐向着大规模领域发展，系统可控制的设备越来越多，各子系统之间的联系日益紧密，且控制程度越来越高，这些都促进了信息和数据的传输速度方面的发展。
同时，随着用户需求的不断增加，建筑物内各种信号和数据线缆被大量铺设，这给施工和维护带来很大的挑战，也往往会造成成本的增加，这也推动了智能建筑的发展。
2.3.2智能建筑系统集成的涵义
智能建筑系统集成，顾名思义，是指利用PDS系统对建筑内部对各种信息线缆进行结构化敷设[25]，通过楼宇自动化控制系统将各个独立的设备和子系统关联起来，进行统一管理和维护，以实现信息和数据的共享，为用户打造一个舒适、便捷的工作和生活环境。
2.3.3系统集成的实现
要实现系统的集成，就需要使建筑物内部各种不同的设备和各种不同的系统之间形成信息传递渠道，同时形成统一的控制平台，在这个过程中，要求各种设备要在功能参数上具备可融合性，以便形成统一的控制界面。
该技术的关键之处在于其要能协调各种不同设备和系统之间不同的数据语言，还要能识别不同商家的产品，能够衔接不同的网络协议。
需要系统协调并满足建筑设计、施工方案、管理者和用户之间的各种需求。
鉴于系统集成要满足多种功能和需求，它必须是一个融合多种学科和先进技术的综合平台，系统集成的设计和应用是一个比较复杂的过程。
在如今智能建筑比较发达的时代，我们有这样一个共识，一个完整的智能建筑必须具备完善的系统集成功能，这也是智能化建筑设计和施工阶段的理论基础。
第三章A学院图书馆智能化系统建设需求及规划
3.1图书馆智能化系统现状及设计需求
3.1.1智能图书馆发展现状
最近一段时间，我国教育行业新建的图书馆大都实现了部分智能化，但并没有成为真正意义上的智能化图书馆。
实际上，我国教育行业在图书馆智能化建设方面还处于初级阶段，已经实现的部分智能化功能也仅限于网络化的文献检索、电子图书馆以及其他方面的有关互联网和计算机技术的应用。
因此，我国教育行业的智能图书馆建设之路还很长，还要经历计算机网络技术、建筑技术的快速发展阶段已经这些技术之间的相互融合，一些新的技术和新设施的快速发展也会在一定程度上促进智能图书馆的发展。
图书馆如要实现智能化，需要具备以下条件：
一、图书馆建筑本身要实现自动化；二、图书馆的通信网络要实现自动化；三、基本实现图书馆办公方面的自动化；四、要建成合理的图书馆综合布线系统，这样，就能实现对于图书馆内各种设施的自动化控制，对图书及信息进行科学有效的管理，为广大师生提供快速有效的信息服务。
智能图书馆的建设要能够实现3A系统的融合，即BAS（楼宇自动化系统）、CAS（信息自动化系统）和OAS（办公自动化系统）。
校园智能建筑则成为智能化城市建设的一个组成部分，是真正意义上的具有个性化的安全、舒适、便捷、快速、节能、增殖，可改造的工作、学习、生活的空间，
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