第6章建筑智能化系統(tǒng)的集成

1、第6章 建筑智能化系統(tǒng)的集成,6．1 智能建筑子系統(tǒng)的互連方式與集成模式,6．1．1 子系統(tǒng)的互連方式 智能建筑中的各種建筑設(shè)備、子系統(tǒng)是由不同廠家生產(chǎn)制造的，很難把它們直接互連起來。需要采用某種互連方式把這些分離的、由不同廠家生產(chǎn)的子系統(tǒng)或設(shè)備互相連接起來，以實現(xiàn)子系統(tǒng)內(nèi)部和子系統(tǒng)之間的集成。常用的互連方式有以下幾種。,1)硬接方式 這種方式是早期系統(tǒng)集成的手段，現(xiàn)在很少應(yīng)用。該方式是通過增加一個設(shè)備子系統(tǒng)的輸入

2、／輸出接點(diǎn)或傳感器，接入另一個設(shè)備子系統(tǒng)的輸人／輸出接點(diǎn)來進(jìn)行集成。2)串行通訊方式 常見的方式是將現(xiàn)場控制器加以改造，增加串行通訊接口，使之可以與其他設(shè)備子系統(tǒng)進(jìn)行通訊。設(shè)備子系統(tǒng)之間的信息交換通過通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)。,3)基于BAS平臺的內(nèi)部子系統(tǒng)互連方式 隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，BAS制造商將產(chǎn)品和計算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合起來，使BAS可以通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接其集成子系統(tǒng)，BAS可以監(jiān)測、控制和管理其集成子系統(tǒng)。這種集成

3、方式相對于前兩種集成方式來說是一個較大的進(jìn)步，系統(tǒng)集成度和功能明顯得到提高。 以BAS為平臺進(jìn)行系統(tǒng)集成的缺點(diǎn)：BAS是一個相對封閉的體系，缺少向上的開放能力。BAS系統(tǒng)與其他設(shè)備子系統(tǒng)的接口設(shè)備和接口軟件局限于特定產(chǎn)品、特定型號，因此系統(tǒng)集成能力有限，且維護(hù)、升級成本高。,4)子系統(tǒng)平等集成方式 基于子系統(tǒng)平等方式進(jìn)行系統(tǒng)集成是一種更為先進(jìn)的解決方案。這種系統(tǒng)集成方式的核心思想是：建立系統(tǒng)集成管理網(wǎng)絡(luò)，將

4、各子系統(tǒng)視為下層現(xiàn)場控制網(wǎng)，并都以平等方式集成；系統(tǒng)集成管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行系統(tǒng)，集成高性能實時數(shù)據(jù)庫(系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)庫)，各子系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，通過開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口(如ODBC、OPC接口等)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的格式存儲在系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)庫中； 系統(tǒng)集成管理網(wǎng)絡(luò)，通過BMS系統(tǒng)核心調(diào)度程序，對各子系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一管理、監(jiān)控及信息交換。,5)采用開放式標(biāo)準(zhǔn)的互連方式 采用開放式標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的開放式系統(tǒng)，是實現(xiàn)設(shè)備及子系統(tǒng)之間無縫連接的最好辦法。

5、 所謂開放式系統(tǒng)即系統(tǒng)所有部件均以公開的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)制造。系統(tǒng)符合公開的工業(yè)結(jié)構(gòu)；因而不同廠商的產(chǎn)品，可以組合并實現(xiàn)互操作，可以實現(xiàn)不同設(shè)備及系統(tǒng)無縫連接，它具有3個特點(diǎn)：,系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范是所有廠商共同遵守的；同樣功能的部件雖由不同廠家生產(chǎn)，但可以互相替換，可以互操作； 符合標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)之間可以直接互連。,目前主要有兩種開放性國際標(biāo)準(zhǔn)： (1)LonMark，標(biāo)準(zhǔn) 是在實時控制域中的一個開放式標(biāo)準(zhǔn)。適合智能大樓及智能

6、化住宅小區(qū)中HVAC、電力供應(yīng)、給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、保安系統(tǒng)之間進(jìn)行通訊、互連。 (2)BACnet標(biāo)準(zhǔn) BACnet網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議是由ASHRAE(美國暖通空調(diào)制冷工程師學(xué)會)發(fā)起制定，并得到ANSI(美國國家標(biāo)準(zhǔn)局)的批準(zhǔn)，由樓宇自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)商、用戶參與制定的一個開放式標(biāo)準(zhǔn)。 BACnet比LonMark有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)通信能力，是可以實現(xiàn)不同廠家監(jiān)控系統(tǒng)之間互連的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。,6．1．2 系統(tǒng)集成

7、的模式,（1）一個體化集成模式 一體化集成模式就是要建立智能建筑綜合管理系統(tǒng)IBMS。IBMS把各子系統(tǒng)BMS、OAS、CNS等從各自分離的設(shè)備功能和信息等集成到一個相互關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)中，以便對各類信息進(jìn)行綜合管理?！w化集成使整個大廈內(nèi)采用統(tǒng)一的計算機(jī)操作平臺，運(yùn)行和操作在同一界面環(huán)境下的軟件，以實現(xiàn)集中監(jiān)視、控制、管理功能。 IBMS是系統(tǒng)集成的高級階段。,（2）以BA和OA為主、面向物業(yè)管理的集成模式 這

8、種集成模式是將BMS、OAS以及智能一卡通系統(tǒng)、程控電話系統(tǒng)等進(jìn)行集成，完成OAS及BMS的緊密集成。,3）BMS集成模式 BMS實現(xiàn)BAS與火災(zāi)報警、消防聯(lián)動系統(tǒng)、公共安全防范系統(tǒng)之間的集成。這種集成一般基于BAS平臺，增加信息通信、協(xié)議轉(zhuǎn)換、控制管理模塊。各類子系統(tǒng)均以BAS為核心，運(yùn)行在BAS的中央監(jiān)控計算機(jī)上，滿足基本功能，實現(xiàn)起來相對簡單，造價較低，可以很好的實現(xiàn)聯(lián)動功能。國內(nèi)目前大部分智能建筑采用的是這種集成模式。

9、,（4）子系統(tǒng)集成模式 所謂子系統(tǒng)集成模式是指對OAS、CNS及BAS三個子系統(tǒng)設(shè)備各自的集成。這也是實現(xiàn)更高層次集成的基礎(chǔ)。,6．2 OAS的系統(tǒng)集成,6．2．1 傳統(tǒng)的辦公自動化系統(tǒng)集成 傳統(tǒng)的辦公自動化系統(tǒng)按照其職能大致可分為2個層次，即事務(wù)處理級辦公自動化系統(tǒng)、管理信息級辦公自動化系統(tǒng)和決策支持級辦公自動化系統(tǒng)。 從技術(shù)上講，傳統(tǒng)辦公自動化系統(tǒng)的集成，主要是指采用單機(jī)或局域網(wǎng)形式構(gòu)造的辦公自動

10、化系統(tǒng)。這樣的辦公自動化系統(tǒng)，其覆蓋范圍較小，但技術(shù)處理較為簡單。,對于事務(wù)處理級辦公自動化系統(tǒng)，根據(jù)組織機(jī)構(gòu)或辦公室的規(guī)模以及對事務(wù)處理能力的要求，可以采用單機(jī)系統(tǒng)工作，也可以采用局域網(wǎng)將各個辦公室的微機(jī)連成一個能實現(xiàn)交互式辦公的整體。 對于管理信息級辦公自動化系統(tǒng)，多數(shù)是以局域網(wǎng)為主體構(gòu)成的系統(tǒng)。對于決策支持級辦公自動化系統(tǒng)，目前還處于研究階段，它是對決策過程提供支持的系統(tǒng)，主要強(qiáng)調(diào)對決策提供支持，實現(xiàn)決策的自動化。它基

11、于局域網(wǎng)和(或)廣域網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等方法和技術(shù)。如圖所示為管理信息級辦公自動化系統(tǒng)的局域網(wǎng)構(gòu)成。,,6．2．2 基于Web的辦公自動化系統(tǒng)集成,基于Web的辦公自動化系統(tǒng)集成，是在傳統(tǒng)辦公自動化系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)上，采用Internet／Intranet／Extranet技術(shù)，對某單位或部門的辦公自動化系統(tǒng)進(jìn)行集成，從而為本單位內(nèi)部及本單位與其他單位之間的辦公自動化創(chuàng)造有利條件。它是基于Web技術(shù)，建立以Browser／Ser

12、ver為結(jié)構(gòu)模式、以數(shù)據(jù)庫為后臺核心應(yīng)用、以服務(wù)為目的的信息平臺。,在辦公自動化系統(tǒng)中采用Web技術(shù)，可以為其提供更多更強(qiáng)大的功能。主要包括： (1)電子郵件服務(wù) (2)提供工作流自動化應(yīng)用 (3)支持協(xié)同工作和移動辦公 (4)集成其他業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和Internet,6．3 BMS的系統(tǒng)集成,建筑設(shè)備管理系統(tǒng)BMS對大廈內(nèi)所有實時監(jiān)控系統(tǒng)實行集成監(jiān)控、聯(lián)動和管理。這些實時監(jiān)控子系統(tǒng)包括建筑設(shè)備自控系統(tǒng)(B

13、AS)、安防系統(tǒng)(SAS)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)（FAS）、廣播系統(tǒng)、衛(wèi)星及共用天線電視系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)(CPS)。BMS的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在綜合監(jiān)控信號處理和快速的I／0響應(yīng)能力’，以及監(jiān)控參數(shù)的統(tǒng)計、匯總；整理等管理的能力。 BMS系統(tǒng)可采用獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成形式，其結(jié)構(gòu)包含兩層不同的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，連接所有的BMS系統(tǒng)的監(jiān)控子系統(tǒng)和監(jiān)控信息點(diǎn)。BMS的兩層區(qū)域網(wǎng)絡(luò)如圖所示。,,1)管理層網(wǎng)絡(luò) 管理層網(wǎng)絡(luò)通常采用以太(

14、Ethernet)局域網(wǎng)，把所有監(jiān)視管理工作站、數(shù)據(jù)處理器、智能設(shè)備接口等設(shè)備連接在這一層網(wǎng)絡(luò)上，并將把所采集的監(jiān)控信息及時地反映到BMS系統(tǒng)上來，而BMS系統(tǒng)也可通過這一網(wǎng)絡(luò)傳送程序、指令等到有關(guān)的子系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備。 管理層網(wǎng)絡(luò)可連接多個管理子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理器。用戶不但在監(jiān)控中心可監(jiān)視和管理整個BMS系統(tǒng)，也可在網(wǎng)絡(luò)的范圍內(nèi)設(shè)立多個監(jiān)控中心分部門方便地管理BMS的各子系統(tǒng)。,2)監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)(現(xiàn)場總線) 監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)

15、主要是連接通信控制器與DDC(直接數(shù)字控制)現(xiàn)場控制器的。監(jiān)控管理中心通過通信控制器把信息傳送到任何指定的DDC現(xiàn)場控制器。DDC現(xiàn)場控制器本身應(yīng)各自具有專用的應(yīng)用程序，而在一般正常的情況下，應(yīng)該可以獨(dú)立操作，不需依靠BMS系統(tǒng)的指令。任何一個DDC現(xiàn)場控制器出現(xiàn)故障，不影響在同一個網(wǎng)絡(luò)上其他DDC控制器的運(yùn)行和操作。,6．4 IBMS的系統(tǒng)集成,智能建筑綜合管理系統(tǒng)是一個一體化的集成監(jiān)控和管理的實時系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物內(nèi)所有信息資源

16、的采集、監(jiān)視和共享，通過系統(tǒng)對信息的整理、優(yōu)化、判斷，給建筑物的各級管理者，提供決策的依據(jù)和執(zhí)行控制與管理的自動化；給建筑物的使用者提供安全、舒適、快捷的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。,IBMS一體化集成管理的能力是通過大廈內(nèi)BMS、OAS和CNS系統(tǒng)的信息和功能集成來實現(xiàn)的。同時這些集成功能的實現(xiàn)要建立在同一個計算機(jī)支撐平臺和統(tǒng)一的操作運(yùn)行的界面之下。其目的是便于使用者采用最簡易的方法運(yùn)用這些集成功能，用最簡單、最方便的方式來操作和實現(xiàn)這些集成功能。,根

17、據(jù)IBMS的服務(wù)功能和管理功能的特點(diǎn)，同時也考慮到用戶在建設(shè)智能建筑時有可能采用分階段實施的愿望，而提出采用兩個層次集成界面的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，即IBMS第一組成結(jié)構(gòu)和BMS第二層組成結(jié)構(gòu)。IBMS網(wǎng)絡(luò)與集成界面以體現(xiàn)智能大廈的管理功能為主。BMS網(wǎng)絡(luò)與集成界面是智能大廈內(nèi)各實時監(jiān)控子系統(tǒng)的集成，應(yīng)以體現(xiàn)智能大廈的服務(wù)功能為主。二層次集成界面組成結(jié)構(gòu)的智能建筑物管理系統(tǒng)的一個優(yōu)點(diǎn)是用戶可以先上BMS的系統(tǒng)集成，在有條件的時候再擴(kuò)展和提升BM