第6章建筑智能化系统的集成

第6章建筑智能化系统的集成6．1智能建筑子系统的互连方式与集成模式6．1．1子系统的互连方式智能建筑中的各种建筑设备、子系统是由不同厂家生产制造的，很难把它们直接互连起来。需要采用某种互连方式把这些分离的、由不同厂家生产的子系统或设备互相连接起来，以实现子系统内部和子系统之间的集成。常用的互连方式有以下几种。1)硬接方式这种方式是早期系统集成的手段，现在很少应用。该方式是通过增加一个设备子系统的输入／输出接点或传感器，接入另一个设备子系统的输人／输出接点来进行集成。2)串行通讯方式常见的方式是将现场控制器加以改造，增加串行通讯接口，使之可以与其他设备子系统进行通讯。设备子系统之间的信息交换通过通讯协议的转换实现。3)基于BAS平台的内部子系统互连方式随着计算机技术的发展，BAS制造商将产品和计算机技术紧密结合起来，使BAS可以通过计算机网络连接其集成子系统，BAS可以监测、控制和管理其集成子系统。这种集成方式相对于前两种集成方式来说是一个较大的进步，系统集成度和功能明显得到提高。以BAS为平台进行系统集成的缺点：BAS是一个相对封闭的体系，缺少向上的开放能力。BAS系统与其他设备子系统的接口设备和接口软件局限于特定产品、特定型号，因此系统集成能力有限，且维护、升级成本高。4)子系统平等集成方式基于子系统平等方式进行系统集成是一种更为先进的解决方案。这种系统集成方式的核心思想是：建立系统集成管理网络，将各子系统视为下层现场控制网，并都以平等方式集成；系统集成管理网络运行系统，集成高性能实时数据库(系统集成数据库)，各子系统的实时数据，通过开放的工业标准接口(如ODBC、OPC接口等)转换成统一的格式存储在系统集成数据库中；系统集成管理网络，通过BMS系统核心调度程序，对各子系统实现统一管理、监控及信息交换。5)采用开放式标准的互连方式采用开放式标准生产的开放式系统，是实现设备及子系统之间无缝连接的最好办法。所谓开放式系统即系统所有部件均以公开的工业标准技术制造。系统符合公开的工业结构；因而不同厂商的产品，可以组合并实现互操作，可以实现不同设备及系统无缝连接，它具有3个特点：系统的技术规范是所有厂商共同遵守的；同样功能的部件虽由不同厂家生产，但可以互相替换，可以互操作；符合标准的系统之间可以直接互连。目前主要有两种开放性国际标准：(1)LonMark，标准是在实时控制域中的一个开放式标准。适合智能大楼及智能化住宅小区中HVAC、电力供应、给排水系统、消防系统、保安系统之间进行通讯、互连。(2)BACnet标准BACnet网络通讯协议是由ASHRAE(美国暖通空调制冷工程师学会)发起制定，并得到ANSI(美国国家标准局)的批准，由楼宇自动化系统的生产商、用户参与制定的一个开放式标准。BACnet比LonMark有更强的数据通信能力，是可以实现不同厂家监控系统之间互连的网络通信技术。6．1．2系统集成的模式（1）一个体化集成模式一体化集成模式就是要建立智能建筑综合管理系统IBMS。IBMS把各子系统BMS、OAS、CNS等从各自分离的设备功能和信息等集成到一个相互关联的统一协调的系统中，以便对各类信息进行综合管理。—体化集成使整个大厦内采用统一的计算机操作平台，运行和操作在同一界面环境下的软件，以实现集中监视、控制、管理功能。IBMS是系统集成的高级阶段。（2）以BA和OA为主、面向物业管理的集成模式这种集成模式是将BMS、OAS以及智能一卡通系统、程控电话系统等进行集成，完成OAS及BMS的紧密集成。3）BMS集成模式BMS实现BAS与火灾报警、消防联动系统、公共安全防范系统之间的集成。这种集成一般基于BAS平台，增加信息通信、协议转换、控制管理模块。各类子系统均以BAS为核心，运行在BAS的中央监控计算机上，满足基本功能，实现起来相对简单，造价较低，可以很好的实现联动功能。国内目前大部分智能建筑采用的是这种集成模式。（4）子系统集成模式所谓子系统集成模式是指对OAS、CNS及BAS三个子系统设备各自的集成。这也是实现更高层次集成的基础。6．2OAS的系统集成6．2．1传统的办公自动化系统集成传统的办公自动化系统按照其职能大致可分为2个层次，即事务处理级办公自动化系统、管理信息级办公自动化系统和决策支持级办公自动化系统。从技术上讲，传统办公自动化系统的集成，主要是指采用单机或局域网形式构造的办公自动化系统。这样的办公自动化系统，其覆盖范围较小，但技术处理较为简单。对于事务处理级办公自动化系统，根据组织机构或办公室的规模以及对事务处理能力的要求，可以采用单机系统工作，也可以采用局域网将各个办公室的微机连成一个能实现交互式办公的整体。对于管理信息级办公自动化系统，多数是以局域网为主体构成的系统。对于决策支持级办公自动化系统，目前还处于研究阶段，它是对决策过程提供支持的系统，主要强调对决策提供支持，实现决策的自动化。它基于局域网和(或)广域网，以及数据挖掘、人工智能等方法和技术。如图所示为管理信息级办公自动化系统的局域网构成。6．2．2基于Web的办公自动化系统集成基于Web的办公自动化系统集成，是在传统办公自动化系统集成的基础上，采用Internet／Intranet／Extranet技术，对某单位或部门的办公自动化系统进行集成，从而为本单位内部及本单位与其他单位之间的办公自动化创造有利条件。它是基于Web技术，建立以Browser／Server为结构模式、以数据库为后台核心应用、以服务为目的的信息平台。在办公自动化系统中采用Web技术，可以为其提供更多更强大的功能。主要包括：(1)电子邮件服务(2)提供工作流自动化应用(3)支持协同工作和移动办公(4)集成其他业务应用系统和Internet6．3BMS的系统集成建筑设备管理系统BMS对大厦内所有实时监控系统实行集成监控、联动和管理。这些实时监控子系统包括建筑设备自控系统(BAS)、安防系统(SAS)、火灾自动报警系统（FAS）、广播系统、卫星及共用天线电视系统、停车场管理系统(CPS)。BMS的特点主要体现在综合监控信号处理和快速的I／0响应能力’，以及监控参数的统计、汇总；整理等管理的能力。BMS系统可采用独立的网络结构组成形式，其结构包含两层不同的区域网络，连接所有的BMS系统的监控子系统和监控信息点。BMS的两层区域网络如图所示。1)管理层网络管理层网络通常采用以太(Ethernet)局域网，把所有监视管理工作站、数据处理器、智能设备接口等设备连接在这一层网络上，并将把所采集的监控信息及时地反映到BMS系统上来，而BMS系统也可通过这一网络传送程序、指令等到有关的子系统和相关设备。管理层网络可连接多个管理子系统及数据处理器。用户不但在监控中心可监视和管理整个BMS系统，也可在网络的范围内设立多个监控中心分部门方便地管理BMS的各子系统。2)监控层网络(现场总线)监控层网络主要是连接通信控制器与DDC(直接数字控制)现场控制器的。监控管理中心通过通信控制器把信息传送到任何指定的DDC现场控制器。DDC现场控制器本身应各自具有专用的应用程序，而在一般正常的情况下，应该可以独立操作，不需依靠BMS系统的指令。任何一个DDC现场控制器出现故障，不影响在同一个网络上其他DDC控制器的运行和操作。6．4IBMS的系统集成智能建筑综合管理系统是一个一体化的集成监控和管理的实时系统，能够实现建筑物内所有信息资源的采集、监视和共享，通过系统对信息的整理、优化、判断，给建筑物的各级管理者，提供决策的依据和执行控制与管理的自动化；给建筑物的使用者提供安全、舒适、快捷的优质服务。IBMS一体化集成管理的能力是通过大厦内BMS、OAS和CNS系统的信息和功能集成来实现的。同时这些集成功能的实现要建立在同一个计算机支撑平台和统一的操作运行的界面之下。其目的是便于使用者采用最简易的方法运用这些集成功能，用最简单、最方便的方式来操作和实现这些集成功能。根据IBMS的服务功能和管理功能的特点，同时也考虑到用户在建设智能建筑时有可能采用分阶段实施的愿望，而提出采用两个层次集成界面的系统组成结构，即IBMS第一组成结构和BMS第二层组成结构。IBMS网络与集成界面以体现智能大厦的管理功能为主。BMS网络与集成界面是智能大厦内各实时监控子系统的集成，应以体现智能大厦的服务功能为主。二层次集成界面组成结构的智能建筑物管理系统的一个优点是用户可以先上BMS的系统集成，在有条件的时候再扩展和提升BMS系统，成为IBMS集成系统。