IBMS智能楼宇管理系统方案

第一章IBMS智能楼宇管理系统方案一．总述智能楼宇管理系统(IBMS)是通过统一的软件平台对建筑物内的设备进行自动控制和管理并对用户提供信息和通信服务。另外对建筑物的所有空调、给水排水、供配电设备、通风、消防、保安设备等进行综合监控和协调。使建筑物的用户获得了经济舒适、高效安全的环境，使大厦功能产生质的飞跃。IBMS通过与各个子系统通讯，取得各种信息，协调子系统的运行，并提供管理人员以综合的监控和管理平台，借助该平台，管理人员可以方便地了解建筑物内的各种信息，可以方便地控制各种设备运行。其功能和特点分列如下：（1）能对各种信息进行通信并具有信息处理功能；（2）能对建筑物内机械电气设备等进行综合自动控制。能实现各种设备运行状态监视；（3）能协调各个子系统的工作，实现子系统间的联动功能；（4）建筑物具有充分的适应性和可扩展性。有易于改变的空间及舒适的环境。具有良好的节能和环境保护功能；（5）所有的功能，应可随技术进步和社会需要而发展。目前使用的IBMS多借用国外的BA系统，进行适当扩展，使之能够容纳其他子系统。由于受到基本软件平台的限制，许多功能无法实现，结果只能勉强集成有限的几个子系统。IBMS不同于传统的设备监控，它还牵涉到管理理念等问题，所以，要实现真正符合国情的IBMS，必须采用自主版权的软件平台，才能摆脱特殊软件平台的制约，实现各种各样复杂的要求。二．设计目标智能楼宇管理系统(IBMS)的目的是集成楼宇中各种子系统，把它们统一在单一的操作平台上进行管理。系统的设计目的旨在让楼宇中各种弱电系统(ELV)的操作更为简易，更有效率。它提供了一个中央管理系统以及数据库，同时它可以协调各子系统间的相互连锁动作及相互合作关系，COWINIBMS集成以下子系统：楼宇自动控制系统闭路电视监控系统防盗报警系统火灾报警系统门禁管理系统电子巡更系统停车场管理系统背景音乐和广播系统其他系统IBMS通过各种软件接口集成以上各子系统，通过高速网络和开放的、标准的软件接口进行各系统间的无缝集成，以达到信息共享及系统的联动，并自动完成数据采集、存储、分析等工作。2.1.设计原则IBMS是一个复杂的软件系统，它不仅可对各弱电子系统进行分散式控制，集中统一管理和监控，而集成后的系统应是一个开放系统，使不同的子系统和产品间接口和协议达到互操作性，同时还能适应发展变化的需要，从软件工程的角度来说，IBMS的设计必须实现以下目标：2.1.1.开放性集成后的系统应是一个开放系统，系统集成的过程主要是解决不同系统和产品间接口和协议的标准化，以使它们之间达到互操作性。它应当提供标准数据接口、网络接口、系统和应用软件接口。系统开放性特征是：可扩展性、灵活性好；兼容性和应用软件可移植性强；可维护性好、生命周期长。2.1.2.标准化和结构化系统集成的总体结构必须是结构化和标准化的，既可使不同厂商的设备产品综合在一个系统中，并相互得到高度的信息共享，又可使系统能在日后得以方便的扩充，即满足通用性和可替换性。2.1.3.模块化系统要严格按照模块化结构方式开发，以满足通用性和可替换性。采用模块化设计，分布实施的战略。2.1.4.互连性这种互连性体现在传输媒体和结构化综合布线系统；各种网络设备的配置；各种网络互连设备的配置；以及各类机电设备、话音/视频设备和各类控制设备等的配置。子网之间互连采用TCP/IP等标准化协议。2.1.5.可管理性集成系统是一个网络，随着网络规模扩大，网络管理十分重要。要对这样的一个网络进行管理，要求：同时支持网络监视和控制两方面能力，能监视控制到网络主要设备；尽可能大的管理范围和尽可能小的系统开销；网络管理标准化。2.1.6.先进性系统要采用与技术发展潮流相吻合的产品，建立一个可扩展的平台，保护前期工程和后继先进技术的衔接，使系统具有先进性。2.1.7.经济性经济成本是系统集成必须考虑的因素之一，要求系统设计者从系统目标和用户需求出发，在功能完善的基础上达到造价相对合理经济的优化设计。2.1.8.高效率系统效率高低，体现在系统性能中，主要包括以下几个方面：系统实时响应与控制能力；通信的传输速率和带宽；服务器响应数据库请求的能力；网络的吞吐能力。2.1.9.可靠性要采用各种措施建造一个高可用性系统。主要措施有冗余，可用性群集，共享数据群集等。简言之，IBMS系统设计应引入最先进的技术，采用分层和模块化结构，以增加系统的可靠性、兼容性和可扩展性，同时应考虑系统效率，减小CPU和网络负荷，加快响应速度，提高服务能力。为管理者提供高效、便利、安全的工作环境。2.2.系统功能2.2.1.集成各种子系统楼宇的各种子系统：楼宇自控系统、火灾报警系统、综合保安管理系统、广播系统、停车场管理系统，集成成为一个有机的统一系统，其接口界面标准化、规范化，完成各子系统的信息交换和通讯协议转换，实现五个方面的功能集成：所有子系统信息的集成和综合管理，对所有子系统的集中监视和控制，全局事件的管理，流程自动化管理。最终实现集中监视控制与综合管理的功能。2.2.2.远程监控无论是位于企业局域网LAN的站点计算机，还是位于广域网WAN通过拨号上网的各站点计算机，只要运行InternetExplore浏览器，输入Web服务器网址，再输入被授权的用户名和密码，进行登录和授权认证，即可浏览各种动态页面。在企业局域网LAN上建立视频服务器，接收闭路电视监视系统的视频信号，并借助LAN或WAN网络，为监控站点计算机发送多媒体信息。视频画面与其他实时信息完全融合。2.2.3.WEB信息发布由Web服务器发布各种动态Web网页和各种实时信息，COWINIBM显示界面可以用模拟图、表格、图表等方式表现，使用图像压缩、动态效果和ActiveX控件、COM/DCOM组件模块、OPC标准协议，VBScript脚本等互联网技术进行开发。用户通过浏览器可以监控设备运行、察看动态视频、查询大楼内部的物业资料等。2.2.4.ODBC数据库连接数据服务器安装Windows2000操作系统，运行SQLServer，存放系统配置，记录各种事件，并提供统计报表。数据的查询、报表、备份、安全、维护等功能均由数据库系统提供友好支持。2.2.5.集成视频监控可以通过CCTV视频窗口，直接监视大楼的动态图像。CCTV视频窗口与系统完全融合在一起，大大方便了管理，加强了透明度。2.3．设计标准为了保证系统的完整性以及符合上述要求，本系统采用了大量的信息管理标准、通信协议、软件集成模块等等，现列举如下：2.3.1软件Windows2000——本系统内所有的服务器及操作站均采用微软公司的Windows2000操作系统，由于采用了微软的Windows介面，网络的管理以及所选用的应用软件均为开放式的。ODBC(公开数据连接)兼容的数据库——各子系统，数据库，应用软件均采用标准的数据库交换以及连接格式。应用编程接囗API（ApplicationProgrammingInterface）——API是一些软件模块，由各系统供应公司编制，这些软件模块用于和其他子系统来进行数据交换。通过API，各系统并不需要很清楚了解其它系统数据库的格式及详细的指令格式。因为各系统是与API内一组已公开的函数调用沟通，而各系统只需要按照这些公开的函数调用格式编写软件，就可以不理会那些各系统内的复杂指令，API会代为翻译。ActiveX——本服务器内部技术ActiveX控件，方便执行控制或将程序代码嵌入另一个ActiveX控件/文档。ActiveX控件的特性使得它在应用程序中完成在程序或调用其它程序中执行特定任务显得非常容易。微软的Word，Access及Visio等强大的桌面软件都得益于ActiveX技术。B／S结构——所有的应用,包括操作介面，数据趋势，报警管理，联动控制都基于网络上的浏览器／服务器设置以保证数据的完整性，实时性及网络应用。OPC用于过程控制——微软最新定义的标准OLE/COM用于同许多数据源通信。对于本项目，它主要用于方便不同系统之间的数据传输，例如BAS与IBMS，或SAS与IBMS的数据传输。它定义了如何与IBMS连接的标准。该标准描述了OPCCOM控件，它们之间的介面由OPC服务器来完成。OPC数据访问允许数据访问服务器。它保留服务器的信息并且作为OPC控件组的包装。2.3.2、网络TCP/IP——传输控制协议/INTERNET协议，以太网上的该协议标准用于允许数据传输，遂道及路由。它提供在INTERNET/INTRANET上最基本的数据信息传输标准。BACnet——一种通信协议由ASHRAE(美国标准空调工程协会)制定，用于楼宇自控及网络控制。它允许不同的楼宇自控及控制系统进行信息交换、发布命令及系统功能。安装BACnet设备可从硬件系统级即可进行集成，也可在以后的高级软件应用层进行连接。本项目将会使用基于Ethernet上的BACnet协议。LONwork——LONwork/LONmark由Echelon和LONmark通用连接标准协会定义，用于局域网络。它是符合SNVT及SCPT的标准的通讯协议，本项目将会主要使用FFT-10接收发送，为78K波特传输速率。其它的LONwork产品使用不同的接收器可通过路由器连接。支持标准功能简档包括空间舒适功能简档。以上所提及的技术及标准将会被不同部份的IBMS(楼宇建管系统)合理采纳，以确保完成系统操作数据、存取、系统集成及所定义的系统功能。三．系统结构3.1．网络结构IBMSCowin-IBMS通过Ethernet连接智能楼宇的各子系统或直接通过现场总线连接各种现场设备，综合集成系统通过TCP/IP、BACnet、OPC、LONwork等通讯协议与楼宇自控系统、安防系统、消防系统、办公自动化系统或现场设备之间相互通讯，实现所有子系统的集成。系统的设计，完全基于企业内部网Intranet之上，通过Web服务器和浏览器技术来实现楼宇管理系统的实时信息交互、综合和共享，实现统一的人机交互界面和跨平台的数据库访问。因此可以真正做到局域和远程信息的实时监控，数据资源的综合共享，以及全局事件快速处理和一体化的科学管理。Cowin-IBMS通过图象压缩卡，记录、显示并发布视频内容，便于管理人员通过浏览器观看实时视频内容。IBMS通过RS485总线控制视频切换，用户通过IBMS可以观看任意一路视频。视频压缩采用MPEG4压缩标准，压缩率高，传输352*288每秒25帧实时视频仅须300K网络带宽，所以在普通局域网内，视频传输可获得十分理想的效果。Cowin-IBMS通过该网络交换各种实时信息，进行数据刷新。Cowin-IBMS通过该网络记录各种报警事件，其数据库是专门的数据库服务器，所以数据库访问，是通过网络进行的。Cowin-IBMS还通过该网络提供远程的Web服务，提供每个用户以实时信息和报警内容，提供每个用户以显示界面，同时接收用户的控制命令。3.2．报警方案一旦发现异常事件，Cowin-IBMS即自动执行预定的控制策略，同时启动报警，报警可以有几种方式，如报警窗口、语音提示、电话语音、短信息等。如图所示。使用时，可以选择其中一种或多种报警；当有多个报警同时发生时，系统通过事件等级，排队报警事件，并逐一报警，其中的电话号码、手机号码由用户设置。3.3．软件结构Cowin-IBMS是一个系统组态平台，该平台由VisualC++开发，平台同时支持VBScript作为二次开发工具，扩展系统应用、控制各种控件的行为，所以该IBMS提供三个层次的开发：第一层，采用VisualC++作系统低层开发，扩展能力很强，并获得很大的灵活性和执行效率，但对软件人员的要求很高，开发的组件一定要保证其可靠性；第二层，采用VBScript语言开发，开发比较方便有效，对软件人员的要求不高，不会影响系统的稳定性；第三层，采用系统工具进行组态，通常由现场工程师，即可完成。这种分层机制确报了系统的稳定性，提高了可维护性、可扩充性，也保证了工程的可预测性，是完全符合软件工