談智能大廈系統(tǒng)集成

　　內容提要：隨著信息技術和計算機網(wǎng)絡化的發(fā)展，迫使我們不得不對智能大廈系統(tǒng)集成的內涵不斷產(chǎn)生新的認識。本文試著從智能大廈信息集成的角度上，來談智能大廈系統(tǒng)集成技術的發(fā)展方向，并提出建立智能大廈信息系統(tǒng)集成應用模型的解決方案。

　　關鍵詞：智能大廈、系統(tǒng)集成、信息系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、I3BMS 1.智能大廈系統(tǒng)集成概述智能大廈系統(tǒng)集成的概念在中國智能建筑學術領域內提出來，已有近十年的時間了，特別是中國科學院徐興聲研究員早在1992年就系統(tǒng)的提出了有關智能化建筑核心技術－系統(tǒng)集成的內涵。盡管直到目前智能建筑的專家們對智能大廈系統(tǒng)集成還存在著不同的看法和爭議。但是有一點是不爭的事實，那就是用戶的需求將決定一切。目前國際上有一種流行的說法：信息技術將從技術為中心，轉為以需求為導向，其唯一的目標就是按照商業(yè)活動的需求來提供必要的信息（IOD，Information On Demand）。同樣智能大廈的系統(tǒng)集成，將根據(jù)大廈的擁有者、使用者的需求來決定其系統(tǒng)集成技術的應用，而不是為集成而集成。同時我們應該深刻的認識到智能化系統(tǒng)的智商與系統(tǒng)集成度存在著密切的相關性，關于這一點，比爾蓋茨在其所著《未來時速－數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)與商務新思維》一書中作出如下精辟和準確的描述：“一家公司的智商是由其信息技術的基本結構連接、共享和組織信息的程度所決定的。孤立的應用程序和數(shù)據(jù)，無論多么令人注目，只會產(chǎn)生傻瓜式的專家，但不會產(chǎn)生高效的企業(yè)行為?！?/p>

　　總結我國智能大廈系統(tǒng)集成用戶走過來的三步曲：從子系統(tǒng)功能集成到控制系統(tǒng)與控制網(wǎng)絡集成；到目前的信息系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡集成。縱觀智能大廈系統(tǒng)集成發(fā)展的三個階段，使得我們對智能大廈系統(tǒng)集成的內涵有了更進一步的了解。智能大廈系統(tǒng)集成的實質：就是建立一個現(xiàn)代信息系統(tǒng)為基礎的平臺，將需求（目標）、應用（功能）與系統(tǒng)相關的各要素緊密地融合（組織）在一起，包括與解決問題相關的數(shù)據(jù)、信息、知識、人員、設備、網(wǎng)絡、環(huán)境、模型等；也包括各種已經(jīng)建立的系統(tǒng)或系統(tǒng)服務，在媒體內容一級上進行綜合和集成，將其無縫地統(tǒng)一在應用的框架平臺下，并按應用的需求進行連接、配置和共享，達到系統(tǒng)智能化的總體目標。

　　當今的系統(tǒng)集成技術的概念本身已與幾年前顯著不同，無論從大廈內的控制系統(tǒng)，還是信息系統(tǒng)已不再以處理器或服務器為中心，而是網(wǎng)絡化的，甚至有人提出：網(wǎng)絡就是計算機。集成應用系統(tǒng)的開發(fā)也不再面向過程，而是面向數(shù)據(jù)。隨著信息以需求為中心，IOD概念的出現(xiàn)，使得信息技術步入一個新時代，一種面向用戶的商業(yè)活動與高新科技服務的新型關系正在建立。在這些新概念的促使下，系統(tǒng)集成專家指出：在未來那種單一的、封閉的，難以使用的技術和系統(tǒng)將很難存活；單項的技術和應用，獨立的協(xié)作環(huán)境和單機環(huán)境已經(jīng)不能滿足應用的需求。而那些建立在開放信息網(wǎng)絡之上，密切結合應用需求，能夠靈活地嵌入到全球信息網(wǎng)絡框架下的技術和應用將具有旺盛的生命力。

　　2.智能大廈系統(tǒng)集成技術的發(fā)展方向根據(jù)美國最近發(fā)布的《21世紀的技術：計算、信息和通訊》的研究報告書，也為智能大廈系統(tǒng)集成技術的發(fā)展指出了方向。研究報告中指出：信息技術的發(fā)展趨勢將隨著高新科技的不斷發(fā)展，未來的應用將肯定建立在網(wǎng)絡之上，并且具有良好人機交互能力和多維信息處理能力。在技術上，發(fā)展的重點將是虛擬技術、協(xié)同合作、可視化技術；在應用上，必須密切結合應用需求，強調綜合集成。從計算機環(huán)境的變化來看，Client/Server正逐步向Browser/Server和Client/Network的方向發(fā)展。不同年代的應用技術及其特征在不斷地演變，制約系統(tǒng)集成技術發(fā)展的頸瓶也在不斷的變化和改善。因此對于智能大廈系統(tǒng)集成的認識，以及需求與應用功能的實現(xiàn)，也正在從低層次向高層次提升。從這個意義上來講，早期簡單的集成和交互已經(jīng)不能滿足目前信息集成應用的需求，從集成上看，智能大廈已經(jīng)從集成功能發(fā)展到集成系統(tǒng)和網(wǎng)絡，從基于單機應用發(fā)展到基于網(wǎng)絡的協(xié)同應用，特別是基于Internet/Intranet網(wǎng)絡集成的應用。從信息交互上來看，已經(jīng)從簡單的狀態(tài)信息組合和基于監(jiān)控的處理，發(fā)展到基于內容的處理和融合，以及基于虛擬與多媒體技術的人機接口。從應用上來看，信息綜合服務、虛擬環(huán)境和全局事件處理，以及遠程監(jiān)控和維修管理。從以上智能大廈系統(tǒng)集成技術的發(fā)展方向上來看，也印證了需求與應用和技術發(fā)展趨勢正朝著一體化集成的方向發(fā)展。

　　3.智能大廈系統(tǒng)集成的應用模型智能大廈系統(tǒng)集成不是簡單的堆砌，它不是把各種技術和系統(tǒng)拿來放在一起進行演示的展示臺。一個理想的系統(tǒng)集成應用模型應能夠連接所有與之相關的對象，并根據(jù)需要綜合地發(fā)生相互作用。以滿足整體目標的實現(xiàn)。建立智能大廈系統(tǒng)集成的應用模型應以信息集成為核心?，F(xiàn)代信息技術提供了智能大廈信息集成全面解決方案的基礎，基于Internet/Intranet網(wǎng)絡的Web技術可以在世界和大廈范圍內提供信息的采集和綜合，信息的分析和處理，信息的交互和共享。因此運用Internet/Intranet網(wǎng)絡和Web技術實現(xiàn)智能大廈信息集成應用模型的思想應運而生。

　　智能大廈信息集成應用模型的設計目標應完全基于建筑物內部網(wǎng)Intranet之上，通過Web 服務器和瀏覽器技術來實現(xiàn)整個網(wǎng)絡上的信息交互、綜合和共享，實現(xiàn)統(tǒng)一的人機界面和跨平臺的數(shù)據(jù)庫訪問。因此可以真正做到局域和遠程信息的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)資源的綜合共享，以及全局事件快速的處理和一體化的科學管理。

　　I3BMS（Intranet Integrated Intelligent Building Management System）系統(tǒng)模型采用業(yè)已成熟而被廣泛采用的Internet/Intranet技術，以TCP/IP 協(xié)議為基礎，以Web瀏覽和SQL數(shù)據(jù)庫為核心應用，構成智能大廈智能化管理全系統(tǒng)內統(tǒng)一和便捷的信息交互平臺，建筑物各個自動化和信息子系統(tǒng)的實時運行信息可通過網(wǎng)關上傳到網(wǎng)絡中心的智能化系統(tǒng)集成中央服務器上，建筑物內各職能部門領導和管理員均可以在授權下通過Web工具方便地瀏覽建筑物內部網(wǎng)Intranet上豐富的信息資源，監(jiān)控和管理各子系統(tǒng)的實時工況。通過開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)（ODBC）技術將系統(tǒng)集成SQL數(shù)據(jù)庫與辦公自動化和物業(yè)管理數(shù)據(jù)庫互聯(lián)，提供綜合全面的信息與數(shù)據(jù)。

　　1）智能大廈信息系統(tǒng)集成應用模型的特點

　　由于選擇了Intranet網(wǎng)絡和Web技術進行智能大廈內監(jiān)控與信息系統(tǒng)集成，并采用I3BMS 的系統(tǒng)集成模型，將會具有以下的特點：

　?。?通過簡單統(tǒng)一的瀏覽器界面，訪問建筑物內部網(wǎng)Intranet上監(jiān)控和辦公系統(tǒng)的所有信息，技術最為先進。

　?。?采用開放的網(wǎng)絡傳輸協(xié)議TCP/IP和HTTP，用瀏覽器/服務器體系結構取代了客戶機/服務器體系結構。

　　－ 提高員工的工作效率和管理人員的管理質量，提高大廈物業(yè)管理層決策與全局事件控制和處理的能力。

　?。?可以實現(xiàn)遠程的監(jiān)控和管理操作及數(shù)據(jù)庫訪問。

　　－ 能增強與辦公自動化系統(tǒng)、防災系統(tǒng)和物業(yè)管理系統(tǒng)之間信息與數(shù)據(jù)的交換能力，與國際互聯(lián)網(wǎng)Internet可通過防火墻實現(xiàn)無縫連接。

　　－ 系統(tǒng)集成直接使用了建筑物中的綜合布線系統(tǒng)，網(wǎng)絡擴展和升級十分容易，維護和培訓工作量小，價格合理。

　　2） 智能大廈信息系統(tǒng)集成應用模型的實現(xiàn)

　　l、采用Intranet 技術

　　由于采用了Intranet網(wǎng)絡和Web技術進行智能大廈系統(tǒng)信息集成，使建筑物內的設備監(jiān)控自動化和管理的實時監(jiān)控信息經(jīng)建筑物內的LAN和電信部門的公眾WAN網(wǎng)絡媒體隨處可得。如最近美國花旗銀行芝加哥銀行大廈智能化系統(tǒng)已明確采用Intranet系統(tǒng)集成方式，說明此項技術在國際上已將成為趨勢。若要充分體現(xiàn)智能大廈在下世紀初投入使用時的國際先進智能化水平與特點，采用Intranet實現(xiàn)系統(tǒng)集成是極其重要的一項內容。只有這樣才能表現(xiàn)出智能大廈的現(xiàn)代化、多功能和智能化的電子信息高科技跨世紀領導地位的總體形象。

　　將Web技術用于實時監(jiān)控自動化系統(tǒng)

　　采用了I3BMS 系統(tǒng)集成，就是選用了Microsoft 的全套Internet技術解決方案。由于Microsoft是全世界最強大的軟件公司，在Internet解決方案方面有戰(zhàn)略性的巨額投資，因此在技術方面的領先地位是不容置疑的。Microsoft的Internet技術多用于一般辦公自動化（OAS）和管理信息處理系統(tǒng)（MIS），而現(xiàn)時將其應用于設備自動化的監(jiān)視和控制系統(tǒng)集成，是一個創(chuàng)舉。從98上海智能建筑國際博覽會上看，前來參展的美國、瑞士、德國、新加坡等國外著名樓宇自動化系統(tǒng)集成商和國內各大系統(tǒng)集成公司；均未提出采用Internet技術實現(xiàn)智能建筑系統(tǒng)集成的方案。而我們已為I3BMS系統(tǒng)開發(fā)了實時網(wǎng)關技術和動態(tài)Web頁面技術，該項技術應用處于國際上領先地位，并將帥先應用于湖北電信工程局辦公大廈、山東棗莊電信樞紐樓和煙臺第二電信樞紐樓的智能建筑系統(tǒng)集成工程項目上，引起了國內外廠商和用戶的極大興趣。目前進入I3BMS 集成系統(tǒng)的有BAS、SMS、FAS、CCTV、CSC和CPS等監(jiān)控子系統(tǒng)的監(jiān)視與運行信息，以及與辦公自動化、物業(yè)管理、酒店管理等系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)互聯(lián)，互連網(wǎng)上的綜合信息和數(shù)據(jù)都可以在同一個Intranet平臺窗口上顯示和信息查詢。再加上優(yōu)化策略和歷史記錄功能，完全可以達到最優(yōu)化監(jiān)控和管理的目的。目前國際上大部分控制或系統(tǒng)集成公司所采用的客戶機/服務器平臺，明顯帶有傳統(tǒng)工業(yè)控制的特點，畫面呆板，這與建筑藝術的美學特色是不相稱的。若采用I3BMS方案，可以對Web頁面進行美學設計，利用彩色照片和建筑美術效果圖經(jīng)網(wǎng)上壓縮傳送技術，甚至三維CAD空間技術和多媒體技術，創(chuàng)造出最佳的人機界面工作環(huán)境。

　　開發(fā)系統(tǒng)集成協(xié)議轉換網(wǎng)關

　　智能大廈的消防報警系統(tǒng)可以作為完全獨立的系統(tǒng)，從I3BMS 的Intranet系統(tǒng)集成的立場來看，完全可以單獨設置。同時我們還允許其他子系統(tǒng)單獨設置、設備配置修改和系統(tǒng)功能擴充。I3BMS 的信息系統(tǒng)集成需要在FAS子系統(tǒng)提供RS-485/RS-422/RS-232工業(yè)串行數(shù)據(jù)接口及其通訊協(xié)議。如果能提供以太網(wǎng)形式的接口和TCP/IP協(xié)議則更好。作為一個成熟的工業(yè)控制系統(tǒng)，至少肯定可以提供RS-485通訊接口和協(xié)議。原則上建筑物內的各監(jiān)控子系統(tǒng)只要能夠提供與TCP/IP網(wǎng)絡互連的網(wǎng)絡接口和相關的通訊協(xié)議，同時系統(tǒng)集成商確實掌握了通訊協(xié)議轉換網(wǎng)關（PCG）開發(fā)的技術，通過Intranet企業(yè)互連網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)建筑物內一體化的信息系統(tǒng)集成是沒有困難的。

　　采用成熟的系列成組軟件開發(fā)工具

　　采用I3BMS 系統(tǒng)集成，使用了Microsoft公司的軟件，從操作系統(tǒng)、服務器、開發(fā)工具到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等，系統(tǒng)軟件的成本是很低的。對于系統(tǒng)集成的應用與開發(fā)，采用Microsoft公司所提供的系列成組軟件在開放性、面向對象和自動化的方面，其軟件技術水平是很高的，因而縮短了系統(tǒng)開發(fā)的周期，成本是合理的和可控制的。大部分集成軟件技術是易于掌握的，

　　因此降低了運行、維護和人員培訓的成本。采用I3BMS系統(tǒng)集成，并不取代各子系統(tǒng)獨立運行的功能，而是要最大限度地發(fā)揮各個子系統(tǒng)之間的互操作，而產(chǎn)生的再生新功能（即：1+1>2）。各個子系統(tǒng)與系統(tǒng)集成平臺聯(lián)網(wǎng)運行時的不同功能是：

　　子系統(tǒng)具有獨立性，功能不受集成的影響，集成系統(tǒng)以監(jiān)視和管理為主；

　　子系統(tǒng)CRT安裝在控制室里，集成系統(tǒng)則可將頁面送到任何地點、包括遠程地點的桌面系統(tǒng)上；

　　子系統(tǒng)由專職值班人員監(jiān)管，集成系統(tǒng)是供主管和上級領導查看；

　　子系統(tǒng)CRT只要求最小配置，集成系統(tǒng)的瀏覽器可接入任意多個；

　　子系統(tǒng)只要基本專業(yè)功能，可取消一些費力費錢信息管理的附加功能；

　　集成系統(tǒng)可設置一部分子系統(tǒng)的參數(shù)設定和修改，實現(xiàn)控制超越功能。

　　采用國際上標準的TCP/IP 網(wǎng)絡互聯(lián)通訊協(xié)議

　　由于Intranet就是建立在國際通用的標準網(wǎng)絡傳輸協(xié)議TCP/IP上的，所以I3BMS 集成的信息可以在高速局域網(wǎng)LAN上發(fā)布，無論在智能大廈內安裝千兆以太網(wǎng)還是ATM網(wǎng)，甚至語音、視頻、數(shù)據(jù)合一的高速ATM網(wǎng)，均可以實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)集成實時信息共享。I3BMS 集成各監(jiān)控專業(yè)子系統(tǒng)，主要是通過RS-485等工業(yè)通訊協(xié)議的轉換網(wǎng)關（PCG）進行，而與通訊與網(wǎng)絡系統(tǒng)CNS和辦公自動化系統(tǒng)OAS的集成，則是直接通過TCP/IP通訊協(xié)議實現(xiàn)。I3BMS 系統(tǒng)是掛在整個建筑物主干網(wǎng)絡系統(tǒng)上的一個服務器站點，其他網(wǎng)絡應用系統(tǒng)可以同時同媒體運行，瀏覽I3BMS 頁面時僅需要進行登錄和授權認證即可。

　　實現(xiàn)與廣域網(wǎng)的互聯(lián)

　　通過廣域網(wǎng)WAN的媒體，并通過登錄和授權認證等安全措施，集成系統(tǒng)I3BMS的遠程訪問是能夠完美實現(xiàn)的。根據(jù)不同的要求，有以下不同的方式：

　?。h程撥號上網(wǎng)，使主管可以在外地、在途中或在家里方便地查看系統(tǒng)運行情況，以作出評估、決策和指導。

　?。h程專線或撥號上網(wǎng)，用于物業(yè)管理的上級部門，或對多座不同地理位置的大廈實現(xiàn)集中建筑物物業(yè)管理的情況。

　?。h程專線或撥號上網(wǎng)，用于將安全和消防等系統(tǒng)的報警和緊急求助信息傳送給保安部門和公共消防部門。

　?。h程專線或撥號上網(wǎng)，用于遠程或異地的系統(tǒng)開發(fā)、維護和修改的情況。

　　未來的系統(tǒng)是不可能獨立存在的，它必須與外界密切結合，并且與整個世界融為一體?！伴_放和連接”是智能大廈系統(tǒng)集成的口號。