基于一體化監控平臺的智能樓宇系統①

鄭鋒,楊建旭,張庚生,汪金禮,宋千義(安徽繼遠電網技術有限責任公司,合肥 230088)

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基于一體化監控平臺的智能樓宇系統①

鄭鋒,楊建旭,張庚生,汪金禮,宋千義
(安徽繼遠電網技術有限責任公司,合肥 230088)

摘 要:智能樓宇是隨著計算機技術、通信技術、web技術被廣泛應用,進而發展起來的一種新式的建筑概念.智能樓宇不僅追求造型的美觀和結構的穩定,更加注重通過各種先進的技術實現對建筑最優的管理和控制,本文基于國電南瑞RT21一體化監控平臺,實現對樓宇自控、安防、消防、能量采集等多個子系統的集中監控,通過各個子系統之間的智能聯動,降低建筑物的綜合管理成本.

關鍵詞:智能樓宇; 一體化監控; 信息共享; 聯動

1　引言

隨著科學技術的不斷進步,特別是計算機及通信技術的飛速發展,人們對追求建筑物應有的高效舒適環境的標準越來越高[1,5],各類設備設施的維護管理和安全防范工作也給智能化樓宇的管理和保證提出了更高的要求.為了提高智能化建筑管理工作的質量和效率,減少對工作人員的依賴,并實時掌握建筑的環境與設備的運行情況,為相關人員提供一個安全舒適高效的工作環境,從建筑的智能化應用服務、實時監控管理和安全防范的角度出發[2-4],打破“信息孤島”的局限性,智能建筑集成管理系統解決方案的研究是十分重要和相當必要的.

本文以國電南瑞RT21[6-9]為一體化監控平臺,以Windows和Linux操作系統為載體,以網絡技術、視頻編解碼、移動辦公技術、智能化技術和弱電系統集成技術為核心,面向智能建筑的弱電系統集中監控為目標,實現智能建筑集成管理系統的開發.系統集成建筑設備自動化(BA)、消防自動化(FA)和安防自動化(SA)三大類子系統,實現系統間的廣泛聯動功能[10],并支持web瀏覽和移動終端應用.系統提高了智能化建筑管理工作的質量和效率,減少對工作人員的依賴,使其可以隨時隨地的實時掌握建筑的環境與設備的運行情況,并為用戶提供一個安全舒適高效的工作環境.

2　系統概述

系統包含樓宇自控系統、安防系統、消防系統、能量采集系統等多個子系統,通過各個子系統間的信息互通、控制互動、資源共享,將各個子系統融合成為一個整體,方便用戶更有效的進行管理.

2.1物理架構

系統的物理架構如圖1所示.

圖1　物理架構

第一層是設備控制器級,由各個子系統控制器組成,如建筑設備監控系統的現場控制器、安全防范(管理)系統的報警裝置及現場主機、火災自動報警系統的現場主機、電力監控系統的現場數據采集器、智能照明系統的現場控制器、背景音樂系統的控制主機、一卡通及停車場管理系統主機等.

第二層為子系統層,由各子系統的監控服務器/工作站及相應的網關組成.智能建筑集成管理系統主要采用基于子系統的集成方式[1,4].子系統層是智能建筑集成管理系統的數據來源,服務器通過網關采集各子系統的數據,經過存儲、處理,以供給工作站使用,并上傳至監控中心.

第三層為監控中心層,監控中心層是智能建筑集成管理系統的主體[11,12],支持多級部署,可應用與智能建筑和智能園區的監控管理.每級監控中心由數據庫服務器、管理服務器、流媒體服務器、web服務器、工作站、監控大屏等設備組成.設備間通過以太網對接,實現信息交互.監控中心層的構成如圖2所示.

圖2　監控中心層

2.2軟件架構

系統的軟件架構采用C/S+B/S的混合架構設計,由前置采集、數據庫、消息總線等平臺模塊,建筑設備自動化、安全防范自動化、消防自動化等應用模塊及C/S客戶端,WEB發布模塊和移動終端模塊組成.軟件框架圖如3所示.

圖3　軟件架構

2.3技術實現

2.3.1通用協議接入

本文采用成熟的RT21前置模塊,該模塊采用通信層和協議解析層的分離式設計,提供了獨立的通信服務模塊和協議解析模塊.通信服務模塊實現與接口子系統的通訊,對于各種串行、總線等通訊方式,一律使用智能終端等設備轉換為網絡方式接入.協議解析模塊負責協議報文的解析處理,并寫入實時數據庫.針對不同的協議,調用不同的進程進行處理.接口協議的添加主要圍繞協議解析模塊開發,擴展比較方便.

本文采用基于OPC XML的技術,在OPC XML客戶端和服務器之間通過HTTP協議傳輸Web服務,OPC XML客戶端與服務器通訊過程如圖4所示.

圖4　通訊過程

客戶端通過COM接口與COM組件通信,實現底層數據的訪問;然后,根據OPC XML規范,實現OPC XML服務器所具有的功能,最后,OPC XML服務器要把訪問底層OPC服務器得到的數據信息以XML文檔的方式提供給遠程客戶,實現OPC XML服務器的對外接口.

2.3.2基于模板和屬性模版的設備建模技術

本系統具有接入設備種類繁多的特點,針對不同的工程的實際情況,數據庫中用于描述設備模型的數據一般在幾十萬點甚至更多的級別.數據量的巨大,對系統模型數據的錄入工作和管理方式提出了更高的要求.本文提出了一種基于設備模板和屬性模板的設備建模方法,解決設備種類繁多的問題.

系統通過該方式,定義了攝像機、硬盤錄像機、門禁、風機、溫濕度傳感器、水浸等多類設備的設備模板.通過設備模板對現場設備進行批量的派生,可以大大減少現場實施的工作量.同時,基于設備建模和屬性模板的建模方法易于擴展新的設備類型,無需為每一種接入設備開發對應的應用處理程序,減少了開發的工作量,如圖5所示.

圖5　設備建模工具

2.3.3子系統聯動

通過可視化的配置聯動操作關系,實現各聯動動作執行的準確性及有序性,并支持多個系統多個設備控制動作的串、并行混合操作; 系統在實現聯動方式上能在保證準確性和實時性的基礎上,顯著提高系統安全性、日常管理效率、多系統的協調運行和處理重大事故的能力.根據安全預警與應急預案,預先配置處理各種事故的聯動.發生突發事件時,通過兩級閉鎖判斷,動態觸發聯動應急方案.除了對突發事件的響應,聯動功能更重要的是能協調多系統、多設備的協同工作,為用戶創造舒適、便利和節能的工作生活環境,如通風、采暖的智能調節,照明的節能控制等.

子系統聯動功能采用RT21平臺的聯動模塊,該聯動模塊主要由可視化的邏輯配置工具和后臺聯動服務程序組成,邏輯配置工具如圖6(a)所示,支持閉鎖判斷、串并執行、條件觸發、定時觸發、結果反饋等功能,具備靈活、豐富的聯動邏輯實現,如圖6(b)所示.

圖6　子系統聯動

2.4主要實現功能

(1)實現對樓宇設備、安防設備、消防設備的集中監控;

(2)具有展示用水、用電、用暖、用氣信息的功能;

(3)具有設備告警實時顯示的功能;

(4)具有智能聯動技術,可以配置多系統聯動規則,實現聯動錄像、聯動抓圖和智能預案;

(5)支持各個子系統之間的智能聯動;

(6)支持在電子地圖中查看各個布置點的攝像機視頻,支持查看攝像機的所有預置位視頻.

3　成果展示

現以本系統應用的某公司為例說明.

樓宇自控模塊包含智能照明、空調、送排風、給排水、空調五大功能,智能照明界面如圖7(a)所示.

智能照明界面按照每棟樓每層在電子地圖中展示設備的布點情況,實時的反映各個設備的開關情況,圖中黃色的燈光圖標表示該燈光處于開啟狀態,灰色表示處于關閉狀態,雙擊燈光圖標可以對燈光設備進行開關控制.

安防實現了視頻監控、防盜報警、公共廣播、門禁、停車場五大功能,停車場界面如圖7(b)所示.

停車場界面顯示各個區域的車位剩余情況,實時的顯示各個車位的占用情況,圖中有車子圖標的車位表明該車位已被占用,沒有車子圖標的車位表明該車位沒有被占用.

消防模塊實現了火災報警功能.火災報警界面如圖7(c)所示.

火災報警界面按照每棟樓在電子地圖中顯示各層的消防設備布點情況,當發生報警時圖標會變成紅色.

能量采集模塊包含了用水、用電、用氣、用暖,用電界面如圖7(d)所示.

圖7　系統界面

用電界面按照每棟樓每層在電子地圖中進行實時展示每層的總電表信息以及各個分電表信息.

本文針對開門操作設置聯動功能,當執行開門時,把開門信息推送到告警窗口,同時調用攝像機視頻查看開門情況,開門聯動如圖8所示.

圖8　聯動

4　結論

本項目運用系統集成的方法將計算機技術、通訊技術、信息技術等現代科技手段與建筑管理進行有機結合,并充分考慮建筑管理的特點,從建筑的智能化應用服務、實時監控管理和安全防范的角度出發,實現對樓宇自控、視頻監控、防盜報警、消防報警、公共廣播、門禁管理、智能照明、電梯監視等系統的集中式監控、綜合分析和系統聯動功能,構建一個互相關聯、資源共享、統一協調的智能建筑集成管理系統,達到集中管理、分散控制、優化運行、高效管理的目的,降低用戶監管的難度和人員的負擔,為工作人員提供安全舒適高效的工作環境.

參考文獻

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Intelligent Building System Based on Integrated Monitoring Platform

ZHENG Feng,YANG Jian-Xu,ZHANG Geng-Sheng,WANG Jin-Li,SONG Qian-Yi
(Anhui Jiyuan Electric Power System Tech.Co.Ltd.,Hefei 230088,China)

Abstract:Intelligent building is a new type of architecture concept,which is developed with the widely use of computer technology,communication technology and web technology.Intelligent building not only pursues the beauty and the stability of the structure,but also pays more attention to the management and control of the building by various advanced technologies.Based on NARI RT21 Integrated monitoring platform,this paper realizes the centralized monitoring of multiple subsystems such as the building automation,security and protection,fire control,energy collection and so on.Through the intelligent linkage between the subsystems,the cost of building integrated management can be reduced.

Key words:intelligent building; integrated monitoring; information share; linkage

收稿時間:①2015-07-29;收到修改稿時間:2015-09-28