智能建筑的核心技術(shù)與系統(tǒng)集成

覃康

摘 要：在科技發(fā)展推動(dòng)下，智能建筑應(yīng)運(yùn)而生，給人們的生產(chǎn)生活帶來前所未有的便利，成為建筑業(yè)未來主要發(fā)展方向，具有廣闊的發(fā)展前景與發(fā)展?jié)摿Α１疚膶?duì)智能建筑應(yīng)用的核心技術(shù)進(jìn)行介紹，探討智能建筑系統(tǒng)集成問題，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能建筑；核心技術(shù)；系統(tǒng)集成；探討

1 前言

智能建筑從傳統(tǒng)建筑發(fā)展而來，是傳統(tǒng)建筑的升級(jí)，其融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、傳感器技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等，優(yōu)點(diǎn)突出，不僅實(shí)現(xiàn)建筑各子系統(tǒng)管理工作的自動(dòng)化、智能化，而且可明顯降低能源消耗，成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注與研究的熱點(diǎn)。

2 智能建筑核心技術(shù)

本質(zhì)上講，智能建筑是傳統(tǒng)建筑與現(xiàn)代技術(shù)手段融合起來的綜合體，其拓展傳統(tǒng)建筑的功能，提升人們的生產(chǎn)生活體驗(yàn)。智能建筑各種功能的實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)部復(fù)雜的控制系統(tǒng)，包括智能建筑綜合管理系統(tǒng)（IBMS）、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)（BMS）、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CNS）、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS），這些系統(tǒng)不僅應(yīng)用到各種類型的軟硬件，而且需要各種現(xiàn)代專業(yè)技術(shù)的支撐。研究發(fā)現(xiàn)，智能建筑應(yīng)用的核心技術(shù)較多，主要包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)等。

2.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)

智能建筑中應(yīng)用的計(jì)算機(jī)技術(shù)包括微處理器技術(shù)、軟件技術(shù)、信息安全技術(shù)，其微處理器技術(shù)的應(yīng)用，大大提高智能建筑各子系統(tǒng)信息處理能力與效率，可綜合處理智能建筑控制系統(tǒng)中反饋的各種信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。同時(shí)，智能建筑還應(yīng)用很多先進(jìn)的軟件技術(shù)，包括面向?qū)ο蠹夹g(shù)、客戶/服務(wù)器技術(shù)、計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作技術(shù)等，面向?qū)ο蠹夹g(shù)是軟件開發(fā)常用技術(shù)，根據(jù)智能建筑控制工作要求，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行軟件開發(fā)，可大大提高軟件開發(fā)效率。客戶/服務(wù)器技術(shù)為管理人員提供軟件可操作的入口，管理人員通過軟件或?yàn)g覽器登錄控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)智能建筑各子系統(tǒng)信息的管理、查詢操作。計(jì)算機(jī)支持系統(tǒng)工作技術(shù)指在計(jì)算機(jī)技術(shù)支撐下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)智能建筑各子系統(tǒng)的協(xié)同管理，保證部門間信息的共享，提高管理工作效率。另外，智能建筑中需處理各子系統(tǒng)、設(shè)備傳輸?shù)男畔ⅲ宰鞒鲠槍?duì)性響應(yīng)，保證各類信息、控制指令等安全、穩(wěn)定傳輸尤為關(guān)鍵，這就需要信息安全技術(shù)的支持，防御各種不良攻擊，保證智能建筑內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性。

2.2 現(xiàn)代通訊技術(shù)

智能建筑安裝中各種傳感器設(shè)備，對(duì)建筑溫度、濕度、有害氣體等的檢測(cè)，通過自動(dòng)化控制窗戶的開啟改善室內(nèi)環(huán)境。這一控制過程的實(shí)現(xiàn)涉及到信息的傳輸、處理、命令執(zhí)行等諸多環(huán)節(jié)，因此，需現(xiàn)代通訊技術(shù)解決不同設(shè)備信息傳輸及共享問題，一方面，根據(jù)智能建筑功能要求合理設(shè)置通訊硬件設(shè)施，使用合理的網(wǎng)絡(luò)硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，注重硬件設(shè)備的冗余，保證信息能夠安全、穩(wěn)定的傳輸。另一方面，針對(duì)不同設(shè)備預(yù)留合適數(shù)量的通信端口，應(yīng)用統(tǒng)一的通信協(xié)議。同時(shí)，構(gòu)建相關(guān)的信息傳輸防阻塞機(jī)制，保證信息的高效、安全傳輸，為不同設(shè)備間正常的通信做好鋪墊。

2.3 現(xiàn)代控制技術(shù)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制智能建筑中各子系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)，主要由外部通訊設(shè)備、接口電路、計(jì)算機(jī)構(gòu)成。控制過程為：首先，利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制對(duì)象參數(shù)值，并將參數(shù)值傳輸給計(jì)算機(jī)。其次，計(jì)算機(jī)分析采集到的參數(shù)，對(duì)比正常參數(shù)值，而后發(fā)出相關(guān)控制指令給執(zhí)行單位。最后，執(zhí)行單元接受到控制指令后驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象動(dòng)作，將運(yùn)行參數(shù)調(diào)整至合理水平。當(dāng)前分散控制系統(tǒng)（DCS）在智能建筑中應(yīng)用廣泛，具備分散控制、集中操作、分級(jí)管理等功能，取得良好的應(yīng)用效果。

3 智能建筑系統(tǒng)集成

智能建筑系統(tǒng)集成指將建筑中分離的信息、功能、設(shè)備等，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)、相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)、資源、信息的重組與共享。智能建筑系統(tǒng)集成體現(xiàn)在功能集成、網(wǎng)絡(luò)集成、界面集成、數(shù)據(jù)庫集成等方面。

3.1 智能建筑系統(tǒng)集成背景及優(yōu)點(diǎn)

在計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展推動(dòng)下，智能建筑中子系統(tǒng)規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，被控對(duì)象數(shù)量多且較為分散，各子系統(tǒng)對(duì)信息傳輸速率及信息共享提出越來越高要求。另外，建筑物中控制、數(shù)據(jù)、語音等線路鋪設(shè)量大，使得維護(hù)、管理工作面臨較大困難。系統(tǒng)集成是解決上述問題的重要途徑，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：一方面，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，可集中控制各子系統(tǒng)，提高建筑物管理及服務(wù)質(zhì)量，降低維護(hù)成本。另一方面，對(duì)建筑物實(shí)施系統(tǒng)集成，可對(duì)總體設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，減少子系統(tǒng)軟硬件投資。

3.2 智能建筑系統(tǒng)集成的體現(xiàn)

3.2.1 功能集成

智能建筑功能集成指將不同功能的子系統(tǒng)集成在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑所有設(shè)備全局性管理與監(jiān)控。功能集成包括兩個(gè)層面內(nèi)容：其一，IBMS中央管理層的功能集成，實(shí)現(xiàn)公共通信網(wǎng)絡(luò)管理、全局事件事件管理、集中監(jiān)視等。其二，各智能子系統(tǒng)的功能集成，包括BNS、CNS、OAS功能集成。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)集成

智能建筑中的網(wǎng)絡(luò)集成包括通信線路、網(wǎng)絡(luò)線路集成，通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集成，其中綜合布線系統(tǒng)構(gòu)成信息傳輸?shù)拿浇椋?jì)算機(jī)局域網(wǎng)、交換機(jī)等負(fù)責(zé)控制信息的傳輸。網(wǎng)絡(luò)集成打通不同子系統(tǒng)間的通信，各子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)信息的貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑相關(guān)設(shè)備的控制，使整個(gè)控制系統(tǒng)在統(tǒng)一指揮與管理下運(yùn)行。

3.2.3 界面集成

智能建筑含有較多子系統(tǒng)，不同子系統(tǒng)應(yīng)用的管理系統(tǒng)人機(jī)交互界面不同，如不對(duì)其加以集成，會(huì)大大增加管理人員登錄、管理工作麻煩程度，降低管理工作效率。智能建筑中的界面集成指將CNS、OAS、BMS等集成在一個(gè)計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，管理人員通過一個(gè)賬號(hào)便可實(shí)現(xiàn)登錄、管理，大大簡(jiǎn)化管理人員工作流程，促進(jìn)管理效率與質(zhì)量的提高。

3.2.4 數(shù)據(jù)庫集成

數(shù)據(jù)庫集成的目的在于組織各子系統(tǒng)中產(chǎn)生的不同數(shù)據(jù)，為信息的共享提供可能。一方面，采用分布式數(shù)據(jù)庫或集中式數(shù)據(jù)庫組織各類數(shù)據(jù)，其中分布式數(shù)據(jù)庫由分布在各系統(tǒng)的子數(shù)據(jù)庫構(gòu)成，這些子數(shù)據(jù)庫存在邏輯上的聯(lián)系，可將其作為一個(gè)整體使用。集中式數(shù)據(jù)庫將各子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)保存在一個(gè)集中的數(shù)據(jù)庫中。不同數(shù)據(jù)組織方式有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，需根據(jù)智能建筑功能要求，選擇最為恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫形式。另一方面，智能建筑不同子系統(tǒng)存放的數(shù)據(jù)類型不同，如何實(shí)現(xiàn)信息的共享是值得深究的重要問題。一般情況，為了實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫信息的訪問及互聯(lián)，需使用數(shù)據(jù)庫訪問接口標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前JDBC、ODBC是應(yīng)用率較高的標(biāo)準(zhǔn)接口，SQLServer、DB2、Oracle等都支持這兩種接口標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)據(jù)庫訪問接口標(biāo)準(zhǔn)下，編寫一個(gè)應(yīng)用程序，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同數(shù)據(jù)庫的訪問。

4 結(jié)論

智能建筑在改善人們生產(chǎn)生活環(huán)境上效果明顯，是未來建筑行業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)，因此，做好智能建筑技術(shù)及系統(tǒng)集成研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過研究得出以下結(jié)論：

智能建筑融合多種先進(jìn)技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)建筑各子系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化控制。另外，為保證智能建筑功能的正常發(fā)揮，應(yīng)做好這些技術(shù)的應(yīng)用研究，從硬件與軟件上做好規(guī)劃與部署。

智能建筑中做好各系統(tǒng)的集成是客觀要求，其在提高管理效率的同時(shí)，降低管理成本。當(dāng)前智能建筑系統(tǒng)集成包括功能集成、網(wǎng)絡(luò)集成、界面集成、數(shù)據(jù)庫集成等內(nèi)容，通過系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)建筑各子系統(tǒng)信息的共享。

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