智能樓宇弱電系統集成的應用探析

李志國，張 彬

（中共天津市委黨校，天津 300191）

1 智能樓宇弱電系統集成概述

通常所說的智能樓宇，如果遵循我國GB/T 50314-2015中對其進行的描述，它可以理解為就是一棟實現了弱電信息系統集成的智能化樓宇，比如OA辦公自動化、通信自動化和建筑設備監控等，均是以這個系統集成為基礎，高效地將各類服務與建筑管理相結合，為人們提供更舒適、安全的生活和工作環境。

弱電系統的集成是實現信息集成的基礎，通過信息集成可以建立一套完整、統一的信息管理平臺，這個平臺可以為物業管理和信息服務系統提供大量關于設備運行和管控等方面的數據，這些數據的獲取，會使得物業管理變得非常便捷準確。

通常，智能建筑中的弱電系統都覆蓋十幾種甚至幾十種的各類子系統，通過信息系統的集成，使得關鍵子系統之間得到了有效互操作，各個子系統可以信息互通，在智能化系統集成平臺的管控下，各子系統之間互相配合，充分發揮子系統各自優點和整體互動的優勢，使智能建筑變得更加聰慧。例如：當大樓出現火災報警時，管控平臺可以自動提示出現火災點的視頻圖像監控畫面，在得到管理人員確認后，立即啟動已經設計好的應急預案。預案可以包含：在公共廣播中播放緊急疏散的語音消息；發送短信息給相關的管理人員處理；觸發聯動119火警；在公共區域的電子顯示屏上，發布緊急疏散的路線圖。

2 智能樓宇弱電系統應以信息集成作為目標

如今，系統集成的緊密程度已經是評測樓宇智能化程度的重要參考，智樓宇的集成是靠信息集成來實現的，弱電系統集成應把實現信息集成作為首要目標。很多已完成弱電系統集成的大廈，僅僅完成了一些有智能特征的子系統，再把這些子系統的中心監控終端統一安排部署在同一區域內進行展示，并沒有實現各個子系統之間的信息和數據交換，也未部署一套完整、統一的監控管理平臺，此類建筑根本無法達到甲級智能樓宇的標準，也沒有達到真正含義上的信息系統集成。

系統的集成不應是單一堆砌或整合那些含有智能特性的產品或子系統，它實現的核心應該是信息的集成。通常，這種信息集成應對設備、通信和辦公等自動系統進行整合，把信息、資源與管理服務的共管共享，通過一體化集成的途徑來完成。要實現這樣的共管共享，最重要、也是最基本的是要對信息資源進行集成管理，這就是信息集成。以此為基礎，才可以開發出一套先進的、智慧化的物業管控平臺，也才可以開發出各種各樣界面友好的軟件服務系統，只有這樣的建筑才可以稱得上是一幢智能建筑。

3 智能樓宇弱電系統集成方式

3.1 以BAS為中心的弱電系統集成

以樓宇自控系統（Building Automation System，BAS）為中心的集成，使用BAS獨有的通信控制器和其他廠家生產的產品通過串行通信的方式進行連接，完成子系統之間的數據傳送。從信息集成視角來看，以BAS為核心的弱電系統集成開放性能與包容能力都很有限。（1）所有BAS軟件系統都自我封閉，開放能力不足。有的BAS系統雖然開放部分的非網絡的數據交換接口，但對于普通用戶還需要軟件編程的工作，非常不便捷。（2）通常，BAS系統會限制和制約其他品牌弱電設備的接入。在BAS系統可接入機電設備僅僅數十種，僅占所有可選機電產品類別的一小部分，因此會較大程度上束縛了對其他子系統設備的選擇范圍，向下的兼容性很有限。（3）當前絕大部分BAS的中控平臺不支持開放網絡環境下的調用，無法給予透明開放的數據庫接口，同時該系統難以直接使用其他系統的資源，遠程管理操作也無法實現。（4）BAS廠商開發的監控軟件的用戶操作界面和圖形表現都相當制式化、固定化，而且難以定制。總的來講，這樣的集成方式早已不能匹配信息化時代集成的需要。

3.2 區域網—子系統弱電系統集成

該系統是一套可以向用戶展示統一、實時監控、數據采集、管理和數據分析的網絡版軟件。區域網—子系統集成使用現在流行的Microsoft.NET 技術框架體系，可以用來解決智能建筑中由于操作系統的不一樣而產生的應用程序集成的問題。

我們通常對區域網—子系統按如下步驟實施：（1）實現各子系統內部功能的縱向集成，如BA子系統內部的智能化網關設備的集成開發，以確保BA子系統正常運行。（2）實現各子系統之間通信、聯動和優化合并的橫向集成，其目的是在保證各子系統獨立性的基礎上，實現多個關鍵子系統協調聯動、報警控制的增值服務。（3）實現以橫向集成為基礎，開發智能大廈管理系統（Intelligent Building Management System，IBMS），主要就是實現一個數據集成、方法（功能）集成、表示（用戶界面）集成的監控管理系統。

區域網—子系統是專門為信息管理的集成而開發的，它可以把異型的數據模式進行整合并集成管理，具有專業、成熟、穩定和完整的集成特性，建議智能建筑信息集成的最好采用區域網—子系統方式來完成各個子系統的集成。平臺建好后，不但可以對整個智能建筑內全部機電設備資源和運行情況開展監測、記錄和調控，還可以綜合管控所有的公共服務設施、OA和通信等系統。

4 智能樓宇弱電系統的集成步驟

系統集成通常按照下面的步驟實施：

（1）按照設計規格書中的要點和系統功能需求清單，開展系統的規劃和制作可行性方案；了解哪些子系統需要進行集成，能不能對外開放通信接口；掌握每個子系統所監控的設備和工藝參數、各子系統所含監控點數和知悉聯動需求。

（2）把樓宇自控系統分別與消防報警、安保監控系統進行相互連接。

（3）遵循TCP/IP協議標準，使用標準的通信協議，通過一體化管理系統平臺對整個建筑的各個子系統進行有效集成。

不同子系統依靠自身對外開放數據接口同數據網關進行數據傳遞，中央集控平臺可以采用以太網傳輸技術與數據網關實現信息的傳遞。數據網關就是中央集成管理系統的遠程客戶端，它可以采用即時或定時的方式向服務器端（中央集成管理系統）傳遞數據。通過以上的數據傳遞方式，就可以把安全防范、電梯管理、樓宇自控、電子巡更、安防監控、停車管理、背景音樂、火災報警、信息發布等一系列的子系統在一套統一平臺上集中進行監控和操作。

5 智能樓宇弱電系統集成的技術準備

（1）定義系統實施的類型，確定有哪些子系統需要集成：按照設計文件規定的要求和系統功能需求清單，開展智能化集成系統的網絡規劃和方案制作；了解哪些子系統需要進行集成，能不能對外開放通信接口；掌握每個子系統所監控的設備和工藝參數、各子系統所含監控點數和知悉聯動需求。

（2）智能化集成系統所含功能：應具備采集、存儲、轉換、數值運算、條件判斷、圖形化實時顯示、綜合查詢子系統數據的功能；需要對子系統有控制要求時，子系統應具備手動和自動控制、定時控制和節能控制的功能；不同的集成子系統可以實現控制聯動、權限分配和應急預案處理；管控平臺與各個子系統都可以做到故障報警提醒與下一步聯動操作；各個子系統之間做到共享信息數據；集成的工作不要干擾自動火災報警的觸發和獨立運轉；應含有整體的能耗統計、分析、報告的功能，并能夠以國際規范標準接口向公共建筑能耗監測系統開放能耗統計數據功能。

（3）通信接口要求與通信規程應能達到集成功能和性能的標準，物理接口應使用以太網和國際上規定標準通信接口；為順利完成集成，系統集成商必須要規定子系統產品提供廠家，在采購合同規定期限內，提供對應接口的共享方式與通信規程資料。

（4）信息實時采集與管控子系統，應能開放滿足數據交換規則的標準工業通信接口，以及詳細相關技術參數說明等材料。

（5）歷史運行數據采集的子系統，應開放多用戶數據庫數據交換接口和子系統數據庫數據交換接口，并提供使用方法與數據庫操作實例樣本（包括測試數據）。

（6）圖形與圖像監控子系統：圖像仿真矩陣可以開放兩路或以上的圖像信號的仿真輸出，依靠此接口的切換可以依次獲取所有圖像資源；數字視頻系統的設備和軟件應滿足多用戶同時訪問，還應開放和提供控件方式的軟件開發應用程序包。

（7）子系統間的通信規程：通信規程中應含有規程的實例和具有對信息格式、傳遞速率、同步方法、檢糾錯方法、傳遞步驟、身份驗證途徑、控制字符定義、功能等內容的詳細描述；串口通信協議應含有對連接類型、數據位、波特率、校驗位、停止位等參數的詳細描述；以太網通信規程應包括對傳輸層規程、操作方式、開放端口等參數詳細闡明。

（8）對通信接口進行功能和性能測評。

（9）多個子系統的進行集成聯動時，應杜絕對應子系統之間的彼此干擾和影響。

6 智能樓宇弱電系統對集成承包商提出了更高的要求

如今，仍有少許的工程承包商，往往只注重銷售某種品牌系統集成設備，無法對整個系統集成的工作給予公正客觀的技術對比和推薦。當項目自身只含有少許系統集成的工作量時，進行這樣的系統集成是可行的。但是，伴隨著當代智能建筑技術的飛速進步，對弱電系統的集成已獨立成為一個專門的領域，作為內在豐富，有極強的技術性門檻的專門行業，我們不應該將其作為某種弱電產品供應商的“副業”來認知。系統集成商要傾其精力和能力把系統集成作為重點業務去認真對待，不應只注重于推銷某種弱電產品，而是要為用戶提供一整套高質量的系統集成實現方案。

弱電系統的平臺集成可以認為是一項復雜巨大的系統性工程，它的復雜性需要系統集成供應商有對口的行業專家以對眾多集成產品進行正確的把握和評測，需要一系類的切實可行的技術手段與施工管控的操作規程。系統集成商還必須要熟知各子系統產品功能和性能指標，這種熟悉必須有切實和豐富的工程經驗，從而可以正確地分析出信息集成所要求的各項工作任務要點。同時，系統集成商應具備真正的集成平臺軟件研制開發能力，系統集成商不但要開發一整套用以實現數據共享的信息集成網絡管理系統，而且還需要能排除、處理形式多樣的各類問題，從而達到智能建筑信息服務和綜合管控要求。

7 智能樓宇弱電系統產品的選擇

智能建筑弱電系統涉及的設備種類廣泛，每一種設備又包含多個品牌，每一品牌又涉及多家供應商，在設備選型時，有以下幾點應引起注意：（1）端正主觀印象，不能依靠主觀判斷和習慣性選擇熟悉的產品，應廣泛考察不同品牌的設備，做到心中有數，還應咨詢并聽取行業專家的意見。（2）把產品供應商的技術服務能力、以往工程服務質量和售后服務響應速度作為產品選型的重要依據，只有選擇做好這些服務的供應商，才能保證產品生命的延續性和技術服務支持的力度。（3）保證所選產品具有先進性和較高成熟度，選取主流、可靠、成熟的產品。（4）確保所選產品具有和外部環境交換數據的能力，可以提供開放的數據接口和規范，這點對于實現系統集成有決定性的意義。

總之，在系統集成實施過程中，系統集成商必須承擔全面責任和義務，他們不但需將已收集的各種接口資料和通信協議提供給業主、設計院和承建方。而且還應規范所有子系統產品的供貨商提供標準數據通信開發接口和操作手冊，并要求各子系統供貨商承擔相應義務，同時，為了避免由此引發的糾紛，應把要求產品提供商開放產品通信協議的條款納入采購合同的對應條款之下，此通信協議的提供應視為供貨的不可缺少組成內容，如果因通信協議不完整或不能據以實現數據的通信，則供貨商承擔違約責任。

8 結語

隨著十九大的召開，國家經濟再次進入快速發展的歷史時刻，尤其是科學技術水平的不斷進步，智能化技術開始大量普及和應用到建筑領域，這極大地促進了我國的智能化的飛速發展，智能建筑的設計理念不斷地被應用和推廣。智能建筑可以提高居民的生活品質，滿足居民對建筑功能的更高品質需求，比如對社區中的建筑進行智能集成，可以提供更高品質的服務給小區的住戶和居民，當前，智能建筑的普及已經成為我國建筑行業發展的新潮流。