智能樓宇信息化建設中系統集成技術的運用

郝永軍

摘要：隨著建筑行業的發展和科學技術的進步，人們對生活質量的要求越來越高，在此背景下，智慧樓宇建設備受人們關注。系統集成技術是智能樓宇建設不可缺少的關鍵技術，是實現智能樓宇智能化、自動化功能的關鍵。本文簡要概述智能樓宇的概念和智能樓宇中常見的系統集成技術，并結合實際闡述系統集成技術在智能樓宇信息化建設中的具體應用。

關鍵詞：智能樓宇? 系統集成技術? 自動化? 通信技術

中圖分類號：TU855

Abstract： With the development of construction industry and the progress of science and technology， people’s requirement for quality of life is getting higher and higher. In this context，? the construction of intelligent building has attracted much attention. System integration technology is an indispensable key technology in intelligent building construction， and it is the key to realize intelligent and automatic function of intelligent building. This paper briefly introduces the concept of intelligent building and the common system integration technology in intelligent building， and expounds the concrete application of system integration technology in the information construction of intelligent building.

Key Words： Intelligent building; System integration technology; Automation; Communication technology

21世紀以來，隨著信息技術的飛速發展，社會發展高度信息化，在建筑領域，建筑物與現代信息技術相結合，智能樓宇受到廣泛重視。其實質是通過智能樓宇集成管理系統實現對建筑物內機電設備、通信和數據信息的協調、集中管理，以提高管理科學性和精準性，既可以降低管理成本，又能提高管理效率。而系統集成技術是智能樓宇集成管理系統的關鍵技術，其作用原理是將系統內各要素有機整合在一起。由此可見，系統集成技術對智能樓宇信息化建設至關重要。

1智能樓宇概述

智能樓宇是指利用先進互聯網技術、通信技術和智能技術使建筑物照明、防盜預警、暖風和防災等系統協調工作，實現建筑物自動化、智能化和信息化管理的建筑。智能樓宇的核心是5A，廣義角度來看，A是指A級評定標準，5A分別是A級硬件設施、A級客戶層次、A級樓宇品牌、A級服務品質和A級地理位置。從狹義角度來看，A是指自動化，5A分別是通訊自動化、辦公自動化、安保自動化、消防自動化和樓宇自控自動化[1]。智能樓宇具有如下特點：（1）高效性。無論是辦公、決策，還是通信，智能樓宇都會為用戶提供快捷的渠道和先進工具，以節省無形資源和有形資源，提高樓宇管理效率。（2）安全性。智能樓宇重視用戶生命財產安全和隱私安全，不僅強調安保、消防自動化、智能化管理，還重視智能樓宇信息網絡體系建設，避免數據信息被盜取、破壞，以提高管理決策的有效性。（3）適應性。智能樓宇管理系統建設充分重視系統可拓展性，各系統功能能夠隨著用戶需求變化和系統升級而變化。與普通建筑相比，智能樓宇管理的關鍵在于協調測量、監控和控制，不僅可以提高管理時效性和精準性，滿足日益發展的用戶需求，還能實現集中管理，節約管理成本[2]。而智能樓宇智能化、信息化和自動化程度的高低取決于系統測量、監控和控制的集成狀態，為此，智能樓宇信息化建設中應尤為重視集成技術的應用，以提高智能樓宇建設成效。

2系統集成概念

系統集成是指將互聯網通信和計算機相關技術和產品集成為能夠滿足用戶特定需求信息系統的過程。通常情況下，系統集成可劃分為設備系統集成和應用系統集成兩大類。其中設備系統集成，也稱為弱電系統集成，主要是以通過綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術和多媒體技術等為手段，以搭建組織智能化、信息化管理平臺為目的對相關軟硬件設施進行集中設計開發、安裝和應用調試的過程。應用系統集成是從系統應用功能出發，以滿足和實現用戶系統技術方案為目的系統開發過程。

3智能樓宇信息化建設中的系統集成技術

3.1面向平臺的集成技術

面向平臺的集成技術是針對面向協議集成技術應用不足之處，以通信協議兼容、網絡信息交換為手段實現信息集成。目前常用的技術標準是OPC協議，是基于OLE/COM技術研發常用的數據交換標準和設備驅動程序[3]。OPC支持多種網絡協議，其工作原理等同于數據轉換器，實現OPC數據端和數據供給方的數據轉換和傳遞。

3.2面向協議的集成技術

當前社會背景下，系統通信協議呈現出開放性、通用性等特點。在智能樓宇信息化建設中，LonWorks標準、BACnet標準等多種協議并存。集成技術要求利用網關實現多種通信協議間的良性轉換，其中系統主界面是指主通信協議，不同子系統間通信協議也不同。例如BACnetTCP/IP-OPC協議轉換通過搭建BVLL實現BACnet與Interent的無縫連接，集成技術應用原理是在原有的BACnet標準中增加TCP-IP協議通信內容，有效解決了不同BACnet網絡間的路由問題[4]。還有Mddbus-OPC協議轉換，以OPC標準為中間載體，利用OPC DA Server協議轉換器實現Mddbus數據和OPC數據的雙向傳遞，從而確保以太主機實現對Mddbus網絡的有效監控。

3.3面向Web的集成技術

面向Web的集成技術是指依據Web Service實現的系統集成技術，Web Service是解決程序間通信沖突的重要技術，不依賴于語言和平臺，便可以實現不同的語言間的相互調用，進而實現擴平臺信息集成。

4系統集成技術在智能樓宇信息化建設中的具體應用

4.1樓宇自控系統

樓宇自控系統主要包括通風、給排水、照明、供配電等系統，該系統集成是遵循“分散控制、集中監管”的管理原則進行分類、分散、分區、集中控制。系統通信網絡劃分3個層級，管理層網絡由TCP/IP以太網和B/S網絡結構構成局域網，對接EBI管理系統和子系統。監控層網絡利用TCP/IP通信與IQ3系列控制器實現不同DDC間的聯動控制，確保IQ3系列控制器可以將管理指令傳輸至各個子系統。現場層網絡主要采用BACnet通信方式，將BACnet MSTP總線連接至IQ3XACT/BINC路由器，確保EBI系統能夠與現場數據收集設備實現實時通信。而工作站采用先進的互聯網技術和數據庫技術，同時安裝有OPC服務系統能夠實現EBI管理系統對BAS進行遠程控制。而智能樓宇自控系統采用EBI-IQ3系統集成具有如下優勢：模塊化設計能夠提高系統拓展性;集散型網絡結構能夠實現集中監管功能，實現EBI系統與各子系統間的實時數據共享;使用IQ3系統能夠保證系統的開發性，能夠兼容多種協議，實現點對點通信。

4.2 安防系統

安防系統主要包括智能樓宇門禁系統、紅外報警系統和視頻監控系統。安防系統集成目的是實現安防管理平臺下各子系統彼此間的緊密聯動。例如，當前端設備收集預警數據觸發紅外報警系統啟動報警，相關管理人員會基于報警數據信息調取相關視頻監控信息，同時對應控制門禁系統，對報警區域進行人口流動控制，既可以為安防提供可視化報警信息，提高安防應對有效性，又能將報警事件控制在小范圍內，對維持樓宇居民安全具有重要意義。在系統集成設計方面，各子系統采用TCP/IP標準開發網絡平臺，兼容BACnet標準、LonWorks標準等多種網絡協議，確保實現各子系統數據信息共享。與此同時，EBI管理平臺通過OPC接口與安防系統連接，能夠實時獲取安防系統數據信息，控制器可以將通過OPC的“通用指令”傳輸至EBI系統，并將其存儲至實時數據庫和SQL Server數據庫中。用戶可以直接從數據庫中提取指令信息，有效降低系統響應時間。整體來看，智能樓宇安防系統集成可以實現如下功能：通過OPC服務器可以實現安放管理平臺和EBI系統數據信息的無縫銜接;門禁系統和監控系統能夠自動響應紅外報警指令，通過OPC服務器控制前端設備，如控制監控攝像頭旋轉和關閉門禁系統電磁鎖等，實現樓宇安防各子系統的有效聯動。

4.3火災自動報警系統

火災自動報警系統由排煙、給水、電梯、加壓等聯動系統和報警器、探測器等報警系統組成。火災自動報警包含子系統較多，但均采用標準的設備接口和通用協議，以期在火災發生后實現對樓宇建筑和居民的有效保護。系統集成方面，由各設備相關生產廠家按照既定要求預留數據接口和開放相關協議，并采用API/OPC方式接入EBI平臺中。當火情探測器監測到火情信號后，會上傳到EBI服務器上，再通過OPC實時獲取報警、響應信息，并自動調控火情區域的監控攝像頭，顯示屏上實時顯示相應的住戶地址和火情登記，以及打開排煙、給水等設備。

4.4能耗管理系統

能耗管理主要內容包括智能樓宇給排水、暖風、照明和電力管理等[5-6]。智能樓宇信息管理系統由管理層、通信層和設備層組成，其中管理層包括服務器、EBI系統接口、能耗監控主機等，主要負責對建筑能耗進行動態監測和數據處理;通信層包括總線網絡、以太網設備和通信服務器等，主要負責管理層和設備層間的數據通信;設備層包括數據采集器和能耗計量裝置等，主要負責采集智能樓宇能耗數據。系統集成方面，能耗管理系統接入OPC技術標準實現RS485/RS232和TCP/IP等協議轉換，并使能耗計量系統后臺數據庫與BMS數據庫數據進行數據實時交換，使管理者能夠對智能樓宇內能耗數據進行統一管理，并實現以下建筑節能措施：物業管理人員能夠實時采集樓宇內溫度、濕度等數據，通過模糊控制和自適應控制軟件合理調控，提高控制精度，實現節能;收集樓宇內每處空調、冰箱、燈具運行參數數據，利用PID技術確定設備最佳運行狀態;比較樓宇內變風量與變水量實時數據與設定數據的差異，合理調控樓宇內風機和水泵最佳啟停時間，以降低能耗。

5結語

總而言之，系統集成技術是智能樓宇信息化建設的重要支撐。隨著我國智慧城市建設的持續推進，智能樓宇為成為我國建筑產業未來發展的必然趨勢。為此，相關從業者有必要深入探究系統集成技術，加強智能樓宇信息化系統與系統集成技術的有機融合，以提高智能樓宇智能化、自動化管理水平。

參考文獻

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[3]駱東松，呂朝磊.基于WSNs的智能樓宇能耗監測管理系統研究[J].自動化與儀表，2018，33（3）：101-104.

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