電子工程中大系統(tǒng)集成技術(shù)探究

劉 臣

（赤峰市人民防空辦公室，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

在電子工程建設(shè)過(guò)程中，大系統(tǒng)的研發(fā)和集成技術(shù)運(yùn)用消耗的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，成本也極為高昂。因此，工程開發(fā)階段，需要落實(shí)規(guī)劃設(shè)計(jì)，將影響開發(fā)工作質(zhì)量的問(wèn)題全面剔除，保證開發(fā)質(zhì)量。因?yàn)殡娮庸こ痰慕ㄔO(shè)，對(duì)于系統(tǒng)的集成化設(shè)置應(yīng)該根據(jù)其實(shí)際使用需求，采取優(yōu)化設(shè)計(jì)，改進(jìn)措施，才能實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用目標(biāo)。與此同時(shí)，工程設(shè)計(jì)人員還需要具備敏銳判斷力，應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將電子工程組成結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新，提高結(jié)構(gòu)的整體性，為工程管理提供支持。通過(guò)大系統(tǒng)的集成應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)控制與管理，將工程系統(tǒng)整體性能不斷地提高。因此研究大系統(tǒng)的集成技術(shù)應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 電子工程和系統(tǒng)集成概述

1.1 電子工程

電子工程具體來(lái)講指的是依托網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)而產(chǎn)生的技術(shù)，也屬于控制、處理電子類型信息學(xué)科。因?yàn)殡娮庸こ痰慕ㄔO(shè)涉及內(nèi)容較多，既包括系統(tǒng)的開發(fā)，又包括設(shè)備使用，也包括數(shù)據(jù)信息的處理。信息化的發(fā)展，人們更多時(shí)候需要依賴電子設(shè)備，也需要利用信息化系統(tǒng)完成信息的獲取和處理。因此，電子工程的建設(shè)質(zhì)量和人們生活之間聯(lián)系緊密。在工程建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)常應(yīng)用到集成技術(shù)，特別是大系統(tǒng)的集成技術(shù)[1]。

1.2 系統(tǒng)集成

顧名思義，系統(tǒng)集成就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用，依托綜合布線各類結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)，將電子設(shè)備、相關(guān)信息向統(tǒng)一化的系統(tǒng)當(dāng)中關(guān)聯(lián)和協(xié)調(diào)，便于對(duì)資源進(jìn)行高效管理，讓所有信息能夠充分共享。集成技術(shù)種類較多，既有網(wǎng)絡(luò)集成，又有功能集成，還有設(shè)備、數(shù)據(jù)和應(yīng)用等方面的集成，集成技術(shù)的高效應(yīng)用能夠輔助設(shè)備、系統(tǒng)之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)操作。

1.3 大系統(tǒng)集成

在電子工程領(lǐng)域，大系統(tǒng)集成即指在工程建設(shè)環(huán)節(jié)，通過(guò)合理的方式將信息、軟硬件以及電子技術(shù)等進(jìn)行重新整合，賦予系統(tǒng)特殊功能，輔助人們處理信息、解決問(wèn)題。大系統(tǒng)集成能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、綜合布線等集成，組成結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)，讓原本獨(dú)立的電子設(shè)備、數(shù)據(jù)信息等形成完整的系統(tǒng)，建立共享機(jī)制，系統(tǒng)能夠完成數(shù)據(jù)采集、信息分析、數(shù)據(jù)共享集成化的管理模式。在大系統(tǒng)集成模式之下，還能保證資源和數(shù)據(jù)的共享與實(shí)時(shí)傳輸，不但能確保系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間的獨(dú)立性，而且能夠達(dá)到共同協(xié)作目標(biāo)。集成系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)有兩個(gè)部分，一是功能集成，二是網(wǎng)絡(luò)集成，集成系統(tǒng)核心即為獨(dú)立形式系統(tǒng)、設(shè)備，二者之間建立互聯(lián)共享機(jī)制。由于電子工程當(dāng)中，大系統(tǒng)集成需要使用不同的軟硬件，還需要用集成技術(shù)，才能將系統(tǒng)當(dāng)中各種復(fù)雜難題解決。在電子工程建設(shè)階段，大系統(tǒng)集成的應(yīng)用范圍較廣。在集成技術(shù)應(yīng)用過(guò)程，需要將用戶需求作為首要考慮內(nèi)容，并且集成技術(shù)應(yīng)用還具備跨區(qū)域和空域等多方面特征、展現(xiàn)出系統(tǒng)設(shè)計(jì)價(jià)值，不斷促進(jìn)電子工程領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展。因?yàn)榇笙到y(tǒng)集成屬于綜合性技術(shù)，所以，技術(shù)運(yùn)用能夠決定電子工程的產(chǎn)品質(zhì)量，也會(huì)影響人們的生活和社會(huì)的發(fā)展。

2 電子工程中大系統(tǒng)集成技術(shù)

2.1 應(yīng)用系統(tǒng)的集成技術(shù)

在應(yīng)用系統(tǒng)方面的集成技術(shù)應(yīng)用主要是按照用戶對(duì)于系統(tǒng)功能方面的要求，使用集成技術(shù)解決相關(guān)問(wèn)題。因?yàn)閼?yīng)用系統(tǒng)在集成階段需要選擇科學(xué)、有效的方式，才能滿足使用者需求。當(dāng)前，我國(guó)電子工程領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)生化已然實(shí)現(xiàn)，并且滲透于人們生活的各個(gè)方面。在使用群體逐漸擴(kuò)大的背景之下，逐漸變?yōu)楠?dú)立形式的系統(tǒng)，能夠解決特定行業(yè)信息化建設(shè)方面的問(wèn)題。由于系統(tǒng)集成兼容性優(yōu)良，在應(yīng)用階段，可以選擇功能穩(wěn)定服務(wù)器，為用戶提供優(yōu)良的訪問(wèn)體驗(yàn)，確保服務(wù)器通信效果[2]。

2.2 設(shè)備系統(tǒng)的集成技術(shù)

由于電子工程、電氣工程之間聯(lián)系緊密，設(shè)備系統(tǒng)的集成技術(shù)主要指的是電氣工程領(lǐng)域設(shè)備。電子工程中的大部分產(chǎn)品都需要利用電子技術(shù)發(fā)揮其功能，電氣工程屬于電子技術(shù)發(fā)展的代表，在信息化時(shí)代，利用電子技術(shù)能夠推動(dòng)社會(huì)發(fā)展，改變?nèi)藗兊纳罘绞健Ｔ谠O(shè)備的集成技術(shù)應(yīng)用之下，能夠打造集成化系統(tǒng)，不但能夠滿足使用者需求，而且系統(tǒng)兼具跨空域和跨區(qū)域等方面特征，設(shè)備集成化的應(yīng)用能夠展現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平，反映電子技術(shù)的應(yīng)用性能。由于設(shè)備系統(tǒng)集成屬于綜合類項(xiàng)目，關(guān)系著商務(wù)、管理以及技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)容。在設(shè)備系統(tǒng)的集成方面，主要是將機(jī)電設(shè)備、信息化系統(tǒng)的集成加以區(qū)分。電子工程當(dāng)中，設(shè)備系統(tǒng)也稱為弱電系統(tǒng)，建設(shè)過(guò)程可以在設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)搭建信息化平臺(tái)，保證平臺(tái)的兼容性良好。此類平臺(tái)可以應(yīng)用于通信互聯(lián)領(lǐng)域，還可應(yīng)用于樓宇自控系統(tǒng)建設(shè)領(lǐng)域，也可應(yīng)用在綜合布線領(lǐng)域，在安防領(lǐng)域也有重要應(yīng)用。利用系統(tǒng)設(shè)備集成，將科學(xué)技術(shù)和機(jī)械設(shè)備、軟件進(jìn)行深度融合，輔助系統(tǒng)安裝、調(diào)試等工作的開展，保證集成技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的發(fā)揮。根據(jù)系統(tǒng)功能、設(shè)備需求，還可以將整個(gè)系統(tǒng)組成分為三個(gè)部分：一是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成；二是能建筑系統(tǒng)的集成；三是安防系統(tǒng)的集成。如：在智能樓宇系統(tǒng)當(dāng)中，設(shè)備系統(tǒng)的集成技術(shù)應(yīng)用主要體現(xiàn)在如下幾方面：

第一，利用模塊化的綜合布線，靈活布置樓宇內(nèi)部線路網(wǎng)絡(luò)，輔助設(shè)備之間傳遞語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像等信息。在布線系統(tǒng)當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式多樣，光纜和電纜的連接有序，可將整個(gè)布線系統(tǒng)劃分成不同的子系統(tǒng)，具體包括干線、配線、工作區(qū)、設(shè)備登錄系統(tǒng)。在布線階段需要解決系統(tǒng)的擴(kuò)充與兼容問(wèn)題。

第二，利用自控技術(shù)，在智能樓宇建設(shè)階段，選擇自控技術(shù)能夠?qū)怯顑?nèi)部各類電氣設(shè)備展開自動(dòng)化控制，控制的設(shè)備包括空調(diào)、消防、給排水、供配電、照明等系統(tǒng)，在設(shè)備集成技術(shù)的應(yīng)用之下，讓不同設(shè)備能夠以最佳狀態(tài)運(yùn)行，提高樓宇的運(yùn)管水平。在自動(dòng)化技術(shù)的支持下，還能實(shí)現(xiàn)相關(guān)故障的自動(dòng)化處理，對(duì)于樓宇信息提前預(yù)警。隨著自控技術(shù)的發(fā)展，還可選擇集散控制這類技術(shù)，通過(guò)系統(tǒng)傳感器樓宇不同系統(tǒng)的信號(hào)，向現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)當(dāng)中輸入，通過(guò)邏輯計(jì)算，對(duì)比給定量、被控量值大小，之后根據(jù)上位機(jī)運(yùn)行要求，選擇控制策略，由系統(tǒng)對(duì)于繼電器和調(diào)節(jié)器這類執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。比如：利用自控系統(tǒng)對(duì)于空調(diào)通風(fēng)情況進(jìn)行控制，系統(tǒng)能夠?qū)κ彝夂褪覂?nèi)的環(huán)境溫濕度、二氧化碳的濃度參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化采集，對(duì)于室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)；在給排水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方面，可針對(duì)系統(tǒng)液位、水位超高或者超低、排水狀態(tài)等信息全面收集，對(duì)于故障狀態(tài)及時(shí)報(bào)警；在消防系統(tǒng)運(yùn)行階段，系統(tǒng)能夠自動(dòng)化對(duì)火災(zāi)進(jìn)行探測(cè)，與報(bào)警、消防、廣播等系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。由此可見，自控技術(shù)為智能樓宇不同子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)運(yùn)行的關(guān)鍵所在，能夠?qū)Ω黝愒O(shè)備展開集成化管理[3]。

第三，利用電子監(jiān)控隨時(shí)獲取智能化樓宇設(shè)備監(jiān)控信息，以便應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。因?yàn)橹悄軜怯町?dāng)中電氣系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量較多，如果根據(jù)設(shè)備功能進(jìn)行劃分，包括電梯、照明、空調(diào)、排水、供電等設(shè)備類型。因?yàn)橹悄軜怯畹碾娫磥?lái)自電網(wǎng)，經(jīng)過(guò)線路和變電所才能到達(dá)用電設(shè)備，同時(shí)，為了保證樓宇能夠正常運(yùn)行，通常會(huì)配置發(fā)電機(jī)。利用設(shè)備系統(tǒng)的集成化技術(shù)，可以對(duì)各類電氣設(shè)備進(jìn)行綜合管理，還能對(duì)于設(shè)備故障狀態(tài)、高低壓狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)及時(shí)記錄檢測(cè)信息。如果由于意外停電，樓宇內(nèi)部照明系統(tǒng)、電梯和消防系統(tǒng)能夠在電子監(jiān)控的應(yīng)用之下15 秒鐘之內(nèi)將供電恢復(fù)。所以，需要利用監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于電網(wǎng)電源展開全面監(jiān)測(cè)，獲取機(jī)電應(yīng)急狀態(tài)信息，并為樓宇提供事故照明、設(shè)備保護(hù)等操作。

2.3 數(shù)據(jù)系統(tǒng)的集成技術(shù)

在電子工程的系統(tǒng)建設(shè)階段，數(shù)據(jù)集成屬于大系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)之一，電子工程能否可靠運(yùn)行數(shù)據(jù)集成的應(yīng)用為重要前提。從當(dāng)前數(shù)據(jù)集成技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，集成方式是利用數(shù)據(jù)聚合、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化方式完成。從數(shù)據(jù)聚合角度分析，就是提前設(shè)置虛擬整體數(shù)據(jù)模式，選擇相異數(shù)據(jù)，建立管理機(jī)制，并對(duì)數(shù)據(jù)信息加以優(yōu)化，讓系統(tǒng)呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)集成效果。從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化角度分析，就是將特定科學(xué)轉(zhuǎn)化形式作為依據(jù)，使原本不再相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之內(nèi)的信息，以平等交互、轉(zhuǎn)化等方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)集成，該技術(shù)的應(yīng)用屬于數(shù)據(jù)集成要點(diǎn)所在，也可將其視為電子工程領(lǐng)域系統(tǒng)集成的核心技術(shù)。

電子工程領(lǐng)域，數(shù)據(jù)系統(tǒng)的集成技術(shù)應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)不同系統(tǒng)之間完成數(shù)據(jù)交換，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成的目標(biāo)。應(yīng)用該技術(shù)能夠解決異構(gòu)性數(shù)據(jù)、分布性數(shù)據(jù)方面存在的問(wèn)題。在信息化快速發(fā)展環(huán)境之下，社會(huì)生產(chǎn)和行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，人們對(duì)于數(shù)據(jù)管理需求不斷提高。通過(guò)數(shù)據(jù)共享能夠提高數(shù)據(jù)資源的利用效率，還能降低數(shù)據(jù)采集和收集等管理成本。然而數(shù)據(jù)共享階段，由于不同主體產(chǎn)生或者提供數(shù)據(jù)的來(lái)源千差萬(wàn)別，導(dǎo)致數(shù)據(jù)格式、內(nèi)容以及質(zhì)量也各有不同。有時(shí)候，由于數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方面的問(wèn)題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以后信息丟失，對(duì)于使用者共享數(shù)據(jù)造成影響，因此通過(guò)數(shù)據(jù)集成技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于數(shù)據(jù)信息展開統(tǒng)一化管理已經(jīng)成為各行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)[4]。

在數(shù)據(jù)集成應(yīng)用階段，能夠?qū)⒋嬖谶壿嬯P(guān)系或者物理聯(lián)系的不同格式數(shù)據(jù)、不同特點(diǎn)數(shù)據(jù)、不同來(lái)源數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)整合，為企業(yè)共享數(shù)據(jù)提供支持。數(shù)據(jù)集成階段，通常會(huì)使用三種模型：

第一，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，其屬于數(shù)據(jù)集合的一種，能夠輔助數(shù)據(jù)使用者對(duì)于具有時(shí)間、主題關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理，該方法的應(yīng)用能夠?qū)?shù)據(jù)共享問(wèn)題解決。系統(tǒng)主要面向不同數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)源需要向各個(gè)數(shù)據(jù)模式當(dāng)中映射，輔助使用者展開數(shù)據(jù)挖掘，作出相關(guān)決策。

第二，中間件模式，該模式的運(yùn)用能夠利用全局模型，對(duì)于異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)、Web 資源以及遺留系統(tǒng)進(jìn)行訪問(wèn)，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層之間存在中間件，能夠起到協(xié)調(diào)作用，向上可以對(duì)集成數(shù)據(jù)應(yīng)用進(jìn)行訪問(wèn)，向下可以對(duì)數(shù)據(jù)源系統(tǒng)全面協(xié)調(diào)，并為數(shù)據(jù)訪問(wèn)提供統(tǒng)一化接口，輔助不同數(shù)據(jù)源可以完成各自任務(wù)。

第三，聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)，其屬由半治數(shù)據(jù)庫(kù)所組成的結(jié)構(gòu)，能夠輔助數(shù)據(jù)分享，不同數(shù)據(jù)源相互之間可以為對(duì)方提供接口訪問(wèn)數(shù)據(jù)，在此集成模式之下，數(shù)據(jù)可以產(chǎn)生兩種耦合情況，即緊耦合、松耦合，如果是緊耦合，集成系統(tǒng)就能提供靜態(tài)化且統(tǒng)一訪問(wèn)模式，此時(shí)如果需要將數(shù)據(jù)源增加極為困難；如果是松耦合模式，數(shù)據(jù)之間不會(huì)有統(tǒng)一接口，然而能夠利用相同語(yǔ)言，其作為數(shù)據(jù)源完成訪問(wèn)操作，但應(yīng)用前提是將數(shù)據(jù)源存在的語(yǔ)義問(wèn)題解決。

由此可見，在數(shù)據(jù)技能的應(yīng)用之下，能夠?yàn)橹鳈C(jī)存儲(chǔ)提供鏡像，用戶可以對(duì)程序控制數(shù)據(jù)狀態(tài)進(jìn)行自主定義，尋找數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，管理人員可以對(duì)數(shù)據(jù)的移動(dòng)方向進(jìn)行管理，完成各項(xiàng)管理操作。

3 電子工程領(lǐng)域大系統(tǒng)集成的未來(lái)發(fā)展

和其他領(lǐng)域的技術(shù)相互對(duì)比，電子工程領(lǐng)域大系統(tǒng)集成技術(shù)應(yīng)用范圍廣，因此發(fā)展?jié)摿ο鄬?duì)較大。除了技術(shù)本身應(yīng)用領(lǐng)域廣泛以外，經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景也十分良好。電子工程領(lǐng)域人員需要樹立學(xué)習(xí)意識(shí)，與時(shí)俱進(jìn)，積極吸收和學(xué)習(xí)電子工程相關(guān)專業(yè)知識(shí)，掌握大系統(tǒng)集成技術(shù)的應(yīng)用，更好地參與工程建設(shè)。與此同時(shí)，相關(guān)領(lǐng)域人員還需明確電子工程領(lǐng)域技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向，針對(duì)大數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)樹立發(fā)展目標(biāo)，選擇科學(xué)發(fā)展路徑。社會(huì)方面也需要專注于電子工程領(lǐng)域技術(shù)人才的培養(yǎng)，不斷提高人才的專業(yè)能力。企業(yè)方面對(duì)于人才的引進(jìn)和管理需要利用激勵(lì)措施，鼓勵(lì)人才參與技術(shù)創(chuàng)新，特別是大系統(tǒng)集成技術(shù)方面的創(chuàng)新，才可為電子工程的持續(xù)發(fā)展提供支持[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上分析，在電子工程建設(shè)階段，大系統(tǒng)的集成技術(shù)種類相對(duì)較多，不同技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)也各有不同，技術(shù)功能的發(fā)揮是電子工程整體建設(shè)質(zhì)量的重要保證。因此，相關(guān)領(lǐng)域人員需要了解不同技術(shù)的應(yīng)用方向，明確集成技術(shù)的未來(lái)發(fā)展，從實(shí)際需求出發(fā)，利用集成技術(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)功能，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，滿足不同使用者對(duì)電子工程的使用需求，助力該領(lǐng)域集成技術(shù)的不斷發(fā)展。