談智能大廈一體化網(wǎng)絡(luò)集成
關(guān) 鍵 詞：智能大廈、系統(tǒng)集成、信息網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)
現(xiàn)階段的“智能大廈”是信息時(shí)代的產(chǎn)物，是為了適應(yīng)社會(huì)信息化與經(jīng)濟(jì)國際化的需要。智能大廈的實(shí)現(xiàn)是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶，它完美地體現(xiàn)了建筑藝術(shù)與信息技術(shù)的結(jié)合。從這個(gè)角度上來講智能大廈的“智能化”主要是在一座建筑物內(nèi)進(jìn)行信息管理和對(duì)信息綜合利用的能力。這個(gè)能力涵蓋了信息的采集和綜合，信息的分析和處理，以及信息的交換和共享。建筑設(shè)備自動(dòng)化控制也是信息處理的一個(gè)方面。因此我們也可以簡(jiǎn)單地說：“智能大廈”就是具備了綜合信息應(yīng)用和設(shè)備管理自動(dòng)化能力的大廈，即：智能大廈＝信息化＋自動(dòng)化。
為了實(shí)現(xiàn)智能大廈的信息化和自動(dòng)化，不但要敷設(shè)大廈的信息網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)大廈的自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)更要注重信息網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的集成，使信息網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)融為一體，讓自動(dòng)化監(jiān)控信息匯入信息網(wǎng)絡(luò)。從而進(jìn)一步拓寬了自動(dòng)化監(jiān)控的范圍與視野，豐富網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息內(nèi)容與應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)智能大廈內(nèi)計(jì)算機(jī)協(xié)同工作和信息共享。通過智能大廈信息網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的一體化集成，將為智能大廈綜合信息集成開路。
1.智能大廈信息網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)
信息網(wǎng)絡(luò)是指已在辦公和通訊等領(lǐng)域內(nèi)廣泛采用的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)或廣域網(wǎng)絡(luò)。通過它可以直接獲取信息。這類網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)通信量大，需要經(jīng)常傳送文檔、報(bào)表、圖形，以及信息量更大的非數(shù)值信息如：音頻、視頻等多媒體數(shù)據(jù)。信息網(wǎng)絡(luò)從最初的局域網(wǎng)（LAN）、局域網(wǎng)與局域網(wǎng)互聯(lián)而逐步發(fā)展為Internet，而當(dāng)今企業(yè)看到Internet的巨大商業(yè)價(jià)值之后，將局域網(wǎng)與Internet結(jié)合為Intranet，使信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)入到一個(gè)嶄新的階段。Intranet即保留了Internet的開放性，又具有企業(yè)網(wǎng)抵抗外部信息侵襲的安全性和可靠性。目前，信息網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。Internet與Intranet的結(jié)合為智能大廈提供了一個(gè)完善的數(shù)據(jù)信息資源共享的環(huán)境，在完成智能大廈內(nèi)部管理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)大廈同外部的信息交流，給大廈創(chuàng)造更高的管理效率和更多的經(jīng)濟(jì)效益。
自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)是指用于設(shè)備運(yùn)行過程的狀態(tài)監(jiān)視和完成自動(dòng)化控制任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，它的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)除了普通計(jì)算機(jī)、工作站之外，還有具有計(jì)算與通信能力的現(xiàn)場(chǎng)控制器和測(cè)控儀表。這些自控設(shè)備分布在大廈的各個(gè)專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中，如：樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)（BAS）、綜合保安系統(tǒng)（SMS）、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、廣播系統(tǒng)（PA）、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)（CPS）等。自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)目前以現(xiàn)場(chǎng)總線（FCS）的模式為主，采用可進(jìn)行簡(jiǎn)單連接的雙絞線等作為傳輸介質(zhì)，把具有數(shù)字計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信能力的多個(gè)測(cè)量控制儀表連接在一起，并按照規(guī)范的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制器之間，現(xiàn)場(chǎng)控制器與現(xiàn)場(chǎng)智能儀表之間，現(xiàn)場(chǎng)控制器與監(jiān)控管理上位計(jì)算機(jī)之間，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，執(zhí)行監(jiān)視和控制程序與指令。構(gòu)成自動(dòng)化控制系統(tǒng)，完成程序控制、自動(dòng)化調(diào)節(jié)、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、打印、記錄等綜合的自動(dòng)化監(jiān)控功能。簡(jiǎn)而言之，自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)以獨(dú)立的、單體的、分散的測(cè)量與控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以現(xiàn)場(chǎng)總線為紐帶，并把它們連接成為可以相互溝通信息，共同完成自動(dòng)化控制任務(wù)的控制與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
信息網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的顯著區(qū)別是：
信息網(wǎng)絡(luò)主要用于辦公、通信，提供如文字、語音和圖象等數(shù)據(jù)信息；而自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)則主要用于對(duì)生活環(huán)境狀態(tài)和機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行過程進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)視和控制。
信息網(wǎng)絡(luò)需適應(yīng)大量數(shù)據(jù)的傳輸與處理，可以采用無連接技術(shù)和分時(shí)通信的方式建立信息交換的機(jī)制；而自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)則要求具備高度的實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性，但通常數(shù)據(jù)傳輸量較小。
在智能大廈中，這兩種網(wǎng)絡(luò)將具有越來越緊密的聯(lián)系。兩者的不同特點(diǎn)決定了它們的需求互補(bǔ)，以及它們之間需要信息交換。自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，溝通了大廈機(jī)電和安全防范現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備之間，以及與更高一層管理信息網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系，為更好地調(diào)度和優(yōu)化管理，提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造了條件。
1.1 Intranet是信息網(wǎng)絡(luò)的主流
目前，基于Web的Intranet正成為大廈（企業(yè)）內(nèi)部信息網(wǎng)絡(luò)的主流，目前Intranet已經(jīng)顯示出旺盛的生命力。Internet/Intranet為人們的信息交流和生活方式開創(chuàng)了一個(gè)全新的信息世界。
Intranet/Intranet極大地降低了人們和企業(yè)在外部與內(nèi)部信息通信與信息發(fā)布、傳播的成本。
通過簡(jiǎn)單統(tǒng)一的瀏覽器界面，訪問大廈內(nèi)部網(wǎng)Intranet上的所有Web信息，技術(shù)最為先進(jìn)。
采用開放的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議TCP/IP和HTTP，用瀏覽器/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)取代了客戶機(jī)/服務(wù)器模式，節(jié)省信息系統(tǒng)軟硬件投資和性能提升與維修成本。
提高大廈員工的工作效率和管理人員的管理質(zhì)量，提高大廈物業(yè)管理層的決策與全局事件協(xié)同和處理的能力。
可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控和操作，以及綜合信息數(shù)據(jù)庫的訪問。
能夠增強(qiáng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)（如防災(zāi)系統(tǒng)）與信息系統(tǒng)（如辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)）之間的信息與數(shù)據(jù)的交換能力，與國際互聯(lián)網(wǎng)Internet可通過防火墻實(shí)現(xiàn)無縫連接。
信息與控制系統(tǒng)集成可直接使用大廈中的綜合布線系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與擴(kuò)展十分容易實(shí)現(xiàn)。且維護(hù)和培訓(xùn)工作量小。
1.2 控制網(wǎng)絡(luò)是控制系統(tǒng)的發(fā)展方向
目前，自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)正向體系結(jié)構(gòu)的開放性與網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。開放性控制網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)具有：標(biāo)準(zhǔn)化、可移植性、可擴(kuò)展性和可操作性。在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)下，控制網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)要滿足開放性的要求，一定會(huì)走網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展道路，因而從現(xiàn)場(chǎng)控制總線走向控制網(wǎng)絡(luò)是必然的趨勢(shì)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)通常是指對(duì)生產(chǎn)過程對(duì)象控制為特征的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱為Infranet（Infrastructure Networks）。
控制網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求與特點(diǎn)：
具有高實(shí)時(shí)性與良好的時(shí)間確定性。
傳送信息多為短幀信息，且信息交換頻繁。
容錯(cuò)能力強(qiáng)，可靠性。安全性好。
控制網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，簡(jiǎn)單實(shí)用，工作效率高。今后IP協(xié)議將是主流。
控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有高度的分散性。
控制設(shè)備的智能化與控制功能的自治性。
易于實(shí)現(xiàn)與信息網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)和集成。
控制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)采用通用軟硬件配置，易于維修和培訓(xùn)。性能價(jià)格比好。
2.一體化網(wǎng)絡(luò)集成為智能大廈系統(tǒng)集成創(chuàng)造了條件
在大廈內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的一體化集成，將為智能大廈的系統(tǒng)集成創(chuàng)造有利的條件。
實(shí)現(xiàn)大廈內(nèi)信息網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的集成，建立綜合實(shí)時(shí)信息庫，為大廈的機(jī)電與安防設(shè)備優(yōu)化控制、全局調(diào)度和實(shí)時(shí)處理、物業(yè)管理與采購計(jì)劃提供依據(jù)，提高工作效率，減少浪費(fèi)和損失。
建立分布式數(shù)據(jù)庫管理功能，保證數(shù)據(jù)的一致性、完整性和互操作性。
將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控信息（含閉路電視監(jiān)控圖象信息）、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況，以及安全與突發(fā)事件實(shí)時(shí)在Intranet上發(fā)布，有關(guān)人員在Intranet網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)模式下，可在世界的任何地方通過標(biāo)準(zhǔn)化的、友好的、統(tǒng)一的圖形界面了解大廈內(nèi)所發(fā)生的情況。
能夠?qū)崟r(shí)對(duì)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，優(yōu)化調(diào)度，以及遠(yuǎn)程故障診斷等。
可以進(jìn)行自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程軟件維護(hù)和下載更新軟件新版本。
3.智能大廈一體化網(wǎng)絡(luò)集成解決方案
網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)集成功能目標(biāo)和內(nèi)涵各不相同，分屬不同的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域；因而信息網(wǎng)絡(luò) 與系統(tǒng)集成和自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)集成在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)集成模式、集成功能上都存在著很大的區(qū)別.信息網(wǎng) 絡(luò)與系統(tǒng)集成的構(gòu)成強(qiáng)調(diào)的是：所采用系統(tǒng)集成的方法；網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境；數(shù)據(jù)庫運(yùn)作，以及網(wǎng)絡(luò)管理等。而自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)集成的構(gòu)成強(qiáng)調(diào)的是：自動(dòng)化控制的模式，是集散型控制系統(tǒng)DCS，還是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS；BACnet樓宇自控網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)；系統(tǒng)的互操作性；各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)控制功能；智能控制單元與傳感器的特性等。為此將分別描述信息網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)集成和自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)集成的構(gòu)成模式。
3.1 I3BMS信息網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)集成的構(gòu)成模式
I3BMS（Intranet Integrated Intelligent Building Management System）系統(tǒng)集成是智能大廈第一層次的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，采用Intranet 主干網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu). 實(shí)現(xiàn)一體化信息集成的功能，以提高大廈全局事件的監(jiān)控和處理的能力，達(dá)到科學(xué)、綜合，全面管理的功能：
I3BMS系統(tǒng)集成協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)：為了實(shí)現(xiàn)基于Intranet的I3BMS集成，每個(gè)監(jiān)控子系統(tǒng)就必須由RS-485或RS-232工業(yè)接口傳出的實(shí)時(shí)信息，如溫度、液位、電功率、門禁、人員身份、車號(hào)、車位占用情況和報(bào)警，以及控制狀態(tài)和相關(guān)變量參數(shù)等，通過實(shí)時(shí)網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)上的協(xié)議程序，轉(zhuǎn)化為符合TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)運(yùn)行Windows 98或Windows NT 4.0 Workstation操作系統(tǒng)。可能需要多臺(tái)網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)。
I3BMS系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)庫管理：網(wǎng)絡(luò)中心的I3BMS 數(shù)據(jù)服務(wù)器安裝Windows NT 4.0操作系統(tǒng)，運(yùn)行SQL Server 6.5 關(guān)系數(shù)據(jù)庫，可以根據(jù)監(jiān)控和管理的需要，建立建筑物弱電集成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表單和視圖，數(shù)據(jù)記錄根據(jù)網(wǎng)關(guān)傳來的變量值進(jìn)行更新。網(wǎng)絡(luò)中心的I3BMS數(shù)據(jù)的查詢、共享、報(bào)表、備份、安全、維護(hù)等功能均由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供很好的支持。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行在一臺(tái)高檔服務(wù)器上。同時(shí)該數(shù)據(jù)服務(wù)器還可作為Web服務(wù)器的互為備用服務(wù)器。
I3BMS系統(tǒng)集成信息發(fā)布：在網(wǎng)絡(luò)中心運(yùn)行Internet Information Server（IIS）的信息發(fā)布Web服務(wù)器系統(tǒng)，為I3BMS 專門制作動(dòng)態(tài)Web網(wǎng)頁，并與數(shù)據(jù)庫連接，將實(shí)時(shí)的系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)信息在Web網(wǎng)頁上發(fā)布。信息發(fā)布系統(tǒng)運(yùn)行在另一臺(tái)高檔服務(wù)器上。同時(shí)，該Web服務(wù)器還作為數(shù)據(jù)服務(wù)器的互為備用服務(wù)器。建筑物弱電系統(tǒng)的監(jiān)控和管理的數(shù)據(jù)可以用模擬圖、表格、圖表等方式體現(xiàn)，使用壓縮圖像、動(dòng)態(tài)效果、熱字連接和 ActiveX控件、Java應(yīng)用件、VBScript腳本等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。估計(jì)通常智能大廈智能化系統(tǒng)集成，至少要匯入2000個(gè)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù)信息， 以及制作100幅Web頁面。
I3BMS系統(tǒng)集成信息瀏覽：無論是位于建筑物局域網(wǎng)LAN上的桌面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，還是位于廣域網(wǎng)WAN通過撥號(hào)上網(wǎng)的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)站點(diǎn)，只需運(yùn)行 Internet Explore瀏覽器，在瀏覽器的統(tǒng)一資源地址URL上輸入網(wǎng)絡(luò)中心建筑物弱電集成系統(tǒng)I3BMS 的Web服務(wù)器首頁網(wǎng)址，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)模式下，輸入被授權(quán)的用戶名和密碼，進(jìn)行登錄和授權(quán)認(rèn)證，即可實(shí)現(xiàn)集成系統(tǒng)I3BMS 的信息瀏覽。