淺談智能大廈一體化網(wǎng)絡集成

淺談智能大廈一體化網(wǎng)絡集成

內(nèi)容提要：實現(xiàn)大廈的智能化離不開大廈的信息化和自動化，而信息和自動化控制網(wǎng)絡則屬于計算機網(wǎng)絡兩個不同的應用領域。本文討論了信息網(wǎng)絡和自動化控制網(wǎng)絡的技術特點，指出一體化網(wǎng)絡集成為智能大廈信息系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成創(chuàng)造了有利條件，提出了實現(xiàn)智能大廈一體化網(wǎng)絡集成的解決方案。關鍵詞：智能大廈、系統(tǒng)集成、信息網(wǎng)絡、控制網(wǎng)絡現(xiàn)階段的“智能大廈”是信息時代的產(chǎn)物，是為了適應社會信息化與經(jīng)濟國際化的需要。智能大廈的實現(xiàn)是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶，它完美地體現(xiàn)了建筑藝術與信息技術的結(jié)合。從這個角度上來講智能大廈的“智能化”主要是在一座建筑物內(nèi)進行信息管理和對信息綜合利用的能力。這個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。建筑設備自動化控制也是信息處理的一個方面。因此我們也可以簡單地說：“智能大廈”就是具備了綜合信息應用和設備管理自動化能力的大廈，即：智能大廈＝信息化＋自動化。為了實現(xiàn)智能大廈的信息化和自動化，不但要敷設大廈的信息網(wǎng)絡，建設大廈的自動化控制網(wǎng)絡，同時更要注重信息網(wǎng)絡與自動化控制網(wǎng)絡的集成，使信息網(wǎng)絡和自動化控制網(wǎng)絡融為一體，讓自動化監(jiān)控信息匯入信息網(wǎng)絡。從而進一步拓寬了自動化監(jiān)控的范圍與視野，豐富網(wǎng)絡系統(tǒng)的信息內(nèi)容與應用領域，實現(xiàn)智能大廈內(nèi)計算機協(xié)同工作和信息共享。通過智能大廈信息網(wǎng)絡和自動化控制網(wǎng)絡的一體化集成，將為智能大廈綜合信息集成開路。1.智能大廈信息網(wǎng)絡與自動化控制網(wǎng)絡技術特點信息網(wǎng)絡是指已在辦公和通訊等領域內(nèi)廣泛采用的計算機局域網(wǎng)絡或廣域網(wǎng)絡。通過它可以直接獲取信息。這類網(wǎng)絡的技術特點是：數(shù)據(jù)通信量大，需要經(jīng)常傳送文檔、報表、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，而當今企業(yè)看到Internet的巨大商業(yè)價值之后，將局域網(wǎng)與Internet結(jié)合為Intranet，使信息網(wǎng)絡的發(fā)展和應用進入到一個嶄新的階段。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)絡的通信技術已經(jīng)相當成熟。Internet與Intranet的結(jié)合為智能大廈提供了一個完善的數(shù)據(jù)信息資源共享的環(huán)境，在完成智能大廈內(nèi)部管理的基礎上進一步加強大廈同外部的信息交流，給大廈創(chuàng)造更高的管理效率和信息網(wǎng)絡主要用于辦公、通信，提供如文字、語音和圖象等數(shù)據(jù)信息；而自動化控制網(wǎng)絡與系統(tǒng)則主要用于對生活環(huán)境狀態(tài)和機電設備的運行過程進行檢測、監(jiān)視和控制。信息網(wǎng)絡需適應大量數(shù)據(jù)的傳輸與處理，可以采用無連接技術和分時通信的方式建立信息交換的機制；而自動化控制網(wǎng)絡則要求具備高度的實時性、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)絡將具有越來越緊密的聯(lián)系。兩者的不同特點決定了它們的需求互補，以及它們之間需要信息交換。自動化控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的結(jié)合，溝通了大廈機電和安全防范現(xiàn)場監(jiān)控設備之間，以及與更高一層管理信息網(wǎng)絡之間的聯(lián)系，為更好地調(diào)度和優(yōu)化管理，提高工作效率和經(jīng)濟效益創(chuàng)造了條件。1.1Intranet是信息網(wǎng)絡的主流目前，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，技術最為先進。采用開放的網(wǎng)絡傳輸協(xié)議TCP/IP和HTTP，用瀏覽器/服務器體系結(jié)構(gòu)取代了客戶機/服務器模式，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。可以實現(xiàn)遠程的監(jiān)控和操作，以及綜合信息數(shù)據(jù)庫的訪問。能夠增強自動化控制系統(tǒng)（如防災系統(tǒng)）與信息系統(tǒng)（如辦公自動化系統(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)絡互聯(lián)與擴展十分容易實現(xiàn)。且維護和培訓工作量小。1.2控制網(wǎng)絡是控制系統(tǒng)的發(fā)展方向目前，自動化控制網(wǎng)絡正向體系結(jié)構(gòu)的開放性與網(wǎng)絡化方向發(fā)展。開放性控制網(wǎng)絡與系統(tǒng)具有：標準化、可移植性、可擴展性和可操作性。在計算機互聯(lián)網(wǎng)絡技術的推動下，控制網(wǎng)絡和系統(tǒng)要滿足開放性的要求，一定會走網(wǎng)絡化的發(fā)展道路，因而從現(xiàn)場控制總線走向控制網(wǎng)絡是必然的趨勢?？刂凭W(wǎng)絡通常是指對生產(chǎn)過程對象控制為特征的計算機網(wǎng)絡，簡稱為Infranet（InfrastructureNetworks）。控制網(wǎng)絡的技術要求與特點：具有高實時性與良好的時間確定性。傳送信息多為短幀信息，且信息交換頻繁。容錯能力強，可靠性。安全性好。控制網(wǎng)絡采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡協(xié)議，簡單實用，工作效率高。今后IP協(xié)議將是主流?？刂凭W(wǎng)絡結(jié)構(gòu)具有高度的分散性?？刂圃O備的智能化與控制功能的自治性。易于實現(xiàn)與信息網(wǎng)絡的互聯(lián)和集成。控制網(wǎng)絡建設采用通用軟硬件配置，易于維修和培訓。性能價格比好。2.一體化網(wǎng)絡集成為智能大廈系統(tǒng)集成創(chuàng)造了條件在大廈內(nèi)實現(xiàn)信息網(wǎng)絡和自動化控制網(wǎng)絡的一體化集成，將為智能大廈的系統(tǒng)集成創(chuàng)造有利的條件。實現(xiàn)大廈內(nèi)信息網(wǎng)絡與自動化控制網(wǎng)絡的集成，建立綜合實時信息庫，為大廈的機電與安防設備優(yōu)化控制、全局調(diào)度和實時處理、物業(yè)管理與采購計劃提供依據(jù)，提高工作效率，減少浪費和損失。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)場監(jiān)控信息（含閉路電視監(jiān)控圖象信息）、機電設備運行狀況，以及安全與突發(fā)事件實時在Intranet上發(fā)布，有關人員在Intranet網(wǎng)絡安全保護模式下，可在世界的任何地方通過標準化的、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對自動化控制網(wǎng)絡工作狀態(tài)進行遠程監(jiān)控，優(yōu)化調(diào)度，以及遠程故障診斷等?？梢赃M行自動化控制網(wǎng)絡的遠程軟件維護和下載更新軟件新版本。3.智能大廈一體化網(wǎng)絡集成解決方案網(wǎng)絡與系統(tǒng)集成功能目標和內(nèi)涵各不相同，分屬不同的計算機應用領域；因而信息網(wǎng)絡與系統(tǒng)集成和自動化控制網(wǎng)絡與系統(tǒng)集成在網(wǎng)絡結(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)絡與系統(tǒng)集成的構(gòu)成強調(diào)的是：所采用系統(tǒng)集成的方法；網(wǎng)絡開發(fā)環(huán)境；數(shù)據(jù)庫運作，以及網(wǎng)絡管理等。而自動化控制網(wǎng)絡與系統(tǒng)集成的構(gòu)成強調(diào)的是：自動化控制的模式，是集散型控制系統(tǒng)DCS，還是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS；BACnet樓宇自控網(wǎng)絡協(xié)議與現(xiàn)場總線標準；系統(tǒng)的互操作性；各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動控制功能；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)絡與系統(tǒng)集成和自動化控制網(wǎng)絡與系統(tǒng)集成的構(gòu)成模式。3.1I3BMS信息網(wǎng)絡與系統(tǒng)集成的構(gòu)成模式I3BMS（IntranetIntegratedIntelligentBuildingManagementSystem）系統(tǒng)集成是智能大廈第一層次的網(wǎng)絡平臺，采用Intranet主干網(wǎng)絡結(jié)構(gòu).實現(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，達到科學、綜合，全面管理的功能I3BMS系統(tǒng)集成協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關：為了實現(xiàn)基于Intranet的I3BMS集成，每個監(jiān)控子系統(tǒng)就必須由RS-485或RS-232工業(yè)接口傳出的實時信息，如溫度、液位、電功率、門禁、人員身份、車號、車位占用情況和報警，以及控制狀態(tài)和相關變量參數(shù)等，通過實時網(wǎng)關計算機上的協(xié)議程序，轉(zhuǎn)化為符合TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)。網(wǎng)關運行Windows98或WindowsNT4.0Workstation操作系統(tǒng)?？赡苄枰嗯_網(wǎng)關計算機。I3BMS系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)庫管理：網(wǎng)絡中心的I3BMS數(shù)據(jù)服務器安裝WindowsNT4.0操作系統(tǒng)，運行SQLServer6.5關系數(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)關傳來的變量值進行更新。網(wǎng)絡中心的I3BMS數(shù)據(jù)的查詢、共享、報表、備份、安全、維護等功能均由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供很好的支持。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行在一臺高檔服務器上。同時該數(shù)據(jù)服務器還可作為Web服務器的互為備用服務器。I3BMS系統(tǒng)集成信息發(fā)布：在網(wǎng)絡中心運行InternetInformationServer（IIS）的信息發(fā)布Web服務器系統(tǒng)，為I3BMS專門制作動態(tài)Web網(wǎng)頁，并與數(shù)據(jù)庫連接，將實時的系統(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)運行在另一臺高檔服務器上。同時，該Web服務器還作為數(shù)據(jù)服務器的互為備用服務器。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、動態(tài)效果、熱字連接和ActiveX控件、Java應用件、bbbbbbbb腳本等互聯(lián)網(wǎng)技術進行開發(fā)。估計通常智能大廈智能化系統(tǒng)集成，至少要匯入2000個監(jiān)控點數(shù)據(jù)信息，以及制作10