建筑智能化系统集成技术浅析

建筑智能化系统集成技术浅析

钱义根1夏金飞2

钱义根1夏金飞2

（1.南京聚立工程技术有限公司，江苏南京210000；2.江苏联峰工业设备安装工程有限公司，江苏苏州215600）

摘要：智能建筑的兴起与发展，是为了满足人们对建筑在信息交换、安全性、舒适性、便利性和节能性等方面的更高要求。其中，建筑智能化系统集成经历了传统的集散控制技术到现场总线再到OPC技术的发展阶段，OPC技术在远程实时

监控中的应用，为智能建筑全面信息化提供了很好的途径，基于Ineternet的远程实时服务必将成为未来建筑的主要服务方式。本文就建筑智能化系统集成的相关技术进行分析和探讨。

关键词：建筑智能化；系统集成；技术

前言

当今信息时代的引领下所诞生的产物有很多，其中建筑智能化系统集成就是其中重要的一项，由于智能化建筑系统不适应当今信息产业的现状，所更史多的建筑智能化系统就向着集成的方向发展，但技术手段还不完善，因此还需针对相应的劣势进行相应的整改，只有这样未来智能化系统才能在建筑领域得到长足发展。

1建筑智能化系统的组成

建筑智能化系统主要由以下几个系统组成：

（1）通信网络系统（CNS：CommunicationNetworkSystem），主要包括通信系统、卫星电视及有线电视系统、公共广播及紧急广播系统等各子系统，是在建筑或建筑群内传输语音、数据、图像且与外部网络相联结的系统。

（2）信息网络系统（INS：InformationNetworkSystem），主要包括计算机网络、应用软件及网络安全，是应用计算机技术、通信技术、多媒体技术、信息安全技术和行为科学等。

（3）建筑设备监控系统（BAS：BuildingAutomationSys-tem），其对空调系统的设备进行监视、控制和管理的系统，过去常称楼宇自动化系统。

（4）火灾自动报警及消防联动系统（FAS：FireAlarmSys-tem），主要包括探测系统，报警系统以及联动控制系统等子系统组成，具有对火灾进行探测、报警以及启动相关消防设备进行初期灭火的功能。

（5）安全防范系统（SAS：SafetyAutomationSystem），主要包括入侵报警系统、视频监控系统、出入口控制系统、停车库管理系统、巡更系统等，以维护公共安全、预防刑事犯罪和灾害事故为目的。

（6）综合布线系统（PDS：PremisesDistributedSystem），是建筑或建筑群内部及其与外部的传输网络。它使建筑或建筑群内部的语音、数据和图像通信网络设备、信息网络交换设备和建筑设备自动化系统等相联，也使建筑或建筑群内通信网络与外部通信网络相联。

2系统集成的模式

2.1智能建筑综合管理系统（IBMS）模式：集中监视、联动和控制的管理；信息采集、处理、查询和建立数据库的管理；全局事件的决策管理、各个虚拟专网配置、安全管理；系统运行、维和、管理和流程自动化管理。

2.2建筑设备管理系统（BMS）模式：以楼宇自控为基础把楼宇自控、安防、消防、车库管理等系统集成在一起。另一种方法是采用通用协议转换的方式和标准化协议把各子系统的数据送到BMS管理系统的数据库中，从而实现BMS信息综合管理和联动。智能大厦系统集成的概念在中国智能建筑学术领域提出已有多年，智能大厦系统集成就是通过计算机网络和控制网络技术，把构成智能建筑的各主要子系统的各个分离的设备、功能和信息等集成一个相互关联的、统一的和协调的系统之中，使该资源达到充分地信息共享，以减少资源的浪费和硬件设备的重复投入，实现真正意义的统一、实用、高效、便利、可靠、低耗等目的。智能大厦的系统集成将根据大厦拥有者和使用者的需求来决定其系统集成技术的应用，而不是为集成而集成。同时智能化系统的智商与系统集成度存在着密切

的相关性。

3建筑智能化系统集成技术

3.1现场总线技术

现场总线是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，是自动化领域中计算机通信体系最底层的低成本网络，它将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，把多个测量控制仪表连成网络系统，并按公开、规范的通信协议，在控制设备与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。

现场总线涉及领域和行业十分广泛，覆盖了连续离散工业控制领域，应用于冶金、电力、石油、化工、建材、机械、造纸、纺织、楼宇自动化和家庭自动化等行业。由于它融合了计算机网络、智能化仪表、开放系统互连等技术，能真正实现全分布式控制网络系统，是一种多学科交叉的先进技术，技术性能远远优于传统DCS系统。

3.2BACnet技术

为了不受传统建筑设备自控系统的限制，使设备之间可以互通操作，系统可以互相连接，最为突出的是BACnet楼宇自动化控制网络数据通信协议。BACnet是由美国供热、制冷与空气调节工程师协会（ASHRAE）的标准项目委员会于1995年6月通过的一种标准协议。该协议充分考虑了控制网络中节点信息传输的任务比较简单，但实时性耍求较高的特点，立志于为暖通、空调、制冷设备之间建立了一种统一的数据通信标准，使得按这种标准生产的设备，都可以实现简单信息的传输和操作，同时还为其它智能建筑控制系统的集成提供了基本原则。

BACnet数据通信协议作为一种开放性的网络协议，其数据通信协议采用ISO/OSI模型的分层体系结构，它根据大部分建筑设备自动控制系统通信体系的实际需要，选用了OSI基本模型中的物理层、数据链路层、网络层和应用层四层协议，减少报文的长度和通信处理开销，降低建筑设备自动控制产品的成本，并且可使用目前普遍使用的局域网技术，在提高性能的同时还开辟了系统集成的新途径。

3.3OPC技术概述

随着现代控制系统的发展，控制过程越来越复杂，控制系统也逐渐和上层管理系统结合到一起。因此需要一种能够有效地进行数据访问和管理，能够在工业控制计算环境中的各个数据源之间灵活地进行通信的标准。

OPC正是在这样的背景下产生与发展起来的开发标准，OPC是开放、高效的通信机制需要的产物，它包含一套工业应用程序之间提供信息集成和交互功能的组件对象模型接口标准，用于过程控制，在多个过程控制设备之间进行通讯。在使用OPC之前，不同的供应商已经提供了大量独立的硬件和与之配套的客户端软件。为了达到不同硬件和软件之间的兼容，必须针对不同的硬件开发不同的驱动程序，但由于客户端使用的协议不同，会导致出现诸如重复开发、设备不可互换、升级困难、无互操作性等问题。使用OPC可以方便地把不同供应商提供的驱动或服务程序与应用程序集成在一起。软硬件供应商、用户都可以从OPC的解决方案中获得益处。OPC的作用就是在控制系统的软件中，为不同类型的服务器与不同类型的客户搭建一座“桥梁”，通过这座桥梁，各客户和服务器间形成即插即用的简单规范的链接关系。因此，开发商不必针对不同的硬件重复开发驱动程序，可以将开发驱动服务程序的大量人力与资金集中到对单一OPC接口的开发，只需

开发一个高度优化的、可重用的OPC服务器，就可以访问底层的硬件。同时用户也不再需要讨论关于集成不同部件的接口问题，而把精力集中到解决有关自动化功能的实现上。总之OPC最重要的目标就是实现灵活、高效、方便地获取数据，易于掌握和实施，即插即用。

在智能建筑中，由于OPC规范的引入，使得智能过程控制的硬件和软件的关系变得简单，通过OPC技术的“Softwarebus”也可以实现智能建筑系统各个子系统进行互联和互操作，在此基础上可以通过开发应用程序来实现系统功能的扩展，因而节省了设备的投资。

4结语

建筑智能化系统是在一个大的环境下，做到相互协调和相互优化的一个过程。它的作用就是将不同的子系统通过各种方式或者技术来结合起来，而建筑智能化系统集成的功能就是将相关联的系统统一，建立一个集成相互协调的计算机网络，可以实现网络信息资源的共享，实现安全有效且舒适的工作环境和生活环境。

参考文献：

[1]吴方国，杨晓斌．智能楼宇网络工程实训[M]．江西：江西高校出版社，2009