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談智能大廈一體化網絡集成
內容提要：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絡則屬于計算機網絡兩個不同的應用領域。本文討論了信息 網絡和自動化控制網絡的技術特點，指出一體化網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)智能大廈一體化網絡集成的解決方案。關 鍵 詞：智能大廈、系統(tǒng)集成、信息網絡、控制網絡
現(xiàn)階段的“智能大廈”是信息時代的產物，是為了適應社會信息化與經濟國際化的需要。智能大廈的實現(xiàn)是現(xiàn)代高科技的結晶，它完美地體現(xiàn)了建筑藝術與信息技術的結合。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絡，建設大廈的自動化控制網絡，同時更要注重信息網絡與自動化控制網絡的集成，使信息網絡和自動化控制網絡融為一體，讓自動化監(jiān)控信息匯入信息網絡。從而進一步拓寬了自動化監(jiān)控的范圍與視野，豐富網絡系統(tǒng)的信息內容與應用領域，實現(xiàn)智能大廈內計算機協(xié)同工作和信息共享。通過智能大廈信息網絡和自動化控制網絡的一體化集成，將為智能大廈綜合信息集成開路。
1.智能大廈信息網絡與自動化控制網絡技術特點
信息網絡是指已在辦公和通訊等領域內廣泛采用的計算機局域網絡或廣域網絡。通過它可以直接獲取信息。這類網絡的技術特點是：數據通信量大，需要經常傳送文檔、報表、圖形，以及信息量更大的非數值信息如：音頻、視頻等多媒體數據。信息網絡從最初的局域網（LAN）、局域網與局域網互聯(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，將局域網與Internet結合為Intranet，使信息網絡的發(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)網抵抗外部信息侵襲的安全性和可靠性。目前，信息網絡的通信技術已經相當成熟。Internet與Intranet的結合為智能大廈提供了一個完善的數據信息資源共享的環(huán)境，在完成智能大廈內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更多的經濟效益。
自動化控制網絡是指用于設備運行過程的狀態(tài)監(jiān)視和完成自動化控制任務的網絡，它的網絡節(jié)點除了普通計算機、工作站之外，還有具有計算與通信能力的現(xiàn)場控制器和測控儀表。這些自控設備分布在大廈的各個專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中，如：樓宇設備自控系統(tǒng)（BAS）、綜合保安系統(tǒng)（SMS）、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）、火災報警系統(tǒng)（FAS）、廣播系統(tǒng)（PA）、停車場管理系統(tǒng)（CPS）等。自動化控制網絡目前以現(xiàn)場總線（FCS）的模式為主，采用可進行簡單連接的雙絞線等作為傳輸介質，把具有數字計算機和數字通信能力的多個測量控制儀表連接在一起，并按照規(guī)范的工業(yè)互聯(lián)網絡通信協(xié)議，實現(xiàn)現(xiàn)場控制器之間，現(xiàn)場控制器與現(xiàn)場智能儀表之間，現(xiàn)場控制器與監(jiān)控管理上位計算機之間，進行數據傳輸與信息交換，執(zhí)行監(jiān)視和控制程序與指令。構成自動化控制系統(tǒng)，完成程序控制、自動化調節(jié)、參數修改、報警、顯示、打印、記錄等綜合的自動化監(jiān)控功能。簡而言之，自動化控制網絡以獨立的、單體的、分散的測量與控制設備作為網絡節(jié)點，以現(xiàn)場總線為紐帶，并把它們連接成為可以相互溝通信息，共同完成自動化控制任務的控制與網絡系統(tǒng)。
信息網絡與自動化控制網絡的顯著區(qū)別是：
信息網絡主要用于辦公、通信，提供如文字、語音和圖象等數據信息；而自動化控制網絡與系統(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。
信息網絡需適應大量數據的傳輸與處理，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；而自動化控制網絡則要求具備高度的實時性、安全性和可靠性，但通常數據傳輸量較小。
在智能大廈中，這兩種網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。自動化控制網絡與信息網絡的結合，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絡之間的聯(lián)系，為更好地調度和優(yōu)化管理，提高工作效率和經濟效益創(chuàng)造了條件。
1.1 Intranet是信息網絡的主流
目前，基于Web的Intranet正成為大廈（企業(yè)）內部信息網絡的主流，目前Intranet已經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，訪問大廈內部網Intranet上的所有Web信息，技術最為先進。
采用開放的網絡傳輸協(xié)議TCP/IP和HTTP，用瀏覽器/服務器體系結構取代了客戶機/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，以及綜合信息數據庫的訪問。
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)）之間的信息與數據的交換能力，與國際互聯(lián)網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 控制網絡是控制系統(tǒng)的發(fā)展方向
目前，自動化控制網絡正向體系結構的開放性與網絡化方向發(fā)展。開放性控制網絡與系統(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)網絡技術的推動下，控制網絡和系統(tǒng)要滿足開放性的要求，一定會走網絡化的發(fā)展道路，因而從現(xiàn)場控制總線走向控制網絡是必然的趨勢�？刂凭W絡通常是指對生產過程對象控制為特征的計算機網絡，簡稱為Infranet（Infrastructure Networks）。
控制網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。
控制網絡采用工業(yè)互聯(lián)網絡協(xié)議，簡單實用，工作效率高。今后IP協(xié)議將是主流。
控制網絡結構具有高度的分散性。
控制設備的智能化與控制功能的自治性。
易于實現(xiàn)與信息網絡的互聯(lián)和集成。
控制網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。
2.一體化網絡集成為智能大廈系統(tǒng)集成創(chuàng)造了條件
在大廈內實現(xiàn)信息網絡和自動化控制網絡的一體化集成，將為智能大廈的系統(tǒng)集成創(chuàng)造有利的條件。
實現(xiàn)大廈內信息網絡與自動化控制網絡的集成，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、全局調度和實時處理、物業(yè)管理與采購計劃提供依據，提高工作效率，減少浪費和損失。
建立分布式數據庫管理功能，保證數據的一致性、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所發(fā)生的情況。
能夠實時對自動化控制網絡工作狀態(tài)進行遠程監(jiān)控，優(yōu)化調度，以及遠程故障診斷等。
可以進行自動化控制網絡的遠程軟件維護和下載更新軟件新版本。
3.智能大廈一體化網絡集成解決方案
網絡與系統(tǒng)集成功能目標和內涵各不相同，分屬不同的計算機應用領域；因而信息網絡 與系統(tǒng)集成和自動化控制網絡與系統(tǒng)集成在網絡結構、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 絡與系統(tǒng)集成的構成強調的是：所采用系統(tǒng)集成的方法；網絡開發(fā)環(huán)境；數據庫運作，以及網絡管理等。而自動化控制網絡與系統(tǒng)集成的構成強調的是：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絡與系統(tǒng)集成和自動化控制網絡與系統(tǒng)集成的構成模式。
3.1 I3BMS信息網絡與系統(tǒng)集成的構成模式
I3BMS（Intranet Integrated Intelligent Building Management System）系統(tǒng)集成是智能大廈第一層次的網絡平臺，采用Intranet 主干網絡結構. 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)議轉換網關：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)和相關變量參數等，通過實時網關計算機上的協(xié)議程序，轉化為符合TCP/IP協(xié)議的網絡數據。網關運行Windows 98或Windows NT 4.0 Workstation操作系統(tǒng)�？赡苄枰嗯_網關計算機。
I3BMS系統(tǒng)集成數據庫管理：網絡中心的I3BMS 數據服務器安裝Windows NT 4.0操作系統(tǒng)，運行SQL Server 6.5 關系數據庫，可以根據監(jiān)控和管理的需要，建立建筑物弱電集成系統(tǒng)數據庫表單和視圖，數據記錄根據網關傳來的變量值進行更新。網絡中心的I3BMS數據的查詢、共享、報表、備份、安全、維護等功能均由數據庫系統(tǒng)提供很好的支持。數據庫系統(tǒng)運行在一臺高檔服務器上。同時該數據服務器還可作為Web服務器的互為備用服務器。
I3BMS系統(tǒng)集成信息發(fā)布：在網絡中心運行Internet Information Server（IIS）的信息發(fā)布Web服務器系統(tǒng)，為I3BMS 專門制作動態(tài)Web網頁，并與數據庫連接，將實時的系統(tǒng)集成數據信息在Web網頁上發(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服務器還作為數據服務器的互為備用服務器。建筑物弱電系統(tǒng)的監(jiān)控和管理的數據可以用模擬圖、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、VBScript腳本等互聯(lián)網技術進行開發(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)控點數據信息， 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LAN上的桌面計算機系統(tǒng)，還是位于廣域網WAN通過撥號上網的遠程計算機站點，只需運行 Internet Explore瀏覽器，在瀏覽器的統(tǒng)一資源地址URL上輸入網絡中心建筑物弱電集成系統(tǒng)I3BMS 的Web服務器首頁網址，同時在網絡安全保護模式下，輸入被授權的用戶名和密碼，進行登錄和授權認證，即可實現(xiàn)集成系統(tǒng)I3BMS 的信息瀏覽。
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