談智慧大廈一體化網路整合

　　關 鍵 詞：智慧大廈、系統整合、資訊網路、控制網路

　　現階段的“智慧大廈”是資訊時代的產物，是為了適應社會資訊化與經濟國際化的需要。智慧大廈的實現是現代高科技的結晶，它完美地體現了建築藝術與資訊科技的結合。從這個角度上來講智慧大廈的“智慧化”主要是在一座建築物內進行資訊管理和對資訊綜合利用的能力。這個能力涵蓋了資訊的採集和綜合，資訊的分析和處理，以及資訊的交換和共享。建築裝置自動化控制也是資訊處理的一個方面。因此我們也可以簡單地說：“智慧大廈”就是具備了綜合資訊應用和裝置管理自動化能力的大廈，即：智慧大廈＝資訊化＋自動化。

　　為了實現智慧大廈的資訊化和自動化，不但要敷設大廈的資訊網路，建設大廈的自動化控制網路，同時更要注重資訊網路與自動化控制網路的整合，使資訊網路和自動化控制網路融為一體，讓自動化監控資訊匯入資訊網路。從而進一步拓寬了自動化監控的範圍與視野，豐富網路系統的資訊內容與應用領域，實現智慧大廈內計算機協同工作和資訊共享。通過智慧大廈資訊網路和自動化控制網路的一體化整合，將為智慧大廈綜合資訊整合開路。

　　1.智慧大廈資訊網路與自動化控制網路技術特點

　　資訊網路是指已在辦公和通訊等領域內廣泛採用的計算機區域網絡或廣域網路。通過它可以直接獲取資訊。這類網路的技術特點是：資料通訊量大，需要經常傳送文件、報表、圖形，以及資訊量更大的非數值資訊如：音訊、視訊等多媒體資料。資訊網路從最初的區域網（LAN）、區域網與區域網互聯而逐步發展為Internet，而當今企業看到Internet的巨大商業價值之後，將區域網與Internet結合為Intranet，使資訊網路的發展和應用進入到一個嶄新的階段。Intranet即保留了Internet的開放性，又具有企業網抵抗外部資訊侵襲的安全性和可靠性。目前，資訊網路的通訊技術已經相當成熟。Internet與Intranet的結合為智慧大廈提供了一個完善的資料資訊資源共享的環境，在完成智慧大廈內部管理的基礎上進一步加強大廈同外部的資訊交流，給大廈創造更高的管理效率和更多的經濟效益。

　　自動化控制網路是指用於裝置執行過程的狀態監視和完成自動化控制任務的網路，它的網路節點除了普通計算機、工作站之外，還有具有計算與通訊能力的現場控制器和測控儀表。這些自控裝置分佈在大廈的各個專業監控系統中，如：樓宇裝置自控系統（BAS）、綜合保安系統（SMS）、閉路電視監控系統（CCTV）、火災報警系統（FAS）、廣播系統（PA）、停車場管理系統（CPS）等。自動化控制網路目前以現場匯流排（FCS）的模式為主，採用可進行簡單連線的雙絞線等作為傳輸介質，把具有數字計算機和數字通訊能力的多個測量控制儀表連線在一起，並按照規範的工業網際網路絡通訊協議，實現現場控制器之間，現場控制器與現場智慧儀表之間，現場控制器與監控管理上位計算機之間，進行資料傳輸與資訊交換，執行監視和控制程式與指令。構成自動化控制系統，完成程式控制、自動化調節、引數修改、報警、顯示、列印、記錄等綜合的自動化監控功能。簡而言之，自動化控制網路以獨立的、單體的、分散的測量與控制裝置作為網路節點，以現場匯流排為紐帶，並把它們連線成為可以相互溝通訊息，共同完成自動化控制任務的控制與網路系統。

　　資訊網路與自動化控制網路的顯著區別是：

　　資訊網路主要用於辦公、通訊，提供如文字、語音和圖象等資料資訊；而自動化控制網路與系統則主要用於對生活環境狀態和機電裝置的執行過程進行檢測、監視和控制。

　　資訊網路需適應大量資料的傳輸與處理，可以採用無連線技術和分時通訊的方式建立資訊交換的機制；而自動化控制網路則要求具備高度的實時性、安全性和可靠性，但通常資料傳輸量較小。

　　在智慧大廈中，這兩種網路將具有越來越緊密的聯絡。兩者的不同特點決定了它們的需求互補，以及它們之間需要資訊交換。自動化控制網路與資訊網路的結合，溝通了大廈機電和安全防範現場監控裝置之間，以及與更高一層管理資訊網路之間的聯絡，為更好地排程和優化管理，提高工作效率和經濟效益創造了條件。

　　1.1 Intranet是資訊網路的主流

　　目前，基於Web的Intranet正成為大廈（企業）內部資訊網路的主流，目前Intranet已經顯示出旺盛的生命力。Internet/Intranet為人們的資訊交流和生活方式開創了一個全新的資訊世界。

　　 Intranet/Intranet極大地降低了人們和企業在外部與內部資訊通訊與資訊釋出、傳播的成本。

　　通過簡單統一的瀏覽器介面，訪問大廈內部網Intranet上的所有Web資訊，技術最為先進。

　　採用開放的網路傳輸協議TCP/IP和HTTP，用瀏覽器/伺服器體系結構取代了客戶機/伺服器模式，節省資訊系統軟硬體投資和效能提升與維修成本。

　　提高大廈員工的工作效率和管理人員的管理質量，提高大廈物業管理層的決策與全域性事件協同和處理的能力。

　　可以實現遠端的監控和操作，以及綜合資訊資料庫的訪問。

　　能夠增強自動化控制系統（如防災系統）與資訊系統（如辦公自動化系統、物業管理系統）之間的資訊與資料的交換能力，與國際網際網路Internet可通過防火牆實現無縫連線。

　　資訊與控制系統整合可直接使用大廈中的綜合佈線系統，網路互聯與擴充套件十分容易實現。且維護和培訓工作量小。

　　1.2 控制網路是控制系統的發展方向

　　目前，自動化控制網路正向體系結構的開放性與網路化方向發展。開放性控制網路與系統具有：標準化、可移植性、可擴充套件性和可操作性。在計算機互聯網路技術的推動下，控制網路和系統要滿足開放性的要求，一定會走網路化的發展道路，因而從現場控制匯流排走向控制網路是必然的趨勢。控制網路通常是指對生產過程物件控制為特徵的計算機網路，簡稱為Infranet（Infrastructure Networks）。

控制網路的技術要求與特點：

　　具有高實時性與良好的時間確定性。

　　傳送資訊多為短幀資訊，且資訊交換頻繁。

　　容錯能力強，可靠性。安全性好。

　　控制網路採用工業網際網路絡協議，簡單實用，工作效率高。今後IP協議將是主流。

　　控制網路結構具有高度的分散性。

　　控制裝置的智慧化與控制功能的自治性。

　　易於實現與資訊網路的互聯和整合。

　　控制網路建設採用通用軟硬體配置，易於維修和培訓。效能價格比好。

　　2.一體化網路整合為智慧大廈系統整合創造了條件

　　在大廈內實現資訊網路和自動化控制網路的一體化整合，將為智慧大廈的系統整合創造有利的條件。

　　實現大廈內資訊網路與自動化控制網路的整合，建立綜合實時資訊庫，為大廈的機電與安防裝置優化控制、全域性排程和實時處理、物業管理與採購計劃提供依據，提高工作效率，減少浪費和損失。

　　建立分散式資料庫管理功能，保證資料的一致性、完整性和互操作性。

　　將現場監控資訊（含閉路電視監控圖象資訊）、機電裝置執行狀況，以及安全與突發事件實時在Intranet上釋出，有關人員在Intranet網路安全保護模式下，可在世界的任何地方通過標準化的、友好的、統一的圖形介面瞭解大廈內所發生的情況。

　　能夠實時對自動化控制網路工作狀態進行遠端監控，優化排程，以及遠端故障診斷等。

　　可以進行自動化控制網路的遠端軟體維護和下載更新軟體新版本。

　　3.智慧大廈一體化網路整合解決方案

　　網路與系統整合功能目標和內涵各不相同，分屬不同的計算機應用領域；因而資訊網路 與系統整合和自動化控制網路與系統整合在網路結構、系統整合模式、整合功能上都存在著很大的區別.資訊網 絡與系統整合的構成強調的是：所採用系統整合的方法；網路開發環境；資料庫運作，以及網路管理等。而自動化控制網路與系統整合的構成強調的是：自動化控制的模式，是集散型控制系統DCS，還是現場匯流排控制系統FCS；BACnet樓宇自控網路協議與現場匯流排標準；系統的互操作性；各子系統之間的聯動控制功能；智慧控制單元與感測器的特性等。為此將分別描述資訊網路與系統整合和自動化控制網路與系統整合的構成模式。

　　3.1 I3BMS資訊網路與系統整合的構成模式

　　I3BMS（Intranet Integrated Intelligent Building Management System）系統整合是智慧大廈第一層次的網路平臺，採用Intranet 主幹網路結構. 實現一體化資訊整合的功能，以提高大廈全域性事件的監控和處理的能力，達到科學、綜合，全面管理的功能：

　　I3BMS系統整合協議轉換閘道器：為了實現基於Intranet的I3BMS整合，每個監控子系統就必須由RS-485或RS-232工業介面傳出的實時資訊，如溫度、液位、電功率、門禁、人員身份、車號、車位佔用情況和報警，以及控制狀態和相關變數引數等，通過實時閘道器計算機上的協議程式，轉化為符合TCP/IP協議的網路資料。閘道器執行Windows 98或Windows NT 4.0 Workstation作業系統。可能需要多臺閘道器計算機。

　　I3BMS系統整合資料庫管理：網路中心的I3BMS 資料伺服器安裝Windows NT 4.0作業系統，執行SQL Server 6.5 關係資料庫，可以根據監控和管理的需要，建立建築物弱電整合系統資料庫表單和檢視，資料記錄根據閘道器傳來的變數值進行更新。網路中心的I3BMS資料的查詢、共享、報表、備份、安全、維護等功能均由資料庫系統提供很好的支援。資料庫系統執行在一臺高檔伺服器上。同時該資料伺服器還可作為Web伺服器的互為備用伺服器。

　　I3BMS系統整合資訊釋出：在網路中心執行Internet Information Server（IIS）的資訊釋出Web伺服器系統，為I3BMS 專門製作動態Web網頁，並與資料庫連線，將實時的系統整合資料資訊在Web網頁上釋出。資訊釋出系統執行在另一臺高檔伺服器上。同時，該Web伺服器還作為資料伺服器的互為備用伺服器。建築物弱電系統的監控和管理的資料可以用模擬圖、表格、圖表等方式體現，使用壓縮影象、動態效果、熱字連線和 ActiveX控制元件、Java應用件、VBScript指令碼等網際網路技術進行開發。估計通常智慧大廈智慧化系統整合，至少要匯入2000個監控點資料資訊， 以及製作100幅Web頁面。

　　I3BMS系統整合資訊瀏覽：無論是位於建築物區域網LAN上的桌面計算機系統，還是位於廣域網WAN通過撥號上網的遠端計算機站點，只需執行 Internet Explore瀏覽器，在瀏覽器的統一資源地址URL上輸入網路中心建築物弱電整合系統I3BMS 的Web伺服器首頁網址，同時在網路安全保護模式下，輸入被授權的使用者名稱和密碼，進行登入和授權認證，即可實現整合系統I3BMS 的資訊瀏覽。