建筑智能化的构思与实现.doc

毕业论文说明书中文摘要建筑智能化的构思与实现摘要 随着全球信息化进程的不断加快和信息产业的迅速发展，智能化建筑作为信息社会的重要基础设施，己受到越来越多的重视，而智能化建筑的项目管理也逐渐受到重视。但由于智能建筑发展迅猛，而且技术更新周期愈来愈快，又涉及多个学科和多个管理部门，因此相对于智能技术的发展，其项目管理已远远落后了。主要内容为：1介绍了建筑智能化系统的相关概念及各子系统的特点；2详细研究了建筑智能化系统发展现状及太原市建筑智能化系统发展现状3分析了建筑智能化系统集成的内容及集成相关手段、技术；4构建了太原市建筑智能化系统集成新模型，并详细分析了模型的价值5当前建立智能化体系的要求和今后智能化体系的发展趋势关键词 智能建筑 系统集成 集成模型 建筑设备自动化系统 OPC技术毕业论文说明书外文摘要Construction intellectualization idea and realizationAbstract With the Profess of global information and the development of information industry，intelligent building has been attracting more and more attention，so does the intelligent building project management. But as the development of intelligent building is rapid，the updating technology cycle is faster and faster，and many disciplines and management are involved，the management has been far behind the corresponding development of the intelligent technology.The main results are as follows:1. The concept of Intelligent Building Integration is introduced in this paper, and the subsystems of Intelligent Building system are discussed in detail.2. The development status of Taiyuans Intelligent Building Integration is investigated in detail.3. The method of Intelligent Building Integration is studied in detail and the relative technology is discussed.4. The model of Taiyuans Intelligent Building Integration is created and the value of the model is discussed.Keywords intelligent building, system integration, integration model, building automation system, OPC technology目录1 绪论51.1 智能化建筑系统的兴起51.2 智能化建筑系统的基本概念51.3 智能化建筑系统的特点61.4 智能化建筑系统各子系统71.4.1 建筑设备自动化系统（BAS）71.4.2 通信自动化系统（CAS）81.4.3 办公自动化系统（OAS）101.5 本论文的选题和研究内容102 智能化建筑系统的发展现状及趋势分析102.1 国际智能化建筑系统发展现状102.2 国内智能化建筑系统发展现状112.3 太原市智能化建筑系统发展现状122.4 本章小结133 智能化建筑系统集成的内容143.1 智能化建筑系统集成的概念143.2 智能化建筑系统集成的目标153.3 智能化建筑系统集成的方法173.4 智能化建筑系统集成的相关技术193.5 本章小结224 太原市智能化建筑系统集成模式设计224.1 智能化建筑系统集成模式现状224.2 太原市智能化建筑系统集成的新模式244.3 太原市智能化建筑系统集成模式的实现274.4 OPC服务流程图284.5 本章小结315 建立建筑智能化体系的条件和要求315.1 当前标准化工作形势和任务315.2 对规范智能建筑领域的发展起积极作用325.3 开展建筑智能化信息安全标准体系研究335.4本章小结346 研究结论与展望346.1 主要研究内容与结论346.2 发展与展望35参考文献37致谢381 绪论进入21世纪后，随着计算机技术和信息技术的飞速发展，人们对建筑的要求除了结构的稳定、造型的美观、空间划分的合理等一般要求以外，对建筑的舒适性、安全性、便利性、信息交互性、节能等诸多方面提出了更高的要求，这些酝酿出了新一代的建筑智能建筑。当前，各智能化设备子系统（以下简称子系统）的设备在数量和规模上都有了很大的增长。智能建筑中的各智能化系统，如建筑设备自动化系统（BAS），安全防范自动化系统（SAS）、火灾自动报警系统（FAS）、通信网络系统（CNS）和办公自动化系统（OAS）等，己经具有一定程度的智能水平，能够满足某一应用领域的要求;但各子系统自成一体，成为智能建筑的一大瓶颈。因此，如何把各个子系统集成在一起，简化管理，提高运行效率，节约能源，增强住户的舒适性就显得越来越重要。1.1 智能化建筑系统的兴起1984年美国康涅狄格州（Connecticut）哈特福（Hartford）市建成世界上第一座“智能大厦”“都市大厦”（City place building）。此后，在美国智能型建筑学会（AIBI）的推动下，美国、日本、西欧及亚洲相继建成一大批智能建筑，日本在新建的建筑物中60%以上属智能型，而美国自95年以后建筑、改造的办公楼70%以上是智能建筑。同时，90年代后期的智能建筑除单体建筑外，还向“智能化街区”、“智能化大厦群”、“智能化国际信息城”等方向发展。纵观我国智能建筑的发展，虽然一些智能化子系统早在80年代就开始进行了设计和实施，但真正在建筑界广泛进行规划和设计也只有几年的时间，就是说从90年代初，我国基本建设发展的高峰期间，智能建筑概念才逐渐被广大业主、房地产开发商以及设计人员理解、认识和接受，并开始着手进行设计和实施。自从1996年初上海召开了我国第一次智能建筑研讨会后，建筑行业才真正有目标地在这方面进行工作，并开始提出对各子系统的集成问题。1.2 智能化建筑系统的基本概念智能化建筑系统的发展历史较短，有关智能建筑的系统描述很多，目前尚无统一的概念，下面通过国内外比较有影响的定义了解智能建筑的概念：1美国智能建筑学会定义为：智能建筑是对建筑物的结构、系统、服务和管理这四个基本要素进行最优化组合，为用户提供一个投资合理、高效、舒适、便利环境的建筑空间；2欧洲智能建筑集团定义为：智能建筑是使其用户发挥最高效率，同时又以最低的保养成本、最有效地管理本身资源的建筑，能够提供一个反应快、效率高和有支持力的环境为用户达到业务目标；3日本智能建筑研究会定义为：智能建筑应提供包括商业支持功能、通信支持功能等在内的通信服务，并能通过高度自动化的大楼管理体系保证舒适的环境和安全，以提高工作效率。我国对智能建筑的定义为：采用系统集成的方法，将智能型计算机技术、通信网络技术、信息技术与建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物为智能建筑。综上所述，智能建筑，是指通过对智能建筑的四个基本要素，即结构、系统、服务、管理以及它们内在联系，以最优化的设计，采用最先进的计算机技术、控制技术和通信技术，建立一个计算机系统管理的一体化集成系统，提供一个投资合理，拥有高效率的优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间（包括人类的生产、生活等空间）。其中，结构和系统方面的优化是指将4C 技术（即Computer 计算机技术、Control 自动控制技术、Communication 通信技术、CRT 图形显示技术） 和集成技术（Integration）综合应用于建筑物之中，在建筑物内建立一个计算机综合网络，使建筑物智能化。1.3 智能化建筑系统的特点概括地讲，智能化建筑系统的特点如下：1安全性除采取一切先进技术，确保人们的生命和财产安全外，还应特别重视计算机网络的保护和安全。有效保护计算机网络中的信息资源变得空前重要，切实防止被破坏、被删除、被篡改以及被非法使用等情况的发生。2舒适性在智能大厦生活工作的人们，为适应信息时代飞速发展的要求，工作必须具有高效率与高创造力。因此，对环境控制的要求相应提高，除温度、湿度、照度与卫生度等基本控制内容外，进而逐步要求在声响、色彩、自然光，甚至嗅觉环境等诸方面达到更佳状态，以获得生理和心理两方面的舒适感。贯彻“以人为本”的宗旨，创造高品质环境的最终目标仍然是为了发展知识经济。3高效率进入信息时代后，知识、人才的重要性更加突出，信息与时间就是金钱。市场竞争要求智能建筑必须为人们创造一个迅速获取信息、加工信息的良好办公环境。智能建筑应具有完善的数据信息、语言、图像及多媒体通信设施与信息服务系统，以达到高效工作的目的。4经济性智能建筑功能的提高，无疑将导致网络通信与环境控制等设备与系统投资的增加，能耗增加也是不可避免的。如何恰当掌握标准，力求获得合理的性能/价格比是十分重要的。例如，将环境控制与系统集成等标准提得过高，往往会导致初投资、能耗与运行费用的增加。应十分重视智能建筑的经济性，否则，将使其丧失生命力。为此，充分利用多种学科的高新技术，千方百计降低运行能耗与费用是智能化建筑系统的共同特点。5适应性在信息时代，时间就是金钱。在智能建筑中，用户通过国际直拨电话、可视电话、电子邮件、信息检索和统计分析等多种手段，可及时获得全球性金融商业情报、科技情报及各种数据信息库系统中的最新信息；通过国际计算机通信网络，可以随时与世界各地的企业或机构进行商贸等多种业务工作。空前的高速度，大大有利于决策与竞争，这就是现代化大公司或机构竞相购买智能建筑的原因。1.4 智能化建筑系统各子系统1.4.1 建筑设备自动化系统（BAS）楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统（BuidingAutomationSystem简称BAS），是智能建筑不可缺少的一部分，其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等，以提供一个既安全可靠，又节约能源，而且舒适宜人的工作或居住环境。建筑设备自动化系统通常包括暖通、空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。根据我国行业标准，BAS又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下，这两个子系统宜一同纳入BAS考虑，如将消防与安全防范子系统独立设置，也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时，能够按照约定实现操作权转移，进行一体化的协调控制。建筑设备自动化系统（BAS）是智能化建筑系统的核心，它的高可靠性是整个系统高可靠性的基石，因此BAS系统往往采取三级控制方式:操作站级、网络控制器级、现场控制器级。采用三级控制的特点如下：系统的三级控制采用了分散控制、集中管理的结构，即使系统网络的某一部分控制或线路受到损坏，也只有系统的这一部分瘫痪，不会影响到整个系统的运行。同时，现场控制器采用工业级器件并具有独立运行功能，即使万一操作站或网络发生问题不能工作时，现场控制器仍然能够按控制器内部预先设置的参数和预先编制的控制程序继续运行，整个系统仍能运行。采用三级控制结构，使每一层的结构都相对简单，降低了维修的复杂程度，同时一级网络为10兆以太网，二级网络为9600波特RS-485总线，减少了系统网络之间、尤其是现场环境引入的干扰的可能性。9600波特的二级网络完全能满足现场设备的实时要求，10兆的一级网络既完全能满足计算机与网络控制器之间大量数据信息的高速处理要求，又保证了系统集成甚至上因特网的高速通讯要求。1.4.2 通信自动化系统（CAS）该系统由有线电视系统、数字式程控交换机或接入网系统、综合布线系统等组成，其作用是实现建筑物内外、国内外的信息互通，资料查询和资源共享。1有线电视系统：采用一组优质天线，以有线方式将电视信号分送到电视系统的各用户，具有双向通讯、可视电话、图文传输功能，并可与家用计算机终端联网。2卫星接收系统：卫星接收系统就是利用卫星来直接转发电视信号的系统，其作用相当于一个空间转发站，是解决电视覆盖率问题和高质量传输电视图像信号的最好方法。3数字程控交换机系统：数字程控电话交换机系统提供足够的话路容量保证大楼内所有用户的使用要求，并为将来的扩容留有余量。系统可通过简单配置提供接口来实现ISDN功能，并可通过选配X.25接口实现分组交换或选配其他接口实现诸如数据信息通讯的功能，通过软件设置，可实现在本系统内建立专用虚拟网功能。系统具有缩位拨号、呼叫特种业务、电话会议、遇忙回叫、通话保密、电子信箱、语音信箱等多种功能，系统还具有日常自动检测、诊断、定位及主机严重故障时自动切换到备用机的功能。4综合布线系统结构化综合布线系统是整幢大楼的“神经系统”，提高语音通讯、传真等图像资料、电视会议等视频信号及数据信息通讯等的联网应用。结构化综合布线系统由六个独立的子系统组成，即工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直主干子系统、设备间子系统、建筑群子系统。工作区子系统是终端设备连接到信息插座之间的设备组成，包括信息插座、插座盒、连接软线、适配器等，将各类数据信息线、语音线引至楼层的各个点位。水平子系统的功能是将干线子系统线路延伸到用户工作区。水平系统是布置在同一楼层上的，一端接在信息插座上，另一端接在楼层配线架上，主要采用非屏蔽双绞线，需要宽带传输时，可采用“光纤到桌面”方案。管理子系统是干线子系统和水平子系统的桥梁，同时又可为同楼层组网提供条件，主要包括双绞线跳线架、跳线，当终端设备位置或局网的结构变化时，有时只需改变跳线方式即可，不必重新布线。垂直主干子系统主要用于连接大楼主设备间至各楼层管理间，采用大对数双绞线或光缆，两端分别连接在设备间和管理间的跳线架上。设备间子系统由设备间中的双绞线或光缆、连接跳线架及相关支撑硬件、防雷电保护装置等构成。建筑群子系统应用于多建筑环境，是将多个建筑物的数据信息通讯信号连接一体的布线系统，采用架空安装或地下管道（或直埋）敷设的电缆和光缆以及防止浪涌电压的电气保护装置。结构化综合系统将语音信号、数据信息信号与图像信号的配线经过统一的规范和设计，采用相同的传输介质、信息插座、适配器等，把性质不同的信号综合到一套标准的布线系统中，表现为兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性。1.4.3 办公自动化系统（OAS）办公自动化是智能建筑的重要组成部分之一，实现办公自动化就是要利用先进的技术和设备来提高办公效率和办公质量，改善办公条件，减轻劳动强度，实现管理和决策的科学化，防止或减少人为的差错和失误。办公自动化是多层次的技术、设备和系统的综合。一个完整的办公自动化系统应包括信息的生成与输入、信息的加工与处理、信息的存储与检索、信息的复制、信息的传输与交流以及信息安全管理等功能。传统的办公系统和现代化的办公自动化系统的最本质的区别是信息存储和传输的媒介不同，传统的办公系统利用纸张记录文字、数据信息和图形，利用照相机或摄像机胶片记录影像，利用录音机磁带记录声音。这些都属于模拟存储介质，所利用的各种设备之间没有自动的配合，难于实现高效率的信息处理、检索和传输，存储介质占用的空间也很大。现代化的办公自动化系统中，利用计算机和网络技术使信息以数字化的形式在系统中存储和流动，软件系统管理各种设备自动地按照协议配合工作，使人们能够高效率地进行信息处理、传输和利用。办公自动化技术的发展将使办公活动向着数字化的方向发展，最终将实现无纸化办公。1.5 本论文的选题和研究内容本文通过对太原市现有智能化建筑系统进行分析、统计，建立了一种通用、高效的智能化建筑系统集成模型，并配合先进的智能建筑设计技术手段，实现优化的智能建筑系统集成方案，以实现在太原市建筑物的智能化推广。2 智能化建筑系统的发展现状及趋势分析2.1 国际智能化建筑系统发展现状根据欧洲智能建筑集团（EIBG）的分析报告，国际上对智能建筑系统技术发展大致划分成三个阶段：11985年以前为专用单一功能系统技术发展阶段；21986年-1995年为多个功能系统技术向多系统集成技术发展阶段；31996年以后为多系统集成技术向控制网络与信息网络应用系统集成相结合的技术发展阶段。纵观国外智能建筑的发展，有以下特点：1智能建筑与节能环保以及业主的经济效益紧密相联。建筑物的节约能源和保护环境，已成为智能建筑发展必须考虑的首要前提和最重要的条件。智能建筑功能的采用必须与用户或业主的经济效益紧密相关。发达国家的智能建筑决不是运用新技术来提高建筑物的身份；2智能建筑充分的体现“以人为本”的思想。智能建筑的最终受益者因该是其中生活、工作的人。一栋大厦智能化程度，不能全视其所装设备器材的先进程度，而主要取决于使用人的需求功能。发达国家的智能建筑发展到今天，已经不是单纯的高新技术产品的简单合成，而是采用高科技来实现人的需求，改善和提高人工环境的品质，更好地为人服务。2.2 国内智能化建筑系统发展现状我国的智能建筑开始起步于20 世纪90 年代，并在沿海等经济发达地区、城市得到了迅速的发展，目前的发展速度居世界前列。1990 年建成的北京发展大厦（18 层）可认为是我国智能建筑的雏形，而1993 年建成的位于广州市的广东国际大厦可称为我国大陆首座智能化商务大厦。据不完全统计，目前国内已建与在建的楼宇中，带有“智能建筑”色彩的约有数千幢，上海约有800 余幢。这些工程投资在智能化设备上的费用一般占总投资的5%8%。国内已建成的180m 以上的建筑，都具有比较完善的智能化功能。目前，智能建筑所分布的行业主要集中在金融业、行政机构、商业、公共建筑（医院、图书馆、博物馆、体育场馆等）、住宅小区、交通枢纽等。我国的智能建筑有如下特点：1智能化建筑热潮悄然掀起，智能化水平逐步提高。目前，国内楼宇建设中流行一股“智能化”热潮，冠以“3A智能建筑”、“5A智能大厦”的广告屡见不鲜，而建筑物智能化水平也在逐步提高，智能化建筑的发展可以分成三个阶段：六、七年前的智能建筑只有一些智能功能如消防自控，其它方面的设备根本没有自控。四、五年以前的智能建筑基本具有楼宇、消防、保安等自控功能，计算机为主控机，多采用集中控制方式和DOS操作系统，监视和控制多为简单模式，软件水平较低。近一、二年落成的智能建筑很多都具有较完善的建筑设备自动化（BA）、通讯自动化（CA）和办公自动化（OA）系统简称3A系统。这些系统多以计算机网络为基础，采用集散式甚至分布式控制，监视和控制可以采用精确方式，且有较先进的Windows、OS2操作系统及中文图形方式界面，软件编程方便，面向对象。可见近年来建筑的智能化水平有长足的发展。2智能建筑市场洋货充斥，国货难于立足。除了消防、保安等系统的设备有部分国产名牌外，楼宇自控设备则完全被外国产品垄断。3智能建筑工程技术人员缺乏，管理水平低下。智能建筑是一门综合了当代多学科高新技术发展的边缘技术领域，随着智能建筑技术的不断发展，建筑物内部安装的各种现代化先进设备其功能不断完善。然而目前面临的一个重要问题是许多进口设备从引进到安装、操作、培训直至保养修理都要花费大量外汇请国外公司来承担，缺乏我国自己从事智能建筑设计、施工、管理、维修的技术人员。大部分工程技术人员为经验型或由其它行业改行而来。其中有相应技术职称的仅占7%，中级技术职称以上为3%，一些管理人员对设备一般性使用都缺乏了解，甚至主管工程的工程技术人员对调查的内容都缺乏理解。由于各级技术人员的缺乏，管理水平的低下，加之维修费用高，部分设备老化，缺乏必要的维护，使一些设备运行达不到预定的设计目标。2.3 太原市智能化建筑系统发展现状太原市智能化建筑的发展与我国东部及沿海地区相比起步较晚，其发展也经历了从单系统到分立子系统以至集成系统的发展过程。目前要进行中部大开发，房地产业的迅猛发展和信息化进程的加速，为太原智能化建筑提供了良好的发展机遇，太原智能建筑及智能化住宅小区获得了较快的发展，智能大厦和智能小区如雨后春笋般大量地出现，办公大楼的设计综合考虑建筑设备监控、安全防范、防灾、通信网络、办公自动化，并考虑系统集成。如今太原的大厦智能化系，内容包括楼宇自动化系统，安全防范系统、信息通信系统、一卡通系统、电子会议系统、停车场管理系统等，其会议系统包括会议摄像系统、投影显示系统、视频会议系统、会议讨论系统、电子表决系统、同声传译系统等，其信息通信系统不仅有光纤到桌面的信息点，而且可以方便地无线上网，而大厦内设置的“一卡通”系统为大厦的管理提供了极大的方便，大楼业主人手一卡，进入任何一个楼层，无卡都不能进入，业主手中的卡也只能进入自己公司所在的楼层。集办公、商贸、宾馆、餐饮娱乐为一体太原水晶大厦其智能化系统内容更为丰富，不仅设有包括建筑设备控制、防盗报警、闭路电视监视、巡更管理、出入口控制、紧急报警、停车场管理、背景音乐及消防紧急广播、宾馆IC卡门锁、数字式程控交换机、光纤电视及卫星电视接收、VOD视频点播、电视会议、同声传译、卫星信息通信、结构化布线、计算机网络、大楼物业管理、酒店管理等20个子系统的楼宇控制与管理自动化系统、通信与网络系统和办公自动化系统，还设有集成管理系统。目前，太原市的房地产商、物业管理公司已逐步认识到小区科技含量提高对于业主入住生活，物业管理的积极的作用，购房者对“智能化”的认识也在日益提高，常常把是否有宽带网络、安防系统等作为购房时不可缺少的重要因素。在太原新建的住宅小区，可视对讲、周界防范、公共区域监控、宽带网络等已经成为必备的基础设施。目前太原已建有经建设部评定的三星级智能示范小区。太原智能建筑的发展虽然起步晚，但起点高。太原许多具有雄厚技术实力的军工、航天、电子、通信等企业已进入智能建筑业内，承担建设了许多有影响的智能化建筑项目。实现智能化系统及产品的国产化并形成智能建筑新的产业是太原智能建筑发展的重要内容。随着智能化建筑及住宅小区智能化进程的深入，太原有实力的系统集成商和相关的一些企业已经开发出家庭智能控制器、智能化小区管理系统、三表远抄产品、系统管理软件等智能化系统产品，并应用于实际工程。2.4 本章小结研究智能化建筑系统在国际、国内及太原市的发展现状，分析智能化建筑系统在今后的发展趋势。3 智能化建筑系统集成的内容3.1 智能化建筑系统集成的概念智能建筑由若干个保持着严格的秩序和联系的要素组成，它们是为同一目的而协同动作的有机整体。对于智能建筑这样的系统来说，系统与环境的划分界限可以很自然地由基本系统结构及系统的目标来决定。在一定意义上，系统界限的划分和确定主要取决于分析人员或决策者。这是因为不同的决策者或分析人员可能会采取不同的界限来划分系统的环境。对于智能化建筑系统，国家建设部将其划分为七个子系统：综合布线系统、计算机网络、楼宇自控、安全保卫、通信、卫星接收、有线电视广播音响。智能建筑属大系统工程范畴，一般来说，大系统的特点在于：多目标、高维数、关联性、分散性、不确定性和主动性。其中不确定性包括随机性、模糊性和发展性等；主动性则主要表现在因人参与后导致系统特性的变化。智能建筑涉及的专业包括有建筑、结构、暖通、空调、给排水、变配电、照明与弱电等众多子系统，各子系统又由很多小系统所组成，小系统尚可进一步细化，各子系统之间又是相互关联的。从智能建筑的目标看，随各个工程的需求与经济状况等条件的不同而存在明显的差异，投资商力求以较少的投入，就能适应市场发展的需要，并能尽快得到更好的回报；而使用者则希望能创造有利于发展知识经济的良好生活与工作环境，其中包括理想的信息环境，同时希望房价要低；对物业管理公司而言，则希望以最少的人力物力投入，就能满足业主与使用者的要求，并力争通过节能与提高效率等措施来获取更高的经济效益与社会效益。除上述内容外，作为智能建筑总体而言，必然还存在上下级关系、行业管理与领导关系、国际金融市场变化与国内经济政策修订等诸多因素变化。这一切都导致无法用传统方法去解决智能建筑工程的实施和合理运作，也不可能通过纯数学方法去求解。要求解这种复杂系统，不能当作高维的整体去解，而常常需要将其视作多级耦合的子系统，先解决子系统的控制与管理，再通过上级实现上下级以及下级子系统间的解耦与协调。系统集成是指从一定的应用需求出发，将与之相关的各个分立的硬件、软件等各类构件进行改进和改造，使之组合成为一个统一、实用、高效、可靠、低耗的整体，是系统工程概念上的集成。在智能建筑中所谓的系统集成实际上是指“智能化建筑系统集成”。平时我们所涉及的“系统集成”均特指“智能化建筑系统集成”。智能化建筑系统的多学科综合、多工种并行施工的基本特点决定了它离不开系统的一体化集成。狭义上讲，系统集成就是系统平台的集成。所谓“系统平台”，就是应用系统的开发和运行环境。当将办公自动化系统和建筑设备自动化系统进行集成时，需要将那些硬件设备连接在一起的网络硬件和软件、操作系统、数据信息库管理系统和开发工具，更重要的是需要支持网络间互联的设备、接口、协议、Client/Server计算机或联机事物处理的支撑软件和一组标准的应用程序接口。系统平台的关键技术就是计算机网络技术。广义地说，系统集成的概念可以从单体智能建筑扩展至智能建筑群、智能城市的系统集成，最后集成为一个全球贯通的大系统数字地球。21世纪是信息社会，智能建筑已成为城市中信息的接收和传输结点，它是建筑技术发展的必由之路。但是，当前由于受到建筑的功能要求、经费预算、工期、设计水平和具体实施等诸方面因素的影响，出现了许多单一功能或局部系统集成的智能建筑，而没有在整个系统集成的目标下进行统筹规划和设计，各个子系统之间没有建立起信息的联系和协调控制的联动，造成了功能上的缺陷和投资的重复。系统集成的简单定义为；它是将智能建筑内不同功能的智能化子系统在物理上、逻辑上和功能上连接在一起，以实现信息综合、资源共享。智能建筑是信息时代的产物，实现智能化建筑的核心技术方法就是系统集成。一个理想的系统集成应用模型应以信息集成为核心，连接所有能够均之相关的对象，并根据需求综合运作，以实现整体目标。信息集成应用模型的设计目标应完全基于建筑物内联网（Intranet）之上，通过Web服务器和浏览器技术来实现整个网络上的信息交互、综合与共享、实现统一的人机界面和跨平台的数据信息库访问。只有这样才能真正做到局域和远程信息的实时监控，数据信息资源的综合共享，以及全局事件快速的处理和一体化的科学管理。3.2 智能化建筑系统集成的目标构建一个智能化建筑系统，首先是要确定其目标。在系统建设及系统集成过程中，选择合适的目标具有决定性的意义，这也是进行智能化建筑工程的第一个步骤。在实践活动中经常发现，由于目标不明确或目标的评价准则不一致而引起业主和承包方的分歧，甚至造成工程的返工，浪费了资源和时间。目标制定不合理，将使整个系统的性能价格比下降，致使业主的投资得不到应有的回报。智能化建筑系统集成目标应具备及物性、方向性和操作性这三个特征。1及物性:目标应能直接涉及或提示与目标相关的某些事件，这些事件应当是决策所需要的；2方向性:目标应能提示所涉及的事件在未来的活动，例如对实现目标所选择的策略等；3操作性:通过决策活动所提出的控制或策略能够对与目标有关的事件施加影响，使其按目标所提示的方向发生变化。按照上述理念，智能建筑的系统集成应该服从整个建筑业所倡导的“以人为本”的目标，实现用户要求的功能。相对于设备制造厂商，系统集成商应当是用户的全权代表。集成商不必销售自己的产品，应当代表用户的利益，在众多的产品中挑选合适的产品，将他们集成为可交付用户使用、性能价格比最优的整套系统。系统集成商既是总承包方，又是合作伙伴，他们要为用户提供从方案设计、产品选优、工程施工、软硬件平台配置、应用软件开发到售后培训、咨询和技术支持等一揽子服务，最终的目的是让用户得到一个配置合理、价格便宜、性能最优的整体解决方案，并且还要负责该系统的升级和更新。做好系统集成，关键的步骤是系统分析。系统应该由哪些部件构成？哪些部件只能单独使用？哪些部件有可能被不同的子系统共享？各子系统的功能是什么？这些功能之间有什么区别和联系？各子系统对环境的要求是什么？运行时会对外部环境产生什么样的影响？用户最希望从智能化系统中得到什么，愿意为此项目投资多少？所有这些问题的正确案答，只能是在有效的系统分析之后得到。可以看出，在系统集成的过程中贯穿始终的是“服务”二字，系统集成商必须把自己定位在为用户服务的位置上。从具体的工程或项目的角度看，系统集成是一个过程，它把不同厂商的设备结合起来，以专业服务的方式为特定的用户提供整套实用的智能化系统。系统集成是实现智能建筑工程目标的一种重要的技术手段，其目的是使被集成的系统，更符合信息时代的要求，有助于发展知识经济，能给使用者和投资者带来明显的经济效益、社会效益，给人类带来良好的环保效益。系统集成技术的应用是为了实现上述综合目标，也只有发挥出其在实现上述目标中的重要作用，才能表现出系统集成强劲的生命力。智能化建筑集成的总体目标为通过综合集成技术，构造一个通过信息环境联系该建筑物内的空间、能源、物流环境，即通过对建筑物内所有信息资源的采集、监视和共享以及对这些信息的整理、优化、判断，给建筑物的各级管理者提供决策依据和执行控制与管理的自动化；给建筑物的使用者提供安全、舒适、快捷的优质服务的一体化的综合控制与管理的实时智能系统，实现建筑物的高功能、高效率和高回报率。在网络架构里，集成系统是整个系统的核心，它以综合布线系统提供的数字信息通道为基础，并通过计算机网络通信设备、网络操作系统与其它子功能系统的信息接口，完成全局事件的综合性决策、控制、系统信息的集成管理。概括地讲，系统集成的目标如下：1最大限度地满足用户的需求；2集世界各公司与厂家的产品与系统之长；3为投资者创造优选产品与承包商的有利条件；4全面综合优化；5充分考虑系统的经济性；6便于现代化管理；7充分考虑高新技术的发展；3.3 智能化建筑系统集成的方法智能建筑集成大体上可分为三个层次：设备集成、技术集成和功能集成。设备集成也可称产品集成，它是按照用户的要求，购买各种产品去实现具体的应用。这个层次的集成方法主要用于各个子系统的组建。例如在构建安全保卫系统时，可以从不同的厂商分别购买探测器、报警主机、摄像机、监控主机、监视器等，然后组装在一起。有的设备供应商已经完成了对子系统的集成，可提供这个子系统的全套设备，如完整的楼宇自控系统。技术集成是对所用的产品进行技术上的统筹，合理地进行产品技术的搭配、融合与运用。厂商为了保住它已经占有的市场并不断地扩大市场份额，必须不断地进行技术更新和设备换代。这种技术的更新与产品的换代，常常只是在某一个局部进行。厂商们对未来所做的不同定义及其宣称的改进，更多地是从保护他们已有的技术出发。一方面，厂商力图在技术方面占据领先地位，另一方面也强调过渡、升级、扩展和投资保护，以便迎合用户的切身利益和实际需求。这是对系统集成认识的一个重要转变。扩展性和开放性是系统集成的中心问题。对这些问题给予重视，表明对系统集成的认识走向深化。功能集成是根据用户现实和发展的应用需求，从功能的角度考察产品与技术并合理地调配各项功能，充分发挥各自的优势，使整体的智能建筑系统达到功能最优。这一层次的集成不是强调采用了多少先进的技术和设备，而是强调在整体上达到了什么样的功能以及系统的灵活性。这要求从全局的观点出发，在保证达到功能要求的同时追求低造价和高性能价格比。在系统的整体设计上，追求保护用户投资，即当需求发生变化时，可以方便地进行升级改造。上述系统集成三个层次的发展，使系统集成从以技术为中心转变为以需求为导向。在系统集成技术出现初期的很长时间内，人们一直认为只要用技术和设备实现和模仿现有的管理模式及组织结构，就可以取得系统集成的成功。直至最近几年，通过对大量案例的分析和研究才发现，原来人们严重忽视了系统的应用集成以及几个关键要素的集成。一个完整的系统集成应该包括设备、技术、管理甚至人员的集成。对于系统集成来说，开放性是基础和前提。开放是一个模糊的概念。有的专家认为：开放系统并不是一个技术术语，而是一个市场概念。典型的开放系统市场策略需要做好四个方面的工作：1设计并开发满足广泛市场需求的商品。应当注意到，好技术并不等于好产品，好产品并不等于好商品；2建立一套可操作的技术规范。这常常需要多个厂商和标准化组织的协作。3向社会发布技术规范并配合一定的商业策略，使其成为业界正式或者事实上的标准。4努力扩大自己的市场份额。系统集成是个长期的动态过程，局部的改进和更新是不可避免的。因此，必须引入“预先计划的产品改进（Pre-planned product Improvement，P3I）”的理念，即：在系统的设计阶段就预先考虑到为以后的系统改进提供方便。这些预设的条件可以是一些预留或储备，也可以是具有柔性的设计。有的时候，在基型系统中只采用成熟的技术，把先进但又不成熟的技术作为改进项目加入该系统的后续考虑中。这样一来，既增加了基型系统的可靠性，减少了系统的组建时间、投资强度，也延长了系统的有效寿命，使系统能够对技术的发展做出合理的反应。应该看到，应用P3I方法不仅是采用成熟的技术、产品以及成熟的标准和协议，也不仅是扩展的预留、升级和其他能力的储备，更重要的是面向未来的扩展和预设条件设计。例如，现在智能化系统中的计算机网络系统、楼宇自控系统、通信系统、有线电视系统均有自己独立的传输网络，而传输的信号有数字和模拟之分，但从发展趋势看，数字化传输势在必行。如果我们现在就采用全数字化方案，其投资必然很大，效果也不一定好。但是如果对这一发展趋势不加理睬，更不利于将来系统的升级改造。采用P3I方法的重要前提是正确把握技术的现状和发展趋势。工程项目不同于科研项目，它不允许试验，更不许失败。工程设计要求有一定的保险系数，要采用较为成熟的设备和技术，不鼓励做第一个“吃螃蟹”者。系统常常受制于其中最薄弱的环节，各部分的均衡和协调是系统设计最重要的原则。同时，任何系统都不是孤立存在的，它和周围的环境有着密切的联系。实践证明大院式的封闭系统投资大、效果差。开放的、社会化的服务是大势所趋。3.4 智能化建筑系统集成的相关技术智能化建筑系统集成最主要的是体现其先进与实用性，其具体功能可视为用多元信息传输，大楼全面监控及管理，实现一体化集成等一系列高新技术，从而达到信息、资源和任务的共享，使整个大楼各功能协调运作，实现安全性及高效的目标。我国智能建筑系统集成走过了三个阶段：子系统功能集成、控制系统与控制网络集成、信息系统与信息网络集成。当今系统集成技术的概念已与几年前明显不同，无论是建筑内的控制系统，还是信息系统，已不再以处理器或服务器为中心，而是已形成网络化。集成应用系统的开发也不再面向过程，而是面向数据信息。单一的、封闭的，难以使用的技术和系统将很难存活。单项的技术和应用，独立的协作环境和单机环境已经不能满足应用的需求。那些建立在开放信息网络之上，密切结合应用需求，能够灵活地嵌入到全球信息网络框架下的技术和应用将具有旺盛的生命力。现代化的开放型分布式处理的集成管理系统基于Web方式，它监控多种分布式系统，像楼宇设备自控、保安及消防，并且可以使用开放的标准协议把其它第三方公司的产品集成到建筑及社区IBMS.net/IBMS平台之上，用户可以通过Web浏览器与其中嵌入的Java/Applet或ActiveX/DCOM组件进行交互式访问。采用符合工业标准的操作系统、网络系统、网络数据信息库和图形系统。通过分布式组件生成同类的“单一窗口”供楼宇自动化BAS系统使用。在设计上充分考虑到技术未来的发展，开放式网络数据信息处理，以及Web浏览器技术。实现建筑及社区一体化的信息共享、网络融合和功能协同。建筑及社区智能化网络系统集成结构由以下三层网络组成：1综合信息网络（第一层网络）综合信息网络，基于互联网和建筑及社区内部局域网（Internet/Intranet），通过建筑及社区网络数据信息中心（IDC）和信息集成网站（IBMS.net）连接各个基于专业以太网架构的智能化应用子系统。通过前台的页面联接和后台的数据信息连接，实现综合信息的浏览和数据信息的交互。用户可以通过网络浏览器访问建筑及社区信息集成网站（IBMS.net），并通过授权和身份认证进入建筑及社区智能化各应用子系统进行监控点状态浏览，信息及数据信息查询，信息及数据信息的下载和打印。通常授权网络用户不干预各监控系统的控制和操作。互联网与网络数据信息中心及信息集成网站（IDC/IBMS.net）间设置外网防火墙。2智能化专业以太网（第二层网络）智能化专业以太网，建筑及社区智能化应用子系统（如：综合楼宇信息管理系统IBMS，智能物业管理系统IPMS，楼宇管理及自控系统BMS/BAS，综合保安管理及闭路电视监控系统SMS/CCTV，火灾报警及联动控制系统FAS，门禁及“一卡通”管理系统ICMS）均应采用基于TCP/IP协议的智能化专业以太网架构（或称之工业控制互联网）。各基于智能化专业以太网架构的智能化应用子系统应具有独立的Web/IIS发布；以及具有独立的，采用网络结构模式的，分布式数据信息库，可以实现计算机系统的集群管理和数据信息综合。建筑及社区楼宇监控管理用户，经授权和下载控件，可通过网络浏览器进入各智构的智能化应用子系统。通过前台的页面联接和后台的数据信息连接，实现综合信息的浏览和数据信息的交互。用户可以通过网络浏览器访问建筑及社区信息集成网站（IBMS.net），并通过授权和身份认证进入建筑及社区智能化各应用子系统进行监控点状态浏览，信息及数据信息查询，信息及数据信息的下载和打印。通常授权网络用户不干预各监控系统的控制和操作。互联网与网络数据信息中心及信息集成网站（IDC/IBMS.net）间设置外网防火墙。3现场控制总线网络（第三层网络）现场控制总线网络，基于标准的开放式工业现场控制总线网络（如：BACnet，Lonworks等）。各智能化子系统数据信息库对其监控模块的信息和数据信息的采集，以及各监控子系统间的联动控制，均应采用ODBC，COM/DCOM，OPC等标准通信协议完成。建筑及社区楼宇监控管理系统操作人员可以通过各子系统控制工作站（可基于C/S构架），实现对本子系统监控点报警及设备运行状态的监视和控制，实时及历史信息及数据信息查询，信息及数据信息的存储和打印，监控点属性的设定和修改，事件及时间响应程序的设定和修改，控制设备的手动控制操作的干预等。各智能化子系统专业以太网和其系统现场控制总线网络间应设置必要的网络和系统操作安全管理的机制。建筑及社区信息集成网站系统（IBMS.net）具有网络数据信息中心（IDC）的软硬件配置及功能，可以提供建筑及社区网络基础服务，如：域名服务、目录服务、认证系统、电子邮件、文件传输、主页发布、服务器托管、二级网站连接等。建筑及社区综合信息集成系统基于Web结构的IBMS.net信息集成网站应用服务器可以由网络数据信息中心IDC托管，综合楼宇信息管理系统（IBMS）与建筑及社区各智能化应用子系统（如：IPMS.net、BMS.net、SMS.net、CCTV.net、ICMS.net）的系统集成通讯接口，可采用二级网站的的形式与建筑及社区IBMS.net门户网站进行联接，并由网络数据信息中心IDC提供认证服务和网络安全。建筑及社区各智能化应用子系统数据信息库，应在网络数据信息中心IDC局域网络（Intranet），经内网防火墙后与IBMS数据信息库（各智能化应用子系统分布式数据信息库）集成和完成各应用系统间的数据信息交换。实质上建筑及社区各智能化应用子系统是建筑及社区楼宇综合信息管理系统（IBMS）平台上的一个网络专业应用子系统。IBMS将为建筑及社区各智能化应用子系统数据信息的共享，提供分布式网络数据信息仓库平台，完成建筑及社区各网络应用子系统的信息共享、资源整合和服务集成的内容。建筑及社区智能化应用子系统可以分别根据系统集成应用功能的要求，决定各智能化应用子系统通过智能化系统集成三层网络中的哪一层网络，将各自的信息和数据信息集成到综合楼宇信息管理系统和信息集成网站（IBMS/IBMS.net）平台上来。3.5 本章小结分析了智能化建筑系统集成的概念、目标和方法，对比了智能化建筑系统集成过程中所使用的相关技术，提出了其各自的利、弊4 太原市智能化建筑系统集成模式设计4.1 智能化建筑系统集成模式现状智能建筑的弱电系统需要实现系统集成，我国近期的集成目标是实现以楼宇自动化系统（BAS）为重点，广泛涉及通信自动化系统（CAS）与办公自动化系统（OAS）的智能建筑集成管理系统（IBMS）。智能建筑系统集成的核心技术所在是在信息域上，即在一个共同的软件平台上实现各个集成子系统之间的信息交换、对各集成子系统实行统一的管理和监控。这主要体现在通过计算机局域网技术利开放式数据信息库技术实现不同系统所产生的数据信息的共享。这种共享首先应关注各集成子系统之间的互联性和互操作性问题，此外还应关注系统联动实现问题。也可以应用在历史数据信息的记录上，还可以应用在数据信息的综合分析和优化处理上，更强调数据信息的管理功能，因此是更高一个层面的集成，即IBMS系统。目前智能建筑当中，IBMS系统集成的主要模式有：1以接点方式进行系统集成这种方式是系统集成最初的手段，