xx系统集成方案

XX 系统集成方案 1 前言前言 智能建筑是利用系统集成的方法 将计算机网络技术 通信技术 信息 技术与建筑艺术有机地结合在一起 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工程之间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 便利和灵活等特点的建 筑物 智能建筑的基石是各个弱电智能子系统 但管理核心是楼宇管理系统 Building Management System BMS 与智能楼宇集成管理系统 IBMS 由这些系统进行最优化组合组成一个完整的智能建筑系统 有的将 IBMS 译为 Intelligent Building Management Systems 的缩写 认为 BMS 与 IBMS 仅仅是集成程度的不同 但概念相同 BMS 集成了 BAS CCTV SAS FAS CARD 等系统 IBMS 是 BMS 与 OAS PMS 组 成的智能集成系统 有的索性把 BMS 看作 IBMS 把 IBMS 理解为 BMS 缺 少了大楼有关非设备信息的处理 把 IBMS 看作是由 BMS OAS PMS 简单 的组合 没有充分挖掘智能建筑的信息处理智能化潜力 达到实用 智能的 效果 作为智能建筑有机体 将 IBMS 理解为 Information Building Management Systems 更为合理 Information 包含了智能建筑设备运行 联动 以及相关建筑物其他信息的处理等内容 本身包含了集成 Integrated 内容 是 BMS 与楼宇相关的物业管理及其工作流有机结合的组合体 实现信息的自 动处理与查询 改变了传统的信息管理系统 通过 IBMS 对建筑物进行的设备系统 分散控制 集中管理 对物业信 息自动处理与报警提示 实现信息资源的共享与管理 节约能源 提高工作 效率和提供舒适的工作环境的管理 减少管理人员的劳动强度 提供了一个 高效 便利 可靠的管理手段 实现了整个建筑物的智能监控与信息自动处 理及有效管理 系统集成将建筑内各子系统在物理上 逻辑上和功能上连接在一起 将 子系统有机结合以实现信息 资源和整体任务的共享 生成能够涵盖信息的 收集与综合 信息的分析与处理 信息的交换与共享的能力 在提高各子系 统水平的基础上 对涉及不同学科 不同专业的各种子系统进行协调与优化 以增加少量的投资 求得总体的优化 从而得到更高的经济 社会和环境效 益 在 智能建筑设计标准 GT T 50314 2006 和 智能建筑评估标准 DG TJ08 602 2001 中 智能化集成系统都是其有机的组成部分 它可以 对各智能化系统进行综合管理 实现资源共享 信息共享 增强对突发事件 的响应能力 节约投资 用户可以选择性价比最高的子系统 不被局限于特定的产品 和品牌 IBMS 对不同厂商不同类型的产品都有良好的集成能力和广泛的兼容 性 全面及时 IBMS 对各子系统进行了综合集成 各子系统设备运行状态 故障和报警一目了然 可以及时应对各种突发事件 跨系统联动 如当门禁发生非法闯入 立即联动相关摄像机 将实时画 面切换到管理人员电视墙屏幕 同时进行录像 并进行报警提示 节能环保 通过对各种能耗数据的实时监测 对不同类型耗能设备和能 耗数据进行统计分析和节能诊断 为管理节能提供依据 为技术节能提供数 据基础 及时发现各种节能潜力 2 详细需求分析详细需求分析 2 1 项目技术要求项目技术要求 2 1 1系统说明系统说明 智能化集成管理系统是整个会议中心大楼智能化系统的运行核心 智能 化集成管理系统应采用分散控制 集中管理 系统可使管理人员通过统一的 管理界面掌握整个大楼的设备运行情况 集中报警信号 并可在集成管理系 统内实现各机电系统之间的联动 2 1 2系统集成内容系统集成内容 建筑设备监控系统 BAS 公共安全系统 智能照明系统 能源管理系统 变配电系统 2 1 3原则要求原则要求 系统集成功能应包括网络集成 功能集成 软件集成和操作界面集成等 四个主要方面 1 网络集成 搭建 BMS 系统集成网络 各子系统服务器 工作站等管 理层设备通过以太网组网 以标准 TCP IP 协议互相通信 2 功能集成 对各子系统信息进行综合处理 通过开放式数据库生成综 合信息 以实现各子系统之间的信息共享和集中的设备监控 报警管理和联 动控制功能 3 软件集成 通过标准的 OPC BACNET API 等的数据交换 通信技 术 方便地实现不同系统之间的数据交换和实时监控 4 操作界面的集成 通过对各子系统的无缝集成 集成管理系统通过中 文视窗操作系统 开放式通用数据库系统通过一个系统平台界面进行集成 2 1 4功能要求功能要求 智能化集成管理系统不但集成各子系统 同时自身作为智能建筑最核心 的应用管理平台 要求必须但不限于达到以下功能 1 统一管理界面功能 统一管理界面功能 管理人员通过工作站访问集成管理系统的服务器 掌握大楼各集成系统 机电设备 运行状况 在监控中心通过统一的界面实时监测并根据各分系 统功能特点对其进行监控 2 简单 直观的电子地图功能 简单 直观的电子地图功能 智能化集成管理系统采用电子地图 统一采用 45 度倾角式防区图 形 式显各个子系统 设备及各楼层信息 使其操作界面简单 直观 3 集中显示报警信息功能 集中显示报警信息功能 各机电设备运行的报警信息 不仅在本系统的工作站界面上出现 而且 能够集中显示在智能化集成管理系统的工作站上 并可以通过集中的短信平 台将报警信息发给相关管理人员 4 运行数据集中备份功能 运行数据集中备份功能 智能化集成管理系统能定时收集各机电设备控制系统的状态数据 形成 运行历史数据库 并形成多种历史数据表格以便管理人员定期查看 5 机电设备管理功能 机电设备管理功能 对设备的正常运行时间 停机时间 故障时间进行累计 形成运行周期 的数据库 给出设备需维修维护的预测周期 记录设备的维修更换 6 智能策略控制 决策辅助 功能 智能策略控制 决策辅助 功能 智能化集成管理系统在采集数据的同时 具备历史数据智能分析功能 系统可根据分析结果 在智能策略控制模块中设置联动控制策略 系统在适 当条件下响应触发这些策略 达到系统优化和高效运行的目的 7 安全管理功能 安全管理功能 智能化集成管理系统要求实现全系统集中式的帐户管理 授权管理 可 为不同级别的人员赋予不同的操作权限 防止系统信息泄露和被非授权人员 所干扰 8 WEB 访问访问 智能化集成管理系统应采用 B S 或 C S 架构 允许采用专用的客户端软 件访问 也可以通过标准的 WEB 浏览器进行访问 9 本系统需根据会议总控平台集成功能要求提供标准的接口并开放协议 2 2 设计目标设计目标 智能化集成管理系统的总体目标是通过综合集成技术 构造一个综合信息 环境联系该建筑物内的空间 能源 物流环境 即通过对建筑物内各种信息资 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 智能化集成管理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和系统 信息的集成管理 2 3 需求分析需求分析 随着计算机 网络和通讯等技术的进步和建筑智能化快速发展 智能建筑 系统的集成技术也不断地由低级向高级发展 在各甲级智能化大楼和高档社区内 也逐步成熟和得到应用 在智能建筑的发展过程中 一方面是楼宇自控 综合 布线 综合保安 公共广播等系统日益众多 另一方面却由于缺少一个成熟的 建筑智能化管理系统 使智能建筑所集成的软 硬件之间 系统与系统之间以 及系统运行与实际管理之间出现了相互分割和难以协同的尴尬 很不适应客户 监控与管理的要求 如何突破这种各个子系统分割运行的瓶颈 使智能建筑内 的硬件平台 软件平台与应用系统之间 以及系统 信息 组织与管理之间实 现高度融合和协调运行 已经成为智能建筑行业乃至社会各界普遍关注的焦点 对于一幢现代化的智能大厦 具有运行可靠 节约能源 方便管理这些都是大 家所期待的 建筑智能化集成管理系统的应用 给开发商提供了良好的商机 给物业管理者提高管理水平 给业主或承租者得到优质服务提供了有力支撑 集成管理系统应达到以下要求 使用简单方便 无客户端数量限制 集中监控和管理 信息集成和综合 全局系统事件管理 一体化的分布式网络 具备完善的设备运行管理体系 具备集成处理业务信息能力 2 3 1系统集成的基础系统集成的基础 智能建筑集成管理系统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功能系统的信息接口 完成整个 建筑全局事件的综合性决策 控制和系统信息的集成管理 同时要求系统能够 为其他系统开放标准接口 实现信息共享与管理 2 3 2系统集成的内容系统集成的内容 智能化集成管理系统 IBMS 是整个智能大厦弱电系统的最高监控与管理层 通过智能建筑集成管理系统 IBMS 可以对大厦的各种设备进行实时监控 综 合管理 实现信息共享 数据分析和远程监控 通过采用先进 开放 灵活 易扩展的网络平台和标准的通信协议 使各系统的互连与互通信 使资源得到 共享 应采用先进 成熟的技术对整个智能大厦的主要弱电子系统进行统一集 成 形成一个统一的 相互关联的 相互协调 并可根据需要实现联动的综合 管理系统 实现信息的高度共享 本项目要集成的基本子系统包括 楼宇自控系统 入侵报警系统 视频监控系统 停车场系统 门禁系统 电子巡更系统 智能照明系统 能源管理 变配电监控系统 安全监控系统 系统集成提供了一套中央管理系统和数据库 通过不同的网关接口 将以 上各子系统进行系统集成 以达到信息共享 自动完成数据采集 存储 分析 工作 并在此基础上 提供完善管理功能 系统集成的目标是以系统集成 功 能集成 网络集成和软件界面集成等多种集成技术为基础 遵循开放 先进 高效 可靠 经济 实用的原则 通过公共的高速通信网络 构筑起一个结构 合理 性能良好 安全可靠的网络平台 运行和操作在统一的人机界面环境下 实现信息 资源和任务共享 完成集中与分布相结合的监视 控制和综合管理 功能 我们采用 IBMS 系统对以上系统进行集成 3 设计依据设计依据 绿色建筑评价标准 GB T50378 2014 民用建筑绿色设计标准 DB 2013 公共建筑节能设计标准 GB50189 2005 民用建筑电气设计规范 JGJ16 2008 智能建筑设计标准 GB T50314 2006 综合布线系统工程设计规范 GB50311 2007 综合布线系统工程施工及验收规范 GB50312 2007 电力工程电缆设计规范 GB50217 2007 语言清晰度指数的计算方法 GB T 15485 95 电气安装工程接地装置施工质量验收规范 GB 50169 2006 供配电系统设计规范 GB50052 2009 低压配电设计规范 GB50054 2011 通用用电设备配电设计规范 GB50055 2011 建筑照明设计标准 GB50034 2013 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343 2012 高层民用建筑设计防火规范 GB50045 95 2005 版 建筑物防雷设计规范 GB50057 2010 20KV 及以下变电所设计规范 GB50053 2013 火灾自动报警系统设计规范 GB50166 2013 视频安防监控系统工程设计规范 GB50395 2007 安全防范工程技术规范 GB50348 2004 公共广播系统工程技术规范 GB 50526 2010 采暖通风与空气调节设计规范 GB 50019 2003 中央空调水系统节能控制装置技术规范 GBT 26759 2011 4 系统详述系统详述 4 1 系统拓扑系统拓扑结构结构 目前国际上智能大厦集成管理系统的体系结构主要 Client Sever 方式 Browse Web Server 方式 本系统采用 Client Sever 和 Browse Web Server 相互结 合的方式 整个系统采用分布式结构 系统由多个功能模块组成 根据项目的具体要 求 整套系统可以部署在多台电脑上 也可以只部署在一台电脑上 电脑的数 量根据项目的规模和需求来决定 安全防范系统 SA 火灾自动报警系统 FA 楼宇自控系统 BA 其它系统办公自动化 OA I In nt te er rn ne et t IBMS服务器 IBMS监控终端 移动终端 通讯自动化系统 CA 数据库服务器 IBMS管理终端 数据采集器终端 子系统接口网关 系统拓扑图 4 2 设计思想设计思想 4 2 1实用性原则实用性原则 根据大厦在日常管理中的设计要求来设定集成管理的内容 不考虑华而不 实的桌面功能 4 2 2开放性和标准化开放性和标准化 集成后的系统应是一个开放系统 系统集成的过程主要是解决不同系统和 产品间接口和协议的 标准化 以使它们之间达到 互操作性 它提供标 准数据接口 网络接口 系统和应用软件接口 系统开放性特征是 可扩展性 灵活性好 兼容性和应用软件可移植性强 可维护性好 生命周期长 4 2 3模块化模块化 系统要严格按照模块化结构方式开发 以满足通用性和可替换性 采用 模块化设计 分布实施的战略 4 2 4易维护原则易维护原则 智能化系统是一项技术要求高且系统之间相互关系复杂的系统 因此 在系统维护上其难度大大高于一般的独立子系统 这样就会给系统今后的运 作造成困难 因此 在系统设计中强调系统的易维护性 操作人员无需使用 过多的专用的工具和仪器 保证系统的维护简单 4 2 5先进性先进性 系统要与技术发展潮流相吻合的产品 建立一个可扩展的平台 保护前 期工程和后继先进技术的衔接 使系统具有先进性 4 2 6经济性经济性 经济成本是系统集成必须考虑的因素之一 要求系统设计者从系统目标 和用户需求出发 经过充分论证 选择适合的产品 系统建设始终贯彻面向 应用 注重实效的方针 坚持实用 经济的原则 其经济性应包括以下内容 系统本身的价格 包括系统 技术服务和培训 对系统实施的特殊要求所需的费用 对系统集成所需的有关费用 在满足性能要求的前提下尽最大可能使整个系统能获得更大的收益 4 2 7安全性和保密性安全性和保密性 在系统设计中 既考虑信息资源的充分共享 更要注意信息的保护和隔 离 因为我们的系统分别针对不同的应用和不同的通信环境 采取不同的措 施 包括系统安全机制 数据存取的权限控制等 4 2 8高效率高效率 系统效率高低 体现在系统性能中 主要包括以下几个方面 系统实时响应与控制能力 服务器响应请求的能力 系统的吞吐能力 4 2 9节能性节能性 系统设计应具有节能环保意识 在保证需求的条件下 能提供能源管理 和能耗统计分析功能 千方百计减少能耗 为管理节能提供依据 为技术节 能提供技术手段 以保证绿色 健康与经济目标的实现 4 3 系统集成模式系统集成模式 目前 国际上在智能大厦系统集成技术实现方面主要有两种模式 4 3 1基于基于 BA 的管理自动化系统的管理自动化系统 BMS Building Management System 模式模式 BMS 以 BA 系统为基础和平台 并且增加有关信息通信 协议转换和控 制管理等模块 使智能建筑中各类子系统以它为核心进行集成 它运行于 BA 中央监控管理级计算机上 实现对各类子系统和设备的信息管理和监控 4 3 2综合管理自动化系统综合管理自动化系统 MAS Management Automation System 模式模式 MAS 是在 BA 消防 通信等子系统的基础上建立一个独立的监控和管 理中心 它运行于中央管理计算机 或中央管理计算机系统联网的多台计算 机 上 是整个智能建筑的集成或总控中心 一般来说 BMS 系统以 BA 系统运行工作平台为基础 同时汇集其他子 系统的信息 减少了各子系统分散控制的复杂度 提高了大楼智能子系统之 间的耦合度 BMS 强调系统控制的实时性和可靠性 对大楼的物业管理缺乏 统一的考虑 系统的开放性和扩展性比较差 MAS 系统是以 集中管理 为 特征 除了一般的监控画面外 更强调各智能子系统协同管理的重要性 它 从大楼业主管理的角度出发 全面监测各智能子系统联动的真确性和可靠性 为管理者提供科学的决策依据 它强调数据的 可管理性 提供通用的数 据接口 以便于同办公自动化系统的一体化集成 我们的集成管理系统方案采用 MAS 模式 大楼各智能子系统以综合管理 自动化系统平台为核心进行系统集成 4 4 技术实现方式技术实现方式 从功能和技术实现的途径将智能大厦系统集成实现方式分为三种类型 子系统功能集成 控制网络和信息网络集成 信息系统的集成 4 4 1子系统功能集成子系统功能集成 各生产厂商早期无统一的通讯协议 这样不同系统的连接是通过一些硬 连接 如继电器或简单的通讯接口 或者专门为某一类产品开发专用的网关 来完成系统间的通讯 比如电梯和楼宇设备自动化系统的联网集成 电梯和 安保系统的集成大多数采用硬连接方式 然而 这种集成方式只适用于特定 的系统 如果系统发生变化或者控制软件及系统升级 就有老的联网设备不 能完成通讯功能的问题 另外 这种功能集成一般较为简单 采用这种集成方式 系统耦合程度高 要求两个系统相互之间的通讯协 议或工作流程相当熟悉 以防止产生相互串扰而直接影响两个系统的正常运 行 因此在技术上完全依赖于集成系统双方的技术方面的协调 施工过程中 容易产生相互扯皮的情形 特别是设备出了故障难以确定双方的责任范围 另外 由于该接口不具备开放性和可扩展性 一方系统的升级或扩充必然对 另一方产生影响 从而造成系统运行维护的困难 4 4 2控制网络和信息网络集成控制网络和信息网络集成 现场总线技术是 80 年代末 90 年代初发展起来的应用于过程自动化和制 造自动化领域的现场设备互联网通信技术 一个现场总线控制系统 可以被看 作由数字通信设备和监控设备组成的分布式系统 它的出现将使传统的自动 化控制系统产生革命性变革 变革现有系统的体系结构 设计方法 安装调 试方法和产品结构 随着现场控制总线技术在楼宇自动化设备的广泛应用 以及现代通讯系 统和计算机网络系统的普及 控制网络和信息网络技术开始走向集成化 这 种集成方式将网络分为几级 如采用三级模式 主干网 二级网和三级网 主干网主要连接大楼管理终端 如物业管理 办公自动化等 连接方式采用 信息网络 Ethernet 网络 二级网主要连接设备管理终端 如 CCTV 系统 终端 BAS 设备管理中断等 网络连接方式仍然为信息网络 Ethernet 网络 三级网为现场总线网 采用国际上通用的标准如 BACnet Lonworks 等 某些专用的系统仍然可以采用网关方式 三种模式的网络由集成网络管理软 件控制信息流向 数据操作的权限 建筑物自动化系统的网络 是以 RS485 总线或 LonTalk 总线为纽带的控 制网络 是以完成实时控制数据传递而实现建筑物设备控制自动化的网络 控制网络经历了集散式到平面式的发展历程 前者是 RS485 总线 后者是 LonTalk 总线 RS485 是广泛采用的控制总线接口标准 美国标准 ANSI ASHRAE 135 BACnet 中 对控制总线接口标准或通讯协议 采纳了 RS485 RS232 和 LonTalk 在集散式控制系统中 RS485 几乎是所有供应 商采用的控制总线标准 我国标准 JGJ T16 92 中对建筑物自动化系统的容 量规定 中型系统是 161 650 点 大型系统是 651 2500 点 RS485 总线是比 较合适的 LonTalk 总线是 LonWorks 技术使用的控制总线 它是测控合一双 向通讯的平面式控制总线 即在 JGJ Tl6 92 分级分布式结构中 第一级传感 器执行器也直接连入控制总线的新型单层网络控制系统 由于取消了第一级 设备层 这种控制网络有时被称为 平面式 控制网络 目前 建筑物自动 化系统 以集散式和平面式共存在一个系统中的较好 可以把集散式和平面 式两者的优点都发挥出来 就智能大厦而言 目前使用比较多的控制网络为 BACnet 和 LonWorks 其他的控制网络技术还有 C Bus DeviceNet 等 在智能大厦中另外一种网络 既是我们熟悉的办公自动化网络 数据网络 目前数据网络主要有 Ethernet 网络 Novell 网络 Token Ring 网络等 但是目前广泛应用的还是以 Ethernet 网络为主 4 4 3信息系统的集成信息系统的集成 随着信息系统以需求为中心及 Internet 网络技术的发展 一种面向用户的 商业服务以及在 Internet 技术基础上的远程监控的需求越来越成为发展的趋势 在这种新概念的促使下 系统集成技术越来越趋向于 Internet Intranet 基础上 的以 Web 浏览器和数据库为核心的信息网络集成 在该集成模式上 技术的 特征是面向用户和 Internet 的 而不是仅仅注重大楼内部不同系统之间的信息 通讯 通过开发数据库互连 实现物业管理数据库和办公自动化互联 提供 综合全面的信息与数据 信息网络集成解决的主要技术是从要集成的各子系统中得到大楼的设备 运行状态和故障报警信息 以便统一纳入以太网中 主要的技术关键是各子 系统的接口和大楼的管理模式以及各子系统的联网问题 4 4 4三种集成方式的比较与分析三种集成方式的比较与分析 三种智能大厦系统集成的技术实现方法反映了开发智能大厦集成管理系 统的所遇到的主要技术特征 一般来说 在开发一个实际的智能大厦集成管 理系统时都会遇到上述的系统集成方式 在本设计方案中 我们采用信息系 统集成方式 原因如下 1 采用子系统功能集成方式 一般适用于功能比较简单 被集成的设 备没有数据通讯接口 只有端子连接线方式 一般在集成功能比较 简单的机电设备为主 2 由于控制网络协议的标准推广还没有真正达到工程化实用的程度 所有真正全部采用 BACnet 或者 LONWORK 的楼宇设备自动化系统 的产品还比较少 这使得实现控制网络和数据网络集成的技术实现 难度比较大 在实际的工程中 采用一体化网络集成的方式主要是 一些楼宇设备控制系统厂商在全部采用本公司产品系统的情况下采 取的系统集成方式 3 采用信息系统集成的方式 是目前智能大厦集成管理系统技术实现 所采用的流行方式 由于各子系统提供的数据通讯接口比较统一 因而在系统开发过程中比较容易实现 在该集成模式上 技术的特 征是面向用户和 Internet 的 而不是仅仅注重大楼内部不同系统之间 的信息通讯 通过开发数据库互连 实现物业管理数据库和办公自 动化互联 提供综合全面的信息与数据 三种智能大厦系统集成的技术实现方式还反映了建筑智能化系统技术发 展的趋势 在网络化和信息化发展的今天 电子信息技术已逐渐深入到大楼 的机电设备系统之中 采用国际通用的网络通信标准的产品已是大势所趋 而建筑信息集成是将来智能大厦系统集成技术的主要方向 这也同信息技术 发展的方向是一致的 这就是标准 开放和互连 4 5 IBMS 体系结构体系结构 从逻辑结构上集成系统可分为以下几层 子系统设备层 接口通讯层 数据逻辑处理层 应用层 4 5 1子系统设备层子系统设备层 子系统设备层包含所集成的所有子系统 楼宇自控系统 入侵报警系统 视频监控系统 停车场系统 门禁系统 电子巡更系统 智能照明系统 能 源管理 变配电监控系统和安全监控系统 通过 IBMS 集成平台 把所有的子系统有机融合在一起 为用户提供协 调一致的整体服务 4 5 2接口通讯层接口通讯层 接口通讯层在子系统设备层与数据逻辑处理层间构筑起标准化数据交换 通道 屏蔽不同系统之间通讯的协议细节 对子系统采集的数据做标准化编码 为上层提供数据 将上层发送的指令进行解码转化成子系统格式 指挥子系统动作 TCP IP COM OPC SNMP XXX IBMS标准化标准化 解码解码 IBMS标准化标准化 编码编码 IBMS 传输协议转换 子系统 传输协议转换 业务逻辑业务逻辑 处理处理 接口通讯接口通讯 层层 子系统设备层子系统设备层数据逻辑处理数据逻辑处理 层层 接口通讯层针对不同的系统 不同的接口协议和规范提供不同的网关 网关通过子系统的管理系统进行通讯完成对子系统现场设备信息的采集和处 理 网关一般不直接和子系统的设备直接通讯 而是通过子系统的管理系统 完成 从而避免侵入性 保证子系统的安全稳定地运行 网关采用标准化的 通信协议 完成对不同厂家的产品的通信连接 进而对完成现场的信息采集 和设备控制 因为不同系统的通讯协议 通讯方式各不相同 目前并没有统 一的标准 网关接口处理不同系统的通讯协议 为上层提供统一的设备消息 屏蔽了和不同系统之间通讯的协议细节 同时将将监控服务器发送来的信息 转换成相应子系统认可的协议和格式 完成对各子系统的控制和管理 网关 支持多种通讯方式 RS232 RS485 串行口方式 OPC DDE NetAPI Socket Modbus ODBC ADO JDBC JMS RMI W ebService 对于非标准协议 可以针对子系统提供的协议或 SDK 进行定制开 发 4 5 3逻辑处理层逻辑处理层 逻辑处理层是整个 GF IBMS 集成管理平台的核心 它对来自于接口通讯 层的数据作及时的处理 完成全局联动和计划任务 同时在各子系统间 综 合应用层中的相关应用与子系统间构建起沟通的桥梁 综合综合 应用应用 中央数据库中央数据库 动作指令动作指令 计划任务计划任务 实时监控实时监控 数据处 理 子系统数据通讯子系统数据通讯 数据数据 交换交换 数据逻辑处理数据逻辑处理 层层 接口通讯接口通讯 层层 综合应用综合应用 层层 全局联动全局联动 这是整个系统的核心部分 主要作用是 封装了数据处理逻辑 统一处理网关接口发送的设备消息 将处理 后的结果存入数据库 同时接收用户发送来的控制信息 作相应处 理后再分别发送给相应的网关接口 由网关接口通知相应子系统完 成相应处理 根据事先制定的联动表 当子系统事件发生时 联动本系统的设备 和相关系统的其他设备 执行跨系统的计划任务 4 5 4综合应用层综合应用层 综合应用层包含各种客户化的综合应用 安全认证 权限管理 系统配 置管理 设备管理与维护 日志管理 物业管理等 IBMS 层次结构图 4 5 5用户操控界面用户操控界面 本系统的设计将通过用户友好的界面使大厦管理人员能更快捷 有效及 方便地管理大厦智能化系统 用户显示界面将采用大厦实际平面图 系统设备的物理分布图及各子系 统的实际连接性系统图的平面图 以动态图标显示方式表示系统的实时状态 管理员能随意的选择进入大厦的任何楼层和子系统 并能按需要再深入的进 入更深及更详细的系统环境 在有报警或异常状态的情况下 能自动弹出有 关报警信息以便管理员能尽快的解决问题 在系统用户界面的操控方面 系统的应用基本上只需要鼠标便能做出各 主要操控 调配及监视的功能运作 管理人员的所有指令都经过用户操控界 面的翻译及传递到各个指定的设备 使它们执行设定的任务 在此基础上用 户操控界面也同时接收各个设备所发出的信息 在经过处理后以管理员可读 的界面显示方式显示出来 4 6 子系统集成原理子系统集成原理 GF IBMS 通过协议转换网关 PTG Protocol Transfer Gateway 对子系统集 成 协议转换网关也叫设备 子系统 驱动 经通讯协议转换后 统一通过 计算机网络 TCP IP 协议 与系统集成平台通讯 GF IBMS 系统的协议转换 接口网关提供了多种通讯接口 在与 GF IBMS 数据采集终端的通讯可以采用 TCP IP 或串口 RS232 同时协议转换网关留有很大的扩展余地 能够根据不 同的子系统灵活的配置和进一步的开发 GF IBMS 系统可以通过与子系统的管理软件进行通讯的方式来进行对接 也支持直接与子系统的主控设备进行通讯的方式来进行对接 GF IBMS 提供 了多种标准的协议转换网关 如 OPC Modbus DDE Net DDE 等 对于哪 些非标准的子系统接口 可以定制开发对应的协议转换网关 下面是主要的协议转换网关的接口方式 4 6 1OPC 协议转换网关协议转换网关 OPC OLE for Process Control 微软提出的工业数据交换的标准 提出后 得到很多厂家响应 它基于 DCOM 技术 定义了 OPC Server OPC Client 连接 的标准 完整的 OPC 包括三个服务 数据存取服务 Data Access Server 报警 和事件服务 Alarm Event Server 和历史数据服务 History Data Server 通过这 三个接口服务可方便采集实时数据 历史数据和报警事件数据 OPC 协议转 换网关作为 OPC Client GF IBMS 系统提供了标准的 OPC 协议转换网关 4 6 2Modbus 协议转换网关协议转换网关 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言 通过此协议 控制 器相互之间 控制器经由网络 例如以太网 和其它设备之间可以通信 它 已经成为一通用工业标准 有了它 不同厂商生产的控制设备可以连成工业 网络 进行集中监控 此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构 而 不管它们是经过何种网络进行通信的 它描述了一控制器请求访问其它设备 的过程 如何回应来自其它设备的请求 以及怎样侦测错误并记录 它制定 了消息域格局和内容的公共格式 Modbus 已经成为国家标准 GB T19582 2008 GF IBMS 系统提供了标准的 Modbus 协议转换网关 4 6 3基于基于 Web Service 的协议转换网关的协议转换网关 Web Service 是基于网络的 分布式的模块化组件 它执行特定的任务 遵守具体的技术规范 这些规范使得 Web Service 能与其他兼容的组件进行互 操作 Web Service 也是一个国际标准协议 它本身具有自我描述的特征 基于 Web Service 的协议转换网关是通过产品厂商发布的 Web Service 接 口来开发的 GF IBMS 网关利用子系统提供的 Web Service 接口获取子系统 信息 也可对子系统进行控制 这种方式由于具有标准化 跨平台的特性 越来越多的子系统会提供这种模式 以后会成为主流 采用 Web Service 方式接口的子系统 产品厂商也必须提供相应的接口说 明文档 4 6 4DDE Net DDE 协议转换网关协议转换网关 DDE Net DDE 方式 DDE 动态数据交换 Net DDE 网络动态数据交换 是微软在 Windows3 1 3 2 等 16 位 Window中提出的一种数据交换交换标准 子系统管理软件作为 DDE Server GF IBMS 网关作为 DDE Client 与子系统交 换数据 如江森的 Metasys 系统 DDE Net DDE 方式在数据量很大时反应速 度很慢 并容易死机 交换 3000 监控点左右数据量需近 8 分钟 不推荐采用 4 6 5Socket 协议转换网关协议转换网关 采用网络套接字交换数据 分为 TCP 方式 流套接口 和 UDP 方式 数据报套接口 流套接口提供了双向的 有序的 无重复并且无记录边 界的数据流服务 数据报套接口支持双向的数据流 但并不保证是可靠 有 序 无重复的 采用 Socket 方式通讯的子系统 会自定义一套通讯协议 子系统接口网 关通过该协议与子系统进行数据交换 该方式要求产品厂商提供协议文档 4 6 6串口协议转换网关串口协议转换网关 采用串口交换数据 分为 RS232 方式 485 USB 等方式 串口通讯有 两大类 一类是总线式 这种方式一般是采集器终端直接和硬件主控设备间 通讯 同一链路上的每个设备都有一个不同标识 地址 485 就是这种通讯类 型 另一类是点对点方式 这种方式大多数也用于采集器终端直接和硬件主 控设备间通讯 由于是一对一方式的 设备不用进行标识 采用串口方式通讯的子系统 会自定义一套通讯协议 子系统接口网关 通过该协议与子系统进行数据交换 该方式要求产品厂商提供协议文档 4 6 7基于数据库的协议转换网关基于数据库的协议转换网关 采用数据库来作为数据传递媒介 发送方把数据存储到数据库指定表中 接收方通过循环查询方式 读取数据 标准数据库一般提供 ODBC 以供其他 软件对其访问 或者 Api 接口对其访问 也可以通过开放数据库表结构方式 GF IBMS 网关作为数据库用户获取数据 但是通过数据库方式一般是单向的 即可获取数据 但是不能对其控制 采用数据库方式接口的子系统 产品厂商也必须提供相应的协议文档或 数据库存取 API 接口 4 6 8基于基于 SDK 的协议转换网关的协议转换网关 基于 SDK 的协议转换网关是通过产品厂商提供的 Api 函数接口来开发的 GF IBMS 网关利用 Api 函数获取子系统信息 也可对子系统进行控制 这种 方式 Api 函数一般是专用的 每个系统均不一致 比如视频监控系统一般就 通过这种方式 采用 SDK 方式接口的子系统 产品厂商也必须提供相应的协议文档和 SDK 开发包 4 7 对子系统接口要求对子系统接口要求 GF IBMS 系统架构在各子系统之上 各子系统必须提供相应的协议 GF IBMS 才能对其进行集成 子系统接口应该满足下列要求 1 免费开放其接口协议 其协议应当能使 GF IBMS 系统获取其系统内 的必需信息 2 同时提供协议所需要的软硬件模块 当其接口协议需要其他软硬件 模块才能通讯时 应当一并提供 如 OPC 协议 应当同时提供 OPC Server 3 接口协议的通讯速度应当满足用户要求 4 在项目实施过程中 甲方协助我方和子系统厂商一起协调解决接口 协议 5 子系统的厂商为 GF IBMS 的接口调试和测试提供完全的协助和配合 6 为满足用户控制和联动控制需要提供控制功能的子系统还应当满足 下列要求 保证子系统运行安全 控制功能符合行业要求和规范 子系统同意对其控制 开放控制协议和控制内容 根据所集成的内容 对各子系统要求如下 4 7 1楼宇自控系统楼宇自控系统 1 通讯方式和通讯协议通讯方式和通讯协议 通过 OPC Socket Web Service API 等其中 哪种方式进行通讯 并提供相应的通讯协议 2 点位信息点位信息 提供对空调 变配电 给排水 排风 照明 冷热源等 系统所有点的状态 报警和故障的监视和相应的控制功能的说明 3 点位表点位表 提供点位表 编码表和平面布置图 4 7 2视频监控系统视频监控系统 1 通讯方式和通讯协议通讯方式和通讯协议 提供 SDK 开发包 2 点位信息点位信息 提供对摄像机 云台状态 报警和故障的监视和摄像机 画面切换 云台控制功能的说明 3 点位表点位表 提供点位表 编码表和平面布置图 4 7 3防盗 入侵 报警系统防盗 入侵 报警系统 1 通讯方式和通讯协议通讯方式和通讯协议 通过 OPC RS232 RS485 Socket Web Service API 等其中哪种方式进行通讯 并提供相应的通讯协议 2 点位信息点位信息 提供控制器 报警探头状态 报警和故障的监视功能 3 点位表点位表 提供点位表 编码表和平面布置图 4 7 4门禁管理系统门禁管理系统 1 通讯方式和通讯协议通讯方式和通讯协议 通过 OPC Socket Web Service API 等其中 哪种方式进行通讯 并提供相应的通讯协议 2 点位信息点位信息 要求读卡机和通道门的状态 故障 报警状态 监视 提供门禁开关控制功能 提供刷卡实时记录及历史记录 或开放数 据库结构 提供字段说明 3 点位表点位表 提供点位表 编码表和平面布置图 4 7 5停车场系统停车场系统 1 通讯方式和通讯协议通讯方式和通讯协议 通过 OPC Socket Web Service API 等其中 哪种方式进行通讯 并提供相应的通讯协议 2 点位信息点位信息 提供车库管理系统中设备读卡机 控制器 挡车臂 车 位等监视和相应控制功能 提供车辆实时出入记录及历史记录 或 开放数据库结构 提供字段说明 3 点位表点位表 提供点位表 编码表和平面布置图 4 7 6电子巡更系统电子巡更系统 1 通讯方式和通讯协议通讯方式和通讯协议 通过 OPC Socket Web Service API 数据 库交换等其中哪种方式进行通讯 并提供相应的通讯协议 2 点位信息点位信息 提供巡更点 巡更线路 巡更人员 巡更状态等信息 提供巡更记录及历史记录 或开放数据库结构 提供字段说明 3 点位表点位表 提供点位表 编码表和平面布置图 4 7 7智能照明系统智能照明系统 1 通讯方式和通讯协议通讯方式和通讯协议 通过 OPC Socket Web Service API 等其中 哪种方式进行通讯 并提供相应的通讯协议 2 点位信息点位信息 设备的运行状态 故障 报警状态 灯组控制模式 开 关 可调光 场景等 3 点位表点位表 提供点位表 编码表和平面布置图 4 7 8能源管理能源管理 1 通讯方式和通讯协议通讯方式和通讯协议 通过 OPC Socket Web Service API 等其中 哪种方式进行通讯 并提供相应的通讯协议 2 点位信息点位信息 水表 电表 气表等设备的运行状态 故障 报警状态 各点位实时数值 历史数据 趋势等 3 点位表点位表 提供点位表 编码表和平面布置图 4 7 9变配电监控系统 变配电监控系统 1 通讯方式和通讯协议通讯方式和通讯协议 通过 OPC Socket Web Service API 等其中 哪种方式进行通讯 并提供相应的通讯协议 2 点位信息点位信息 设备的运行状态 故障 报警状态 电压 电流 电度 功率 频率等状态值 开关控制等 3 点位表点位表 提供点位表 编码表和平面布置图或原理图 4 7 10 安全监控系统安全监控系统 4 通讯方式和通讯协议通讯方式和通讯协议 提供 SDK 开发包 5 点位信息点位信息 提供对摄像机 云台状态 报警和故障的监视和摄像机 画面切换 云台控制功能的说明 6 点位表点位表 提供点位表 编码表和平面布置图 5 产品介绍产品介绍 5 1 系统功能介绍系统功能介绍 5 1 1子系统集成子系统集成 GF IBMS 平台作为各系统运行信息的交汇与处理的中心 对汇集的各类 信息进行分析 处理和判断 对楼宇自控系统 入侵报警系统 视频监控系 统 停车场系统 门禁系统 电子巡更系统 智能照明系统 能源管理 变 配电监控系统和安全监控系统进行统一监控和管理 并为管理部门提供数据 接口 使各子系统和设备始终处于有条不紊 协调一致的高效 经济的状态 下运行 通过系统集成 构筑中央监控与管理界面 通过可视化的 统一的图形 界面 管理人员可以十分方便 快捷地对系统所包容的所有子系统进行实施 监视 控制和集中的统一管理 生动形象地显示所有子系统设备的运行状态 并可以实现跨子系统的联动功能 当子系统设备发生故障报警时 集成管理 系统直观形象地显示其设备位置和报警信息 提示管理人员进行处理 并可 以执行相关的联动动作 5 1 1 1楼宇自控系统楼宇自控系统 1 机电设备运行状态监视 监视机电设备的运行状态 运行参数 通 过接口与集成管理系统相连 集成管理系统通过工作站可以进行设 备运行状态的集中监视和查询 2 故障报警显示 当设备出现故障或超限报警时 集成系统将利用报 警功能显示相应的故障报警信息 定位故障报警设备的位置和名称 提示处理方案 记录处理过程 3 具有直观形象的图文显示功能和电子地图功能 4 统计分析所有设备的当前运行状态和历史报警故障报表 5 在 BMS 的管理计算机上 能以平面图 系统图 透视图和表格等多 种方式 显示所有 BAS 监控系统的构成与设备的实时运行 故障 报警状态 6 在 IBMS 的管理计算机上 操作者在控制权限内 可直接监控任何 一台设备 并可实施远程设定与控制 下图是 BA 系统新风机和冷冻系统监控画面 BA 系统集成界面 5 1 1 2视频监控系统视频监控系统 1 电子地图显示摄像机布局 2 当发现入侵者时 准确报警 并以报警平面图方式显示 3 当发生报警时 可快速将报警点所在区域的摄像机机自动切换到指 定显示器 显示报警画面 4 在 GF IBMS 的管理计算机上 操作者可操控权限内的任何一台摄像 机或观察权限内的显示画面 还可利用鼠标在电子地图上对电视监 控系统进行快速操作 5 支持局域网内多人同时远程视频监控 支持云台控制及画面切换 放大 缩小 变焦 移动 CCTV 系统集成界面 5 1 1 3入侵报警系统入侵报警系统 1 在 GF IBMS 的管理计算机上 可与安全防范控制中心同步实时监视 安全防范系统与入侵报警系统主机 各种入侵探测器 报警探头 手动报警器等的运行 2 当发生入侵时 应能准确报警 并以图像或声音等方式实时向管理 者发出警示信息 直至管理者做出反应 5 1 1 4门禁系统门禁系统 1 监视门禁设备状态 各通道管制门的开 关状态 非法刷卡报警 非 法闯入报警和长时间开关异常报警等 一旦门出现异常情况 进行 报警定位 在监控楼面图的相应位置显示报警信息 2 操作者可操控权限内的任意一个门 如 开门 设置门的常开 常 闭和恢复自动控制 3 可以实时监控人员的出入状态 4 可以查看门最近进出人员资料和历史资料 5 能实现信息共享 并自动与消防等相关子系统联动 5 1 1 5停车场系统停车场系统 1 在 IBMS 的管理计算机上 能获取停车场的车辆流量 车位及其他 实时管理信息 与停车场管理中心同步实时监视停车场管理系统主 机等运行 故障 报警等信息 并以动态图象报警平面图和表格的 形式实时显示 2 能实现信息共享 并自动进行与有关子系统之间的联动控制 3 在 IBMS 的管理计算机上 经授权的操作者可发出控制命令 同时 存储记录 但不能修改收费信息 4 当发生事故时 能准确报警 并以图像或声音等方式实时向管理者 发出警示信息 直至管理者做出反应 5 能提供信息 以便物业管理等部门共享停车场管理系统的信息资源 进一步实现系统集成和统一收费等服务功能 5 1 1 6智能照明系统智能照明系统 1 灯光状态监视与控制 在电子地图界面上监视和控制各灯组的开关 状态 调光参数 2 场景状态监视与控制 在电子地图界面上监视和控制场景状态 3 故障报警显示 当设备出现故障或超限报警时 集成系统将利用报 警功能显示相应的故障报警信息 定位故障报警设备的位置和名称 提示处理方案 记录处理过程 4 具有直观形象的图文显示功能和电子地图功能 5 统计分析所有设备的当前运行状态和历史报警故障报表 6 在 GF IBMS 的管理计算机上 操作者在控制权限内 可直接监控任