智能楼宇信息化建设中系统集成技术的运用

郝永军

摘要：随着建筑行业的发展和科学技术的进步，人们对生活质量的要求越来越高，在此背景下，智慧楼宇建设备受人们关注。系统集成技术是智能楼宇建设不可缺少的关键技术，是实现智能楼宇智能化、自动化功能的关键。本文简要概述智能楼宇的概念和智能楼宇中常见的系统集成技术，并结合实际阐述系统集成技术在智能楼宇信息化建设中的具体应用。

关键词：智能楼宇  系统集成技术  自动化  通信技术

中图分类号：TU855

Abstract： With the development of construction industry and the progress of science and technology， people’s requirement for quality of life is getting higher and higher. In this context，  the construction of intelligent building has attracted much attention. System integration technology is an indispensable key technology in intelligent building construction， and it is the key to realize intelligent and automatic function of intelligent building. This paper briefly introduces the concept of intelligent building and the common system integration technology in intelligent building， and expounds the concrete application of system integration technology in the information construction of intelligent building.

Key Words： Intelligent building; System integration technology; Automation; Communication technology

21世纪以来，随着信息技术的飞速发展，社会发展高度信息化，在建筑领域，建筑物与现代信息技术相结合，智能楼宇受到广泛重视。其实质是通过智能楼宇集成管理系统实现对建筑物内机电设备、通信和数据信息的协调、集中管理，以提高管理科学性和精准性，既可以降低管理成本，又能提高管理效率。而系统集成技术是智能楼宇集成管理系统的关键技术，其作用原理是将系统内各要素有机整合在一起。由此可见，系统集成技术对智能楼宇信息化建设至关重要。

1智能楼宇概述

智能楼宇是指利用先进互联网技术、通信技术和智能技术使建筑物照明、防盗预警、暖风和防灾等系统协调工作，实现建筑物自动化、智能化和信息化管理的建筑。智能楼宇的核心是5A，广义角度来看，A是指A级评定标准，5A分别是A级硬件设施、A级客户层次、A级楼宇品牌、A级服务品质和A级地理位置。从狭义角度来看，A是指自动化，5A分别是通讯自动化、办公自动化、安保自动化、消防自动化和楼宇自控自动化[1]。智能楼宇具有如下特点：（1）高效性。无论是办公、决策，还是通信，智能楼宇都会为用户提供快捷的渠道和先进工具，以节省无形资源和有形资源，提高楼宇管理效率。（2）安全性。智能楼宇重视用户生命财产安全和隐私安全，不仅强调安保、消防自动化、智能化管理，还重视智能楼宇信息网络体系建设，避免数据信息被盗取、破坏，以提高管理决策的有效性。（3）适应性。智能楼宇管理系统建设充分重视系统可拓展性，各系统功能能够随着用户需求变化和系统升级而变化。与普通建筑相比，智能楼宇管理的关键在于协调测量、监控和控制，不仅可以提高管理时效性和精准性，满足日益发展的用户需求，还能实现集中管理，节约管理成本[2]。而智能楼宇智能化、信息化和自动化程度的高低取决于系统测量、监控和控制的集成状態，为此，智能楼宇信息化建设中应尤为重视集成技术的应用，以提高智能楼宇建设成效。

2系统集成概念

系统集成是指将互联网通信和计算机相关技术和产品集成为能够满足用户特定需求信息系统的过程。通常情况下，系统集成可划分为设备系统集成和应用系统集成两大类。其中设备系统集成，也称为弱电系统集成，主要是以通过综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术和多媒体技术等为手段，以搭建组织智能化、信息化管理平台为目的对相关软硬件设施进行集中设计开发、安装和应用调试的过程。应用系统集成是从系统应用功能出发，以满足和实现用户系统技术方案为目的系统开发过程。

3智能楼宇信息化建设中的系统集成技术

3.1面向平台的集成技术

面向平台的集成技术是针对面向协议集成技术应用不足之处，以通信协议兼容、网络信息交换为手段实现信息集成。目前常用的技术标准是OPC协议，是基于OLE/COM技术研发常用的数据交换标准和设备驱动程序[3]。OPC支持多种网络协议，其工作原理等同于数据转换器，实现OPC数据端和数据供给方的数据转换和传递。

3.2面向协议的集成技术

当前社会背景下，系统通信协议呈现出开放性、通用性等特点。在智能楼宇信息化建设中，LonWorks标准、BACnet标准等多种协议并存。集成技术要求利用网关实现多种通信协议间的良性转换，其中系统主界面是指主通信协议，不同子系统间通信协议也不同。例如BACnetTCP/IP-OPC协议转换通过搭建BVLL实现BACnet与Interent的无缝连接，集成技术应用原理是在原有的BACnet标准中增加TCP-IP协议通信内容，有效解决了不同BACnet网络间的路由问题[4]。还有Mddbus-OPC协议转换，以OPC标准为中间载体，利用OPC DA Server协议转换器实现Mddbus数据和OPC数据的双向传递，从而确保以太主机实现对Mddbus网络的有效监控。

3.3面向Web的集成技术

面向Web的集成技术是指依据Web Service实现的系统集成技术，Web Service是解决程序间通信冲突的重要技术，不依赖于语言和平台，便可以实现不同的语言间的相互调用，进而实现扩平台信息集成。

4系统集成技术在智能楼宇信息化建设中的具体应用

4.1楼宇自控系统

楼宇自控系统主要包括通风、给排水、照明、供配电等系统，该系统集成是遵循“分散控制、集中监管”的管理原则进行分类、分散、分区、集中控制。系统通信网络划分3个层级，管理层网络由TCP/IP以太网和B/S网络结构构成局域网，对接EBI管理系统和子系统。监控层网络利用TCP/IP通信与IQ3系列控制器实现不同DDC间的联动控制，确保IQ3系列控制器可以将管理指令传输至各个子系统。现场层网络主要采用BACnet通信方式，将BACnet MSTP总线连接至IQ3XACT/BINC路由器，确保EBI系统能够与现场数据收集设备实现实时通信。而工作站采用先进的互联网技术和数据库技术，同时安装有OPC服务系统能够实现EBI管理系统对BAS进行远程控制。而智能楼宇自控系统采用EBI-IQ3系统集成具有如下优势：模块化设计能够提高系统拓展性;集散型网络结构能够实现集中监管功能，实现EBI系统与各子系统间的实时数据共享;使用IQ3系统能够保证系统的开发性，能够兼容多种协议，实现点对点通信。

4.2 安防系统

安防系统主要包括智能楼宇门禁系统、红外报警系统和视频监控系统。安防系统集成目的是实现安防管理平台下各子系统彼此间的紧密联动。例如，当前端设备收集预警数据触发红外报警系统启动报警，相关管理人员会基于报警数据信息调取相关视频监控信息，同时对应控制门禁系统，对报警区域进行人口流动控制，既可以为安防提供可视化报警信息，提高安防应对有效性，又能将报警事件控制在小范围内，对维持楼宇居民安全具有重要意义。在系统集成设计方面，各子系统采用TCP/IP标准开发网络平台，兼容BACnet标准、LonWorks标准等多种网络协议，确保实现各子系统数据信息共享。与此同时，EBI管理平台通过OPC接口与安防系统连接，能够实时获取安防系统数据信息，控制器可以将通过OPC的“通用指令”传输至EBI系统，并将其存储至实时数据库和SQL Server数据库中。用户可以直接从数据库中提取指令信息，有效降低系统响应时间。整体来看，智能楼宇安防系统集成可以实现如下功能：通过OPC服务器可以实现安放管理平台和EBI系统数据信息的无缝衔接;门禁系统和监控系统能够自动响应红外报警指令，通过OPC服务器控制前端设备，如控制监控摄像头旋转和关闭门禁系统电磁锁等，实现楼宇安防各子系统的有效联动。

4.3火灾自动报警系统

火灾自动报警系统由排烟、给水、电梯、加压等联动系统和报警器、探测器等报警系统组成。火灾自动报警包含子系统较多，但均采用标准的设备接口和通用协议，以期在火灾发生后实现对楼宇建筑和居民的有效保护。系统集成方面，由各设备相关生产厂家按照既定要求预留数据接口和开放相关协议，并采用API/OPC方式接入EBI平台中。当火情探测器监测到火情信号后，会上传到EBI服务器上，再通过OPC实时获取报警、响应信息，并自动调控火情区域的监控摄像头，显示屏上实时显示相应的住户地址和火情登记，以及打开排烟、给水等设备。

4.4能耗管理系统

能耗管理主要内容包括智能楼宇给排水、暖风、照明和电力管理等[5-6]。智能楼宇信息管理系统由管理层、通信层和设备层组成，其中管理层包括服务器、EBI系统接口、能耗监控主机等，主要负责对建筑能耗进行动态监测和数据处理;通信层包括总线网络、以太网设备和通信服务器等，主要负责管理层和设备层间的数据通信;设备层包括数据采集器和能耗计量装置等，主要负责采集智能楼宇能耗数据。系统集成方面，能耗管理系统接入OPC技术标准实现RS485/RS232和TCP/IP等协议转换，并使能耗计量系统后台数据库与BMS数据库数据进行数据实时交换，使管理者能够对智能楼宇内能耗数据进行统一管理，并实现以下建筑节能措施：物业管理人员能够实时采集楼宇内温度、湿度等数据，通过模糊控制和自适应控制软件合理调控，提高控制精度，实现节能;收集楼宇内每处空调、冰箱、灯具运行参数数据，利用PID技术确定设备最佳运行状态;比较楼宇内变风量与变水量实时数据与设定数据的差异，合理调控楼宇内风机和水泵最佳启停时间，以降低能耗。

5结语

总而言之，系统集成技术是智能楼宇信息化建设的重要支撑。随着我国智慧城市建设的持续推进，智能楼宇为成为我国建筑产业未来发展的必然趋势。为此，相关从业者有必要深入探究系统集成技术，加强智能楼宇信息化系统与系统集成技术的有机融合，以提高智能楼宇智能化、自动化管理水平。

参考文献

[1]譚香.BIM技术下的智能楼宇集成管理系统建构[J].现代电子技术，2021，44（4）：146-150.

[2]吴凯槟，刘强，邱泽晶，等.重点技术在综合能源服务领域的适用场景与案例分析[J].能源与节能，2020（2）：2-5，14.

[3]骆东松，吕朝磊.基于WSNs的智能楼宇能耗监测管理系统研究[J].自动化与仪表，2018，33（3）：101-104.

[4]朱阳.智能楼宇信息化建设中的系统集成技术应用[J].建筑工程技术与设计，2018（28）：226.

[5]张宇.基于BIM与物联网的大型酒店运维管理研究[D].徐州：中国矿业大学，2020.

[6]曹军.基于BIM技术的建筑机电节能运维系统构架与功能需求研究[D].重庆：重庆大学，2019.

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