第 6 章 建筑智能化系统的集成

6 ． 1 智能建筑子系统的互连方式与集成模式 6 ． 1 ． 1 子系统的互连方式 智能建筑中的各种建筑设备、子系统是 由不同厂家生产制造的，很难把它们直 接互连起来。需要采用某种互连方式把 这些分离的、由不同厂家生产的子系统 或设备互相连接起来，以实现子系统内 部和子系统之间的集成。常用的互连方 式有以下几种。

1) 硬接方式 这种方式是早期系统集成的手段，现在很少应 用。该方式是通过增加一个设备子系统的输入 ／输出接点或传感器，接入另一个设备子系统 的输人／输出接点来进行集成。 2) 串行通讯方式 常见的方式是将现场控制器加以改造，增加串 行通讯接口，使之可以与其他设备子系统进行 通讯。设备子系统之间的信息交换通过通讯协 议的转换实现。

3) 基于 BAS 平台的内部子系统互连方式 随着计算机技术的发展， BAS 制造商将产品和 计算机技术紧密结合起来，使 BAS 可以通过计 算机网络连接其集成子系统， BAS 可以监测、 控制和管理其集成子系统。这种集成方式相对 于前两种集成方式来说是一个较大的进步，系 统集成度和功能明显得到提高。 以 BAS 为平台进行系统集成的缺点： BAS 是一个相对封闭的体系，缺少向上的开放能力。 BAS 系统与其他设备子系统的接口设备和接口 软件局限于特定产品、特定型号，因此系统集 成能力有限，且维护、升级成本高。

4) 子系统平等集成方式 基于子系统平等方式进行系统集成是一种更为 先进的解决方案。这种系统集成方式的核心思想 是： 建立系统集成管理网络，将各子系统视为下层现 场控制网，并都以平等方式集成； 系统集成管理网络运行系统，集成高性能实时数 据库 ( 系统集成数据库 ) ，各子系统的实时数据， 通过开放的工业标准接口 ( 如 ODBC 、 OPC 接口 等 ) 转换成统一的格式存储在系统集成数据库中； 系统集成管理网络，通过 BMS 系统核心调度程 序，对各子系统实现统一管理、监控及信息交换。

5) 采用开放式标准的互连方式 采用开放式标准生产的开放式系统，是实现设 备及子系统之间无缝连接的最好办法。 所谓开放式系统即系统所有部件均以公开的 工业标准技术制造。系统符合公开的工业结构； 因而不同厂商的产品，可以组合并实现互操作， 可以实现不同设备及系统无缝连接，它具有 3 个特点：

系统的技术规范是所有厂商共同遵守的； 同样功能的部件虽由不同厂家生产，但 可以互相替换，可以互操作； 符合标准的系统之间可以直接互连。

目前主要有两种开放性国际标准： (1)LonMark ，标准 是在实时控制域中的一个开放式标准。适合智能 大楼及智能化住宅小区中 HVAC 、电力供应、给 排水系统、消防系统、保安系统之间进行通讯、 互连。 (2)BACnet 标准 BACnet 网络通讯协议是由 ASHRAE( 美国暖通空 调制冷工程师学会 ) 发起制定，并得到 ANSI( 美国 国家标准局 ) 的批准，由楼宇自动化系统的生产商、 用户参与制定的一个开放式标准。 BACnet 比 LonMark 有更强的数据通信能力，是 可以实现不同厂家监控系统之间互连的网络通信 技术。

6 ． 1 ． 2 系统集成的模式 （ 1 ）一个体化集成模式 一体化集成模式就是要建立智能建筑综合管理 系统 IBMS 。 IBMS 把各子系统 BMS 、 OAS 、 CNS 等从各自分离的设备功能和信息等集成到 一个相互关联的统一协调的系统中，以便对各 类信息进行综合管理。 — 体化集成使整个大厦 内采用统一的计算机操作平台，运行和操作在 同一界面环境下的软件，以实现集中监视、控 制、管理功能。 IBMS 是系统集成的高级阶段。

（ 2 ）以 BA 和 OA 为主、面向物业管理的集 成模式 这种集成模式是将 BMS 、 OAS 以及智 能一卡通系统、程控电话系统等进行集 成，完成 OAS 及 BMS 的紧密集成。

3 ） BMS 集成模式 BMS 实现 BAS 与火灾报警、消防联动系 统、公共安全防范系统之间的集成。这 种集成一般基于 BAS 平台，增加信息通 信、协议转换、控制管理模块。各类子 系统均以 BAS 为核心，运行在 BAS 的中 央监控计算机上，满足基本功能，实现 起来相对简单，造价较低，可以很好的 实现联动功能。国内目前大部分智能建 筑采用的是这种集成模式。

（ 4 ）子系统集成模式 所谓子系统集成模式是指对 OAS 、 CNS 及 BAS 三个子系统设备各自的集成。 这也是实现更高层次集成的基础。

6 ． 2 OAS 的系统集成 6 ． 2 ． 1 传统的办公自动化系统集成 传统的办公自动化系统按照其职能大致可分 为 2 个层次，即事务处理级办公自动化系统、 管理信息级办公自动化系统和决策支持级办公 自动化系统。 从技术上讲，传统办公自动化系统的集成， 主要是指采用单机或局域网形式构造的办公自 动化系统。这样的办公自动化系统，其覆盖范 围较小，但技术处理较为简单。

对于事务处理级办公自动化系统，根据组织 机构或办公室的规模以及对事务处理能力的要 求，可以采用单机系统工作，也可以采用局域 网将各个办公室的微机连成一个能实现交互式 办公的整体。 对于管理信息级办公自动化系统，多数是以 局域网为主体构成的系统。对于决策支持级办 公自动化系统，目前还处于研究阶段，它是对 决策过程提供支持的系统，主要强调对决策提 供支持，实现决策的自动化。它基于局域网和 ( 或 ) 广域网，以及数据挖掘、人工智能等方法 和技术。如图所示为管理信息级办公自动化系 统的局域网构成。

6 ． 2 ． 2 基于 Web 的办公自动化系统集成 基于 Web 的办公自动化系统集成，是在传统 办公自动化系统集成的基础上，采用 Internet ／ Intranet ／ Extranet 技术，对某单位或部门的 办公自动化系统进行集成，从而为本单位内部 及本单位与其他单位之间的办公自动化创造有 利条件。它是基于 Web 技术，建立以 Browser ／ Server 为结构模式、以数据库为后台核心应 用、以服务为目的的信息平台。

在办公自动化系统中采用 Web 技术， 可以为其提供更多更强大的功能。主要 包括： (1) 电子邮件服务 (2) 提供工作流自动化应用 (3) 支持协同工作和移动办公 (4) 集成其他业务应用系统和 Internet

6 ． 3 BMS 的系统集成 建筑设备管理系统 BMS 对大厦内所有实时监控系 统实行集成监控、联动和管理。这些实时监控子系 统包括建筑设备自控系统 (BAS) 、安防系统 (SAS) 、 火灾自动报警系统（ FAS ）、广播系统、卫星及共 用天线电视系统、停车场管理系统 (CPS) 。 BMS 的 特点主要体现在综合监控信号处理和快速的 I ／ 0 响 应能力 ’ ，以及监控参数的统计、汇总；整理等管 理的能力。 BMS 系统可采用独立的网络结构组成形式，其结 构包含两层不同的区域网络，连接所有的 BMS 系 统的监控子系统和监控信息点。 BMS 的两层区域 网络如图所示。

1) 管理层网络 管理层网络通常采用以太 (Ethernet) 局域网， 把所有监视管理工作站、数据处理器、智能设 备接口等设备连接在这一层网络上，并将把所 采集的监控信息及时地反映到 BMS 系统上来， 而 BMS 系统也可通过这一网络传送程序、指令 等到有关的子系统和相关设备。 管理层网络可连接多个管理子系统及数据处 理器。用户不但在监控中心可监视和管理整个 BMS 系统，也可在网络的范围内设立多个监控 中心分部门方便地管理 BMS 的各子系统。

2) 监控层网络 ( 现场总线 ) 监控层网络主要是连接通信控制器与 DDC( 直接数字控制 ) 现场控制器的。监控 管理中心通过通信控制器把信息传送到任 何指定的 DDC 现场控制器。 DDC 现场控制 器本身应各自具有专用的应用程序，而在 一般正常的情况下，应该可以独立操作， 不需依靠 BMS 系统的指令。任何一个 DDC 现场控制器出现故障，不影响在同一个网 络上其他 DDC 控制器的运行和操作。

6 ． 4 IBMS 的系统集成 智能建筑综合管理系统是一个一体化的 集成监控和管理的实时系统，能够实现 建筑物内所有信息资源的采集、监视和 共享，通过系统对信息的整理、优化、 判断，给建筑物的各级管理者，提供决 策的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。

IBMS 一体化集成管理的能力是通过大 厦内 BMS 、 OAS 和 CNS 系统的信息和功 能集成来实现的。同时这些集成功能的 实现要建立在同一个计算机支撑平台和 统一的操作运行的界面之下。其目的是 便于使用者采用最简易的方法运用这些 集成功能，用最简单、最方便的方式来 操作和实现这些集成功能。

根据 IBMS 的服务功能和管理功能的特点，同 时也考虑到用户在建设智能建筑时有可能采用 分阶段实施的愿望，而提出采用两个层次集成 界面的系统组成结构，即 IBMS 第一组成结构 和 BMS 第二层组成结构。 IBMS 网络与集成界 面以体现智能大厦的管理功能为主。 BMS 网络 与集成界面是智能大厦内各实时监控子系统的 集成，应以体现智能大厦的服务功能为主。二 层次集成界面组成结构的智能建筑物管理系统 的一个优点是用户可以先上 BMS 的系统集成， 在有条件的时候再扩展和提升 BMS 系统，成为 IBMS 集成系统。