谈智能大厦系统集成

　　内容提要：随着信息技术和计算机网络化的发展，迫使我们不得不对智能大厦系统集成的内涵不断产生新的认识。本文试着从智能大厦信息集成的角度上，来谈智能大厦系统集成技术的发展方向，并提出建立智能大厦信息系统集成应用模型的解决方案。
　　关键词：智能大厦、系统集成、信息系统、控制系统、I3BMS 1.智能大厦系统集成概述智能大厦系统集成的概念在中国智能建筑学术领域内提出来，已有近十年的时间了，特别是中国科学院徐兴声研究员早在1992年就系统的提出了有关智能化建筑核心技术－系统集成的内涵。尽管直到目前智能建筑的专家们对智能大厦系统集成还存在着不同的看法和争议。但是有一点是不争的事实，那就是用户的需求将决定一切。目前国际上有一种流行的说法：信息技术将从技术为中心，转为以需求为导向，其唯一的目标就是按照商业活动的需求来提供必要的信息（IOD，Information On Demand）。同样智能大厦的系统集成，将根据大厦的拥有者、使用者的需求来决定其系统集成技术的应用，而不是为集成而集成。同时我们应该深刻的认识到智能化系统的智商与系统集成度存在着密切的相关性，关于这一点，比尔盖茨在其所著《未来时速－数字神经系统与商务新思维》一书中作出如下精辟和准确的描述：“一家公司的智商是由其信息技术的基本结构连接、共享和组织信息的程度所决定的。孤立的应用程序和数据，无论多么令人注目，只会产生傻瓜式的专家，但不会产生高效的企业行为。”
　　总结我国智能大厦系统集成用户走过来的三步曲：从子系统功能集成到控制系统与控制网络集成；到目前的信息系统与信息网络集成。纵观智能大厦系统集成发展的三个阶段，使得我们对智能大厦系统集成的内涵有了更进一步的了解。智能大厦系统集成的实质：就是建立一个现代信息系统为基础的平台，将需求（目标）、应用（功能）与系统相关的各要素紧密地融合（组织）在一起，包括与解决问题相关的数据、信息、知识、人员、设备、网络、环境、模型等；也包括各种已经建立的系统或系统服务，在媒体内容一级上进行综合和集成，将其无缝地统一在应用的框架平台下，并按应用的需求进行连接、配置和共享，达到系统智能化的总体目标。
　　当今的系统集成技术的概念本身已与几年前显著不同，无论从大厦内的控制系统，还是信息系统已不再以处理器或服务器为中心，而是网络化的，甚至有人提出：网络就是计算机。集成应用系统的开发也不再面向过程，而是面向数据。随着信息以需求为中心，IOD概念的出现，使得信息技术步入一个新时代，一种面向用户的商业活动与高新科技服务的新型关系正在建立。在这些新概念的促使下，系统集成专家指出：在未来那种单一的、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。而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。
　　2.智能大厦系统集成技术的发展方向根据美国最近发布的《21世纪的技术：计算、信息和通讯》的研究报告书，也为智能大厦系统集成技术的发展指出了方向。研究报告中指出：信息技术的发展趋势将随着高新科技的不断发展，未来的应用将肯定建立在网络之上，并且具有良好人机交互能力和多维信息处理能力。在技术上，发展的重点将是虚拟技术、协同合作、可视化技术；在应用上，必须密切结合应用需求，强调综合集成。从计算机环境的变化来看，Client/Server正逐步向Browser/Server和Client/Network的方向发展。不同年代的应用技术及其特征在不断地演变，制约系统集成技术发展的颈瓶也在不断的变化和改善。因此对于智能大厦系统集成的认识，以及需求与应用功能的实现，也正在从低层次向高层次提升。从这个意义上来讲，早期简单的集成和交互已经不能满足目前信息集成应用的需求，从集成上看，智能大厦已经从集成功能发展到集成系统和网络，从基于单机应用发展到基于网络的协同应用，特别是基于Internet/Intranet网络集成的应用。从信息交互上来看，已经从简单的状态信息组合和基于监控的处理，发展到基于内容的处理和融合，以及基于虚拟与多媒体技术的人机接口。从应用上来看，信息综合服务、虚拟环境和全局事件处理，以及远程监控和维修管理。从以上智能大厦系统集成技术的发展方向上来看，也印证了需求与应用和技术发展趋势正朝着一体化集成的方向发展。
　　3.智能大厦系统集成的应用模型智能大厦系统集成不是简单的堆砌，它不是把各种技术和系统拿来放在一起进行演示的展示台。一个理想的系统集成应用模型应能够连接所有与之相关的对象，并根据需要综合地发生相互作用。以满足整体目标的实现。建立智能大厦系统集成的应用模型应以信息集成为核心。现代信息技术提供了智能大厦信息集成全面解决方案的基础，基于Internet/Intranet网络的Web技术可以在世界和大厦范围内提供信息的采集和综合，信息的分析和处理，信息的交互和共享。因此运用Internet/Intranet网络和Web技术实现智能大厦信息集成应用模型的思想应运而生。
　　智能大厦信息集成应用模型的设计目标应完全基于建筑物内部网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、综合和共享，实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问。因此可以真正做到局域和远程信息的实时监控，数据资源的综合共享，以及全局事件快速的处理和一体化的科学管理。
　　I3BMS（Intranet Integrated Intelligent Building Management System）系统模型采用业已成熟而被广泛采用的Internet/Intranet技术，以TCP/IP 协议为基础，以Web浏览和SQL数据库为核心应用，构成智能大厦智能化管理全系统内统一和便捷的信息交互平台，建筑物各个自动化和信息子系统的实时运行信息可通过网关上传到网络中心的智能化系统集成中央服务器上，建筑物内各职能部门领导和管理员均可以在授权下通过Web工具方便地浏览建筑物内部网Intranet上丰富的信息资源，监控和管理各子系统的实时工况。通过开放数据库互联（ODBC）技术将系统集成SQL数据库与办公自动化和物业管理数据库互联，提供综合全面的信息与数据。
　　1）智能大厦信息系统集成应用模型的特点
　　由于选择了Intranet网络和Web技术进行智能大厦内监控与信息系统集成，并采用I3BMS 的系统集成模型，将会具有以下的特点：
　　－ 通过简单统一的浏览器界面，访问建筑物内部网Intranet上监控和办公系统的所有信息，技术最为先进。
　　－ 采用开放的网络传输协议TCP/IP和HTTP，用浏览器/服务器体系结构取代了客户机/服务器体系结构。
　　－ 提高员工的工作效率和管理人员的管理质量，提高大厦物业管理层决策与全局事件控制和处理的能力。
　　－ 可以实现远程的监控和管理操作及数据库访问。
　　－ 能增强与办公自动化系统、防灾系统和物业管理系统之间信息与数据的交换能力，与国际互联网Internet可通过防火墙实现无缝连接。
　　－ 系统集成直接使用了建筑物中的综合布线系统，网络扩展和升级十分容易，维护和培训工作量小，价格合理。
　　2） 智能大厦信息系统集成应用模型的实现
　　l、采用Intranet 技术
　　由于采用了Intranet网络和Web技术进行智能大厦系统信息集成，使建筑物内的设备监控自动化和管理的实时监控信息经建筑物内的LAN和电信部门的公众WAN网络媒体随处可得。如最近美国花旗银行芝加哥银行大厦智能化系统已明确采用Intranet系统集成方式，说明此项技术在国际上已将成为趋势。若要充分体现智能大厦在下世纪初投入使用时的国际先进智能化水平与特点，采用Intranet实现系统集成是极其重要的一项内容。只有这样才能表现出智能大厦的现代化、多功能和智能化的电子信息高科技跨世纪领导地位的总体形象。
　　将Web技术用于实时监控自动化系统
　　采用了I3BMS 系统集成，就是选用了Microsoft 的全套Internet技术解决方案。由于Microsoft是全世界最强大的软件公司，在Internet解决方案方面有战略性的巨额投资，因此在技术方面的领先地位是不容置疑的。Microsoft的Internet技术多用于一般办公自动化（OAS）和管理信息处理系统（MIS），而现时将其应用于设备自动化的监视和控制系统集成，是一个创举。从98上海智能建筑国际博览会上看，前来参展的美国、瑞士、德国、新加坡等国外著名楼宇自动化系统集成商和国内各大系统集成公司；均未提出采用Internet技术实现智能建筑系统集成的方案。而我们已为I3BMS系统开发了实时网关技术和动态Web页面技术，该项技术应用处于国际上领先地位，并将帅先应用于湖北电信工程局办公大厦、山东枣庄电信枢纽楼和烟台第二电信枢纽楼的智能建筑系统集成工程项目上，引起了国内外厂商和用户的极大兴趣。目前进入I3BMS 集成系统的有BAS、SMS、FAS、CCTV、CSC和CPS等监控子系统的监视与运行信息，以及与办公自动化、物业管理、酒店管理等系统数据库实现互联，互连网上的综合信息和数据都可以在同一个Intranet平台窗口上显示和信息查询。再加上优化策略和历史记录功能，完全可以达到最优化监控和管理的目的。目前国际上大部分控制或系统集成公司所采用的客户机/服务器平台，明显带有传统工业控制的特点，画面呆板，这与建筑艺术的美学特色是不相称的。若采用I3BMS方案，可以对Web页面进行美学设计，利用彩色照片和建筑美术效果图经网上压缩传送技术，甚至三维CAD空间技术和多媒体技术，创造出最佳的人机界面工作环境。
　　开发系统集成协议转换网关
　　智能大厦的消防报警系统可以作为完全独立的系统，从I3BMS 的Intranet系统集成的立场来看，完全可以单独设置。同时我们还允许其他子系统单独设置、设备配置修改和系统功能扩充。I3BMS 的信息系统集成需要在FAS子系统提供RS-485/RS-422/RS-232工业串行数据接口及其通讯协议。如果能提供以太网形式的接口和TCP/IP协议则更好。作为一个成熟的工业控制系统，至少肯定可以提供RS-485通讯接口和协议。原则上建筑物内的各监控子系统只要能够提供与TCP/IP网络互连的网络接口和相关的通讯协议，同时系统集成商确实掌握了通讯协议转换网关（PCG）开发的技术，通过Intranet企业互连网络平台，实现建筑物内一体化的信息系统集成是没有困难的。
　　采用成熟的系列成组软件开发工具
　　采用I3BMS 系统集成，使用了Microsoft公司的软件，从操作系统、服务器、开发工具到数据库系统等，系统软件的成本是很低的。对于系统集成的应用与开发，采用Microsoft公司所提供的系列成组软件在开放性、面向对象和自动化的方面，其软件技术水平是很高的，因而缩短了系统开发的周期，成本是合理的和可控制的。大部分集成软件技术是易于掌握的，
　　因此降低了运行、维护和人员培训的成本。采用I3BMS系统集成，并不取代各子系统独立运行的功能，而是要最大限度地发挥各个子系统之间的互操作，而产生的再生新功能（即：1+1>2）。各个子系统与系统集成平台联网运行时的不同功能是：
　　子系统具有独立性，功能不受集成的影响，集成系统以监视和管理为主；
　　子系统CRT安装在控制室里，集成系统则可将页面送到任何地点、包括远程地点的桌面系统上；
　　子系统由专职值班人员监管，集成系统是供主管和上级领导查看；
　　子系统CRT只要求最小配置，集成系统的浏览器可接入任意多个；
　　子系统只要基本专业功能，可取消一些费力费钱信息管理的附加功能；
　　集成系统可设置一部分子系统的参数设定和修改，实现控制超越功能。
　　采用国际上标准的TCP/IP 网络互联通讯协议
　　由于Intranet就是建立在国际通用的标准网络传输协议TCP/IP上的，所以I3BMS 集成的信息可以在高速局域网LAN上发布，无论在智能大厦内安装千兆以太网还是ATM网，甚至语音、视频、数据合一的高速ATM网，均可以实现监控系统集成实时信息共享。I3BMS 集成各监控专业子系统，主要是通过RS-485等工业通讯协议的转换网关（PCG）进行，而与通讯与网络系统CNS和办公自动化系统OAS的集成，则是直接通过TCP/IP通讯协议实现。I3BMS 系统是挂在整个建筑物主干网络系统上的一个服务器站点，其他网络应用系统可以同时同媒体运行，浏览I3BMS 页面时仅需要进行登录和授权认证即可。
　　实现与广域网的互联
　　通过广域网WAN的媒体，并通过登录和授权认证等安全措施，集成系统I3BMS的远程访问是能够完美实现的。根据不同的要求，有以下不同的方式：
　　－远程拨号上网，使主管可以在外地、在途中或在家里方便地查看系统运行情况，以作出评估、决策和指导。
　　－远程专线或拨号上网，用于物业管理的上级部门，或对多座不同地理位置的大厦实现集中建筑物物业管理的情况。
　　－远程专线或拨号上网，用于将安全和消防等系统的报警和紧急求助信息传送给保安部门和公共消防部门。
　　－远程专线或拨号上网，用于远程或异地的系统开发、维护和修改的情况。
　　未来的系统是不可能独立存在的，它必须与外界密切结合，并且与整个世界融为一体。“开放和连接”是智能大厦系统集成的口号。