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智能楼宇弱电系统集成的应用探析


1 智能楼宇弱电系统集成概述
通常所说的智能楼宇,如果遵循我国GB/T 50314-2015中对其进行的描述,它可以理解为就是一栋实现了弱电信息系统集成的智能化楼宇,比如OA办公自动化、通信自动化和建筑设备监控等,均是以这个系统集成为基础,高效地将各类服务与建筑管理相结合,为人们提供更舒适、安全的生活和工作环境。
弱电系统的集成是实现信息集成的基础,通过信息集成可以建立一套完整、统一的信息管理平台,这个平台可以为物业管理和信息服务系统提供大量关于设备运行和管控等方面的数据,这些数据的获取,会使得物业管理变得非常便捷准确。
通常,智能建筑中的弱电系统都覆盖十几种甚至几十种的各类子系统,通过信息系统的集成,使得关键子系统之间得到了有效互操作,各个子系统可以信息互通,在智能化系统集成平台的管控下,各子系统之间互相配合,充分发挥子系统各自优点和整体互动的优势,使智能建筑变得更加聪慧。例如:当大楼出现火灾报警时,管控平台可以自动提示出现火灾点的视频图像监控画面,在得到管理人员确认后,立即启动已经设计好的应急预案。预案可以包含:在公共广播中播放紧急疏散的语音消息;发送短信息给相关的管理人员处理;触发联动119火警;在公共区域的电子显示屏上,发布紧急疏散的路线图。
2 智能楼宇弱电系统应以信息集成作为目标
如今,系统集成的紧密程度已经是评测楼宇智能化程度的重要参考,智楼宇的集成是靠信息集成来实现的,弱电系统集成应把实现信息集成作为首要目标。很多已完成弱电系统集成的大厦,仅仅完成了一些有智能特征的子系统,再把这些子系统的中心监控终端统一安排部署在同一区域内进行展示,并没有实现各个子系统之间的信息和数据交换,也未部署一套完整、统一的监控管理平台,此类建筑根本无法达到甲级智能楼宇的标准,也没有达到真正含义上的信息系统集成。
系统的集成不应是单一堆砌或整合那些含有智能特性的产品或子系统,它实现的核心应该是信息的集成。通常,这种信息集成应对设备、通信和办公等自动系统进行整合,把信息、资源与管理服务的共管共享,通过一体化集成的途径来完成。要实现这样的共管共享,最重要、也是最基本的是要对信息资源进行集成管理,这就是信息集成。以此为基础,才可以开发出一套先进的、智慧化的物业管控平台,也才可以开发出各种各样界面友好的软件服务系统,只有这样的建筑才可以称得上是一幢智能建筑。
3 智能楼宇弱电系统集成方式
3.1 以BAS为中心的弱电系统集成
以楼宇自控系统(Building Automation System,BAS)为中心的集成,使用BAS独有的通信控制器和其他厂家生产的产品通过串行通信的方式进行连接,完成子系统之间的数据传送。从信息集成视角来看,以BAS为核心的弱电系统集成开放性能与包容能力都很有限。(1)所有BAS软件系统都自我封闭,开放能力不足。有的BAS系统虽然开放部分的非网络的数据交换接口,但对于普通用户还需要软件编程的工作,非常不便捷。(2)通常,BAS系统会限制和制约其他品牌弱电设备的接入。在BAS系统可接入机电设备仅仅数十种,仅占所有可选机电产品类别的一小部分,因此会较大程度上束缚了对其他子系统设备的选择范围,向下的兼容性很有限。(3)当前绝大部分BAS的中控平台不支持开放网络环境下的调用,无法给予透明开放的数据库接口,同时该系统难以直接使用其他系统的资源,远程管理操作也无法实现。(4)BAS厂商开发的监控软件的用户操作界面和图形表现都相当制式化、固定化,而且难以定制。总的来讲,这样的集成方式早已不能匹配信息化时代集成的需要。
3.2 区域网—子系统弱电系统集成
该系统是一套可以向用户展示统一、实时监控、数据采集、管理和数据分析的网络版软件。区域网—子系统集成使用现在流行的Microsoft.NET 技术框架体系,可以用来解决智能建筑中由于操作系统的不一样而产生的应用程序集成的问题。
我们通常对区域网—子系统按如下步骤实施:(1)实现各子系统内部功能的纵向集成,如BA子系统内部的智能化网关设备的集成开发,以确保BA子系统正常运行。(2)实现各子系统之间通信、联动和优化合并的横向集成,其目的是在保证各子系统独立性的基础上,实现多个关键子系统协调联动、报警控制的增值服务。(3)实现以横向集成为基础,开发智能大厦管理系统(Intelligent Building ManagementSystem,IBMS),主要就是实现一个数据集成、方法(功能)集成、表示(用户界面)集成的监控管理系统。区域网—子系统是专门为信息管理的集成而开发的,它可以把异型的数据模式进行整合并集成管理,具有专业、成熟、稳定和完整的集成特性,建议智能建筑信息集成的最好采用区域网—子系统方式来完成各个子系统的集成。平台建好后,不但可以对整个智能建筑内全部机电设备资源和运行情况开展监测、记录和调控,还可以综合管控所有的公共服务设施、OA和通信等系统。
4 智能楼宇弱电系统的集成步骤
系统集成通常按照下面的步骤实施:
(1)按照设计规格书中的要点和系统功能需求清单,开展系统的规划和制作可行性方案;了解哪些子系统需要进行集成,能不能对外开放通信接口;掌握每个子系统所监控的设备和工艺参数、各子系统所含监控点数和知悉联动需求。
(2)把楼宇自控系统分别与消防报警、安保监控系统进行相互连接。
(3)遵循TCP/IP协议标准,使用标准的通信协议,通过一体化管理系统平台对整个建筑的各个子系统进行有效集成。
不同子系统依靠自身对外开放数据接口同数据网关进行数据传递,中央集控平台可以采用以太网传输技术与数据网关实现信息的传递。数据网关就是中央集成管理系统的远程客户端,它可以采用即时或定时的方式向服务器端(中央集成管理系统)传递数据。通过以上的数据传递方式,就可以把安全防范、电梯管理、楼宇自控、电子巡更、安防监控、停车管理、背景音乐、火灾报警、信息发布等一系列的子系统在一套统一平台上集中进行监控和操作。
5 智能楼宇弱电系统集成的技术准备
(1)定义系统实施的类型,确定有哪些子系统需要集成:按照设计文件规定的要求和系统功能需求清单,开展智能化集成系统的网络规划和方案制作;了解哪些子系统需要进行集成,能不能对外开放通信接口;掌握每个子系统所监控的设备和工艺参数、各子系统所含监控点数和知悉联动需求。
(2)智能化集成系统所含功能:应具备采集、存储、转换、数值运算、条件判断、图形化实时显示、综合查询子系统数据的功能;需要对子系统有控制要求时,子系统应具备手动和自动控制、定时控制和节能控制的功能;不同的集成子系统可以实现控制联动、权限分配和应急预案处理;管控平台与各个子系统都可以做到故障报警提醒与下一步联动操作;各个子系统之间做到共享信息数据;集成的工作不要干扰自动火灾报警的触发和独立运转;应含有整体的能耗统计、分析、报告的功能,并能够以国际规范标准接口向公共建筑能耗监测系统开放能耗统计数据功能。
(3)通信接口要求与通信规程应能达到集成功能和性能的标准,物理接口应使用以太网和国际上规定标准通信接口;为顺利完成集成,系统集成商必须要规定子系统产品提供厂家,在采购合同规定期限内,提供对应接口的共享方式与通信规程资料。
(4)信息实时采集与管控子系统,应能开放满足数据交换规则的标准工业通信接口,以及详细相关技术参数说明等材料。
(5)历史运行数据采集的子系统,应开放多用户数据库数据交换接口和子系统数据库数据交换接口,并提供使用方法与数据库操作实例样本(包括测试数据)。
(6)图形与图像监控子系统:图像仿真矩阵可以开放两路或以上的图像信号的仿真输出,依靠此接口的切换可以依次获取所有图像资源;数字视频系统的设备和软件应满足多用户同时访问,还应开放和提供控件方式的软件开发应用程序包。
(7)子系统间的通信规程:通信规程中应含有规程的实例和具有对信息格式、传递速率、同步方法、检纠错方法、传递步骤、身份验证途径、控制字符定义、功能等内容的详细描述;串口通信协议应含有对连接类型、数据位、波特率、校验位、停止位等参数的详细描述;以太网通信规程应包括对传输层规程、操作方式、开放端口等参数详细阐明。
(8)对通信接口进行功能和性能测评。
(9)多个子系统的进行集成联动时,应杜绝对应子系统之间的彼此干扰和影响。
6 智能楼宇弱电系统对集成承包商提出了更高的要求
如今,仍有少许的工程承包商,往往只注重销售某种品牌系统集成设备,无法对整个系统集成的工作给予公正客观的技术对比和推荐。当项目自身只含有少许系统集成的工作量时,进行这样的系统集成是可行的。但是,伴随着当代智能建筑技术的飞速进步,对弱电系统的集成已独立成为一个专门的领域,作为内在丰富,有极强的技术性门槛的专门行业,我们不应该将其作为某种弱电产品供应商的“副业”来认知。系统集成商要倾其精力和能力把系统集成作为重点业务去认真对待,不应只注重于推销某种弱电产品,而是要为用户提供一整套高质量的系统集成实现方案。
弱电系统的平台集成可以认为是一项复杂巨大的系统性工程,它的复杂性需要系统集成供应商有对口的行业专家以对众多集成产品进行正确的把握和评测,需要一系类的切实可行的技术手段与施工管控的操作规程。系统集成商还必须要熟知各子系统产品功能和性能指标,这种熟悉必须有切实和丰富的工程经验,从而可以正确地分析出信息集成所要求的各项工作任务要点。同时,系统集成商应具备真正的集成平台软件研制开发能力,系统集成商不但要开发一整套用以实现数据共享的信息集成网络管理系统,而且还需要能排除、处理形式多样的各类问题,从而达到智能建筑信息服务和综合管控要求。
7 智能楼宇弱电系统产品的选择
智能建筑弱电系统涉及的设备种类广泛,每一种设备又包含多个品牌,每一品牌又涉及多家供应商,在设备选型时,有以下几点应引起注意:(1)端正主观印象,不能依靠主观判断和习惯性选择熟悉的产品,应广泛考察不同品牌的设备,做到心中有数,还应咨询并听取行业专家的意见。(2)把产品供应商的技术服务能力、以往工程服务质量和售后服务响应速度作为产品选型的重要依据,只有选择做好这些服务的供应商,才能保证产品生命的延续性和技术服务支持的力度。(3)保证所选产品具有先进性和较高成熟度,选取主流、可靠、成熟的产品。(4)确保所选产品具有和外部环境交换数据的能力,可以提供开放的数据接口和规范,这点对于实现系统集成有决定性的意义。
总之,在系统集成实施过程中,系统集成商必须承担全面责任和义务,他们不但需将已收集的各种接口资料和通信协议提供给业主、设计院和承建方。而且还应规范所有子系统产品的供货商提供标准数据通信开发接口和操作手册,并要求各子系统供货商承担相应义务,同时,为了避免由此引发的纠纷,应把要求产品提供商开放产品通信协议的条款纳入采购合同的对应条款之下,此通信协议的提供应视为供货的不可缺少组成内容,如果因通信协议不完整或不能据以实现数据的通信,则供货商承担违约责任。
8 结语
随着十九大的召开,国家经济再次进入快速发展的历史时刻,尤其是科学技术水平的不断进步,智能化技术开始大量普及和应用到建筑领域,这极大地促进了我国的智能化的飞速发展,智能建筑的设计理念不断地被应用和推广。智能建筑可以提高居民的生活品质,满足居民对建筑功能的更高品质需求,比如对社区中的建筑进行智能集成,可以提供更高品质的服务给小区的住户和居民,当前,智能建筑的普及已经成为我国建筑行业发展的新潮流。

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