浅谈智能建筑中的系统集成 通信技术

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摘 要：现代的建筑工程是一项系统工程，项目管理软件不仅是提供一个办公和生活的环境，而是要传达一种理念和一种生活态度，那就是“舒适”的概念，要实现建筑物的环保和自然美。因此，要通过建筑物中系统集成设计来完成“舒适”的理念，这种系统集成设计主要包括两个方面的内容，分别是网络系统集成和楼宇自动化系统集成，网络系统集成是楼宇自动化系统集成的基础，而楼宇自动化系统集成是网络系统集成的目的和硬件保证。希望该文对我国的现代建筑中的系统集成设计具有一定借鉴作用。


    随着经济的发展和人们生活水平的提高，人们对于建筑的要求也是越来越高了，由传统的住房转变成了今天的现代化建筑，这种新式的现代建筑除了具有基本的居住和工作功能之外，而且还具有着丰富的多媒体和自动化功能，使得居住和工作在其中的人，能够感受到建筑物的智能化，这种“智能化建筑”的产生是依托于建筑物中的完善的系统集成设计的，因此，本文将对建筑设计中的系统集成设计进行论述。

1、建筑系统集成设计的必要性
    现代化智能项目管理软件与传统的意义上的建筑大为不同，他应该是一个集网络通信技术、自动化技术、计算机技术和建筑艺术的一体化的“结合体”。它的目的是为建筑的使用者提供一种“舒适、便捷”的居住及办公环境念。这种舒适不单纯指的是建筑结构的艺术性、安全性所带来的舒适感，还应该包含一种健康的生活态度和生活理念，为使用者提供一个节能、低碳和便捷的生活和工作环境。那么如何才能够达到这种“舒适”的建筑的标准呢？这就需要建筑中具有系统集成的设计在其中发挥作用。
    这种系统集成设计主要包括两个方面的系统集成，第一是网络系统集成，第二是楼宇自动化系统集成。首先来看一下网络系统集成，所谓网络集成就是利用各种网络通信技术，包括全双工式交换以太网技术、三层交换、ATM、千兆以太网、虚拟专用网（VPN）、ADSL、以及混合网、异构网、宽带远程互联系统等技术，完全从客户应用和业务需求入手充分考虑技术发展的变化，去帮助用户分析网络需求，根据用户应用的需要，将各种硬件设备、网络基础设施、网络设备、网络系统软件、网络基础服务系统和应用软件等组织成能够满足设计目标、具有优良性能价格比的计算机网络系统的全过程。随着科技的发展，网络技术已经走进了我们生活的方方面面，生活和工作样样都离不开通讯网络。网络技术可以节约大量的成本，对于建筑行业来讲更是如此，应用网络系统集成设计的建筑可以降低建筑运营的成本，提高建筑物的使用效率。除了能够提高工作效率、节约人力成本之外，网络集成系统的建设是一个环保的系统建设工程—它的系统内部往往是通过各种软件平台来实现互联互通、信息交流、信息处理的，这很显然符合“绿色建筑”的口号。同时，网络集成系统也是楼宇自动化系统集成的基础和条件，只有实现了网络系统的集成才能够实现后期自动化系统的集成，因此，在现代建筑中引入网络系统集成系统是必要的和至关重要的。
    楼宇自动化系统集成是网络技术、现代工业和建筑业结合的产物。楼宇自动化系统集成是以建筑中的网络系统集成为基础的，通过软件和硬件的调控，使得建筑中的各个自动化系统和管理系统能够按照预先设定的要求或根据环境的改变而调整的控制系统。通过分析可知为了实现“舒适”的现代建筑的概念，我们需要在建筑物中（特别是公共建筑物中）引入系统集成设计概念，这种集成设计主要体现在网络基础系统设计和楼宇自动化集成系统设计两个方面，在下面两个部分中我将具体的进行说明。

2、网络系统集成设计
    网络系统集成的设计是一项复杂的系统工程，项目管理软件主要包括三个方面的集成设计，分别是面向协议的系统集成设计、面向平台的系统集成设计和面向WEB的系统集成设计。
    2.1 以协议为基础的系统集成设计
    在现代建筑的网络集成设计中，网络技术的“协议”技术是建筑集成设计中的关键环节。建筑网络系统到目前为止，具有许多不同的协议，如：LonWorks、FF、PROFIBUS、BACnet等，但是，目前最常用的是LonWorks协议和ASHRAE的BACnet协议和。LonWorks协议指的是Echelon公司开创的局域网通讯协议，这个协议为智能建筑提供了基本的通讯网络。LonWorks局域网技术包括五个部分，分别是中心神经芯片、收发器、控制模块、网络接口和开发平台。LonWorks局域网技术具有高度的安全性，在网络的运行中采用了虚拟主机技术，虚拟主机可以储存信息，即使信息在传输的过程中出现问题，不能成功，也不至于信息丢失。同时，LonWorks局域网中信息的传播是通过许多不同的节点来完成的，如果其中的一些节点损坏，也不会影响LonWorks局域网的正常运转。除此之外，最常见的面向网络的协议还有BACnet协议。BACnet协议指的是建筑自动化网络控制协议，BACnet协议是由四个不同部分的协议所组成的，分别是应用部分、网络部分、数据传输部分和物理设备部分四个部分。BACnet协议除了可以使用网络的点对点协议之外，也可以使用局域网，这些局域网包括太网、ARC网、BAC网和LonTalk。这两种协议是有区别的，就其二者的本质而言，BACnet协议注重的是协议的标准框架和网络的基本构造，而LonWorks协议则重视的是协议框架的应用，注重的是应用技术。
    2.2 以平台为基础的系统集成设计
    以平台为系统集成基础的设计是以建筑中的网络接口为核心，这种方法以“标准信息接口”为核心，通过定义自控网络中通信实体信息交换的标准接口，以屏蔽不同通信协议对通信实体信息模型和互操作模式的差异。即无论通信协议对通信实体进行何种模型描述以及采用何种互操作模式，只要提供标准的信息集成接口，都可以通过这个接口实现控制系统的信息共享和互操作。在建筑中要建立以网络接口为核心的信息平台，只要在建筑中插入网络接口，就能给通过这个接口对建筑中的自动化设备进行控制和操作，并且能够通过网络接口登陆互联网实现信息的沟通。
    现在国际中最常用的平台集成系统是OPC平台网络集成系统，OPC是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用。OPC以OLE、COM和DCOM技术为基础，采用客户和服务器模式，为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准，这个标准定义了应用微软操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法。采用这项标准后，硬件开发商将取代软件开发商为自己的硬件产品开发统一的OPC接口程序，而软件开发者可免除开发驱动程序的工作，充分发挥自己的特长，把更多的精力投入到其核心产品的开发上。这样不但可避免开发的重复性，也提高了系统的开放性和可互操作性。OPC服务器一端连接着建筑中的自动化设备，另一端连接着建筑中的用户，但是，其对待不同的用户提供的服务时不同的，对于建筑的程序设计者其提供了定制接口，为程序的设计服务。而对于建筑中的普通用户则提供普通的网络接口，使得用户可以使用符合其使用权限的网络和自动化服务在现代的建筑中，以平台为基础的网络集成系统发挥着重要的作用，使得建筑中的用户可以通过网络接口实现对自动化设备的控制，并能够通过OPC服务器登陆互联网实现信息和资源的共享服务。虽然，以平台为基础的网络集成系统设计有许多的优点，但是其仍然是以硬件系统为基础的设计，网络技术的实现是依赖于OPC服务器而实现的，离开服务器建筑的自动化系统将会处于瘫痪的状态。随着无线网络技术的发展和3G业务的产生，逐步产生了以服务为基础的系统集成设计。