论文部分内容阅读
【摘 要】智能楼宇是现代建筑发展的主要趋势，其主要是指建筑自身具备一定的自动化系统，如电气自动化系统、消防自动化系统、办公自动化系统等等。基于此，本文對楼宇自动化系统集成技术进行了具体分析。
【关键词】楼宇自动化；系统集成；集成技术
随着经济社会的发展，人们对居住和工作环境的要求越来越高，这就使城市的楼宇建设越来越复杂，其复杂程度不仅体现在建筑外形上，还体现在楼宇内的电气控制及自动化程度方面。楼宇自控系统应具有可靠性高、可操作性强、实时性好以及性价比高等特点。目前，国内大多数楼宇的各个系统都分立工作，没有形成总体监控，使楼宇的监管和维护变得复杂繁琐，且成本高昂。
一、楼宇自控及其系统集成概述
一栋现代化的大楼，在没有安装楼宇自控系统时，使用其中的很多设备往往会存在各种问题，如控制各种设施、管理各层用户，甚至在维修及计算能量消耗方面都很不方便。楼宇自控系统就是将大楼内的一切硬件设施（包括还有消防、保安等）的使用运行状况、能源损耗程度、大楼内的安全工作进行系统的监管和控制。楼宇自动化系统也被称为实现建筑内设备自动化系统，它是智能化建筑所必须的构成系统，其目标是对大楼里的安全设施、资源设备、交通等进行监控管理，排除不必要的隐患，给用户最优的居住环境。而所谓的“系统集成”则是指把那些独立楼宇中的自控系统，即分属于整个自控系统中的各个子系统的功能综合起来，进行科学的优化和分配处理，以达到更良好的管理效果，组成更优的管理系统。从而更好地全方位满足用户的需求，真正体现智能化建筑的内涵。功能良好的集成系统能最大限度的发挥建筑内各种设备的性能。楼宇自控系统集成技术包含了两个方面的内容：一是对各设备和子系统的分散控制技术，二是现场总线技术。总之系统集成技术就是将计算机、图像处理、通信、监控等科学技术综合起来，对建筑中的设备及各子系统分别监控，这样来集中的管理工作，也充分体现了建筑智能化的特点。
二、楼宇自控系统集成技术的原理
楼宇自控系统是运用计算机集中控制系统，且立足于现代控制理论。它的特征是对设备分散监测控制再集中统一进行管理，利用分布在每个地点的微型计算机对设备进行控制管理以及检测，避免了以往单一的仪表检测，实现了功能多元化。在中央控制室安装的是综合功能很强的计算机管理，包括基本的软件操作、复制打印外，还有强大的通讯功能、清晰显示等，能够进行一系列的操作、监控、管理任务，使各项设备运行状态更佳，也利于物业人员的统一管理工作。
三、楼宇自动化系统的组成与基本功能
1.楼宇自动化系统的组成
楼宇自动化控制系统通常包括空调、消防、供电、电梯、安全管理、给排水等子系统。可以通过以太网技术，建立通讯网络，集成现场总线控制系统，建立控制层、管理层和设备层，实现操作站和网络控制单元之间的连接。采用传送控制协议/协议，建立用户数据协议，构建OPC服务器，既集中完成控制端对所有设备的管理，也可以实现用户对客户端的自由访问，而避免了亲自查看设备的繁冗过程。通过增加网络控制单元可以实现楼宇内每一个子系统的监控、共享和管理，通过相应的多种统计计算功能，可以在一定的情况下可以代替操作站功能，完成手提式应急信息处理和指令控制。
2.楼宇自动化系统的功能
楼宇自动化控制系统的基本功能有以下几点：（1）实现对众多子系统启动和停止的控制、设备运行状态的监控。（2）收集设备运行的历史数据，完成设备一生运行的技术性数据分析；（3）根据外界环境的变化，自动调整设备运行参数；（4）监视楼宇各系统运行中可能出现的故障及突发事件，并配置一整套处理方案；（5）实现对水电、煤气等科学管理，节能高效自动；（6）针对各子系统中的设备，保存一份包含运行档案、历史、维修情况的设备管理报表，以供参阅。
四、智能建筑的集成要求
智能建筑可以是一座智能化大楼，也可以是智能化建筑群。工程界对智能建筑的普遍描述是：通过对建筑的四个基本要素，即结构、系统、服务和管理，以及运行之间的内在联系，以最优化的设计提供一个高效、舒适、安全、便利快捷的环境空间。楼宇自动化的系统集成是指：将智能建筑中分散的设备、系统、功能、信息借助于计算机网络和综合布线技术集成到相互关联、统一协调的系统之中，实现信息、资源、任务共享。具体内容是：根据建设单位提出的需求，优选各种成熟的楼宇自控、安保、信息通信产品和设备，利用网络技术将它们连接起来，通过计算机软硬件组态和设计，构成一个完整的智能建筑解决方案。系统集成不仅是提供统一的系统运行平台，而且也要求系统实现内部数据的一致性，使得不同设备、系统、软硬件产品、通信网络和应用软件之间的接口标准化和内部操作一致性得到保证，并与建筑环境相互协调。系统集成的本质在于将原来建筑物内相互独立的设备、资源、服务、管理、功能集成为一个相互关联、协调统一的楼宇自动化大系统。
五、楼宇自动化系统具体分析
1.空调系统
中央空调系统在智能建筑物中的主要作用就是保持环境的舒适度，并保证其运行能耗降低。楼宇中的空调机组是通过计算机进行控制的，从而为建筑物内的各个区域提高空气的处理服务，使大楼内的温度与湿度都保持在良好的状态。其工作原理为监测设备通过对建筑物内的温度与湿度的监测，使其与外部环境的湿度与温度进行比较，从而使计算机控制空调机组对建筑物内部空气进行加热与加湿的处理，使大楼内的环境适宜人们的生存与活动。另外，空调系统还要根据建筑部内部与外部的负荷变化，进行机组的风机的转速的调整以及新风回风比与阀门开度的重新设置，使空调系统在最节能的状态下保证建筑物的舒适度。
2.消防系统
消防系统在智能建筑的楼宇自动化系统中占有重要的位置，对进行楼宇自动化控制有着重要作用。消防系统与消防联动控制系统是消防系统的主要构成部分。消防系统的运行是有运行模式的规定的。通常消防系统是正常的状态进行运行，如果发生火灾，会自动转换为消防模式，保证楼宇的安全。在火灾发生之时，消防系统以楼宇自动化系统为中介，向空调系统与电梯系统等发送消防的信息与报警，使建筑物内的设备可以进行自主消防，将火灾的损失降到最低。 3.停车场管理系统
停车场车辆监控系统是智能楼宇集成系统中的一个重要子系统，由于本楼宇的停车场系统本身就是用SQL数据库作为它的后台运行数据库，SQL提供了重要而强大的数据分布管理技术，楼宇内部通过网络自动地实现数据库的同步变化，使集成平台的后台SQL数据库的数据始终和停车场系统的后台SQL数据库的数据保持一致。
4.自动抄表系统
自动抄表系统采用PARODAX数据库作为它的后台数据库，定期地形成一个备份的PARODAX数据库作为向上提供集成服务的数据，并且提供了标准的ODBC数据接口来支持程序之间的数据交换。集成系统通过SQL数据库中提供的数据传输服务DT（SDataTransformationService），将自动抄表系统的数据自动地导入集成平台的SQL数据库中。
5.安防系统
1）住宅防盗报警系统
智能楼宇中在住宅的重要区域和地点如门、窗、卧室、阳台等位置布设传感器，使传感器通过传输线缆或无线连接家庭报警器，并同时连接到楼宇保安中心管理主机上，业主可根据自身需求在出门或夜晚休息时设定不同的安保状态，如果有非法闯入者无论通过什么途径都会触动传感器工作，家庭报警器开始报警，并同时在楼宇安保中心显示报警地点，以便保安中心迅速制定相应措施，制止犯罪行为。当业主白天在家时，可根据需要接触防盗系统，也可有选择性的将外门设为防盗状态，以确保安全。
2）门禁系统
为防止非法侵入，并维持住宅环境的安静和私密，应当对小区设置门禁系统，其中包括小区大门门禁系统和住宅单元入口处的访客对讲系统等。小区大门的门禁系统可通过身份认证来自动控制开启或关闭状态，防止无关人员入内。而在住宅单元入口处安装访客对讲系统，这也是安防系统的一个重要组成部分。访客对讲系统根据形式的不同分为语音对讲系统和可视化语音对讲系统两类，由于有时仅凭声音无法准确判断室外的情况，一般在智能楼宇中推荐使用可视化对讲系统。访客对讲系统一般由主机、门外对讲分机、传输线缆以及电控防盗门等组成，
3）周界防范报警系统
当发生非法侵入行为时，红外探测器可第一时间探测到并传输到接收器，触动报警器运行，并在保安中心的可视化界面上显示出非法跨越的地点，同时系统發出指令，发生跨越行为附近的探照灯和监控器迅速启动，便于保安中心在第一时间获得清晰图像，根据实际情况作出响应，同时监控器记录下的动态图像可作为公安机关破案的重要证据。
综上所述，科学技术的发展尤其是IT技术的发展是楼宇自控系统集成技术的发展基础，科学的认识和分析楼宇自控系统，有利于更高效的监控管理楼宇建筑，也有利于更好的为用户提供安全、舒适的生活环境服务。由于应用先进的楼宇自控系统集成技术，顺应了时代的潮流，设备的选择更加多样化，功能得到最大利用和发挥，降低了投资成本。同时在楼宇的设计、施工方面细致计算，进行全面综合的管理，将楼宇的自控系统作用进一步提高，有利于节能、环保，相信自控系统集成技术未来的发展前景会更广阔。
参考文献：
[1]周浩.楼宇自动化系统集成方法的研究[D].北方工业大学，2009.
[2]赵健.楼宇监控系统中的OPC客户端与服务器应用程序设计[D].电子科技大学，2009.
[3]徐兴亚.智能楼宇管理信息系统集成技术的研究及应用[D].武汉大学，2004.
【关键词】楼宇自动化；系统集成；集成技术
随着经济社会的发展，人们对居住和工作环境的要求越来越高，这就使城市的楼宇建设越来越复杂，其复杂程度不仅体现在建筑外形上，还体现在楼宇内的电气控制及自动化程度方面。楼宇自控系统应具有可靠性高、可操作性强、实时性好以及性价比高等特点。目前，国内大多数楼宇的各个系统都分立工作，没有形成总体监控，使楼宇的监管和维护变得复杂繁琐，且成本高昂。
一、楼宇自控及其系统集成概述
一栋现代化的大楼，在没有安装楼宇自控系统时，使用其中的很多设备往往会存在各种问题，如控制各种设施、管理各层用户，甚至在维修及计算能量消耗方面都很不方便。楼宇自控系统就是将大楼内的一切硬件设施（包括还有消防、保安等）的使用运行状况、能源损耗程度、大楼内的安全工作进行系统的监管和控制。楼宇自动化系统也被称为实现建筑内设备自动化系统，它是智能化建筑所必须的构成系统，其目标是对大楼里的安全设施、资源设备、交通等进行监控管理，排除不必要的隐患，给用户最优的居住环境。而所谓的“系统集成”则是指把那些独立楼宇中的自控系统，即分属于整个自控系统中的各个子系统的功能综合起来，进行科学的优化和分配处理，以达到更良好的管理效果，组成更优的管理系统。从而更好地全方位满足用户的需求，真正体现智能化建筑的内涵。功能良好的集成系统能最大限度的发挥建筑内各种设备的性能。楼宇自控系统集成技术包含了两个方面的内容：一是对各设备和子系统的分散控制技术，二是现场总线技术。总之系统集成技术就是将计算机、图像处理、通信、监控等科学技术综合起来，对建筑中的设备及各子系统分别监控，这样来集中的管理工作，也充分体现了建筑智能化的特点。
二、楼宇自控系统集成技术的原理
楼宇自控系统是运用计算机集中控制系统，且立足于现代控制理论。它的特征是对设备分散监测控制再集中统一进行管理，利用分布在每个地点的微型计算机对设备进行控制管理以及检测，避免了以往单一的仪表检测，实现了功能多元化。在中央控制室安装的是综合功能很强的计算机管理，包括基本的软件操作、复制打印外，还有强大的通讯功能、清晰显示等，能够进行一系列的操作、监控、管理任务，使各项设备运行状态更佳，也利于物业人员的统一管理工作。
三、楼宇自动化系统的组成与基本功能
1.楼宇自动化系统的组成
楼宇自动化控制系统通常包括空调、消防、供电、电梯、安全管理、给排水等子系统。可以通过以太网技术，建立通讯网络，集成现场总线控制系统，建立控制层、管理层和设备层，实现操作站和网络控制单元之间的连接。采用传送控制协议/协议，建立用户数据协议，构建OPC服务器，既集中完成控制端对所有设备的管理，也可以实现用户对客户端的自由访问，而避免了亲自查看设备的繁冗过程。通过增加网络控制单元可以实现楼宇内每一个子系统的监控、共享和管理，通过相应的多种统计计算功能，可以在一定的情况下可以代替操作站功能，完成手提式应急信息处理和指令控制。
2.楼宇自动化系统的功能
楼宇自动化控制系统的基本功能有以下几点：（1）实现对众多子系统启动和停止的控制、设备运行状态的监控。（2）收集设备运行的历史数据，完成设备一生运行的技术性数据分析；（3）根据外界环境的变化，自动调整设备运行参数；（4）监视楼宇各系统运行中可能出现的故障及突发事件，并配置一整套处理方案；（5）实现对水电、煤气等科学管理，节能高效自动；（6）针对各子系统中的设备，保存一份包含运行档案、历史、维修情况的设备管理报表，以供参阅。
四、智能建筑的集成要求
智能建筑可以是一座智能化大楼，也可以是智能化建筑群。工程界对智能建筑的普遍描述是：通过对建筑的四个基本要素，即结构、系统、服务和管理，以及运行之间的内在联系，以最优化的设计提供一个高效、舒适、安全、便利快捷的环境空间。楼宇自动化的系统集成是指：将智能建筑中分散的设备、系统、功能、信息借助于计算机网络和综合布线技术集成到相互关联、统一协调的系统之中，实现信息、资源、任务共享。具体内容是：根据建设单位提出的需求，优选各种成熟的楼宇自控、安保、信息通信产品和设备，利用网络技术将它们连接起来，通过计算机软硬件组态和设计，构成一个完整的智能建筑解决方案。系统集成不仅是提供统一的系统运行平台，而且也要求系统实现内部数据的一致性，使得不同设备、系统、软硬件产品、通信网络和应用软件之间的接口标准化和内部操作一致性得到保证，并与建筑环境相互协调。系统集成的本质在于将原来建筑物内相互独立的设备、资源、服务、管理、功能集成为一个相互关联、协调统一的楼宇自动化大系统。
五、楼宇自动化系统具体分析
1.空调系统
中央空调系统在智能建筑物中的主要作用就是保持环境的舒适度，并保证其运行能耗降低。楼宇中的空调机组是通过计算机进行控制的，从而为建筑物内的各个区域提高空气的处理服务，使大楼内的温度与湿度都保持在良好的状态。其工作原理为监测设备通过对建筑物内的温度与湿度的监测，使其与外部环境的湿度与温度进行比较，从而使计算机控制空调机组对建筑物内部空气进行加热与加湿的处理，使大楼内的环境适宜人们的生存与活动。另外，空调系统还要根据建筑部内部与外部的负荷变化，进行机组的风机的转速的调整以及新风回风比与阀门开度的重新设置，使空调系统在最节能的状态下保证建筑物的舒适度。
2.消防系统
消防系统在智能建筑的楼宇自动化系统中占有重要的位置，对进行楼宇自动化控制有着重要作用。消防系统与消防联动控制系统是消防系统的主要构成部分。消防系统的运行是有运行模式的规定的。通常消防系统是正常的状态进行运行，如果发生火灾，会自动转换为消防模式，保证楼宇的安全。在火灾发生之时，消防系统以楼宇自动化系统为中介，向空调系统与电梯系统等发送消防的信息与报警，使建筑物内的设备可以进行自主消防，将火灾的损失降到最低。 3.停车场管理系统
停车场车辆监控系统是智能楼宇集成系统中的一个重要子系统，由于本楼宇的停车场系统本身就是用SQL数据库作为它的后台运行数据库，SQL提供了重要而强大的数据分布管理技术，楼宇内部通过网络自动地实现数据库的同步变化，使集成平台的后台SQL数据库的数据始终和停车场系统的后台SQL数据库的数据保持一致。
4.自动抄表系统
自动抄表系统采用PARODAX数据库作为它的后台数据库，定期地形成一个备份的PARODAX数据库作为向上提供集成服务的数据，并且提供了标准的ODBC数据接口来支持程序之间的数据交换。集成系统通过SQL数据库中提供的数据传输服务DT（SDataTransformationService），将自动抄表系统的数据自动地导入集成平台的SQL数据库中。
5.安防系统
1）住宅防盗报警系统
智能楼宇中在住宅的重要区域和地点如门、窗、卧室、阳台等位置布设传感器，使传感器通过传输线缆或无线连接家庭报警器，并同时连接到楼宇保安中心管理主机上，业主可根据自身需求在出门或夜晚休息时设定不同的安保状态，如果有非法闯入者无论通过什么途径都会触动传感器工作，家庭报警器开始报警，并同时在楼宇安保中心显示报警地点，以便保安中心迅速制定相应措施，制止犯罪行为。当业主白天在家时，可根据需要接触防盗系统，也可有选择性的将外门设为防盗状态，以确保安全。
2）门禁系统
为防止非法侵入，并维持住宅环境的安静和私密，应当对小区设置门禁系统，其中包括小区大门门禁系统和住宅单元入口处的访客对讲系统等。小区大门的门禁系统可通过身份认证来自动控制开启或关闭状态，防止无关人员入内。而在住宅单元入口处安装访客对讲系统，这也是安防系统的一个重要组成部分。访客对讲系统根据形式的不同分为语音对讲系统和可视化语音对讲系统两类，由于有时仅凭声音无法准确判断室外的情况，一般在智能楼宇中推荐使用可视化对讲系统。访客对讲系统一般由主机、门外对讲分机、传输线缆以及电控防盗门等组成，
3）周界防范报警系统
当发生非法侵入行为时，红外探测器可第一时间探测到并传输到接收器，触动报警器运行，并在保安中心的可视化界面上显示出非法跨越的地点，同时系统發出指令，发生跨越行为附近的探照灯和监控器迅速启动，便于保安中心在第一时间获得清晰图像，根据实际情况作出响应，同时监控器记录下的动态图像可作为公安机关破案的重要证据。
综上所述，科学技术的发展尤其是IT技术的发展是楼宇自控系统集成技术的发展基础，科学的认识和分析楼宇自控系统，有利于更高效的监控管理楼宇建筑，也有利于更好的为用户提供安全、舒适的生活环境服务。由于应用先进的楼宇自控系统集成技术，顺应了时代的潮流，设备的选择更加多样化，功能得到最大利用和发挥，降低了投资成本。同时在楼宇的设计、施工方面细致计算，进行全面综合的管理，将楼宇的自控系统作用进一步提高，有利于节能、环保，相信自控系统集成技术未来的发展前景会更广阔。
参考文献：
[1]周浩.楼宇自动化系统集成方法的研究[D].北方工业大学，2009.
[2]赵健.楼宇监控系统中的OPC客户端与服务器应用程序设计[D].电子科技大学，2009.
[3]徐兴亚.智能楼宇管理信息系统集成技术的研究及应用[D].武汉大学，2004.