智能樓宇弱電系統(tǒng)集成的應(yīng)用探析

李志國，張 彬

（中共天津市委黨校，天津 300191）

1 智能樓宇弱電系統(tǒng)集成概述

通常所說的智能樓宇，如果遵循我國GB/T 50314-2015中對其進行的描述，它可以理解為就是一棟實現(xiàn)了弱電信息系統(tǒng)集成的智能化樓宇，比如OA辦公自動化、通信自動化和建筑設(shè)備監(jiān)控等，均是以這個系統(tǒng)集成為基礎(chǔ)，高效地將各類服務(wù)與建筑管理相結(jié)合，為人們提供更舒適、安全的生活和工作環(huán)境。

弱電系統(tǒng)的集成是實現(xiàn)信息集成的基礎(chǔ)，通過信息集成可以建立一套完整、統(tǒng)一的信息管理平臺，這個平臺可以為物業(yè)管理和信息服務(wù)系統(tǒng)提供大量關(guān)于設(shè)備運行和管控等方面的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的獲取，會使得物業(yè)管理變得非常便捷準(zhǔn)確。

通常，智能建筑中的弱電系統(tǒng)都覆蓋十幾種甚至幾十種的各類子系統(tǒng)，通過信息系統(tǒng)的集成，使得關(guān)鍵子系統(tǒng)之間得到了有效互操作，各個子系統(tǒng)可以信息互通，在智能化系統(tǒng)集成平臺的管控下，各子系統(tǒng)之間互相配合，充分發(fā)揮子系統(tǒng)各自優(yōu)點和整體互動的優(yōu)勢，使智能建筑變得更加聰慧。例如：當(dāng)大樓出現(xiàn)火災(zāi)報警時，管控平臺可以自動提示出現(xiàn)火災(zāi)點的視頻圖像監(jiān)控畫面，在得到管理人員確認(rèn)后，立即啟動已經(jīng)設(shè)計好的應(yīng)急預(yù)案。預(yù)案可以包含：在公共廣播中播放緊急疏散的語音消息；發(fā)送短信息給相關(guān)的管理人員處理；觸發(fā)聯(lián)動119火警；在公共區(qū)域的電子顯示屏上，發(fā)布緊急疏散的路線圖。

2 智能樓宇弱電系統(tǒng)應(yīng)以信息集成作為目標(biāo)

如今，系統(tǒng)集成的緊密程度已經(jīng)是評測樓宇智能化程度的重要參考，智樓宇的集成是靠信息集成來實現(xiàn)的，弱電系統(tǒng)集成應(yīng)把實現(xiàn)信息集成作為首要目標(biāo)。很多已完成弱電系統(tǒng)集成的大廈，僅僅完成了一些有智能特征的子系統(tǒng)，再把這些子系統(tǒng)的中心監(jiān)控終端統(tǒng)一安排部署在同一區(qū)域內(nèi)進行展示，并沒有實現(xiàn)各個子系統(tǒng)之間的信息和數(shù)據(jù)交換，也未部署一套完整、統(tǒng)一的監(jiān)控管理平臺，此類建筑根本無法達(dá)到甲級智能樓宇的標(biāo)準(zhǔn)，也沒有達(dá)到真正含義上的信息系統(tǒng)集成。

系統(tǒng)的集成不應(yīng)是單一堆砌或整合那些含有智能特性的產(chǎn)品或子系統(tǒng)，它實現(xiàn)的核心應(yīng)該是信息的集成。通常，這種信息集成應(yīng)對設(shè)備、通信和辦公等自動系統(tǒng)進行整合，把信息、資源與管理服務(wù)的共管共享，通過一體化集成的途徑來完成。要實現(xiàn)這樣的共管共享，最重要、也是最基本的是要對信息資源進行集成管理，這就是信息集成。以此為基礎(chǔ)，才可以開發(fā)出一套先進的、智慧化的物業(yè)管控平臺，也才可以開發(fā)出各種各樣界面友好的軟件服務(wù)系統(tǒng)，只有這樣的建筑才可以稱得上是一幢智能建筑。

3 智能樓宇弱電系統(tǒng)集成方式

3.1 以BAS為中心的弱電系統(tǒng)集成

以樓宇自控系統(tǒng)（Building Automation System，BAS）為中心的集成，使用BAS獨有的通信控制器和其他廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品通過串行通信的方式進行連接，完成子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送。從信息集成視角來看，以BAS為核心的弱電系統(tǒng)集成開放性能與包容能力都很有限。（1）所有BAS軟件系統(tǒng)都自我封閉，開放能力不足。有的BAS系統(tǒng)雖然開放部分的非網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換接口，但對于普通用戶還需要軟件編程的工作，非常不便捷。（2）通常，BAS系統(tǒng)會限制和制約其他品牌弱電設(shè)備的接入。在BAS系統(tǒng)可接入機電設(shè)備僅僅數(shù)十種，僅占所有可選機電產(chǎn)品類別的一小部分，因此會較大程度上束縛了對其他子系統(tǒng)設(shè)備的選擇范圍，向下的兼容性很有限。（3）當(dāng)前絕大部分BAS的中控平臺不支持開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的調(diào)用，無法給予透明開放的數(shù)據(jù)庫接口，同時該系統(tǒng)難以直接使用其他系統(tǒng)的資源，遠(yuǎn)程管理操作也無法實現(xiàn)。（4）BAS廠商開發(fā)的監(jiān)控軟件的用戶操作界面和圖形表現(xiàn)都相當(dāng)制式化、固定化，而且難以定制?？偟膩碇v，這樣的集成方式早已不能匹配信息化時代集成的需要。

3.2 區(qū)域網(wǎng)—子系統(tǒng)弱電系統(tǒng)集成

該系統(tǒng)是一套可以向用戶展示統(tǒng)一、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、管理和數(shù)據(jù)分析的網(wǎng)絡(luò)版軟件。區(qū)域網(wǎng)—子系統(tǒng)集成使用現(xiàn)在流行的Microsoft.NET 技術(shù)框架體系，可以用來解決智能建筑中由于操作系統(tǒng)的不一樣而產(chǎn)生的應(yīng)用程序集成的問題。

我們通常對區(qū)域網(wǎng)—子系統(tǒng)按如下步驟實施：（1）實現(xiàn)各子系統(tǒng)內(nèi)部功能的縱向集成，如BA子系統(tǒng)內(nèi)部的智能化網(wǎng)關(guān)設(shè)備的集成開發(fā)，以確保BA子系統(tǒng)正常運行。（2）實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間通信、聯(lián)動和優(yōu)化合并的橫向集成，其目的是在保證各子系統(tǒng)獨立性的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)多個關(guān)鍵子系統(tǒng)協(xié)調(diào)聯(lián)動、報警控制的增值服務(wù)。（3）實現(xiàn)以橫向集成為基礎(chǔ)，開發(fā)智能大廈管理系統(tǒng)（Intelligent Building Management System，IBMS），主要就是實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)集成、方法（功能）集成、表示（用戶界面）集成的監(jiān)控管理系統(tǒng)。

區(qū)域網(wǎng)—子系統(tǒng)是專門為信息管理的集成而開發(fā)的，它可以把異型的數(shù)據(jù)模式進行整合并集成管理，具有專業(yè)、成熟、穩(wěn)定和完整的集成特性，建議智能建筑信息集成的最好采用區(qū)域網(wǎng)—子系統(tǒng)方式來完成各個子系統(tǒng)的集成。平臺建好后，不但可以對整個智能建筑內(nèi)全部機電設(shè)備資源和運行情況開展監(jiān)測、記錄和調(diào)控，還可以綜合管控所有的公共服務(wù)設(shè)施、OA和通信等系統(tǒng)。

4 智能樓宇弱電系統(tǒng)的集成步驟

系統(tǒng)集成通常按照下面的步驟實施：

（1）按照設(shè)計規(guī)格書中的要點和系統(tǒng)功能需求清單，開展系統(tǒng)的規(guī)劃和制作可行性方案；了解哪些子系統(tǒng)需要進行集成，能不能對外開放通信接口；掌握每個子系統(tǒng)所監(jiān)控的設(shè)備和工藝參數(shù)、各子系統(tǒng)所含監(jiān)控點數(shù)和知悉聯(lián)動需求。

（2）把樓宇自控系統(tǒng)分別與消防報警、安保監(jiān)控系統(tǒng)進行相互連接。

（3）遵循TCP/IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，使用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，通過一體化管理系統(tǒng)平臺對整個建筑的各個子系統(tǒng)進行有效集成。

不同子系統(tǒng)依靠自身對外開放數(shù)據(jù)接口同數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)傳遞，中央集控平臺可以采用以太網(wǎng)傳輸技術(shù)與數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)信息的傳遞。數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)就是中央集成管理系統(tǒng)的遠(yuǎn)程客戶端，它可以采用即時或定時的方式向服務(wù)器端（中央集成管理系統(tǒng)）傳遞數(shù)據(jù)。通過以上的數(shù)據(jù)傳遞方式，就可以把安全防范、電梯管理、樓宇自控、電子巡更、安防監(jiān)控、停車管理、背景音樂、火災(zāi)報警、信息發(fā)布等一系列的子系統(tǒng)在一套統(tǒng)一平臺上集中進行監(jiān)控和操作。

5 智能樓宇弱電系統(tǒng)集成的技術(shù)準(zhǔn)備

（1）定義系統(tǒng)實施的類型，確定有哪些子系統(tǒng)需要集成：按照設(shè)計文件規(guī)定的要求和系統(tǒng)功能需求清單，開展智能化集成系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和方案制作；了解哪些子系統(tǒng)需要進行集成，能不能對外開放通信接口；掌握每個子系統(tǒng)所監(jiān)控的設(shè)備和工藝參數(shù)、各子系統(tǒng)所含監(jiān)控點數(shù)和知悉聯(lián)動需求。

（2）智能化集成系統(tǒng)所含功能：應(yīng)具備采集、存儲、轉(zhuǎn)換、數(shù)值運算、條件判斷、圖形化實時顯示、綜合查詢子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的功能；需要對子系統(tǒng)有控制要求時，子系統(tǒng)應(yīng)具備手動和自動控制、定時控制和節(jié)能控制的功能；不同的集成子系統(tǒng)可以實現(xiàn)控制聯(lián)動、權(quán)限分配和應(yīng)急預(yù)案處理；管控平臺與各個子系統(tǒng)都可以做到故障報警提醒與下一步聯(lián)動操作；各個子系統(tǒng)之間做到共享信息數(shù)據(jù)；集成的工作不要干擾自動火災(zāi)報警的觸發(fā)和獨立運轉(zhuǎn)；應(yīng)含有整體的能耗統(tǒng)計、分析、報告的功能，并能夠以國際規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)接口向公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)開放能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)功能。

（3）通信接口要求與通信規(guī)程應(yīng)能達(dá)到集成功能和性能的標(biāo)準(zhǔn)，物理接口應(yīng)使用以太網(wǎng)和國際上規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)通信接口；為順利完成集成，系統(tǒng)集成商必須要規(guī)定子系統(tǒng)產(chǎn)品提供廠家，在采購合同規(guī)定期限內(nèi)，提供對應(yīng)接口的共享方式與通信規(guī)程資料。

（4）信息實時采集與管控子系統(tǒng)，應(yīng)能開放滿足數(shù)據(jù)交換規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通信接口，以及詳細(xì)相關(guān)技術(shù)參數(shù)說明等材料。

（5）歷史運行數(shù)據(jù)采集的子系統(tǒng)，應(yīng)開放多用戶數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換接口和子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換接口，并提供使用方法與數(shù)據(jù)庫操作實例樣本（包括測試數(shù)據(jù)）。

（6）圖形與圖像監(jiān)控子系統(tǒng)：圖像仿真矩陣可以開放兩路或以上的圖像信號的仿真輸出，依靠此接口的切換可以依次獲取所有圖像資源；數(shù)字視頻系統(tǒng)的設(shè)備和軟件應(yīng)滿足多用戶同時訪問，還應(yīng)開放和提供控件方式的軟件開發(fā)應(yīng)用程序包。

（7）子系統(tǒng)間的通信規(guī)程：通信規(guī)程中應(yīng)含有規(guī)程的實例和具有對信息格式、傳遞速率、同步方法、檢糾錯方法、傳遞步驟、身份驗證途徑、控制字符定義、功能等內(nèi)容的詳細(xì)描述；串口通信協(xié)議應(yīng)含有對連接類型、數(shù)據(jù)位、波特率、校驗位、停止位等參數(shù)的詳細(xì)描述；以太網(wǎng)通信規(guī)程應(yīng)包括對傳輸層規(guī)程、操作方式、開放端口等參數(shù)詳細(xì)闡明。

（8）對通信接口進行功能和性能測評。

（9）多個子系統(tǒng)的進行集成聯(lián)動時，應(yīng)杜絕對應(yīng)子系統(tǒng)之間的彼此干擾和影響。

6 智能樓宇弱電系統(tǒng)對集成承包商提出了更高的要求

如今，仍有少許的工程承包商，往往只注重銷售某種品牌系統(tǒng)集成設(shè)備，無法對整個系統(tǒng)集成的工作給予公正客觀的技術(shù)對比和推薦。當(dāng)項目自身只含有少許系統(tǒng)集成的工作量時，進行這樣的系統(tǒng)集成是可行的。但是，伴隨著當(dāng)代智能建筑技術(shù)的飛速進步，對弱電系統(tǒng)的集成已獨立成為一個專門的領(lǐng)域，作為內(nèi)在豐富，有極強的技術(shù)性門檻的專門行業(yè)，我們不應(yīng)該將其作為某種弱電產(chǎn)品供應(yīng)商的“副業(yè)”來認(rèn)知。系統(tǒng)集成商要傾其精力和能力把系統(tǒng)集成作為重點業(yè)務(wù)去認(rèn)真對待，不應(yīng)只注重于推銷某種弱電產(chǎn)品，而是要為用戶提供一整套高質(zhì)量的系統(tǒng)集成實現(xiàn)方案。

弱電系統(tǒng)的平臺集成可以認(rèn)為是一項復(fù)雜巨大的系統(tǒng)性工程，它的復(fù)雜性需要系統(tǒng)集成供應(yīng)商有對口的行業(yè)專家以對眾多集成產(chǎn)品進行正確的把握和評測，需要一系類的切實可行的技術(shù)手段與施工管控的操作規(guī)程。系統(tǒng)集成商還必須要熟知各子系統(tǒng)產(chǎn)品功能和性能指標(biāo)，這種熟悉必須有切實和豐富的工程經(jīng)驗，從而可以正確地分析出信息集成所要求的各項工作任務(wù)要點。同時，系統(tǒng)集成商應(yīng)具備真正的集成平臺軟件研制開發(fā)能力，系統(tǒng)集成商不但要開發(fā)一整套用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的信息集成網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，而且還需要能排除、處理形式多樣的各類問題，從而達(dá)到智能建筑信息服務(wù)和綜合管控要求。

7 智能樓宇弱電系統(tǒng)產(chǎn)品的選擇

智能建筑弱電系統(tǒng)涉及的設(shè)備種類廣泛，每一種設(shè)備又包含多個品牌，每一品牌又涉及多家供應(yīng)商，在設(shè)備選型時，有以下幾點應(yīng)引起注意：（1）端正主觀印象，不能依靠主觀判斷和習(xí)慣性選擇熟悉的產(chǎn)品，應(yīng)廣泛考察不同品牌的設(shè)備，做到心中有數(shù)，還應(yīng)咨詢并聽取行業(yè)專家的意見。（2）把產(chǎn)品供應(yīng)商的技術(shù)服務(wù)能力、以往工程服務(wù)質(zhì)量和售后服務(wù)響應(yīng)速度作為產(chǎn)品選型的重要依據(jù)，只有選擇做好這些服務(wù)的供應(yīng)商，才能保證產(chǎn)品生命的延續(xù)性和技術(shù)服務(wù)支持的力度。（3）保證所選產(chǎn)品具有先進性和較高成熟度，選取主流、可靠、成熟的產(chǎn)品。（4）確保所選產(chǎn)品具有和外部環(huán)境交換數(shù)據(jù)的能力，可以提供開放的數(shù)據(jù)接口和規(guī)范，這點對于實現(xiàn)系統(tǒng)集成有決定性的意義。

總之，在系統(tǒng)集成實施過程中，系統(tǒng)集成商必須承擔(dān)全面責(zé)任和義務(wù)，他們不但需將已收集的各種接口資料和通信協(xié)議提供給業(yè)主、設(shè)計院和承建方。而且還應(yīng)規(guī)范所有子系統(tǒng)產(chǎn)品的供貨商提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信開發(fā)接口和操作手冊，并要求各子系統(tǒng)供貨商承擔(dān)相應(yīng)義務(wù)，同時，為了避免由此引發(fā)的糾紛，應(yīng)把要求產(chǎn)品提供商開放產(chǎn)品通信協(xié)議的條款納入采購合同的對應(yīng)條款之下，此通信協(xié)議的提供應(yīng)視為供貨的不可缺少組成內(nèi)容，如果因通信協(xié)議不完整或不能據(jù)以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信，則供貨商承擔(dān)違約責(zé)任。

8 結(jié)語

隨著十九大的召開，國家經(jīng)濟再次進入快速發(fā)展的歷史時刻，尤其是科學(xué)技術(shù)水平的不斷進步，智能化技術(shù)開始大量普及和應(yīng)用到建筑領(lǐng)域，這極大地促進了我國的智能化的飛速發(fā)展，智能建筑的設(shè)計理念不斷地被應(yīng)用和推廣。智能建筑可以提高居民的生活品質(zhì)，滿足居民對建筑功能的更高品質(zhì)需求，比如對社區(qū)中的建筑進行智能集成，可以提供更高品質(zhì)的服務(wù)給小區(qū)的住戶和居民，當(dāng)前，智能建筑的普及已經(jīng)成為我國建筑行業(yè)發(fā)展的新潮流。