智能建筑的核心技術(shù)與系統(tǒng)集成

黃鳴明

摘 要：智能化建筑在現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)中越來(lái)越明顯，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，建筑智能化的程度將會(huì)越來(lái)越高。研究智能化建筑的核心技術(shù)以及其系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是建筑智能化發(fā)展的必要手段。主要針對(duì)智能化建筑系統(tǒng)集成的特點(diǎn)和核心技術(shù)組成進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：智能化建筑;系統(tǒng)集成;核心技術(shù)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，其在建筑行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣，建筑智能化程度越來(lái)越高。在智能建筑中，系統(tǒng)集成是其核心，通過(guò)系統(tǒng)集成就能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享。為了不斷提高建筑智能化程度，需要對(duì)智能建筑的核心技術(shù)進(jìn)行深入的剖析，了解系統(tǒng)集成的特點(diǎn)。

1 智能化建筑集成系統(tǒng)

智能化建筑?，F(xiàn)代建筑中，越來(lái)越多的建筑都將數(shù)據(jù)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到建筑設(shè)計(jì)中去，通過(guò)將數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、監(jiān)控信號(hào)以及圖像等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，使之科學(xué)合理地分布在綜合布線系統(tǒng)中。布線系統(tǒng)在建筑內(nèi)外全面貫穿，對(duì)局域網(wǎng)和各類系統(tǒng)之間的借口與協(xié)議進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，使建筑內(nèi)部分離的信息、設(shè)備和功能等進(jìn)行有機(jī)組合，形成有機(jī)的整體，這樣就使建筑具有智能化特征，即為智能建筑。集成系統(tǒng)。在智能化建筑中，集成系統(tǒng)是將各種功能的智能系統(tǒng)進(jìn)行整合，通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)將它們集成。這就能夠使所有的智能系統(tǒng)搜集到的信息完全匯集到一起，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化管路和資源共享，這種具有綜合功能的系統(tǒng)就是集成系統(tǒng)。

2 集成系統(tǒng)的特點(diǎn)

集成系統(tǒng)是由多個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成的有機(jī)整體，這些系統(tǒng)相互之間具有互操作性和開(kāi)放性，各個(gè)系統(tǒng)通過(guò)相互協(xié)調(diào)合作完成整個(gè)智能化系統(tǒng)的操作目標(biāo)。系統(tǒng)集成的目標(biāo)是滿足用戶需求，保證能夠?qū)λ斜槐O(jiān)測(cè)到的信息進(jìn)行優(yōu)化管理和資源共享。根據(jù)建筑的使用性質(zhì)、建設(shè)規(guī)模以及管理模式，建立具有實(shí)用性、高效性和可靠性的信息化應(yīng)用系統(tǒng)，滿足工作人員對(duì)建筑進(jìn)行綜合管理的需求。

3 智能化建筑的核心技術(shù)以及應(yīng)用

3.1 智能化建筑的核心技術(shù)

（1）數(shù)據(jù)通信技術(shù)。該技術(shù)是智能化建筑的核心技術(shù)之一，它主要包括：衛(wèi)星通信技術(shù)、程控交換機(jī)技術(shù)、ISDN技術(shù)、ATM技術(shù)以及同步光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)。（2）計(jì)算機(jī)技術(shù)。主要包括：數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、分布式處理技術(shù)、操作系統(tǒng)技術(shù)、多媒體技術(shù)、軟件工程技術(shù)等。（3）數(shù)字化圖形顯示技術(shù)。這是智能化集成系統(tǒng)在進(jìn)行圖形化顯示信息的時(shí)候所采用的技術(shù)。它能夠使窗口技術(shù)和多媒體技術(shù)相互融合。例如：通過(guò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)和多媒體技術(shù)的相互融合可以將電話、電視、電腦構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的整體，使三者的功能綜合體現(xiàn)。（4）自動(dòng)化控制技術(shù)。在智能化建筑中使用的自動(dòng)化控制技術(shù)通常有：分布式控制系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)總控制系統(tǒng)等。這些自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑的最優(yōu)控制。

3.2 技術(shù)應(yīng)用

上海萬(wàn)豪大酒店是一座綜合型的大酒店。在該酒店中綜合了辦公、賓館、會(huì)議、展廳等大型服務(wù)設(shè)施。它就是一座典型的智能化建筑，酒店中的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、娛樂(lè)以及會(huì)議廣播系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等。在酒店的智能化系統(tǒng)建設(shè)中，設(shè)計(jì)師將數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)通信技術(shù)綜合運(yùn)用，通過(guò)系統(tǒng)集成，將各個(gè)系統(tǒng)綜合到一個(gè)控制平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)酒店智能化。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，酒店實(shí)現(xiàn)了智能化管理和控制。酒店工作人員能夠方便地獲取酒店內(nèi)各個(gè)區(qū)域的情況，并通過(guò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)及時(shí)聯(lián)絡(luò)各層人員，實(shí)現(xiàn)酒店快速、高效運(yùn)營(yíng)。通過(guò)數(shù)字化圖形顯示技術(shù)，工作人員可以在控制臺(tái)對(duì)酒店的地下車(chē)庫(kù)等公共場(chǎng)所進(jìn)行監(jiān)控管理，另外還能夠方便客人對(duì)酒店進(jìn)行相關(guān)信息的查詢等。

4 系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)要求

智能化建筑的系統(tǒng)集成是建立在建筑安全防范系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等各個(gè)子工程的基礎(chǔ)之上，對(duì)建筑物進(jìn)行集成管理的系統(tǒng)。智能化建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成時(shí)應(yīng)符合一下要求：設(shè)計(jì)的系統(tǒng)集成應(yīng)達(dá)到建筑信息資源共享的目標(biāo)。

系統(tǒng)集成應(yīng)能夠提高管理人員的工作效率，并為建筑使用者和管理者提供舒適的生活和工作空間。系統(tǒng)集成應(yīng)具有高效節(jié)能的特點(diǎn)，起到縮減管理人員、節(jié)省管理費(fèi)用的作用。系統(tǒng)應(yīng)該能夠靈活的適應(yīng)建筑環(huán)境的變化，并具有可靠、安全的特性，方便進(jìn)行管理和維護(hù)。

5 系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)方案

（1）設(shè)計(jì)思路。設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成應(yīng)按照以下思路：采用集成系統(tǒng)--子系統(tǒng)--設(shè)備的分級(jí)。設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)每一級(jí)時(shí)都要保證實(shí)現(xiàn)每一級(jí)的目標(biāo)。設(shè)備級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)，要求設(shè)備應(yīng)具備標(biāo)準(zhǔn)化的、可以獨(dú)立使用的網(wǎng)絡(luò)和通信接口;子系統(tǒng)級(jí)應(yīng)該使用統(tǒng)一的監(jiān)控管理軟件以及模塊化結(jié)構(gòu)，所有子系統(tǒng)應(yīng)該在同一平臺(tái)上運(yùn)行;在集成系統(tǒng)級(jí)必須采用分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并具有完整的功能，保證用戶界面具有統(tǒng)一性。（2）設(shè)計(jì)步驟。第一，先進(jìn)行系統(tǒng)集成分析，然后再對(duì)用戶需求進(jìn)行分析，根據(jù)得到的信息，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行初步設(shè)定，然后進(jìn)行可行性評(píng)價(jià);第二，進(jìn)行系統(tǒng)集成總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)施規(guī)劃;第三，實(shí)施系統(tǒng)集成，購(gòu)置設(shè)備，進(jìn)行軟件研制、軟件安裝和調(diào)試，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)收;第四，對(duì)集成系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)收、試運(yùn)行，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和驗(yàn)收以及維護(hù)。

6 系統(tǒng)集成技術(shù)原理

（1）協(xié)議轉(zhuǎn)換器。通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)集成。它能夠?qū)⑾?、樓控、安防等系統(tǒng)通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換集成在BMS系統(tǒng)中。這是一種開(kāi)發(fā)方法和工具，用戶能夠利用此工具對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)集成各種產(chǎn)品，它解決了網(wǎng)絡(luò)匹配的問(wèn)題。（2）OPC技術(shù)。該技術(shù)能夠使過(guò)程控制和軟件之間標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取和錄入。用OPC技術(shù)和控制設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)軟件和程序都基于OPC標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行，不必再逐一進(jìn)行接口程序編制，另外各種應(yīng)用和設(shè)備之間也能夠進(jìn)行互連。采用了OPC技術(shù)就能夠使不同產(chǎn)品、不同網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之間相互連接，相互操作，這是系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)。

7 系統(tǒng)集成的特點(diǎn)

7.1 具有互聯(lián)網(wǎng)模式的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）具有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模式的特點(diǎn)。系統(tǒng)集成通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)能夠和所有的子系統(tǒng)進(jìn)行連接，并通過(guò)對(duì)象服務(wù)程序?qū)⒉煌O(shè)備的參數(shù)轉(zhuǎn)變成統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布。（2）具有專用網(wǎng)關(guān)互連模式的特點(diǎn)。系統(tǒng)采用由第三方和直接設(shè)備供應(yīng)商進(jìn)行聯(lián)合生產(chǎn)以及各種設(shè)備的專用網(wǎng)關(guān)能夠使第三方設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息資源共享的效果。

7.2 具有開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)

智能化建筑集成系統(tǒng)采用了開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)，完成互連模式。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要有：（1）系統(tǒng)集成所涉及到的所有廠家都必須遵守統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范;（2）系統(tǒng)中具備同樣功能的部件可以相互替換、兼容;（3）符合要求的系統(tǒng)和設(shè)備之間可以相互連接。

7.3 DCS的集成模式的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

首先該系統(tǒng)是基于DCS的集成模式的智能化建筑系統(tǒng)集，對(duì)建筑內(nèi)所有的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理;其次，能夠?qū)崿F(xiàn)消防控制系統(tǒng)、安防系統(tǒng)以及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和DCS之間進(jìn)行集成;最后，具有開(kāi)放式網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)并能支持樓宇之間的通信標(biāo)準(zhǔn)。

7.4 具有系統(tǒng)平等方式的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）通過(guò)建立管理系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)，將全部子系統(tǒng)采用平等的方式集成，并當(dāng)作下層現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)。（2）集成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)建立的管理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。（3）開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)接口能夠?qū)⑷孔酉到y(tǒng)監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成具有相同格式的數(shù)據(jù)信息，并將其存儲(chǔ)在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。（4）通過(guò)BMS系統(tǒng)，管理網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)θ康淖酉到y(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)督、管理、信息交換。

8 結(jié)論

隨著信息化的全面發(fā)展，在不遠(yuǎn)的未來(lái)智能建筑將成為建筑的主要建設(shè)方向。技術(shù)人員將數(shù)據(jù)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)以及數(shù)字化圖形顯示技術(shù)通過(guò)集成系統(tǒng)進(jìn)行整合集成，建設(shè)成為智能化的現(xiàn)代建筑。隨著科研技術(shù)的不斷提高，智能化建筑的設(shè)計(jì)水平將會(huì)更高。

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