智能建筑的集成技術(shù)應(yīng)用研究

蔡小利

摘? ? 要：面對智能建筑的快速發(fā)展趨勢，本文重點探討智能建筑中的集成技術(shù)的應(yīng)用和實現(xiàn)，并將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到智能建筑集成系統(tǒng)之中，進(jìn)行智能建筑資源的優(yōu)化配置，實現(xiàn)智能建筑的智能化、集成化設(shè)計和管理，較好地提高智能建筑的管理服務(wù)能力，改善人們的生活品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：智能建筑;集成技術(shù);應(yīng)用

1? 引言

隨著建筑智能化的蓬勃發(fā)展，智能建筑的集成技術(shù)日益引起人們的重視，可以在智能建筑中引入數(shù)據(jù)集成、接口集成、界面集成等技術(shù)，解決智能建筑子系統(tǒng)之間的集成問題，實現(xiàn)智能建筑的數(shù)據(jù)共享、全面感知、實時監(jiān)控和高效分配，確保智能建筑集成化系統(tǒng)的準(zhǔn)確、實時、可靠運行。

2? 智能化建筑系統(tǒng)集成技術(shù)概述

2.1? 智能化建筑系統(tǒng)集成的概念

在智能化建筑中，系統(tǒng)集成是指通過信息化技術(shù)的應(yīng)用提高智能化建筑管理系統(tǒng)的集成化水平。將這種技術(shù)應(yīng)用到建筑中，能夠提高建筑信息系統(tǒng)的集成管理水平，通過信息共享對建筑進(jìn)行高效的監(jiān)控與管理，充分發(fā)揮智能化建筑的功能。

2.2? 系統(tǒng)集成技術(shù)的特點

系統(tǒng)集成電子技術(shù)能夠?qū)Χ鄠€子系統(tǒng)進(jìn)行有效整合，形成一個有機整體，各個子系統(tǒng)之間存在相互依托、相互操作、協(xié)同工作的關(guān)系，完成各項智能化操作，滿足人們對智能化建筑的需求。系統(tǒng)集成電子技術(shù)的特點在于其能夠充分利用系統(tǒng)檢測到的信息，實現(xiàn)資源共享，對管理過程進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)智能化建筑的實際情況建立高線的信息化系統(tǒng)，滿足智能化建筑的需求。

2.3? 智能化建筑系統(tǒng)集成技術(shù)的構(gòu)成

智能化建筑系統(tǒng)集成電子技術(shù)是建筑行業(yè)未來的發(fā)展方向，這項技術(shù)主要由以下幾個部分構(gòu)成：（1）信息反饋系統(tǒng)。在建筑中應(yīng)用智能化技術(shù)，通過計算機技術(shù)獲取建筑中的各項信息，并對其進(jìn)行有效整理，為建筑的使用者提供建筑的各項信息。與此同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)智能化監(jiān)督管理，通過完善的監(jiān)控系統(tǒng)保證信息的安全性。（2）網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。通過計算機技術(shù)在智能化建筑中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑的整體控制，能夠有效減少工作量，提高管理效率。（3）問題發(fā)布與處理系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是智能化建筑系統(tǒng)集成技術(shù)中的核心技術(shù)，通過網(wǎng)路技術(shù)的應(yīng)用，可以收集并處理大量的信息，通過對這些信息的分析發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，及時采取有效的解決方案。（4）服務(wù)命令執(zhí)行系統(tǒng)。為了有效提高服務(wù)水平，智能化建筑系統(tǒng)集成電子技術(shù)還能夠?qū)τ脩舻姆答佇畔⑦M(jìn)行收集與整理，全面掌握建筑使用者的需求，并通過服務(wù)命令執(zhí)行系統(tǒng)對相關(guān)問題進(jìn)行妥善處理。

3? 智能建筑的集成技術(shù)

3.1? 基于本體的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成技術(shù)

智能建筑數(shù)據(jù)集成技術(shù)能夠較好地解決數(shù)據(jù)源之間的異構(gòu)，如：系統(tǒng)異構(gòu)、語義異構(gòu)、數(shù)據(jù)模式異構(gòu)等，通過對異構(gòu)數(shù)據(jù)的抽取、對照、交換、加載等方式，實現(xiàn)用戶層與數(shù)據(jù)源的信息交互、高度共享和集成應(yīng)用。常用的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成方法包括有：（1）聯(lián)邦式法。主要是指多個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間自治與合作關(guān)系的集合。（2）中間件法。該法實現(xiàn)分解全局查詢、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和統(tǒng)一檢索服務(wù)，體現(xiàn)出良好的擴(kuò)展性。（3）數(shù)據(jù)倉庫法。通過ETL方式進(jìn)行各個數(shù)據(jù)源的抽取、轉(zhuǎn)換，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行定期篩選和更新，再將數(shù)據(jù)存儲載入數(shù)據(jù)倉庫。（4）基于本體的數(shù)據(jù)集成法。該法能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有效集成，實現(xiàn)更深層次的分析、共享和挖掘，有效屏蔽底層數(shù)據(jù)的異構(gòu)性，提高數(shù)據(jù)的查詢效率。具體方法包括有：單一本體法、多本體法、混合本體法。

3.2? 通信接口技術(shù)

可以采用基于TCP/IP協(xié)議的Socket通信方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與現(xiàn)場采集設(shè)備之間的通信，由Web Service接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成模塊、交互界面、第三方程序之間的數(shù)據(jù)通信。例如：可以在能耗與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中采用ModBus通信協(xié)議，完成環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的采集。

3.3? 用戶界面集成技術(shù)

采用統(tǒng)一的門戶系統(tǒng)進(jìn)行邏輯集成，由標(biāo)準(zhǔn)界面替代多系統(tǒng)界面，采用不同角色的不同訪問機制實現(xiàn)系統(tǒng)用戶的訪問，并實現(xiàn)一點登錄的集中式用戶訪問。

4? 智能建筑中的集成技術(shù)應(yīng)用分析

4.1? 智能建筑中的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成技術(shù)應(yīng)用

（1）數(shù)據(jù)庫設(shè)計和應(yīng)用。在SQL Server2012環(huán)境下搭建關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，包括智能照明子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、空調(diào)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、電梯子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、能源數(shù)據(jù)庫等，清晰地把握智能建筑設(shè)備信息狀態(tài)，進(jìn)行后期設(shè)備健康度的數(shù)據(jù)預(yù)測和分析。如：照明系統(tǒng)的回路信息及模式切換信息等。（2）用戶層設(shè)計和應(yīng)用。該層實現(xiàn)對全局本體庫的統(tǒng)一界面檢索和查詢，包括有瀏覽器客戶端、APP等，通過數(shù)據(jù)層和中間件層的集成技術(shù)支撐，使用戶能夠快速準(zhǔn)確地進(jìn)行底層數(shù)據(jù)源的查詢，獲得軟件平臺應(yīng)用的良好體驗。例如：在查詢智能建筑能耗與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的儀表設(shè)備信息中，可以呈現(xiàn)出用戶層查詢界面，使用戶能夠清晰地看到能耗儀表、環(huán)境儀表等相關(guān)信息數(shù)據(jù)。

4.2? 智能建筑的接口技術(shù)應(yīng)用

智能建筑采用兩種通信接口，即：現(xiàn)場采集設(shè)備與實時數(shù)據(jù)庫之間的接口、數(shù)據(jù)集成模塊與交互界面、第三方程序之間的接口。智能建筑的底層設(shè)備與實時數(shù)據(jù)庫之間采用Socket方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)集成模塊與交互界面之間采用Web Service接口進(jìn)行通信。具體來說，智能建筑各子系統(tǒng)的接口方式分別為：（1）空調(diào)系統(tǒng)。該子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口采用以太網(wǎng)物理接口和OPC軟件接口。本文中的智能建筑采用VRV多聯(lián)機中央空調(diào)控制系統(tǒng)，現(xiàn)場設(shè)備通過RS485串行連接，再通過OPC讀取采集的實時數(shù)據(jù)，借助于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并通過Web Service接口實現(xiàn)用戶層與數(shù)據(jù)集成層間的通信。（2）電梯系統(tǒng)。該子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口采用RJ45物理接口和OPC軟件接口。通過RS485連接電梯設(shè)備和電梯控制器，并通過ModBus進(jìn)行用戶與電梯控制器間的數(shù)據(jù)通信，通過Web Service接口實現(xiàn)用戶層與數(shù)據(jù)集成層的通信。（3）能耗與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。該子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口采用以太網(wǎng)物理接口和ModBus軟件接口。智能電表通過RS485進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸，能耗采集器通過DLT645-2007協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。環(huán)境采集模塊通過RS485進(jìn)行連接，再經(jīng)由ModBus協(xié)議采集實時數(shù)據(jù)并加以存儲。（4）門禁系統(tǒng)。該子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口采用以太網(wǎng)物理接口和API軟件接口。通過RS485實現(xiàn)門禁控制主機與門禁控制器之間的連接，再經(jīng)由OPC接口將數(shù)據(jù)開放到局域網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和通信。（5）視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口采用以太網(wǎng)物理接口和API軟件接口。（6）智能照明系統(tǒng)。該子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口為以太網(wǎng)物理接口，并采用ModBus軟件接口。通過智能燈具實現(xiàn)RS485信號接收、數(shù)據(jù)處理和智能輸出。

5? 結(jié)束語

綜上所述，智能建筑將所有子系統(tǒng)集成到統(tǒng)一的集成界面，實現(xiàn)子系統(tǒng)模塊之間的統(tǒng)合管控和設(shè)備的協(xié)調(diào)運行，采用多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成技術(shù)實現(xiàn)智能建筑相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢和管理，將各個子系統(tǒng)模塊有效集成到一起，實現(xiàn)彼此之間的互聯(lián)互通和信息共享，實現(xiàn)智能建筑對外通信接口的統(tǒng)一。未來還要結(jié)合BIM的三維可視化技術(shù)，進(jìn)行智能建筑集成化界面的優(yōu)化設(shè)計，使用戶獲得真實的交互體驗。并引入大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)等前沿技術(shù)進(jìn)行智能建筑數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測，采用數(shù)據(jù)高度加密算法，實現(xiàn)對智能建筑敏感數(shù)據(jù)信息的存儲，確保智能建筑數(shù)據(jù)的集成和安全。

參考文獻(xiàn)：

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