智能楼宇综合监控管理系统的研究和实现

　　智能楼宇是建筑、计算机以及信息技术有机结合的产物，本文阐述了自主设计研发的智能楼宇综合监控管理系统，分别从总体构架、软硬件子系统模块和具体开发实现的角度阐述了该系统的研究内容和实现手段。

　　1 引言

　　二十一世纪以来，智能建筑出现频率越来越高，但不论国际上，还是在国内，“智能楼宇”这一概念还没有一个统一的定义，这其中一个比较重要的因素就是智能楼宇是信息技术发展的时代产物，而现今信息科学技术正处于快速发展的阶段，大量的研究成果正持续地被应用于智能大厦[1]。

　　对于智能楼宇来说，其核心是安防系统的集成，所以建立一套智能楼宇信息集成系统，从而将各个弱电子系统集成到一个计算机网络系统中。通过集中管理智能楼宇内的各弱电子系统，采集楼宇内各弱电设备的运行状态和工作信息来建立统一的信息管理平台，从而达到智能楼宇安防系统的统一管理。

　　2 综合监控管理平台

　　智能楼宇管理系统(Intelligent Building Management System )的基础设备控制层和信息管理层之间便是建筑自动化管理系统，是智能楼宇控制系统与智能楼宇信息管理系统的之间的纽带[2]。

　　楼宇自动化管理系统是面向楼宇自动化产业的需求，采用了模型子系统集成、数据采集、网络通信、自动控制和信息管理等功能的有机整体，是一个二次开发的监控管理平台软件。

　　建筑自动化管理系统具有系统开放性、操作简便、可靠性能、速度较快等特点，在智能大厦、智能小区等智能楼宇中有着广泛的应用。

　　智能楼宇管理系统的总体目标是：“以软件为核心，以计算机网络为基础，通过信息共享和交互，将各独立子系统和各功能集成为一个完整的有机整体，实现信息共享系统，降低系统的运行成本，提供个性化的服务，提高系统维护和管理的自动化水平。“IBMS楼宇集成管理系统是基于以太网络，WINDOWS 2000Server操作系统，通过OPC、OLE和COM+技术和数据管理软件将系统开放给用户。IBMS的系统构架如图2.1所示。

　　3 平台子系统功能模块：

　　3.1硬件子系统

　　我们设计的智能楼宇综合监控管理系统主旨为大厦的通讯、报警、保安、监控及管理等各系统全面提供自动化。工程系统主要分为[3]：

　　(1)智能化大厦管理系统(IBMS)

　　为各智能化子系统提供统一的监控及管理 。

　　(2)楼宇自控系统(BA)

　　对大楼的空调系统，给排水系统，变配电系统，照明系统等设备进行综合性的自动化监控管理。我们设计的智能楼宇采用开放型建筑物自动化系统XFi。(XFi支持点对点的同层通信，在现场控制域内的XFi的通信总线是无主式的)

　　(3)通讯自动化系统(CA)

　　为大楼的对外及内部各通讯系统提供综合性管理，系统包括话音系统、千兆以太数据通信网络、综合布线系统、公共广播系统、共用天线及卫星电视系统等。

　　(4)办公室自动化系统(OA)

　　通过千兆主干通讯网络，在智慧楼宇内的办公室内装配不同的通讯端口，提供不同的信息服务，包括话音、数据、视像、图像及多媒体通讯等。

　　(5)保安自动化系统(SA)

　　提供大楼保安系统的监控及管理的全面自动化，系统有室内外闭路电视监控系统、防盗报警系统、门禁及巡更等。

　　3.2 软件系统模块

　　(1)通信功能模块

　　智能楼宇综合监控管理系统的通信模块主要包含2个主要进程：接收过程和发送过程。在监控网络的接收过程中，先接收协议分组，并将协议分组传送到解码模块;传送服务处理功能模块的路由信令发送到网络。这2个进程从开放到封闭，贯穿整个集成软件，不断的进行通信。

　　(2)编解码功能模块

　　解码模块和编码模块构成此功能模块。解码模块实现的是接收过程接收UDP数据包的功能，根据协议要求的格式的解码，还原为相应的服务，并将服务信息的发送给服务功能处理模块。

　　(3)服务处理功能模块

　　服务功能模块是综合管理软件的核心模块。其首要目标是查找信息工作设备对象，并根据需求生成相应的服务流程。协议在同一时间有许多服务原语，不同的服务原语有不同的时间要求，相应的有不同的服务流程。它还有一个功能是接收编码功能模块发送来的服务信息，根据服务信息进行相应处理。

　　(4)设备对象处理模块

　　设备对象处理模块的主要功能是实现对设备对象的管理。它首先生成设备对象实例信息表中的要求，根据前模块的处理结果进行实例对象的状态维护，从而实现对设备状态的查询。同时，还可以根据需要修改对象属性来控制设备。

　　(5)设备对象数据存储模块

　　在开发综合监控管理系统软件的过程中，如何及时保存各种设备的信息是一个需要解决的问题。我们可以通过应用XML文件、SQL数据库等方式来实现这些目标。在本文中，我们使用的数据库技术存储各种设备的信息。现在主流的数据库格式可以实现通过软件界面实现与客户端通信的功能。

　　4 综合监控管理平台设计实现

　　4.1数据库技术实现网络集成

　　现场设备的实时数据写入是通过组态软件对服务器的访问来实现的。可随时写入和读取的实时数据库，为网络数据库技术的运用提供了基础[4]。

　　利用组态软件读取各功能子系统的实时数据，并将其纳入到一个统一的后台SQL数据库，以实现实时数据库和管理数据库的连接，以及彼此的信息通信。所有信息可以在客户端远程查看和调用。

　　4.1.1 管理数据库搭建　提供开发数据可视化工具和基于Web的组态工具，用户个性化地定制操作界面。可以直接生成历史趋势图、实时趋势图、报警画面、及其进行动画连接等。

　　用Windows2000Advance Sever来实现管理数据库。根据需求分析，设计智能楼宇监控管理系统的管理数据库，以“manage data”命名，管理数据库中含有五张数据表单。数据表一命名为useinfo，用以存放操作员的username(用户)和password(密码)。其余4张表存放的是楼宇监控系统和安防监控系统监控点的信息。

　　4.1.2 web程序开发

　　对于Web应用程序的开发，Visual Inter Dev和FrontPage是比较常用的开发工具。Visual Inter Dev可以为ASP编程提供较好的环境，Inter Dev提供了许多的内置实用工具，如DTC(Design Time Control)，利用DTC可以简化Web端应用的开发。而且Inter Dev还可以在编译后生成文件，在需要设置Web应用所需要的全局变量时可以使用该文件。每一个访问该站点的用户都会被分配一个唯一的SessionID，通过该变量获取和解析，便可以实现对系统中某用户的跟踪。

　　4.2数据处理客户端

　　用户通过基于Web浏览器的数据处理客户端，通过发送向数据库的请求，取得数据服务器上的数据，并通过后台服务器，计算设备运转的相关参数[5]。

　　数据处理只涉及到数据库的访问和数据处理，对于不同的处理模块，采用面向对象技术进行划分。

　　客户端每隔一段时间从数据服务器读取一次设备运转的相关数据，然后根据设备的相关参数计算设备的资源消耗形成资源消耗报表，并利用数据分析，对设备今后的消耗量进行预估;同时检查故障设备，上报用户。

　　5 结束语

　　智能建筑虽然历史很短，但是前景广阔，在世界各国发展迅速，已成为第二十一世纪主流建筑发展的趋势。如何促进智能楼宇的健康有序发展，是摆在我们面前的一项重要课题。本文研究了智能楼宇综合管理系统的组成及实现方法。利用智能大厦集成管理系统interbase2000系统。基于信息网络、应用集成、智能大厦的所有设备和安全监控信息可以进入各种计算机平台和桌面系统，大大提高了智能大厦在使用监控信息和共享“环境”方面的综合数据。为了实现智能大厦机电设备与安全报警管理监控和数据采集的远程控制。

　　作者：沙玉民 华洪杰 来源：中国科技博览 2016年6期