淺談智能建筑中的系統(tǒng)集成

摘 要：現代的建筑工程是一項系統(tǒng)工程，它不僅是提供一個辦公和生活的環(huán)境，而是要傳達一種理念和一種生活態(tài)度，那就是“舒適”的概念，要實現建筑物的環(huán)保和自然美。因此，要通過建筑物中系統(tǒng)集成設計來完成“舒適”的理念，這種系統(tǒng)集成設計主要包括兩個方面的內容，分別是網絡系統(tǒng)集成和樓宇自動化系統(tǒng)集成，網絡系統(tǒng)集成是樓宇自動化系統(tǒng)集成的基礎，而樓宇自動化系統(tǒng)集成是網絡系統(tǒng)集成的目的和硬件保證。希望該文對我國的現代建筑中的系統(tǒng)集成設計具有一定借鑒作用。
關鍵詞：建筑；系統(tǒng)集成；網絡；自動化

    隨著經濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對于建筑的要求也是越來越高了，由傳統(tǒng)的住房轉變成了今天的現代化建筑，這種新式的現代建筑除了具有基本的居住和工作功能之外，而且還具有著豐富的多媒體和自動化功能，使得居住和工作在其中的人，能夠感受到建筑物的智能化，這種“智能化建筑”的產生是依托于建筑物中的完善的系統(tǒng)集成設計的，因此，本文將對建筑設計中的系統(tǒng)集成設計進行論述。

1、建筑系統(tǒng)集成設計的必要性
    現代化智能建筑與傳統(tǒng)的意義上的建筑大為不同，他應該是一個集網絡通信技術、自動化技術、計算機技術和建筑藝術的一體化的“結合體”。它的目的是為建筑的使用者提供一種“舒適、便捷”的居住及辦公環(huán)境念。這種舒適不單純指的是建筑結構的藝術性、安全性所帶來的舒適感，還應該包含一種健康的生活態(tài)度和生活理念，為使用者提供一個節(jié)能、低碳和便捷的生活和工作環(huán)境。那么如何才能夠達到這種“舒適”的建筑的標準呢？這就需要建筑中具有系統(tǒng)集成的設計在其中發(fā)揮作用。
    這種系統(tǒng)集成設計主要包括兩個方面的系統(tǒng)集成，第一是網絡系統(tǒng)集成，第二是樓宇自動化系統(tǒng)集成。首先來看一下網絡系統(tǒng)集成，所謂網絡集成就是利用各種網絡通信技術，包括全雙工式交換以太網技術、三層交換、ATM、千兆以太網、虛擬專用網（VPN）、ADSL、以及混合網、異構網、寬帶遠程互聯(lián)系統(tǒng)等技術，完全從客戶應用和業(yè)務需求入手充分考慮技術發(fā)展的變化，去幫助用戶分析網絡需求，根據用戶應用的需要，將各種硬件設備、網絡基礎設施、網絡設備、網絡系統(tǒng)軟件、網絡基礎服務系統(tǒng)和應用軟件等組織成能夠滿足設計目標、具有優(yōu)良性能價格比的計算機網絡系統(tǒng)的全過程。隨著科技的發(fā)展，網絡技術已經走進了我們生活的方方面面，生活和工作樣樣都離不開通訊網絡。網絡技術可以節(jié)約大量的成本，對于建筑行業(yè)來講更是如此，應用網絡系統(tǒng)集成設計的建筑可以降低建筑運營的成本，提高建筑物的使用效率。除了能夠提高工作效率、節(jié)約人力成本之外，網絡集成系統(tǒng)的建設是一個環(huán)保的系統(tǒng)建設工程—它的系統(tǒng)內部往往是通過各種軟件平臺來實現互聯(lián)互通、信息交流、信息處理的，這很顯然符合“綠色建筑”的口號。同時，網絡集成系統(tǒng)也是樓宇自動化系統(tǒng)集成的基礎和條件，只有實現了網絡系統(tǒng)的集成才能夠實現后期自動化系統(tǒng)的集成，因此，在現代建筑中引入網絡系統(tǒng)集成系統(tǒng)是必要的和至關重要的。
    樓宇自動化系統(tǒng)集成是網絡技術、現代工業(yè)和建筑業(yè)結合的產物。樓宇自動化系統(tǒng)集成是以建筑中的網絡系統(tǒng)集成為基礎的，通過軟件和硬件的調控，使得建筑中的各個自動化系統(tǒng)和管理系統(tǒng)能夠按照預先設定的要求或根據環(huán)境的改變而調整的控制系統(tǒng)。通過分析可知為了實現“舒適”的現代建筑的概念，我們需要在建筑物中（特別是公共建筑物中）引入系統(tǒng)集成設計概念，這種集成設計主要體現在網絡基礎系統(tǒng)設計和樓宇自動化集成系統(tǒng)設計兩個方面，在下面兩個部分中我將具體的進行說明。

2、網絡系統(tǒng)集成設計
    網絡系統(tǒng)集成的設計是一項復雜的系統(tǒng)工程，它主要包括三個方面的集成設計，分別是面向協(xié)議的系統(tǒng)集成設計、面向平臺的系統(tǒng)集成設計和面向WEB的系統(tǒng)集成設計。
    2.1 以協(xié)議為基礎的系統(tǒng)集成設計
    在現代建筑的網絡集成設計中，網絡技術的“協(xié)議”技術是建筑集成設計中的關鍵環(huán)節(jié)。建筑網絡系統(tǒng)到目前為止，具有許多不同的協(xié)議，如：LonWorks、FF、PROFIBUS、BACnet等，但是，目前最常用的是LonWorks協(xié)議和ASHRAE的BACnet協(xié)議和。LonWorks協(xié)議指的是Echelon公司開創(chuàng)的局域網通訊協(xié)議，這個協(xié)議為智能建筑提供了基本的通訊網絡。LonWorks局域網技術包括五個部分，分別是中心神經芯片、收發(fā)器、控制模塊、網絡接口和開發(fā)平臺。LonWorks局域網技術具有高度的安全性，在網絡的運行中采用了虛擬主機技術，虛擬主機可以儲存信息，即使信息在傳輸的過程中出現問題，不能成功，也不至于信息丟失。同時，LonWorks局域網中信息的傳播是通過許多不同的節(jié)點來完成的，如果其中的一些節(jié)點損壞，也不會影響LonWorks局域網的正常運轉。除此之外，最常見的面向網絡的協(xié)議還有BACnet協(xié)議。BACnet協(xié)議指的是建筑自動化網絡控制協(xié)議，BACnet協(xié)議是由四個不同部分的協(xié)議所組成的，分別是應用部分、網絡部分、數據傳輸部分和物理設備部分四個部分。BACnet協(xié)議除了可以使用網絡的點對點協(xié)議之外，也可以使用局域網，這些局域網包括太網、ARC網、BAC網和LonTalk。這兩種協(xié)議是有區(qū)別的，就其二者的本質而言，BACnet協(xié)議注重的是協(xié)議的標準框架和網絡的基本構造，而LonWorks協(xié)議則重視的是協(xié)議框架的應用，注重的是應用技術。
    2.2 以平臺為基礎的系統(tǒng)集成設計
    以平臺為系統(tǒng)集成基礎的設計是以建筑中的網絡接口為核心，這種方法以“標準信息接口”為核心，通過定義自控網絡中通信實體信息交換的標準接口，以屏蔽不同通信協(xié)議對通信實體信息模型和互操作模式的差異。即無論通信協(xié)議對通信實體進行何種模型描述以及采用何種互操作模式，只要提供標準的信息集成接口，都可以通過這個接口實現控制系統(tǒng)的信息共享和互操作。在建筑中要建立以網絡接口為核心的信息平臺，只要在建筑中插入網絡接口，就能給通過這個接口對建筑中的自動化設備進行控制和操作，并且能夠通過網絡接口登陸互聯(lián)網實現信息的溝通。
    現在國際中最常用的平臺集成系統(tǒng)是OPC平臺網絡集成系統(tǒng)，OPC是微軟公司的對象鏈接和嵌入技術在過程控制方面的應用。OPC以OLE、COM和DCOM技術為基礎，采用客戶和服務器模式，為工業(yè)自動化軟件面向對象的開發(fā)提供了統(tǒng)一的標準，這個標準定義了應用微軟操作系統(tǒng)在基于PC的客戶機之間交換自動化實時數據的方法。采用這項標準后，硬件開發(fā)商將取代軟件開發(fā)商為自己的硬件產品開發(fā)統(tǒng)一的OPC接口程序，而軟件開發(fā)者可免除開發(fā)驅動程序的工作，充分發(fā)揮自己的特長，把更多的精力投入到其核心產品的開發(fā)上。這樣不但可避免開發(fā)的重復性，也提高了系統(tǒng)的開放性和可互操作性。OPC服務器一端連接著建筑中的自動化設備，另一端連接著建筑中的用戶，但是，其對待不同的用戶提供的服務時不同的，對于建筑的程序設計者其提供了定制接口，為程序的設計服務。而對于建筑中的普通用戶則提供普通的網絡接口，使得用戶可以使用符合其使用權限的網絡和自動化服務在現代的建筑中，以平臺為基礎的網絡集成系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，使得建筑中的用戶可以通過網絡接口實現對自動化設備的控制，并能夠通過OPC服務器登陸互聯(lián)網實現信息和資源的共享服務。雖然，以平臺為基礎的網絡集成系統(tǒng)設計有許多的優(yōu)點，但是其仍然是以硬件系統(tǒng)為基礎的設計，網絡技術的實現是依賴于OPC服務器而實現的，離開服務器建筑的自動化系統(tǒng)將會處于癱瘓的狀態(tài)。隨著無線網絡技術的發(fā)展和3G業(yè)務的產生，逐步產生了以服務為基礎的系統(tǒng)集成設計。
    2.3 以服務為基礎的系統(tǒng)集成設計
    由于平臺的系統(tǒng)集成設計要以服務器為基礎，那么如何才能夠實現跨服務器的信息交流呢？如何避免服務器的局限性呢？以服務為基礎的系統(tǒng)集成設計應允而生。以服務為基礎的系統(tǒng)集成的典型例子是WEB系統(tǒng)集成，WEB系統(tǒng)集成是世界通訊技術發(fā)展的里程碑，通過WEB系統(tǒng)集成可以實現現代建筑內部自動化設備的跨平臺溝通。WEB系統(tǒng)集成與建筑中的自動化系統(tǒng)連接后，建筑的使用者可以通過互聯(lián)網隨時登陸其自己的WEB系統(tǒng)，從而實現在其他的平臺和地區(qū)對自己的建筑物的操作與監(jiān)控，例如，用戶想回家能夠馬上洗上熱水澡，那么用戶就可以通過互聯(lián)網登陸自家的WEB系統(tǒng)，在工作單位控制自家的熱水器進行加熱，從而實現了建筑物的智能化。WEB系統(tǒng)雖然有許多的優(yōu)點，但是其要求網絡系統(tǒng)具有更高的速度和硬件配置，這兩點我國的建筑中仍然很難實現，因此，現代建筑中還應以協(xié)議為基礎和以平臺為基礎的網絡集成系統(tǒng)為主要的使用系統(tǒng)，逐步的改善網絡環(huán)境和自動化設備狀況，最終實現以服務為基礎的網絡集成系統(tǒng)。

3、設備監(jiān)控系統(tǒng)集成設計
    設備監(jiān)控系統(tǒng)設計是樓宇自動化系統(tǒng)設計的中心環(huán)節(jié)，下面我將對幾種常見的設備監(jiān)控系統(tǒng)設計進行論述。
    3.1 空調監(jiān)控系統(tǒng)設計
    空調監(jiān)控的設計主要要把握好六個部分的監(jiān)控。第一要控制好冷凍水的調節(jié)，使得建筑中的溫度能夠根據室外的溫度情況進行調節(jié)。第二要對空調的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，一旦發(fā)生問題，進行自動報警。第三要對制冷系統(tǒng)的氣壓和液壓進行監(jiān)控，超過一定的標準值的時候要進行報警提醒。第四要根據不同的季節(jié)為標準進行監(jiān)控，冬季要調節(jié)和監(jiān)控蒸汽加熱閥，從而使得溫度更加的適中，防止出現不該發(fā)生的意外。第五要進行空調濕度的監(jiān)控，實現室內不干燥保持適度的濕度。第六中央的服務器要產生動態(tài)的監(jiān)控圖表，實現參數和數據的全程監(jiān)督。這些對空調系統(tǒng)的監(jiān)督要實現全部的自動化和網絡監(jiān)督，當空調設備的運轉一旦出現問題，超出參數的限制的時候，自動化系統(tǒng)能夠自動的做出反應，按照實現制定好的程序運作，實現空調系統(tǒng)的無人監(jiān)控和安全。
    3.2 照明監(jiān)控系統(tǒng)設計
    照明系統(tǒng)是建筑中的重要系統(tǒng)，關系著用戶生活的安全和舒適度，那么如何實現安全的照明和自動化的照明系統(tǒng)呢？這就需要進行照明監(jiān)控系統(tǒng)的設計，這些問題的中心是進行公共環(huán)境中照明系統(tǒng)的監(jiān)控。在公共空間照明系統(tǒng)的設計中要以三個部分的監(jiān)控為重點。第一監(jiān)控供電觸摸板的性能，一旦發(fā)生問題進行自動提醒。第二根據時間和自然光線的條件自動監(jiān)控和調節(jié)照明設備的亮度。第三監(jiān)控照明設備的供電情況，當電流供應異常的時候，自動的進行報警。只有實現了對這三部分的監(jiān)控，才能保證建筑供電系統(tǒng)的正常運轉。
    3.3 給排水監(jiān)控系統(tǒng)設計
    給排水系統(tǒng)是與建筑用戶日常息息相關的系統(tǒng)，與業(yè)主的生活和工作密切相關。因此，建筑設計中要對給排水系統(tǒng)進行監(jiān)控設計。對給排水系統(tǒng)的監(jiān)控主要應該集中在四個方面，分別是：第一監(jiān)視水池的水位高度，一旦高度超過指定標準要及時進行報警，并進行自動暫停給水。第二對給水的水泵的運轉情況進行監(jiān)控，當水泵出現故障時自動進行報警。第三監(jiān)控水泵的運轉時間，當運轉時間達到一定程度的時候提醒維修人員進行檢修，以免出現問題造成不便。第四以不同水泵的運轉情況和時間為依據進行控制，使得主泵與輔泵進行交替使用，避免產生故障。

4、結束語
    對于現代建筑的自動化設備系統(tǒng)集成來講不僅僅只包括空調監(jiān)控系統(tǒng)設計、照明監(jiān)控系統(tǒng)設計和給排水監(jiān)控系統(tǒng)設計，而且還包括電梯監(jiān)控系統(tǒng)設計、供電監(jiān)控系統(tǒng)設計等系統(tǒng)設計，系統(tǒng)的集成設計是一項系統(tǒng)工程，應該以現代建筑的“舒適”理念為出發(fā)點，進行系統(tǒng)的集成。（資料來源：中國工程項目管理網）

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