IBMS系统集成方案设计云集团管理系统.docx
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IBMS系统集成方案设计云集团管理系统
集团项目
智能建筑集成管理云平台设计方案
某某古河软件某某目录
1.1系统概述
1.1.1.IBMS的定义
智能建筑管理系统〔IntelligentBuildingManagementSystem〕，简称IBMS，是一套系统集成软件平台，通过先进的计算机技术、网络技术、通信技术和管理技术使一个个单独的子系统通过有效的系统集成方式，形成一个能够在互连互通中，实现子系统优势互补，协同作用的整合系统。
1.1.2.基于云技术的IBMS
目前国内的IBMS软件根本是都是采用SOA分布式架构的软件，IBMS平台的架构流程都是采用本地运行的页面组态工具，设计好动态页面，然后再将动态页面发布到WEB服务器上，对外提供信息服务，软件运行的平台大多是微软服务器平台。
古河软件国内首创基于云技术的IBMS，简称GH-CLOUD，GH-CLOUD对应于云服务的SaaS，可以运行在公共的或私有的PaaS云服务器上。
云IBMS与传统IBMS最大的不同是运行环境不同、组态方式不同、运行负载能力不同。
运行环境不同：
传统的IBMS通常是基于微软平台，云IBMS是运行于云虚拟服务器PaaS上的。
组态方式不同：
传统的IBMS通常是采用本机组态工具组态，云IBMS采用云端在线组态，实时发布组态页面。
运行负载能力不同：
云服务平台具有超大规模并发支持、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务等优点。
主界面一：
数据展现与分析界面
〔古河云平台用户大屏展示界面〕
主界面三：
系统入口
主界面三：
系统导航
软件主页界面〔主要由电脑或手持终端登录〕
二层界面
楼层入口界面
三层界面
应用层界面
1.1.3.IBMS云平台的核心技术
GH-CLOUD作为古河软件最新开发的SaaS云服务软件，采用多项自主研发的新技术：
●消息通知云服务系统GH-MNS
消息通知云服务系统是古河云平台的核心软件，部署于云端，用于各个系统软件的消息交互。
GH-MNS完全兼容阿里云的MNS，采用与阿里云一样的REST规X，一样的HTTPRESTful接口。
消息通知服务（MessageandNotificationService，简称MNS）是一种高效、可靠、安全、便捷、可弹性扩展的分布式消息服务。
MNS能够帮助应用开发者在他们应用的分布式组件上自由的传递数据，构建松耦合系统。
具有以下优点：
易用且不失扩展性
提供遵照RESTful标准的API访问接口，您无需担心任何兼容性题；可以和阿里云服务结合使用，从而让您的应用程序更可靠、可扩展性更强。
丰富的队列属性配置
我们提供了丰富的队列属性配置选项，您可以进展队列属性的个性化配置来满足不同的应用场景，支持：
普通队列、延迟队列、优先级队列等多种队列模式。
支持并发访问
支持多个生产者和消费者并发访问同一个消息队列，并能确保某条消息在取出之后的特定时间段内，无法被其他消费者获得。
支持每秒10万个并发读写。
消息投递保障与访问控制
在消息有效期内，确保消息至少能被成功消费一次。
（消息通知云服务后台WEB管理届面）
●实时数据库云服务系统GH-RTDB
古河云实时数据库〔简称GH-RTDB〕是兼容开源Redis协议的Key-Value类型在线存储服务。
GH-RTDB支持字符串、链表、集合、有序集合、哈希表等多种数据类型，与事务〔Transactions〕、消息订阅与发布〔Pub/Sub〕等高级功能。
通过内存+硬盘的存储方式，GH-RTDB在提供高速数据读写能力的同时满足数据持久化需求。
GH-RTDB在50个并发执行100000个请求，设置和获取的值是一个256字节字符串的模拟测评中。
读的速度达到110000次/s,写的速度达到81000次/s。
具有以下优点：
支持丰富的数据类型
兼容开源Redis协议中定义的所有数据类型，如String，Hash，List，Set，SortedSet等，支持多种数据操作，充分满足业务需求。
持久化存储
内存+硬盘的存储方式，数据存储到物理磁盘，满足用户数据持久化需求。
支持消息通知机制
基于事件通知机制将消息发布者和消息订阅者解耦，实现消息发布与订阅〔PUB/SUB〕功能，满足多个客户端使用者之间的互联互通。
支持事务操作
支持Redis协议中定义的事务〔Transaction〕处理，实现单个客户端发送的多个命令组成的原子性操作。
（实时数据库后面WEB管理界面）
●云端在线组态GH-SCADA
古河组态平台是基于云的监控开发平台，可以让非专业人员通过简答的拖拽生成专业的监控页面。
GH-SCADA基于纯HTML5技术和标准的工业总线技术，可以在平板电脑、iPhone与安卓手机平板在内的多种移动设备上应用，和其他系统无缝整合，支持云部署。
软件优点：
支持安卓/IOS
GH-SCADA基于纯HTML5技术和标准的工业总线技术，除了支持传统的桌面设备中的现代浏览器，也可以在平板电脑、iPhone与安卓手机平板在内的多种移动设备上应用。
即编即用
和传统组态软件的开发、编译、部署不同的是，多比平台是基于纯Web的解决方案，任何修改保存后，客户端只需要刷新页面，即可使用最新的软件功能。
特别适合部署云的监控开发平台。
智能数据绑定
用户无需编写程序，通过定义图形属性和数据的绑定关系，即可开发出各种动画，实时仪表板等复杂专业的界面，轻松实现模拟和监视复杂的动态效果。
逼真的移动端动画
GH-SCADA充分优化了前后端的数据，跨广域网的Web应用动画的刷新间隔小于一秒。
在更好的网络条件下，可以达到200~300ms。
强大的配置能力
多比提供强大的图形编辑器，不写任何代码，即可开发出非常复杂的交互人机界面。
图形操作支持客户化的对象中心点、倾斜、旋转、对齐、翻转、镜像、层次处理、正交选项、属性提取等等功能。
（GH-SCADA在线组态设计器）
●视频流媒体转码软件GH-MTS
⏹可以将海康、大华等视频流转为标准流。
⏹跨平台流媒体服务，支持微软、安卓、苹果客户端。
⏹支持录像、云存贮
（GH-MTS后台WEB管理届面）
1.1.4.IBMS云平台的优点
●支持主流的公共云和私用云
●采用弹性的WEB服务环境
●采用Docker技术构建虚拟云服务
●采用最适用于云的REST软件架构
●高性能的云内核
●跨平台的WEB页面
●可视化的页面导航
〔目前线框图变更为全景3D立面图〕实施效果图未完成
1.2设计目标
我公司在xxxx智能化系统工程中将综合运用现代计算机网络技术、通信技术，针对本工程实际需要进展总体规划，对建筑内所有建筑设备采用现代化技术进展全面有效的监控和管理，提高建筑的综合使用功能和物业管理的效率，确保建筑内所有设备处于高效、节能、最优运行状态，提供一个安全、舒适、快捷的工作环境。
系统配置适度超前，以适应企业和社会信息化开展的需要。
集中管理：
可对各子系统进展全局化的集中统一式监视和管理，将各集成子系统的信息统一存储、显示和管理在同一平台上。
重点是要准确、全面地反映各子系统运行状态，并能提供建筑关键场所的各子系统综合运行报告，提高突发事件的响应能力。
分散控制：
各子系统进展分散式控制，保持各子系统的相对独立性，以别离故障、分散风险、便于管理。
系统联动：
以各集成子系统的状态参数为根底，实现各子系统之间的相关联动。
优化运行：
在各集成子系统的良好运行根底之上，提供分析和决策建议，如：
设备节能控制、节假日设定、24小时值班台、自动远程报警等功能。
1.3设计依据
●《智能建筑设计标准》〔GB/T50314-2006〕
●《绿色建筑评价标准》〔GB/T50378-2006〕
●《民用建筑电气设计规X》〔JGJ/T16-92〕
●《软件工程国家标准》
●《计算机软件开发规X》〔GB/T8566-1995〕
●《计算机软件开发质量与配套管理计划规X》〔GB12504-12509-90〕
●《信息技术互连国际标准》〔ISO/IEC11801-95〕
1.4设计原如此
xxxx智能化系统集成的总体系统集成原如此是：
以计算机网络为根底、软件为核心，通过信息交换和共享，将整个建筑内各自具有完整功能的独立子系统组合成一个有机的整体，提高系统维护水平、管理自动化水平、协调运行能力与详细的管理功能，彻底实现功能集成、网络集成、软件界面集成的总体目标。
此次系统集成，将以xxxx的招标文件要求为准如此，达到如下目标：
1.4.1先进性
本项目的系统平台将采用云技术，实现跨子系统云联动等先进技术，且以上技术都在其他的重点项目中得到验证，稳定可靠。
建成后将能够代表当今世界的一流的智能建筑系统集成水平。
1.4.2开放性
系统平台可对各智能化子系统进展分散式控制，集中统一式管理和监控。
而集成后的系统应是一个开放系统，使不同的子系统和产品间接口和协议达到“互操作性〞。
它应当提供标准数据接口、网络接口，系统和应用软件接口，系统应具有如下开放性特征。
●可扩展性、灵活性好。
●兼容性和应用软件可移植性。
●可维护性好、生命周期长。
1.4.3标准化和模块化
集成平台的总体结构必须是标准化和模块化的，既可使不同厂商的设备产品综合在一个系统中，并相互的得到高度的信息共享，又可使系统能在日后得以方便的扩大，即满足通用性和可替换性。
1.4.4安全性、可靠性和容错性
作为建筑管理的集成平台，其系统必须保证有极高的安全性、可靠性和容错性。
为了将来的系统维护以与售后服务，所以选用国内知名厂家的系统集成产品。
1.4.5可管理性
整个系统基于网络，随着网络规模扩大，网络管理十分重要，要对这样一个网络进展管理，要求如下：
●支持网络监视和控制两方面的能力，能监视控制到网络主要设备。
●可能大的管理X围和尽可能小的系统开销。
●网络管理应标准化。
集成设备层和应用层，为建筑的管理者和使用者提供高效、便利、安全的工作环境。
经济本钱是系统集成必须考虑的因素之一，要求系统设计应从系统目标和生产需求出发，经过充分论证，选择适宜的产品，在满足用户要求的前提下，尽量降低投资本钱。
1.4.7前瞻性和可扩展性
系统采用ＳａａＳ软件即服务的云技术，基于Internet结构体系建立一个可扩展的平台，在设计和实施中都会为将来的系统扩容预留接口，且采用的产品本身具备数据转储功能，能够使的IBMS集成成为可能。
这样的设计既可以保证前期工程和后继先进技术的衔接，使系统具有先进性。
1.5系统分析
IBMS是智能建筑设备系统的核心，它通过云技术将各子系统集成到同一个计算机支撑平台上，建立起整个建筑的中央监控与管理界面，通过一个可视化的统一的HMI图形窗口界面，系统管理员们可以十分方便、快捷地实现建筑内被集成的各功能子系统以与相应更下层功能系统、实施、监视、控制和管理等功能。
下面将就此次xxxx建筑智能化系统的系统搭建、总体、功能、结构以与集成管理系统的层次四个方面的要求做详细论述：
1系统网络环境
1.1网络要求
系统通过内部局域网与各个智能化子系统的管理主机进展连接。
网络可互相访问各个子系统。
通信设备〔串口服务器，rs232，rs485〕和系统服务器工作站建议选用中高档产品。
2通信方式或通信协议
TCP/IP
Modbus:
根据集成厂家要求，可以通过MODBUS/RTU或MODBUS/TCP
Baet
RS232
第三方厂家SDK开发包
该服务器将各个子系统的数据采集实施上传到云平台
操作系统：
windowsserver2008企业版64位.
数据库：
SQLSERVER2005或者SQLSERVER2008
该服务器接收采集服务器的数据和复杂数据处理，该服务器要创建三个容器。
操作系统：
Centos7.1，如果现场环境是window系列操作系统，可以装VMware（版本11.0）虚拟Centos操作系统。
消息队列和实施库虚拟环境：
docker
Web管理站点
操作系统：
windowsserver2008旗舰版64位
1.5.2总体要求
从xxxx智能化集成系统的性质、用途出发，基于成熟、先进、实用的原如此，把构成智能建筑和各智能化子系统由各自独立别离的设备、功能和信息集成为一个相互关联、完整和协调的综合网络系统，使系统信息高度的共享和合理的分配。
即：
◆提供成熟先进的设备集成管理系统：
作为整个工程的管理核心，IBMS系统无论是系统网络结构与集成系统软件均应表现成熟可靠的性能与先进的技术。
◆云服务系统设计：
因建筑面积大、监控设备分布X围广，系统设计需充分考虑这些特点，组成云控制的系统。
◆提供高安全性和高可靠性系统：
系统软件需提供很高的安全性措施，提供冗余系统等高可靠性系统结构设计与系统软件配置。
◆提供先进的管理平台：
IBMS软件必需提供高效、先进的管理功能、良好的用户界面等。
◆系统的快速响应：
建筑对于安保系统的快速响应要求较高，本方案的系统设计需充分考虑系统对报警的快速响应与相关系统报警联动的快速响应，为安保管理人员与时提供报警信息与现场图像。
◆模块化的系统软件与硬件：
提供模块化的系统软件与硬件，便于根据实际需求灵活地进展系统设计与今后扩展硬件与软件功能。
基于以上要求，我们认为在该工程中：
●采用的系统软件应确保开通时操作系统和数据库版本为当前最新版本。
●系统需采用统一的标准时钟。
●系统设计需考虑一定余量。
●系统需可提供用户自定义参数设置、自定义报表、自定义数据库等。
●系统具备良好的可扩展性。
1.5.3功能要求
xxxx的IBMS应达到如下具体功能：
◆对各设备子系统进展统一的监测、控制和管理：
集成系统将分散的、相互独立的智能化子系统，用一样的环境，一样的软件界面进展集中监视。
各部门以与管理员可以通过自己的桌面计算机进展监视；可以看到保安、巡更的布防状况，会议与网络系统的状态等等。
这种监控功能是方便的，可以以生动的图形方式和方便的人机界面展示你希望得到的各种信息。
◆实现跨子系统的联动，提高建筑的功能水平：
智能化系统实现集成以后，原本各自独立的子系统在集成平台的角度来看，就如同一个系统一样，无论信息点和受控点是否在一个子系统内都可以建立联动关系。
这种跨系统的控制流程，大大提高了建筑的自动化水平。
这些事件的综合处理，在各自独立的智能化系统中是不可能实现的，而在集成系统中却可以按实际需要设置后得到实现，这就极大地提高了建筑的集成管理水平。
◆提供开放的数据结构，共享信息资源：
随着计算机和网络技术的高度开展，信息环境的建立与形成已不是一件困难的事。
虽然系统产品供给商们正在努力制订各种应用层次的通讯协议标准，在目前条件下，真正限制信息系统开展的是不同数据类型之间的信息交换或者说是系统之间的通讯接口。
如果集成信息系统无法得到需要的数据，就不能发挥有效的作用。
智能化系统控制着建筑内所有的机电设备，包括：
空调系统、电梯系统、照明系统等等，传统上各系统自成体系工作，并不和外界交换信息。
由于数据结构、通讯格式的不同，集成系统无法采集所需的资料，用户花费大量资金、心血建立的信息服务系统、物业管理系统、设备维护系统、决策辅助系统等等就不能发挥应有的潜在能力。
计算机集成网络系统将真正解决这样的数据、信息交换问题。
它建立一个开放的工作平台，采集、转译各子系统的数据，建立对应系统的服务程序，承受网络上所有授权用户的服务请求，即实现了数据共享。
这种网络环境下的分布式客户机/服务器结构使集成信息系统充分发挥其强大的功能。
◆提高工作效率，降低运行本钱：
集成系统的建立充分发挥了各智能化子系统的功能。
以前为了达到同样功能，往往要增加许多硬件和设备，如在消防和安保系统中增加输出点，接入机电设备自动化管理系统的输入点上，以达到统一监控和联动的目的，但由于硬件点数量的限制，往往不能达到很好的效果又增加了投资。
现在集成系统用软件功能代替硬件设备，不仅节约，更增加了集成的信息量和系统功能。
集成系统可以使管理人员在一台或多台电脑上，以一样的界面操作、管理各个智能化子系统，而电脑可以放在建筑的任何地方，这样一来方便了管理，也可以减少管理人员的人数，提高了管理效率，同时降低了对管理者素质的要求，降低了人员培训的费用。
根据我们对以往完成的集成系统工程情况的统计，成功的系统集成可得出以下结果：
●节约人员20-30%
●节省维护费10-30%
●提高工作效率20-30%
●节约培训费用20-30%
1.5.4结构要求
智能建筑集成管理系统〔IBMS〕软件的体系结构直接影响软件的开发难度和软件的开发思路，同时对软件产品的可用性、生命力、增值性有着决定作用，根据本工程要求我们进展的系统基于三层体系结构。
1、底层设备和支撑网络层：
该层由IBMS系统中所包括的控制、子系统或设备的驱动程序以与相关的综合布线、通讯、计算机网络系统所组成，该层主要完成对子系统现场控制设备的实时信息进展收集和处理。
由于各个子系统可能采用不同的通信协议和数据格式，所以，该层的驱动系统应完成对不同的协议和数据格式的转换。
即该完成将各子系统的不同通信协议与数据信息格式转换成上层〔核心决策层〕认可的协议和格式，同时将核心层处理后的信息转换成相应子系统认可的协议和格式。
完成对各子系统的控制和管理。
该层实际上起到了一个通信网关的作用，也可以称为通信网关〔municationgateway〕
2、核心决策层：
该层是整个系统的关键局部，是整个系统的“神经中枢〞，它完成的主要工作有：
〔1〕完成对由底层输入的各子系统的信息按内在的逻辑关系统进展加工处理，将处理后的结果送到相应的数据库，通知上层以直观的方式显示。
同时承受上层〔GUI〕授权操作人员发出的请求信息或系统的控制信息对这些信息进展相应处理，并将结果通知驱动器层，由驱动器层通知相应子系统完成相应的动作。
〔2〕承受上层〔GUI〕授权操作人员发出的信息综合管理的请求信息，按要求完成这些请求的信息进展综合处理，将结果返回GUI层，供其显示、输出。
〔3〕完成各子系统的联动功能处理，某一事件的发生不仅要引起该事件所属子系统的反响，而且会引起与之有关联的其它子系统采取相应的动作。
这种联动关系由核心层来决策。
〔4〕对下层和上层提供标准的API接口，对数据库系统提供标准的ODBC接口，以完成与系统各局部的内部通信。
3、应用层：
该层是人机对话的窗口，一方面是将核心层处理过的信息用明了形象、直观的方式在计算机屏幕上显示出来，为用户提供实时监视和控制整个建筑的所有现场信息。
另一方面，通过该层界面，用户可根据预先的设计完成对子系统的功能配置和设定，完成联动的设置和对系统的综合管理。
户界面层可支持WEB技术，可通过浏览器在INTERNET/INTRANET环境中浏览所有信息，并通过授权可完成对系统的远程控制和管理。
1.7系统集成架构图
〔古河云平台REST系统架构图〕
〔古河云平台系统内核组成图〕
1.8GH-CLOUD对各子系统的集成数据展示
1.8.1闭路监控系统
●实时视频
✧工作站能自动以树形结构将浏览的前端设备和摄影头编排列出来，可以根据多级区域进展分组。
同时结合手工自由点播，可以非常直观、方便的查看权限许可的实时或非实时画面
✧支持1、4、6、9、16、画面切换监控
✧支持对音频的实时接收，可选择静音/打开音频
✧支持图像实时抓拍与浏览功能
✧支持本地实时录像功能
✧抓拍和录像路径可设置
✧云台控制〔上、下、左、右〕，包括自动巡航，预制位、灯光/雨刷功能的支持
✧可变镜头远近、大小、聚焦调节
✧摄像机色度、亮度、饱和度、比照度的实时控制。
✧支持视频双码流传输、支持视频流媒体服务器，解决视频传输占用带宽过大的矛盾
〔实时视频〕
●历史录像回放
工作站可以为用户提供录像的远程检索回放、下载本地回放；提供多路〔1/4路〕同步/异步回放功能。
支持用户按时间段、设备地址、录像类型检索视频文件名，生成文件列表。
支持客户进展录像文件的播放、快放、慢放、单帧放、拖曳、暂停功能，也可以进展录像文件的剪辑并保存到本地硬盘。
●视频联动
●闭路监控系统与门禁系统联动
重要位置实现门禁系统与闭路监控的联动，当门禁系统开启，集成平台联动录像机以与矩阵，切换相应位置摄像机画面至规定的监视屏幕，同时录像机启动录像功能。
当有人非法读卡或非法闯入装有门禁管理系统的区域，将联动摄像机进展查询。
●闭路监控系统与防盗报警系统联动
防盗报警系统出现报警信息，集成平台联动录像机以与矩阵，切换相应位置摄像机画面至规定的监视屏幕，同时录像机启动录像功能。
●闭路监控系统与消防系统联动
消防系统报警，集成平台联动录像机以与矩阵，切换相应位置摄像机画面至规定的监视屏幕，同时录像机启动录像功能。
1.8.2防盗报警系统
●虚拟报警键盘
工作站可以显示虚拟报警键盘，虚拟报警键盘可以实现报警键盘的布、撤防、旁路、接警等操作。
多个虚拟报警键盘可以自由分组排列。
虚拟报警键盘可以取代局部报警键盘。
●定时撤/布防
中心工作站提供了可按一星期七天分别设置不同的预定撤布防时间，可以使操作员根据需要方便地设置撤布防时间，如用户可以在上班时间设防，下班时间撤防，主要需要设定撤布防起始时间，撤布防的时间不能重复，起始时间必须小于终止时间。
●报警联动
✧工作站为入侵报警系统的设备专门制作了报警设备图标，支持地图放大、缩小，用户可根据需要查看不同倍数的地图，并可浏览地图，查看地图上的用户资料，当有报警发生时设置将地图自动弹出。
✧在照明条件不佳的状况下，当防盗报警系统报警，集成平台联动智能照明系统，开启相应位置照明装置，配合管理人员对现场进展确认；
✧防盗报警系统报警，集成平台联动门禁系统，关闭相应位置门禁锁，对相应路线进展封锁；
✧防盗报警信号可以联动报警区域的摄像机，将图像切换到控制室的监视上，并进展录像；
✧多个报警信号出现时，报警信号可以顺序切换到不同的监视器上，报警解除后图像自动取消，防止漏报；
✧有人在防盗报警系统设防期间进入安装控测器的区域时，视频安防监控系统可在控制室内自动切换到相应区域图像信号；
✧在特殊场合，进入房门需经保安人员认可时，CCTV将图像切换到指定的监视器上，由保安人员认可后才可以进入大门；
✧当防盗报警系统出现报警时，门禁系统也可以按照程序关闭指定的出入口，只能由保安人员打开；
✧在探测到非法侵入后集成平台进展声光报警，并记录报警的时间和地点等信息；
✧集成系统可将报警信息共享，也可打印、生成报表
1.8.3一卡通系统
一卡通系统与GH-CLOUD系统集成，以ODBC、OPC通讯协议实现数据的通讯，在智能卡系统，可对其集成子系统智能卡消费系统、停车场系统以与门禁系统进展监控。
物理通讯方式为由子系统引出网线接入交换机，再由交换机引出网线与集成平台服务器相连。
根据不同的在客户端或智能卡集成管理服务器，均可实现对各子系统的控制和查询，客户授予不同的权限，以便于进展管理。
其良好的数据整合功能，可根据不同的管理人员的需要定期输出各种管理数据表。
其良好的信息汇总整合能力为物业管理人员以与各主管领导提供了第一手的管理依据。
同时节省了大量的人员对数据的整理以与信息的传递。
如会议签到、门禁、车场、考勤、消费运行信息等。
门禁系统联动界面
1.8.4进出口停车管理系统
停车场管理系统采用OPC或数据库方式建立与GH-CLOUD系统通讯。
IBMS系统通过该接口实时查看车闸状态，对车场进出进展远程操作与控制。
同时，车场系统内的数据通过上层网络，按不同用户与用途建立相应的数据库
升级会员 