智能化集成系统方案.docx
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智能化集成系统方案
一、系统概述
智能建筑是具有通信自动化系统（CAS）、办公自动化系统（OAS）、建筑设备自动化系统（BAS）的建筑。
所谓的智能大厦是指那些在建筑物结构、系统、服务和管理四个方面具有优化组合，提供一个高度安全、舒适、高效的环境空间，为大厦的投资者提供高回报率的建筑物。
智能大厦的核心是系统集成。
在大厦楼宇建设中，将配置现代化大厦应有的各种不同类型的弱电工程智能子系统，包括：
●综合布线系统
●楼宇设备自动控制系统
●智能化照明系统
●安保监控报警系统
●消防报警系统
●门禁一卡通系统
●数字程控交换机
●无线信号增强系统
●卫星及闭路电视系统
●计算机网络系统
●LED大屏显示系统
●电子会议室
●公共/紧急广播系统
●停车场管理系统
这些智能子系统各成体系，往往各自独立运行。
典型的独立智能子系统包括楼宇设备自动控制系统、安保监控报警系统、消防报警系统等。
然而，各智能子系统的监视、控制和管理软件一般只能在各自的管理机上使用，子系统之间无法共享一些必须的信息。
IBMS系统集成的设计目标是：
将各个弱电子系统集成于一个计算机网络系
统中，建立统一的管理平台，以实现整个智能大厦信息资源的合理共享与分配，提高大厦管理者的工作效率，降低设备运行及维护的费用。
实现大楼管理的统一化、规范化和自动化。
IBMS集成系统通过完成以下功能来提高工作效率，降低设备运行、维护及扩充的费用：
1.对各个子系统进行统一监测、管理
IBMS系统将各个弱电子系统进行有机的结合，在统一的环境下用相同的软件进行集中监视、统一管理。
管理员及经过授权的用户（部门主管）可以通过自己的桌面计算机（IBMS监控平台工作站）进行监视、管理。
各个弱电系统中不同监控点的实时状态可以显示在IBMS工作站上，IBMS工作站将以生动的图形界面展示所需要的各种信息，并可以按照使用者的意图将信息发送到任意一台工作站上，实现统一管理。
2.实现跨子系统的联动，提高各个子系统之间的协调性
从使用者的角度来看，经过IBMS系统集成以后的各个子系统，在一个平台系统管理，就如同一个系统一样。
例如：
当消防系统发出火灾信号时，门禁系统将打开相应房门的电磁锁；当门禁系统检测到有人非法闯入时，安保防盗系统的摄像机将非法闯入画面切换给相关主管人员，等等。
这些子系统之间的事件处理过程，在独立的各个弱电子系统中是无法实现的，而只能在IBMS系统中得以实现，从而大大提高了子系统的协调性和大厦管理的集成度。
3.实现子系统之间的信息共享
随着信息技术的高度发展，信息的共享已经不是一件困难的事。
然而，智能大厦各个弱电子系统具有不同的数据接口，相应系统产品供应商提供的通讯接口是不同的，这就使得子系统之间的通讯发生困难，信息不能共享，而IBMS运行的基础是获得所有相关的数据。
在此情况下，IBMS通过分布式对象服务采集、整理各个子系统的数据，并将各子系统的数据转换成统一数据流，通过数据服务引擎共享数据流。
为了提高系统的资源利用率和效率，使系统能容纳更多的终端用户的访问，IBMS系统采用中间件的方式管理数据信息。
二、系统设计原则
对于智能楼宇弱电系统集成，我们遵循以下的设计原则：
●满足用户需求
本系统将从用户需求分析着手，并以得到用户认可的需求为目标展开工作。
●先进性、合理性和经济性
考虑到电子、信息技术的迅速发展，本设计在技术上将适度超前，所采用的设备、产品、软件具有相对的成熟性且代表当今世界的技术水平，系统的整体设计方案及各个子系统方案具有明显的先进性。
在保证系统先进性的同时，以提高工作效率、节省人力和其他各种资源为目标进行设计。
●安全性和可靠性
安全和可靠的信息的保密性是智能建筑的基本要求，这也是系统集成设计所必须遵循的重要基本原则。
系统所采取的安全机制不仅可以避免由于授权人员的误操作对系统造成的破坏，也可以制止由于非授权人员的非法闯入对系统的破坏。
●持续性和可扩充性
考虑到智能建筑日后的维护扩充，系统采用结构化和模块化的设计，具有高度的兼容性和可扩充性，既可以在原有硬件的基础上进行功能扩展，又可以方便地将新的厂商的硬件设备加入系统。
●实时性和联动性
保证采集数据的实时性，是大厦安全管理、设备控制所必需具备的条件。
联动性是系统通过采集的数据与大厦的工作管理流程相结合，对系统内的相关设备进行跨子系统控制，使系统成为统一的联动整体。
三、系统软件实现
1、系统设备监控结构
我们所提供的IBMS系统是一个开放的、可扩充的基于计算机局域网络的系统，操作系统采用WINDOWSNT/2000和WINDOWS95/98。
系统中的所有子系统主机采用集散型控制系统（TDS）的主控技术，通过系统的控制总线与中央主机联接起来，构成总线型网络拓扑结构。
软件采用分布式客户机／中间件／服务器的编程结构，后台服务端应用SQL大型数据库，中间件使用跨平台的CORBA技术，不同水平的用户在统一的操作平台界面通过简单的操作完成所有设备子系统的监控。
系统充分利用网络操作系统的所有软件资源，采用面向对象的编程环境，具有强大的功能和灵活性，系统还集成了各种应用和开发工具，并创建了一种简单又动态的数据交换接口，以此来维护系统和满足业务需要。
楼
宇
设
备
监
控
系
统
安保监控报警系统
消防报警系统
系统控制总线
中 央
主 机
中间件
IBMS
终 端
系统设备监控结构示意图
各子系统
在没有IBMS系统时，虽然所有子系统主机都在同一个网络上，但各个子系统相对独立，其各自的数据只能够被自己使用，无法达到数据共享的目的。
而"IBMS集成系统"为了在统一的界面上对所有子系统进行监测管理必须提取到所有子系统的全部数据，为了解决这一问题，"IBMS集成系统"采用了分布式对象服务（DOS-DistributeObjectService）。
系统通过分布式对象服务采集各个子系统的数据，并加以整理、转译，使之成为系统通用的标准数据流，各个软件子系统通过数据服务引擎（InformationServiceEngine）获得属于自己系统的数据，以友好的、交互式的人机图形界面，呈现在使用者的面前。
经过分布式对象服务与数据服务引擎处理过的"IBMS集成系统"所需数据，被保存在服务器的SQL数据库内。
借助TCP/IP协议，利用高效率的客户/中间件/服务模式，凡是在网络上的监测工作站都可实时查看监测点的数据，譬如：
空调器的温度、风机的开关状态等。
如果通过底层异次镜像转换，所有数据都可以从表格形式变为图形方式。
这种图形方式是"IBMS集成系统"为了改善人机界面而设计的对象模型，这些对象模型位于应用层，它们具有统一的选址方式、集中交换方式、标准化方式等一系列有助于软件集成应用的属性。
这样，"IBMS集成系统"就搭建起了基本的框架。
2、系统软件实现过程
如图，IBMS系统的软件实施过程分成三步：
第一，按照楼宇整体设计规划，绘制楼宇智能管理的布防图，在布防图上建立各种系统分布的监测点，并且给每个监测点设置初始参数。
同时，根据楼宇管理的实际情况可以设定各子系统之间的联动控制策略，使系统达到智能管理的目的。
所有数据都保存在IBMS数据库中，IBMS监控平台通过中间件访问布防图监测点数据。
第二，分析每个楼宇设备子系统的数据输出接口，按照IBMS系统已有的数据通讯协议转换模块进行分类（即按IBMS子系统接口服务程序分类），再进行数据采集和控制管理。
如果楼宇设备子系统的数据输出接口通讯协议特殊，IBMS系统本身不包含该协议，根据IBMS通讯标准，为该系统定制专用的通讯协议转换模块（即IBMS子系统接口服务程序）。
第三，IBMS系统的监控平台通过IBMS中心服务器，从各楼宇设备子系统采集数据，并将结果显示在监控平台桌面上；IBMS系统的监控平台通过IBMS中心服务器，将控制信号发送到相应的楼宇设备子系统，由对应的设备执行控制命令。
在IBMS系统的监控平台上可以直接访问各物业管理子系统（楼宇运行管理系统）的数据信息，并进行管理。
IBMS系统软件实现原理图
局 域 网 络
IBMS数据库
中间件
中间件
IBMS开发平台
布防图、初始数据
IBMS中心服务器
楼宇设备监控系统
消防报警系统
安保监控报警系统
注：
该图中实线箭头为监测数据流程，虚线箭头为控制数据流程。
监控平台
监控平台
物业管
理系统
各子系统服务器（接口协议转换层）
该层面以下为楼宇智能设备
四、系统结构
1.弱电集成系统连接如下图所示：
IBMS管理中心服务器
楼宇设备监控主机
停车场管理主机
安保监控报警主机
消防报警监控主机
MIS
系统
管理主机
数据库
服务器
中间件
服务器
终端
监测平台
终端
监测平台
2.IBMS系统组成如下图所示：
楼宇设备管理
配电系统
空调系统
送排风系统
给排水系统
电梯系统
照明系统
UPS电源系统
安保监控报警管理
电视监控系统
防盗报警系统
消防报警系统
消
防
报
警
监
测
管
理
门禁一卡通管理
巡更系统
考勤系统
停车场系统
门禁系统
楼宇管理系统（IBMS）
楼宇设备实时监控
管理系统开发平台
楼宇运行管理维护
物业管理
设备维护管理
办公自动化管理
设备远程诊断
财务管理
五、系统功能
IBMS系统主要功能：
1.设备运行数据和状态的收集、分析、统计
运行数据是指各弱电子系统设备所产生的计量数据或计费数据。
运行状态是指各弱电子系统设备的工作状态数据。
收集和积累是指把上述数据按用户所规定的要求从各子系统得到并装入到IBMS数据库中。
分析和统计是指把上述数据按用户要求进行计算处理。
2.设备运行数据和状态的集中监视
设备运行状态是指各弱电子系统设备是否正常运行的状态。
集中监视是指在IBMS系统的监视工作站上可以监视各弱电子系统设备的运行数据的变化情况和状态。
3.异常情况和故障报警处理与联动控制
当各弱电子系统设备工作出现异常情况和故障时，在IBMS系统的监视工作站上立即以多种形式进行报警，显示报警设备、位置、状态等，并提示处理的方法。
系统根据用户预先设置好的联动方案，在设备异常、故障报警等情况下，在满足联动条件的情况下，实施跨子系统的设备联动控制。
4.设备信息综合管理
为了确保大厦各种设施的良好运行，IBMS系统中实现对大厦各种设备资料和图纸的管理、各种设备维护和维修记录的管理、易耗品及备件等的库存管理、大厦结构化综合布线系统的修改维护管理、大厦共用设施的使用管理、大厦用户的信息管理。
5.系统安全措施
为了保证IBMS系统的安全运行，IBMS采用用户密码、权限、岗位等级等安全保护措施，防止非法侵入，同时采用数据库备份的措施，确保数据安全。
6.系统实时响应
在一般条件下，IBMS系统从各子系统接收数据并通过数据服务引擎（ISE）在网络上发布，并在用户端刷新显示仅需若干秒时间。
一旦数据由数据服务引擎（ISE）在网络上发布，则系统刷新用户屏幕的响应时间是以毫秒来计算的。
在IBMS系统中，可同时工作的用户数量仅受网络中应用服务数量的限制。
六、各子系统功能
1.楼宇设备实时监控管理
智能大厦楼宇设备实时监控系统担负着对大楼内各种各样的机械和电子设备，如空调、给排水、通风等设备的检测与控制，保证所有设备的正常运行，并达到最佳状态。
从基本功能划分楼宇设备实时监控系统有：
空调、通风、给排水、供配电、照明、消防、电视监控、门禁、不间断电源这些子系统组成。
IBMS下的楼宇设备实时监控管理系统将定时汇集这些机电设备的运行和检测数据，进行综合分析和统计，并在IBMS的网络工作站给出各种图文信息。
下图是IBMS监控系统软件操作界面图形。
这是IBMS系统监测平台操作界面，楼宇设备的实时监控就是在它上面实现的。
在操作界面左侧是IBMS系统结构树，上面是控制菜单和工具条，下面是状态栏，中间大面积区域放置每个楼层或系统的布防图。
布防图的切换就是通过左边的操作树结构，选择要监测的系统。
IBMS设备监控系统的操作也可以通过工具栏上的工具图标按钮来控制完成，如：
系统的切换、楼层选择、布防图放大缩小、设备或监测点查询等。
1.1楼宇设备监测管理
楼宇设备管理是对大厦内部的配电、空调、送排风、给排水、电梯、照明、UPS等机电设备进行实时监控。
它管理范围包括：
高低压配电子系统、空调子系统、送排风子系统、给排水子系统、电梯子系统、照明子系统、UPS监测子系统。
●设计目标
✧运行数据的检测、收集和分析统计
✧运行状态的监视
✧故障及异常报警的显示
●设计原则
✧IBMS系统只通过局域网络，利用TCP/IP协议与楼宇设备系统的主机进行数据通信，不直接与控制器进行数据通信。
✧IBMS系统只进行数据收集、状态监视和故障报警等分析统计工作。
为了保证操作安全，不控制大楼内各个机电设备。
机电设备的控制和设置只可通过楼宇设备控制主机进行。
✧IBMS系统原则上不改变楼宇设备系统与其它子系统的联动关系。
如果用户有特殊需求可以定制联动控制。
●系统功能
✧使用者身份及权限的识别，确定操作范围和等级。
✧IBMS主机通过内部网络，采用TCP/IP协议与楼宇设备系统（BAS）主机相连接，利用BAS主机提供的服务程序定时收集大楼内各机电设备的检测参数（包括温度、湿度、压力、流量、电压、电流、开关数据、工作正常/非正常状态等），经由接口模块分别存放到IBMS主机运行信息数据库及异常信息数据库中。
下图是楼宇设备监测系统的监测点信息。
在图中列出了整个系统涉及到的各种设备监测点的参数配置信息，在IBMS系统可以通过设置不同监测点的参数对不同的设备进行监控。
✧用图文及表格方式描述大厦楼宇设备系统各分系统的设备分布及运行情况，每个检测点由多种静态或动态图标表示。
✧工作站监视及报警
具有权限的用户可通过网上任何工作站对IBMS服务器中有关数据库访问，获取最新或历史数据，对检测点状态进行图文监视和分析统计，形成分析、统计图表。
当检测到异常时，通过IBMS在监视工作站上立即以多种形式，包括声音、颜色、闪烁等进行报警并提示响应的处理建议。
1.1.1 空调系统
✧采集空调运行状态数据，监测空调的温度、各种空调箱启停、设备故障报警等运行状况；
✧查询空调设备的异常和故障履历。
下图是空调设备故障报警确认操作界面，它将向用户提供报警点的基本信息，用户可以根据这些信息去检查报警设备。
1.1.2 送、排风系统
✧
监测运行时送风机、排风机、风量控制器、汽水热交换机等有关设备的启停情况、手/自动状态、故障报警；
✧采集各检测点的温度、湿度、压力等数据及指标超限报警。
1.1.3 给、排水系统
✧监测各种泵的启停情况、故障报警；
✧监测各种水池、水箱的水位情况及高/低水位超限报警；
✧监测供水加压装置的开关状态和故障状态；
✧查询给排水设备的异常和故障履历。
1.1.4 高、低压配电系统
✧定时监测变配电系统中高低压断路器的开关状态及故障报警；
✧采集高/低压进线开关柜的进线电流、电压、功率因数、频率，并显示；
✧监测电网运行状态及过限报警；
✧电量参数的记录、统计、制表，查询变配电设备的异常和故障履历。
下图是变配电系统下的一个出线柜的监测图，在图上可以看到相电压、线电压、相电流、线电流、功率、频率等多项数据（图中为实验数据）。
通过这些数据可以直观了解当前配电设备的运行状况。
1.1.5 电梯系统
✧监测电梯的启停、运行状态、故障报警。
✧查询电梯的历史运行状态数据。
1.1.6 照明系统
✧监测各种照明开关状态、定时安排情况；
✧照明设备的故障报警；
✧查询照明设备的故障履历。
1.1.7 UPS电源管理系统
✧系统通过相应的系统接口检测和收集不间断电源设备的各种报警信息：
市电供应是否正常；不间断电源设备当前的运行是否正常；不间断电源供电即将终止等，并经由接口模块分别存放到IBMS主机异常信息数据库中。
✧具有权限的用户可在网上任何工作站通过IBMS系统对IBMS服务器中有关数据库访问，获取最新信息。
系统发现异常时，通过IBMS在监视工作站上立即以多种形式，包括声音、颜色、闪烁等进行报警并提示相应的处理建议。
下图是UPS的监测示意图，根据示意图可以监测UPS的工作状态数据，如输入电压、输出电压、输出电流、充电状态等。
1.2 安保监控报警管理
安保监控报警管理是对大厦环境进行全天侯的监视（包括内部环境和周边环境）。
安保监控系统对所属的各种设备及探测器进行报警检测、数据采集和分析统计。
它包括：
电视监控子系统、防盗报警子系统、巡更系统、门禁系统。
1.2.1电视监控管理子系统（CCTV）
智能大厦电视监控系统是现代建筑物保安系统中不可缺少的一个子系统。
它通过摄像机、闭路电视监视器及这些设备合理的布局，随时可以观察到大楼入口、主要通道、客梯轿箱、监护室、会议室及其它重要部位的动态情况，是获取视觉信息和对突发事件防范取证最可靠、最重要的手段。
IBMS下的电视监控管理系统主要通过智能大厦中的高速局域网络实现电视监控设备的综合管理。
●设计目标
✧摄像机的控制
✧摄像画面的传输
✧摄像画面的显示
✧报警信号的处理
●设计原则
✧IBMS系统通过RS232与电视监控系统的主机进行数据通信，包括接收数据和发送数据。
✧有相应权限的网络工作站通过局域网络，利用TCP/IP协议经IBMS系统控制电视监控系统的主机，并可获得相应的图像信息。
✧IBMS系统不改变电视监控系统与其它子系统的联动关系。
●系统功能
✧识别使用者的身份、权限和级别，确定其使用范围。
✧显示摄像机和报警器的布防图，检测并图示其运行状态；并将检测到的状态和报警信息经由接口模块存至IBMS服务器有关数据库中。
✧控制摄像机
IBMS系统通过电视监控系统的控制主机，控制摄像机的云台动作，包括摄像机选择、移动镜头、光圈变焦、切换输入、切换输出等。
当有多个控制人员需要同一对象进行控制时，IBMS系统按照优先权原则处理。
下图是IBMS系统中摄像机控制界面，通过它IBMS可以远程控制系统内的所有摄像机。
✧传输和显示摄像画面
1.2.2防盗报警监测管理子系统
防盗报警系统对大楼的环境全天侯的监视，对所属的各种设备及探测器进行报警检测、数据采集和分析统计。
●设计目标
✧运行数据的收集
✧运行状态的监视
✧报警的显示
●设计原则
✧IBMS系统只通过局域网络，利用TCP/IP协议与防盗报警系统主机进行数据通信（防盗报警的主机与门禁主机相连，并通过门禁主机与IBMS系统进行通信），不直接与控制器进行数据通信。
✧IBMS系统只进行数据收集、状态监视和报警等分析统计工作，不控制防盗报警系统所属的各个设备。
所属的设备的控制和设置通过其相应控制主机进行。
✧IBMS系统不改变防盗报警系统与其它子系统的联动关系。
●系统功能
✧使用者身份和权限识别，确定其操作范围。
✧IBMS主机通过内部网络，采用TCP/IP协议与防盗报警系统主机相连接，实时收集大楼内门禁设备和防盗报警设备运行情况和状态信息，经由接口模块分别存放到IBMS服务器使用信息数据库及异常信息数据库中。
✧授权的用户可由任一工作站访问IBMS服务器中有关数据库，提取防盗报警的各种运行状态数据，在工作站的安保布防图上进行图文显示。
一旦检测到异常，立即调出报警位置布防图，并以多种形式，包括声音、颜色、闪烁等进行报警，同时提示相应的处理方法。
✧防盗报警系统主要项目有探测点的类别及布防图示（探测器种类很多，如主动红外探测器、被动红外探测器、红外微波双鉴探测器、振荡传感器、玻璃破碎传感器、手动/脚动按钮等），以及报警设备的状态（处于报警状态时相应布防图弹出）。
1.2.3 巡更管理子系统
巡更系统作为大厦安保监控报警系统的一部分，它主要负责对大厦外部环境进行监视。
该系统与门禁一卡通系统相结合，通过刷卡的方式对巡更工作进行管理。
上图是巡更系统的操作界面主窗口。
●系统功能
下图是设置巡更路线操作界面。
✧
显示各个巡更路线的图示；
✧监测巡更点状态及巡更员的位置；
✧启动/关闭巡更系统时间表；
✧管理巡更点区间时限表；
✧巡更员在某一区间少于要求的最短时间或超时报警时，检测每个巡更点上操作者的身份（若该操作非法或身份不符则启动报警）。
1.3 门禁一卡通管理
门禁一卡通系统通过以非接触的方式实现对大厦所有门户的管理。
通过网络对代表人员身份的智慧卡（一卡通）的识别，在大厦内部监控门锁。
系统记录持卡人的个人资料、考勤等信息，通过对信息的识别可以把智慧卡与内部记费、车库闸门控制等应用结合使用。
该系统可以包括：
门禁子系统、考勤子系统、停车场管理子系统。
1.3.1 门禁管理子系统
门禁系统通过网络对大楼的内部环境进行监控，主要对大厦内的门锁进行报警检测、数据采集和分析统计。
●设计目标
✧运行数据的收集
✧运行状态的监视
✧报警的显示
●设计原则
✧IBMS系统只通过局域网络，利用TCP/IP协议与门禁管理系统主机进行数据通信，不直接与控制器进行数据通信。
✧IBMS系统进行数据收集、状态监视和报警等分析统计工作。
所属的设备的控制和设置通过其相应控制主机进行。
✧IBMS系统不改变门禁设备管理系统与其它子系统的联动关系。
●系统功能
✧使用者身份和权限识别，确定其操作范围。
✧IBMS主机通过内部网络，采用TCP/IP协议与门禁主机相连接，利用门禁系统所提供的服务程序定时收集大楼内门禁设备和状态信息，经由接口模块分别存放到IBMS服务器使用信息数据库及异常信息数据库中。
✧授权的用户可由任一工作站访问IBMS服务器中有关数据库，提取门禁的各种运行状态数据，在工作站的安保布防图上进行图文显示。
一旦检测到异常，立即调出报警位置布防图，并以多种形式，包括声音、颜色、闪烁等进行报警，同时提示相应的处理方法。
✧门禁系统的主要项目有观察每个门的位置和开/关状态、门的进/出情况报告、门开启状态超时及故障报警。
若检测到非法闯入（使用黑名单卡、防拆器触发、与控制器通讯中断等），则进行报警、弹出响应的布防图。
✧在关键部位的门禁使用智慧卡及密码盘双重保险，并采用特殊的电磁锁，以防持卡者被非法入侵者威逼开门时，采用威逼密码，系统检测到出现威逼密码开门时，立刻启动威逼报警，并触发相应联动，以有效控制局面。
1.3.2 车库管理子系统
车库（停车场）管理系统提供了安全、灵活、高效的管理方式，使用户可以在最短的时间进入或离开停车场，提高车流量及停车位利用率。
通过对不同用户采用相应的收费方式，在优质服务的同时得到高的经济效益。
IBMS下的停车场管理系统将利用车库管理主机对停车场设备进行数据、状态信息采集，提供各种统计分析报告和故障报警。
●设计原则
✧IBMS系统通过相应接口与车库管理系统的主机进行数据通信，进行数据收集、状态监视等分析统计工作，不直接控制车库管理系统的各个设备,车库设备的控制和设置由维护管理人员通过车库管理主机进行操作。
✧IBMS系统不改变车库管理系统与其它子系统的联动关系。
●系统功能
✧使用者身份及权限的识别，确定其操作范围和等级。
✧IBMS主机通过相应的接口与车库管理主机连结通信，由车库管理主机提供的服务程序定时收集程控设备的各种参数和状态信息，经由接口模块送到IBMS主机数据库中。
✧显示车库或停车场设备的布局图（这些设备包括出/入口门闸、手工开/关按钮、感应式样射频读卡机、感应式智能卡读卡机、接触式智能卡读
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