BMS技术方案

一、系统总体论述
智能建筑的系统集成从概念上讲，有广义系统集成和狭义的集成两个层次。

狭义的系统集成则仅限于部分子系统的集成，也就是BMS的系统集成。

广义的系统集成强调的是以建筑物为基础，结合水暖电以及运营和服务等多方位的全面集成，即包括界面集成、数据集成和业务流程集成的一体化集成 BMS。

这两个层次的集成所实现的功能与内容属于不同的两个领域：信息域和控制域。

控制域系统是完成楼宇硬件设施的监控和管理，也就是BMS系统集成的内容。

它由很多功能设备迥异的分项子系统构成，涉及各方各面，但从功能上大致可分为两类：保障系统；运营服务系统。

就山东质检院仿真实验楼工程所要求集成的几个系统而言。

建筑设备集成系统BMS则将这些在硬件上独立、在管理上关系紧密的智能化系统集成在一起，实现数据共享和联动关系，一方面对控制域的各系统进行整合，实现统一的管理和调度；另一方面是向信息域集成的必要接口，将控制域的设施管理提交给信息域的运营管理链，从而完成山东质检院仿真实验楼的整体高效运营。

信息域系统建立在IT信息平台上，是公司往来业务、内部管理的运营命脉，对于山东质检院仿真实验楼这些系统的作用是传递和管理的决策信息，它同时处理着多种异构数据，为企业的办公、管理环境实现充分的信息资源共享，并通过Web驱动企业应用集成，这也就是BMS的内容。

从山东质检院仿真实验楼的性质、用途出发，决定综合系统集成的目标不仅仅是在某个层次上进行的集成，需要在一体化集成的基础上，将不同的信息资源和业务事件互相紧密地衔接起来，实现在异构子系统之间跨越各个应用系统边界的数据共享平台。

因此，虽然在这次投标中并未包含更深层次的集成，但出于为长远发展的考虑，我们仍然选择了基于信息技术的集成平台，面向BMS。

并且，我们始终认为楼宇设施管理系统所提供的信息将为大厦的运营与决策有着必要的、重要的作用。

因此从技术上讲，系统集成的平台必须在这两个层次均具有足够的开放性。

在控制域层面上通过LonWork、BACNet、Integrator等方式将各种不同的机电系统集成起来，使之相互协调、联动、共享信息，在信息域中利用先进的IT技术和成熟的解决方案通过标准数据库和 Web 接口将不同的信息系统集成起来。

从而组织和管理整个楼宇的高效运营，充分体现集成系统的先进性、安全性、实用性和可扩展性等特点。

1.1 系统集成结构
山东质检院仿真实验楼的网络系统主要包括安全防范系统专用网和数据网络系统，并且是采用物理隔离的两套网络系统。

建筑设备集成系统建立在数据网络系统的硬件上，同时也要集成包括综合安防系统，因此从硬件上需要通过光纤连接两个网络的核心交换机，从而使位于两个网络上的管理系统能够相互通讯、共享信息。

按我方对计算机网络系统设计规划，采用VLAN 技术共用网络概念，将各子系统划入一个VLAN 网段（后简称BMS 网络）。

BMS 网络内的各系统，通过管理层网络互连，构建智能楼宇管理系统的系统框架和集成平台，实现信息共享、网络互通、功能协同，并完全保持其应用数据和功能协同的一致性。

同时，其模块化的结构遵循危险分散原则，网络上的任一节点故障时均不影响系统的正常运行和信息传输，保证了每个子系统都能相对独立控制，同时在中央工作站上又能做到集中管理。

山东质检院仿真实验楼整体系统集成的网络结构如下图所示：
1.2 系统集成内容
为了实现整个山东质检院仿真实验楼 BMS 对建筑设备的现代化管理，建筑内各功能系统自主联合操作，从而对建筑内的空调环境、照明、安保布防等进行安排。

可见，
系统集成NAS 网络存储服务器
系统集成
办公自动化服务器及工作站
物业管理服务器及工作站照明 配电 电梯等建筑设备监控系统工作站消防系统工作站场地扩声系统管理站
综合安防管理服务器
视频监控工作站门禁管理工作站车库管理工作站
无论在控制域或是信息域，BMS 都需要与多个系统进行集成，主要内容包括：VAV变风量末端系统、太阳能发电系统、闭路监控系统、水电表远传系统、酒店门锁管理系统、信息发布系统。

1.3 系统集成特点
本方案所提供的 BMS 管理系统具有以下特点。

BMS 服务器处于各应用子系统的最高监视与管理层，将各子系统集成在统一的平台上，完成系统之间的联动和信息共享。

并通过 Web 服务器在信息网络发布，管理人员可以通过浏览器对整个楼宇的设施进行管理。

同时也将各智能化应用系统的整体管理信息和数据库，通过OPC、应用程序API、数据库技术相关的系统集成，实现基于山东质检院仿真实验楼信息的管理和统一调度。

通过网络浏览器方式访问 BMS 集成系统站点，实现对各智能化应用系统的运行状态进行监视和数据的查询。

采用统一的浏览器界面可以支持动画和参数变量值动态显示，支持查询，实现带有口令验证的安全管理操作控制，也可以支持多媒体技术，应用视频、图像和音响等技术手段，使得山东质检院仿真实验楼内的报警监视和设备管理图形界面生动而直观。

BMS 集成管理平台的数据库，还可以提供各智能化应用系统历史数据的查询，数据的综合和信息优化处理、防灾数据备份和数据恢复、跨平台应用子系统间的信息交互，并通过信息交互的方式引发相应的时间和事件的执行程序，以及提供BMS 集成系统的安全管理机制。

本方案所提供的 BMS 集成管理系统，通过与各智能化应用系统开放接口的连接，实现对系统状态的监控和信息与数据的交互。

并不取代各子系统独立运行的功能，而是要最大限度地发挥各个子系统之间的互操作性，形成再生功能。

各个子系统功能与系统集成平台功能之间的不同点是：
1) 各子系统具有独立性，可自主完成相关工作，集成系统则以监视和数据管理为主，统筹整个山东质检院仿真实验楼的运转情况；
2) 各子系统可独立完成本系统的职责，而跨系统的联动操作及信息事件触发，则需要由集成系统来传递、协调；
3) 各子系统控制设备及操作站安装在控制室里，集成系统则可将 Web 页面送到任何地点、包括远程地点的桌面系统上；
4) 所有系统的重要信息和管理数据，都将通过集成系统向山东质检院仿真实验楼中央信息集成管理系统提交；
5) 子系统的管理者要求具有基本专业功能，由具多年经验或受过相关培训的操作
人员执行。

集成系统则提供更简易直观的概括信息和分析报表。

1.4 系统集成软件结构图
集成平台采用AT-BMS2006系统架构的核心数据管理服务器软件，可支持在Microsoft® Windows® 2000 Server、Windows 2000 Advanced Server 以及 Windows 2003 Server 操作系统上运行，并且包括一套完整的数据库软件，可长期存储大量趋势数据、事件消息、管理员记录和系统设置数据，并作为连接外部数据或扩展应用开发。

软件接口面向先进的信息技术，支持 Microsoft .Net 平台，可轻松创建和集成 Web Service 接口。

同时支持多种工业控制的开放技术，完成与其他系统不同厂商之间的连接，是管理控制域系统并向信息域过渡的最佳平台。

系统集成软件结构如图所示：
1.5 系统集成信息流向图
TCP/IP 信息流向数据库信息流向OPC 信息流向
Web 信息流向系统专用信息BACNet 信息流向
二、系统集成技术
数字城市的发展，使智能建筑进入了一个新的发展时期，智能建筑传统的理念、概念、技术、管理都发生了很大变化，新技术、新产品不断进入智能建筑，智能建筑的市场容量不断扩大。

追溯其根源都离不开科学技术的发展和管理概念的膨胀。

山东质检院仿真实验楼为后期运营提供更全面、高效的管理平台，此项目应采用先进的技术实现高层次的集成功能。

也就是说在 BMS 的基础上完成更高层次的 BMS，使设备管理与信息管理结合起来，完成山东质检院仿真实验楼整体的高度智能化，也能为后期运营带来收益。

2.1 信息域平台管理（BMS）
伴随山东质检院仿真实验楼运营的基本要求，大厦将会建设信息域管理平台，将不同的信息资源和业务事件互相衔接起来，消除“信息孤岛”，成为在异构子系统之间跨越各个应用系统边界的数据共享平台，从而改善山东质检院仿真实验楼的整体应用业务，提高综合服务效率。

其集成目标不仅仅是建立一个实现界面集成、数据集成的高层监控管理系统，还需要在此基础上，将不同的信息资源或业务事件互相紧密地衔接起来，实现在异构子系统之间跨越各个应用系统边界的数据共享平台。

2.1.1 互联网络技术
20世纪行将结束的时候，互联网技术已经在人类进化的历程中刻下了深深的印痕，其影响日益深远，互联网技术已经创建了一个全新的互联网产业。

今天的系统集成与网络结构已不再只是一个计算与管理中心的规模，过去那种以计算与管理中心为核心的计算机网络结构在今天的网络结构概念中已被企业Intranet网络结构所代替，即基于更优越的 B/S 系统集成与网络结构模式。

在山东质检院仿真实验楼的 BMS 系统集成中，关键技术之一即是互联网络技术。

系统集成的信息可以在内联网或互联网上发布，无论千兆以太网还是ATM网，甚至语音、视频、数据合一的高速ATM网，均可以实现智能化系统集成实时信息共享。

通过网络的硬件媒体，并经过登录和授权认证等安全措施，系统集成的 Web 访问是能够完美实现的。

根据不同的要求，有以下不同的方式：
1) 内部网络中的 LAN 访问：操作站或手提电脑在 BMS 所在的网段中，通过有线或是无限的介质访问 BMS Web 服务器，对楼宇的综合设施进行管理；
2) 远程专线访问：用于大厦管理的上级部门，或对多座不同地理位置的管理部门实现远程的建筑物管理，需在这些楼宇间铺设专线，构成一个内联网。

3) 远程VPN访问：建立VPN服务器，使装有VPN客户端的管理人员能够通过公网安全地访问山东质检院仿真实验楼的内联网，从而完成必要的管理工作。

2.1.2 浏览器/服务器（B/S）技术
采用了浏览器/服务器（B/S）技术进行智能化系统集成，使建筑物内的设备监控自动化和管理的实时监控信息能够通过互联网进行访问及控制，不须客户端另外安装专用程序，使真正的远程控制得以实现，此项技术在国际上已将成为应用趋势，使管理的技术手段和管理水平与国际接轨。

所谓B/S结构，就是只安装维护一个 Web 服务器（Server），而客户端采用浏览器（Browse）进行 Web 浏览。

B/S结构的优点是维护方便，能够降低总体拥有成本。

客户端无需运行软件，就像平时上网浏览网页一样，有个标准浏览器（通常是微软的Internet Explorer）就行了。

B/S 结构的软件所有的维护、升级工作都只在服务器上进行，而客户端就能获得最新版本的软件。

C/S 结构则是指客户端/服务器端，这是现在比较常见的系统管理结构。

它需要在服务器上安装管理软件的服务器版本，完成对所有数据的管理，而操作站需要安装管理软件的客户端，完成与服务器端的通讯。

可见，B/S 结构相对于 C/S 有了很大的进步。

首先，B/S 比 C/S 的维护工作量大大减少了。

C/S结构的每一个客户端都必须安装和配置软件。

一旦山东质检院仿真实验楼需要增加管理人员的操作站，既需要增加客户端数量，那么就不得不增加相应的客户端软件；当将来需要为管理人员更新操作站时，C/S结构还需要重新安装客户端的软件；若将软件服务器端更新到最新版本后，不得不同样更新所有的客户端软件，然后进行设置。

而B/S结构，因为客户端不必安装软件，则省去了大量的维护工作。

当软件升级后，系统维护员只要将服务器的软件升级到最新版本就行了。

其次，B/S 相对 C/S 能够降低总体拥有成本，C/S 结构中客户端参与运算，而 B/S 结构中客户端并不参与运算，只是简单的接收用户的请求，显示最后的结果，所以对客户端的计处算机电脑配置要求是比较低的，同时使整个系统的运转速度得到提升。

2.1.3 Web Service 技术的应用
Web Service 的集成框架已经成为一种新的动态集成应用模型，Simple Object Access Procotol（SOAP，简单对象访问协议）和 XML 构成了这些Web服务的基础。

Web
Service 是一种能够被描述并通过网络发布、发现和调用的自包含、自描述、松散耦合的软构件。

它是对象/组件技术在Internet 中的延伸，是封装成单个实体且发布到网络上以供其它程序使用的功能集合。

所以 Web Service 能够以独立于平台的方式将应用程序逻辑作为可按URI寻址的资源暴漏给客户。

由于 Web Service 的服务是自描述的，客户端计算机不需要安装任何程序或进行任何配置，只要结合了开放的 Web 标准后，就会动态查询 Web 服务信息，获得特定Web Service支持的位置及接口，从而获得Web 服务。

Web Service 核心基础是扩展标记语言XML，其相关标准协议包括SOAP、WSDL以及UDDI 等。

●XML和HTTP
这是Web Services 最基本的平台。

HTTP 是一个在Internet 上广泛使用的协议,为Web Services 部件通过Internet 交互奠定了协议基础，并具有穿透防火墙的良好特性。

XML可以用来定义和描述结构化数据，它是Web Services 得以实现的核心语言基础。

Web Services 的其它协议规范也都是以XML形式来描述和表达的。

●SOAP
简单对象访问协议SOAP（Simple Object Access Protocol）是Web Services 服务调用协议，定义了服务请求者和服务提供者之间的消息传输规范。

SOAP 用XML 来格式化消息，用HTTP来承载消息。

发送SOAP消息是通过HTTP POST语句向服务器发送基于XML 的消息，再以相同的方式接收XML响应消息。

这项简单的技术实现了SOAP在不同平台、不同技术以及不同编程语言上的使用。

●WSDL
服务描述语言WSDL（Web Service Description Language）为服务提供者提供了以XML格式描述Web Services 请求的标准格式，将Web Services 描述为能够进行消息交换的通信端点的集合，以表达一个Web Service 能做什么，它的位置在哪里，如何调用它等。

●UDDI
服务注册检索访问标准UDDI（Universal Discovery, Description, Integration）是WebServices 的信息注册规范,以便被需要该服务的用户发现和使用它。

UDDI 规范描
述了 Web Services 的概念,同时也定义了一种编程接口。

通过UDDI 提供的标准接口，企业可以发布自己的 Web Service 供其它企业查询、调用，也可以查询特定服务的描述信息，并动态绑定到该服务上。

任何语言，任何平台上的客户（可以是来自Web Client、Windows Client 或者其他平台）都能通过SOAP请求调用Web service。

过程是这样的：Web service 都是放在 Web 服务器后面的，客户生成的 SOAP 请求会被嵌入在一个HTTP POST请求中，发送到 Web 服务器来；Web 服务器再把这些请求转发给 Web service 请求处理器；请求处理器的作用在于，解析收到的 SOAP 请求，调用 Web service，然后再生成相应的 SOAP 应答；Web 服务器得到 SOAP 应答后，会再通过 HTTP 应答的方式把它送回到客户端。

由此可见，Web Services 能够使建筑设备监控平台的应用集成成为真正可能的、便捷实施的解决方案。

Web Services 能彻底地改变传统的应用集成中点对点的集成处理方式，以这样一种松散的服务捆绑集合形式，能够快速、低代价地开发、发布、发现和动态绑定应用。

2.1.4 Microsoft .NET 平台
.Net是在 IT 界宣传中与 Web Service 联系最紧密的名词，而从技术和标准方面来讲 .Net 和 Web Service 之间并没有任何依赖性。

.Net、.Net 框架和 .Net Visual Studio 都是开发最新 Web Service 的理想技术，它们支持 Visual Basic、C# 和 C++ 开发人员在应用中轻松创建和集成 Web Service。

除Java之外， .Net 将是创建和集成Web Service 的最常用的技术。

山东安泰也将 .Net 视为一种将对智能楼宇IT系统领域产生巨大影响的重要技术。

楼宇管理通常采用基于 Windows 的技术来支持自己的IT基础设施，并将直接或间接利
用 .Net 技术来构建 Web Service。

山东安泰建筑设备管理系统的首要目标就是无缝集成基于 .Net的系统，并对其产品进行不断的检查和测试，以保证它们能够轻松、高效地与基于 .Net 的 Web Service 进行合作。

Microsoft .NET 平台将从根本上改变计算机和用户的交互方式。

通过将设施管理系统和信息管理系统应用程序结合成一个智能的交互整体，.NET将使企业可以从极大提高的劳动效率和生产力中受益。

.NET在本系统的运用体现在两个方面，一是.NET作为支撑平台应用，为各种应用程序提供基本服务。

同时，有利于整个系统的集成和以后的应用扩展。

二是针对本集成系统的各种应用软件使用了.NET技术和.NET平台提供的各种开发工具。

2.1.5 数据库技术
ODBC（Open DataBase Connectivity 开放式数据库互联）是微软推出的一种工业标准，一种开放的独立于厂商的API应用程序接口，可以跨平台访问各种个人计算机、小型机以及主机系统，使得操作可以独立于数据库系统。

ODBC作为一个工业标准，绝大多数数据库厂商、大多数应用软件和工具软件厂商都为自己的产品提供了ODBC接口或提供了ODBC支持，这其中就包括常用的 SQL SERVER、ORACAL、INFORMIX等。

基于 ODBC 的中心数据库接口模块对不同的数据库的操作不依赖任何管理系统，所有的数据库操作由对应的管理系统之 ODBC 驱动程序完成，这样可以很好的解决异构型数据库之间的数据共享与相互可操作性问题。

利用 ODBC 这些特性可以在工程项目中实现异构型数据库数据交互与互操作性。

作为一种数据库联接的标准技术，ODBC有以下几个主要特点：
1) ODBC是一种使用SQL（结构化查询语言）的程序设计接口；
2) ODBC的设计是建立在客户机／服务器体系结构基础之上的；
3) ODBC使应用程序开发者避免了与数据源联接的复杂性；
4) ODBC的结构允许多个应用程序访问多个数据源，即应用程序与数据源的关系是多对多的关系。

ODBC建立在 C/S 体系结构之上，它包含四个组件。

1) 应用程序（Application）：应用程序即是用户的应用，它负责用户与用户接口之间的交互操作，给出SQL请求并提取结果以及进行错误处理。

2) ODBC驱动程序管理器（Driver Manager）：ODBC驱动程序管理器为应用程序加载和调用驱动程序，它可以同时管理多个应用程序和多个驱动程序。

它一般包含在扩展
名为”DLL“的文件中。

3) ODBC驱动程序（Driver）：ODBC 驱动程序执行ODBC函数调用，呈送 SQL 请求给指定的数据源，并将结果返回给应用程序。

驱动程序也负责与任何访问数据源的必要软件层进行交互作用，这种层包括与底层网络或文件系统接口的软件。

4) 数据源：数据源由数据集和与其相关联的环境组成，包括操作系统、DBMS 和网络。

ODBC 通过引入“数据源”的概念解决了网络拓扑结构和主机的大范围差异问题，这样，用户看到的是数据源的名称而不必关心其它。

数据库驱动程序使用Data Source Name (DSN) 定位和标识特定的 ODBC 兼容数据库，将信息从 Web 应用程序传递给数据库。

典型情况下，DSN 包含数据库配置、用户安全性和定位信息，且可以获取注册表项中或文本文件的表格
在数据库集成中，即使两个系统间采用的是不同的数据库系统（例如一个是Oracle 而另一个采用SQL数据库系统），这两个数据库系统均支持ODBC标准，因此这两个数据库之间的数据接口就比较容易解决，只要将重点放在ODBC与CGI集成就可以了，这是因为CGI网关程序和它带来的输入/请求数据，以及要进行交互的数据库之间的关键部份，需要创建与开发。

由于ODBC具有良好的开放特性，ODBC使用统一用户界面连接多个ODBC数据库，通过使用连接数据库的统一界面标准，很容易创建与各种不同类型数据库进行交互的程序。

从理论上讲对于所有数据库而言，只需要编写一个访问程序即可。

2.2. 控制域设备管理（BMS）
控制域的综合管理是通过标准的开放接口技术，将各个有互交关系的弱电子系统集成在一起，从而将整个山东质检院仿真实验楼的各种设备相互协调、联动和共享信息
2.2.1 OPC（OLE for Process Control）技术
OPC（OLE for Process Control）是一个开放的接口标准，一个技术规范。

它基于Microsoft的OLE (Active X)、 COM & DCOM技术。

开发者在Windows的对象链接嵌入的(OLE)、部件对象模块(COM )、分布部件对象模块(DCOM )技术的基础上进行开发，让OPC 作为自动化系统、现场设备与办公管理的应用程序之间的有效联络工具，使办公室与生产部门之间的数据交换简捷化、标准化。

OPC技术已成为一种工业标准，它支持多种开放式协议以满足客户对信息集成之需求，它为客户提供了一种开放、灵活和标准的技术，减少了未来的集成系统所需要的开
发和维护费用。

从结构上来看，OPC由客户机和服务器二部分构成，采用 C/S 服务器体系结构。

OPC 服务器程序安装在应用系统的服务器上，OPC客户端应用程序既可运行在应用系统的服务器上，也能安装在其它联网的计算机上。

如果OPC客户端应用程序和OPC服务器程序安装在不同的计算机上，那么它们之间需要通过网络（TCP/IP协议）进行通讯。

OPC服务器可以由不同的供应商提供，每个OPC服务器可以连接多个客户机。

以下是OPC 客户机/服务器结构。

OPC的对象和接口由OPC服务器提供，而OPC服务器上的应用系统正是通过对象和接口实施整个系统开放。

OPC客户端应用程序允许同时联接至多个OPC服务器。

通过OPC客户端的应用程序，操作员不但可以监测服务器上实时数据的当前值（包括信息和状态），而且还能对其实施控制，也可从服务器上获取报警信息和事件记录。

2.2.2 LonWorks 技术
LonWorks 现场总线是1991年美国 ECHELON 公司推出的一种控制局域网络，提供了点对点双向通信的单层分布式控制网络，单层一级构造，与标准JGJ/T16-92的建筑物自动化系统网络结构是相同的。

单层分布式网络结构，是控制网络发展的主流方向。

江森公司作为该技术的发起成员之一，一直以来在产品及系统设计中都支持这一开放技术。

LonWorks 网络中设备的通信是采用一种称为 LonTalk 的网络标准语言实现的。

LonTalk 协议由各种允许网络上不同设备彼此间智能通信的底层协议组成。

换一句话说，LonWorks 采用同一的网络变量定义，使不同厂商的不同设备可以相互通讯、点对点共享信息。

LonTalk 协议提供一整套通信服务，这使得设备中的应用程序能够在网络上同其他设备发送和接收报文而无需知道网络的拓扑结构或者网络的名称、地址，或其他设备的。