智能化建筑的核心技术方法系统集成与设计特点

智能化建筑的核心技术方法系统集成与设计特点
【摘要】随着智能信息技术的快速发展及其在建筑领域的广泛应用，智能化建筑逐步成为当前建筑的重要发展趋势。

建筑智能化的核心是系统集成，系统集成的本质是达到资源的共享。

本文从智能化建筑以及智能化集成系统的相关概念谈起，然后就当前智能化建筑的核心技术与系统集成进行系统的说明，最后就智能化建筑的系统集成的设计特点进行深刻的剖析。

标签智能化建筑；核心技术；系统集成；设计特点
一、认识智能化建筑和智能化集成系统
（一）关于智能化建筑
所谓的智能化建筑就是利用计算机网络和数据通信技术，以CAS、BAS、OAS三大要素为核心，将语音、数据、图像、监控信号经过统一筹划设计，综合在一套结构化的综合布线系统中，并通过贯穿在大楼内、外的该布线系统和公共通信网络为桥梁，以及通过协调各类系统和局域网之间的协议和接口，把那些分离的设备、功能和信息有机地连成一个整体，从而构成一个完整的系统，而具有该系统的建筑即为智能化建筑。

（二）智能化集成系统
1、智能化集成系统的概念
智能化集成系统就是将不同功能的建筑智能化系统，通过统一的信息平台实现集成，以形成具有信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统。

2、智能化集成系统的特点
（1）多个系统形成一个有机的统一整体，而且被集成各系统具有开放性和互操作性，可进行相互协作实现智能化系统的总体目标。

（2）系统集成的实现是以满足用户需求为目的。

（3）系统是以计算机网络为基础，各系统间可进行信息的交换和资源共享。

（4）系统应以满足建筑物的使用功能为目标，确保对各类系统监控信息资源的共享和优化管理。

（5）系统应以建筑物的建设规模、业务性质和物业管理模式等为依据，建立实用、可靠和高效的信息化应用系统，以实施综合管理功能。

二、智能化建筑的核心技术与系统集成
（一）智能化建筑的核心技术
1、计算机技术
智能化建筑所采用的核心技术主要包括：计算机网络技术、分布式处理技术、数据库技术、操作系统技术、多媒体技术、应用软件开发技术、软件工程技术等。

2、数据通信技术
主要包括：程控交换机技术、卫星通信技术、移动和无线通信技术、ISDN 技术、帧中继技术、ATM技术、同步光纤网络技术(SONET)、交换式多兆位数据服务技术等。

3、自动化控制技术
常用的自动化控制技术主要包括直接数字控制（DDC）、分布式控制系统(DCS)、现场总线控制系统（FCS）等，自动化控制技术在智能化建筑中的应用，使系统具有通用灵活、安全可靠、最优控制和综合管理强等优点。

4、数字化图形显示技术
数字化图形显示技术主要体现在其在智能建筑集成系统中计算机的操作和信息显示的图形化，实现了多媒体技术与窗口技术的完美结合。

比如，在智能化建筑中，可以通过多媒体技术与数据通信技术来实现电脑、电话、电视三位一体的综合功能。

（二）智能化建筑的系统集成
智能化系统集成应在建筑设备监控系统、安全防范系统、火灾自动报警及消防联动系统等各子分部工程的基础上，实现建筑物管理系统（BMS）集成。

其中智能化建筑BMS集成管理系统结构图如下图所示。

1、智能化建筑的系统集成设计目标
第一、能够提供高度共享的信息资源；
第二、确保提高工作效率和舒适的工作、生活环境；
第三、高效节能，节约管理费用，减少物业管理人员；
第四、系统具有随环境变化的可适应性；
第五、系统设备安全、可靠，便于维护管理；
第六、投资合理，经济与社会效益高。

2、智能化建筑的系统集成设计
(1) 设计思路
采用集成系统→子系统→设备的分级设计方法，在系统集成的每一级，都将实现其特定的目标。

首先，设备级，要求设备可独立使用并且具备标准化的通信和网络接口；其次，子系统级要求采用模块化结构以及统一的管理和监控软件，而且要运行在同一系统平台；最后，集成系统级，要求分布式计算机网络结构，而且功能上完整，用户界面统一。

(2) 系统集成设计步骤
第一、系统集成分析，用户需求分析、初步方案设计、可行性论证；
第二、系统集成设计，总体设计、详细设计、实施规划；
第三、系统集成实施，设备购置、软件研制、安装调试、系统验收；
第四、集成系统评价，试运行管理、系统调整、系统验收；
第五、集成系统运行管理及维护。

3、智能化建筑的系统集成技术手段
（1）采用协议转换方式实现系统集成
采用通用协议转换器的方式，把楼控、安防、消防等系统进行协议转换后集成在BMS系统中。

协议转换器集成方式提供的协议转换器是一种开发工具和方法，用户可选用不同的产品，利用开发工具和方法进行二次开发，可集成的产品很广泛，只需提供不同产品相应的通信协议和信息格式。

协议转换器只解决了集成系统中网络匹配问题。

（2）采用OPC技术实现系统集成
OPC重点解决应用软件与过程控制设备之间的数据读取和写入的标准化。

当控制设备由OPC进行互联时，图形化应用软件、趋势分析应用软件、报警应用软件、现场设备的驱动程序均基于OPC标准，在统一的OPC环境下，各应用程序可以直接读取现场设备的数据，不需要逐个编制专用接口程序，各现场设备也可直接与不同应用之间互连。

OPC使设备的软件标准化，从而实现不同网络平台、不同通信协议、不同厂家产品方便地互连和互操作。

因此，采用OPC技术进行，将是智能建筑系统集成的主要方式。

三、智能化建筑的系统集成的设计特点
1、基于网络互连模式的智能化建筑系统集成的设计特点
（1）基于专用网关互连模式的设计特点
采用由直接设备供应商与第三方互连设备供应商联合生产、针对各种设备的专用网关，实现于第三方设备互连和信息共享。

（2）基于计算机网络互连模式的设计特点
系统使用通信网关实现和各子系统的通信连接，采集各类设备的参数，然后通过实时对象服务程序把它们转变为一致的数据格式向网上发布，通过网关可适应不同类型的接口和数据格式，不会发生数据传输瓶颈。

2、采用开放式标准实现互连模式的智能化建筑系统集成的设计特点
采用开放式标准实现互连模式的智能化建筑系统集成的设计特点主要体现在如下几点：
第一、所有厂商共同遵守标准的系统技术规范；
第二、同样功能的部件可相互兼容、互相替换；
第三、符合标准的设备、系统之间可直接互连。

3、基于DCS的集成模式的智能化建筑系统集成的设计特点
第一、基于DCS的集成模式的智能化建筑系统集成模式是面向建筑物内所有设备的管理和监控集成。

第二、系统实现DCS与火灾报警与消防联动控制系统、公共安全防范系统之间的集成。

第三、系统采用开放式网关结构，而且要支持相关楼宇通信协议标准，保证楼宇与其它设备的互连性。

4、基于子系统平等方式的系统集成模式的智能化建筑系统集成的设计特点
第一、建立系统集成管理网络，将各子系统视为下层现场控制网，并以平等方式集成。

第二、系统集成管理网络运行集成系统实时数据库。

第三、各子系统的实时数据，通过开放的标准接口转换成统一格式存储在系统集成数据库中。

第四、系统集成管理网络通过BMS系统核心调度程序对各子系统实现统一管理、监控及信息交换。

结论：在信息化时代，智能建筑，已经作为一个既定的概念根植于人们的脑海之中，如何将不同功能的建筑智能化系统，通过统一的信息平台实现有效集成，以形成具有信息汇集、资源共享及优化管理功能的集成化信息系统，将成为智能建筑的重要发展趋势。

参考文献
[1]吕俊霞. 智能建筑的核心技术与系统集成[J].精密制造与自动化，2011(04).
[2]姜小波. 智能大厦建筑的智能化与系统集成分析研究[J].城市建设理论研究，2010(12).
[3]杨文献. 浅析综合大楼智能化系统设计要点[J].建筑设计,2011(6).。