智能楼宇管理系统设计研究

智能楼宇管理系统设计研究
摘要：本文简述了智能楼宇管理系统的设计原理与功能，研究了智能楼宇的发展趋势，并对智能楼宇各个子系统进行了探讨。

关键词：ibms；智能楼宇；系统集成；软件平台
中图分类号：tp273.5 文献标识码：a 文章编号：1006-6675（2013）15-
一、引言
智能楼宇管理系统（intelligent building management system，ibms）是通过统一的软件平台对建筑物内的设备进行自动控制和管理并对用户提供信息和通信服务，用户可以对建筑物的所有空调、给水排水、供配电设备、防火、保安设备等进行综合监控和协调。

ibms使用户获得经济舒适和高效安全的环境，使现代都市大厦功能产生质的飞跃。

ibms包含与建筑物自动化、远程通信、办公自动化等相关的多个子系统，ibms通过与各个子系统通讯，取得各种信息，协调子系统运行，并向管理人员提供综合监控管理平台，借助于该平台，管理人员可以方便地了解建筑物内的各种信息，方便直接地控制各种设备运行。

二、智能楼宇的设计原则及功能
ibms通过软件接口集成各子系统，通过高速网络和开放、标准的接口进行各系统间的无缝集成，以达到信息共享及系统之间的联
动，并自动完成数据采集、存储、分析、报表生成和报表打印工作。

（一）设计原则
ibms是一个复杂的软件系统，它可对各弱电子系统进行分散式控制，集中统一管理和监控。

而集成后的系统是一个开放系统，不同的子系统和产品间接口和协议具有“互操作性”，同时还能适应发展变化的需要。

从软件工程的角度来说，ibms的设计必须实现以下目标：
开放性、标准化和结构化、模块化、互连性、可管理性、先进性、经济性、高效率、可靠性。

（二）系统功能
1.远程监控。

无论是位于企业局域网的计算机，还是位于广域网通过宽带入网的各节点计算机，只要通过互联网浏览器输入被授权的用户名和密码，经过权限认证，即可远程监控系统。

2.信息发布。

由web服务器发布动态web网页和实时信息，ibms 显示界面可以使用图表方式呈现，应用图像压缩、动态效果和activex控件、com/dcom组件模块、opc标准协议，vb script脚本和java等互联网技术进行开发。

用户可以监控设备运行、察看动态视频、查询大楼内部的物业资料等。

3.数据库连接。

数据库服务器存储各类相关数据信息，记录各种事件，并提供统计报表。

数据的查询、报表、备份、安全、维护等功能均由数据库系统提供友好支持。

ibms与办公自动化系统等外
部系统实现信息共享，为物业管理和其他mis提供资源。

4.电话语音查询。

提供综合的电话服务，授权用户通过音频电话查询ibms内部物业信息，并实现开关设备、开启关闭空调和照明等多种功能。

5.集成视频监控。

通过集成化的视频监控界面监事和观察实施动态图像，快速调用历史视频，并预留外部系统接口，便于对未来其它系统进行扩展性集成。

三、智能楼宇管理系统结构
（一）网络拓扑
图一 ibms网络拓扑结构
如图一所示，ibms通过10m/100m ethernet连接智能楼宇的各子系统或直接通过现场总线连接各种现场设备，综合集成系统通过tcp/ip、bacnet、opc、lonwork等通讯协议与楼宇自控系统、安防系统、消防系统、办公自动化系统或现场设备之间相互通讯，实现系统集成。

系统集成方案基于企业内部网之上，通过web 服务器和浏览器技术实现楼宇管理系统的实时信息交互、综合和共享，实现统一的人机交互界面和跨平台的数据库访问，实现局域和远程信息的实时监控，数据资源的综合共享，以及全局事件快速处理和一体化的科学管理。

（二）软件结构
ibms是一个系统组态平台，平台应支持二次开发工具，扩展系
统应用、控制各种控件的行为。

一般的，ibms可以提供三个层次的开发：第一，采用visual c++作系统低层开发，扩展能力很强，并获得很大的灵活性和执行效率，但对软件人员的技术要求高，开发组件可靠性要求高；第二，采用vbscript语言开发，开发比较方便快捷，对软件人员的技术要求不高，不会影响系统的稳定性；第三，采用系统工具进行组态，通常由现场工程师，即可完成。

这种分层机制确保了系统的稳定性，提高了可维护性、可扩充性，也保证了工程的可预测性。

四、各主要子系统
ibms主要包括以下子系统：楼宇自控系统（bas）、火灾报警系统（fas）、综合保安管理系统（sms）、广播系统（pas）、停车场管理系统（cps）、综合智慧一卡通系统（scs）、办公自动化系统（oas）以及通讯与网络系统（cns）。

（一）楼宇自控系统
楼宇自控系统的功能主要包括：
当发生报警或接受到其他联动要求后，按要求启动或停止设备；
提供经选择的设备启停，报警状态的信息；
提供经选择的探测器所检测参数的变化值，以及过限报警的信息；
提供已编制的时间或事件自控程序应用软件的信息，信息内容包括：编制内容、编制者姓名、编制时间和修改姓名、时间和修改
内容；
提供系统操作员确认各类报警信息的时间及确认人姓名的资料；
提供设备运行电力和能源消耗的统计信息；
提供设备所需的各类报表文件。

集成后的楼宇自控系统的主要特点为：
图像显示，能准确地显示有关子系统的参数与状态，如火灾报警的时间、地点与性质和区检综合楼用电量等数据；
提供重要系统运行参数的实时变化趋势，方便管理人员对事件作出分析；
可应使用要求自动打印报表，改变编排和内容，能使报告形式符合各种使用要求；
可提供一个高性能的使用分析报告；
操控图像界面容易配置，是一个高性能的界面，对即时的资料，能作出显示和监督；
对报警信息的显示、过滤和排序，可基于报警的优先水平、时间和信号接收状态，完成软件处理并作出设计。

（二）火灾报警系统
火灾报警系统负责完成与消防系统的无缝对接，可提供如下功能：
提供各类火灾报警探测器的报警统计，归类和制表；
提供以事件联动程序信息为主的报表，报表内容包括：报警设备地址码，描述，联动设备名称，描述；
提供消防值班员确认火灾报警信号的时间和修改者姓名的资料；
提供消防设备运行状况的信息；
提供其他管理所需的各类报告文件。

（三）出入控制系统
出入控制系统是保安自动化的重要组成部分。

通过在重点防范地点实行通道出入控制及采取措施，可以进行更严密的保安管理，系统结构如图二所示。

图二出入控制系统拓扑结构
系统集成后可以实现的功能如下：
监视记录所有的出入情况；
监视门磁开关的状态；
对电子门锁发出控制命令；
对读卡器侦测到的非法侵入的报警进行记录和处理；
对设防区域实行时间控制；
跟踪持卡人的行踪等。

在夜间，用磁卡开门后，灯光、空调等设备会自动启动；
在ibms平台上可以建立、查询、管理所有持卡人的资料；
监视非法侵入的事件。

当非法侵入发生时，如非法的持卡人被
检出时，通知bas打开相应地点的照明，cctv系统转动摄像机到预设位置进行监视，并进行录像；
当确认火灾发生时，出入控制及防盗系统及时封闭有关的通道，自动打开消防紧急通道和安全门的电子门锁，通过紧急广播系统引导并方便楼内人员的疏散。

（四）闭路电视监视系统
闭路电视监视系统也是保安自动化的重要组成部分，它以可视化方式管理摄像机，可以设置和预设摄像机的动作序列，如控制云台的转动、俯仰及变焦对焦，控制矩阵视频切换器的输出，接收各类报警信息并进行相应联动，从窗口中观察实时动态监控图像等。

（五）一卡通管理系统
一卡通管理系统的功能和应用场景相对比较综合，其集成后的子系统及功能主要包括：
设备管理子系统：用于管理一卡通的所有设备，包括主机、控制设备等等，负责设置其各种通讯参数，包括主机号、串号口，波特率等；
出入控制子系统：实现电子门锁控制，出入时间记录；
消费管理子系统：对内部员工消费实现统计、查询；
考勤管理子系统：对内部员工实施考勤统计；
会议签到管理子系统：对以会人员进行统计分析；
停车场管理子系统：对进出大厦停车场的所有车辆实现集中控
制和管理；
卡片发行子系统：在一卡通实施的范围内进行各类授权操作；
（六）广播音响系统
背景音乐与紧急广播系统通常与消防系统集成在一起，这种集成不需要使用计算机网络集成方式。

公共广播系统的背景音乐与消防系统的报警广播可以自如切换。

（七）电梯系统
电梯系统有两种集成方式：
方式一：将电梯系统集成到bas系统中，电梯系统中的所有设备都被看为ba系统中的设备。

方式二：将电梯系统通过rs232/485直接连接到ibms中。

通常采用方式二进行集成，这种方式减少中间环节，响应速度快，能够实时显示电梯的楼层信息，而当完成和电梯系统的系统集成后，ibms负责向电梯系统采集数据，并根据用户需求可向用户提供电梯设备运行状况的信息及管理所需的各类报告文件。

电梯视频通过cctv系统集成到ibms内，用户通过ibms也可以方便地看到电梯的视频内容。

（八）通讯自动化系统
通讯自动化系统包括程控电话系统、计算机局域网系统、视频会议等，其集成到ibms上以后可以实现以下功能：
管理程控交换机的工作，设置大楼内分机，了解交换机的工作
状况；
监控计算机局域网的工作状态，显示网络流量和分布；
集成进入视频会议系统。

（九）办公自动化系统
楼宇办公自动化从狭义上理解主要指物业管理系统，从广义上讲还包括大楼所属机构的完整的办公系统。

ibms提供办公自动化的完整集成，同时提供web方式的数据访问。

1.物业管理
物业管理是ibms的一个重要组成部分，由以下功能模块组成：客户档案管理；收费管理；设备管理；维修管理；物料管理；客户服务管理；环境管理；保安消防管理；行政人事管理；文档资料管理；房产租赁管理；电缆通讯管理；iso9000文档管理；系统设置管理
2.办公自动化
办公自动化系统采用浏览器/应用服务器/数据库服务器多层体系结构，用户界面采用浏览器方式与其他子系统统一整合，其权限管理通过ibms统一控制。

五、结束语
智能楼宇管理系统是高质量楼宇办公和生活环境的基础保证，其系统集成是一项相对比较复杂的工程，所以根据用户不同的需求和采购的设备不同，其系统的设计和集成方案也要进行适当的调
整。

本文只是对常规的智能楼宇管理系统的设计和集成方案进行研究与总结，随着现在信息技术的飞跃发展和移动互联网络的突飞猛进，智能楼宇管理系统将迎来更加先进的发展，需要进一步深入的研究与探讨。

参考文献：
[1]汪洋.智能楼宇中通讯自动化系统应用研究[j].信息通讯，2010，05.
[2]李民.智能楼宇弱点系统集成[a].天津电视技术研究会2009年年会论文集（1）[c].2009.
[3]刘崇明.智能楼宇管理系统设计与实现[d].华中科技大学，2007.
[4]杨翠龙.ibms系统集成及数据通信[j].今日科苑，2008，12.
[作者简介]
屈芳（1981-），女，贵阳市人，南京邮电大学通信与电子工程专业硕士毕业，现为江苏省通信服务公司海外事业部总经理助理。

黄术东（1984-），男，丹东市人，重庆邮电大学控制理论与控制工程专业硕士毕业，现为江苏省邮电规划设计院城市信息工程院高级项目经理。