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摘要：以广东化学工业园综合服务中心综合楼的信息管理系统（IBMS）的系统集成为背景，研究基于B/S模式的系统集成开发，论述了在Web环境下，利用ASP.net技术，系统集成的总体设计方案、设计目标、软件基本功能和框架，实现了楼控、门禁、消防、监控、物业管理等子系统的集中管理和数据共享，提高了系统的管理效率，且分析了其中的若干关键技术。
关键词：智能楼宇；Web；客户端/服务端；系统集成
智能楼宇（Intelligent building），又称作智能建筑，是信息时代和计算机时代的重要产物，它以最优化的设计为人们提供了一个高效、舒适、安全、便利快捷的环境空间。智能楼宇包括以下几个基本部分：楼宇自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA），即通常所说的3A。智能楼宇集成的具体内容是：根据建设单位提出的需求，优选各种成熟的楼宇自控、安保、信息通信产品和设备，利用网络技术将它们连接起来，通过计算机软硬件组态和设计，构成一个完整的智能建筑解决方案。系统集成不仅是提供统一的系统运行平台，而且也要求系统实现内部数据的一致性，使得不同设备、系统、软硬件产品、通信网络和应用软件之间的接口标准化和内部操作一致性得到保证，并与建筑环境相互协调。其本质在于将原来建筑物内相互独立的设备、资源、服务、管理、功能借助于计算机网络和综合布线技术集成为一个相互关联、协调统一的楼宇自动化大系统，实现信息、资源、任务共享。
随着计算机和网络技术的发展以及用户需求的发展，对楼宇智能化要求更高，原来基于客户端/服务器（Client/Server）模式的传统智能建筑物管理系统已难以适应新的要求，需要向更方便更优越的基于Intranet浏览器/服务器（Brower/Server）的模式发展，即成为面向Intranet的智能大厦信息集成管理系统（Intranet Integrated Intelligent Building Management System，IBMS）。即把C/S模式中的服务器分解为一个Web服务器和一个或多个数据库服务器，客户端不再与服务器直接相连，而是与Web服务器相连，Web服务器再与数据库服务器相连。集成系统的开发业不再是面向过程，而是面向对象，密切结合应用需求，强调综合集成。从信息交互上来看，也已经从简单的状态信息组合和基于监控的处理，发展到基于内容的处理和融合以及基于虚拟和多媒体技术的人机接口。本文论述了在Web环境下，利用ASP.net技术，一个工程实例系统集成的总体设计方案、设计目标、软件基本功能和框架，实现了楼控、门禁、消防、监控、物业管理等子系统的集中管理和数据共享，并且讨论了其中的若干关键技术。
1 系统结构和集成软件功能设计
广东化学工业园综合服务中心综合楼是一座集内部办公及对外出租办公为一体的现代化综合建筑，分为4个区，其中一区（3层）、二区（4层）为内部办公区域；三区、四区（各5层）为对外出租场所。为了达到智能化监控，管理和办公的目的，就必须对大楼进行一体化系统集成，满足智能大厦的要求。对采用Web计算模式的网络构成系统，系统为三层结构，即第一层是Web服务器层，第二层是数据访问层，第三层是数据库层。其中第二层是虚拟层，用于连接各种事务访问实时数据库和相关数据库的数据存取，Web浏览器成为标准的用户界面。根据上述的集成软件的功能设计，通过标准通信协议（RS485/RS432、TCP/IP等）实现各设备的信息交换和管理，从而实现系统各部分的集成，其结构图见图1。
IBMS系统采用业已成熟而被广泛采用的In-tranet技术，以TCP/IP协议为基础，构成大厦内统一和便捷的信息交换平台，实现各系统的集中监控和管理，并通过网络保存到服务器SQL Server数据库中。统一的浏览器界面可以支持构架显示窗口推出、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，使得界面生动而直观。所配置的BMS/SQL Server数据库与OAS系统互联，提供综合全面的弱电系统和物业管理数据信息，进而提高员工的工作效率和管理质量，提高管理层决策与全局事件处理的能力，并可以实现远程的监控和管理操作及数据库访问。系统可以实现CCTV监视图像与防灾报警等联动显示操作，增强防灾系统之间信息与数据更换提高共同抗灾的能力，也可以实现与119和110联网，119和110也可用统一的浏览器界面，访问大楼的有关信息。见图2。由于拥有自主知识产权，可根据业主需求进行修改，并随着科技进步不断升级。
2 各子系统的实现
IBMS的核心就是将各个子系统的功能进行集成，集成系统的品质取决于各子系统是否提供良好的接口环境。因此是否能将各个子系统无缝集成，完美结合是设计时考虑的主要方面。
2.1 楼宇自动化子系统集成
广东化学园综合服务中心综合楼楼宇自控系统工程部分，采用法国施耐德公司的集散型建筑物自动化系统I/A Series，由楼宇设备自动控制系统监控的主要设备包括：空调机组系统、新风机组系统、送/排风机系统、给排水系统、供配电与照明系统、电梯控制与管理系统，本次楼控系统设计总点数为2900个。采用的Invensys MicroNETMN620控制器提供一个MNMI网络接口，为控制器和显示屏提供网络级的功能，MNMI备有一个RS232接口，既可接入电脑，也可接入广域网WAN，用于远程登录。楼控厂商提供一个I/O Server服务器，通过在楼控子机上安装自己编写的客户端程序，即可实时访问楼控点的数据。客户端程序开机运行，每隔一段时间读取分布在大楼各楼层的机电控制设备将楼控点的数据和状态值，并将数据存储在创建在IBMS主机上的楼控数据库中。IBMS集成软件根据请求通过ADO.NET方式访问楼控数据库，可以准实时读取所需点的数据和状态值；并且查询数据库中的信息，获取系统模拟点和状态点的信息。然后按照点的位置信息进行必要的转换处理，并以数据和图形的形式显示给用户，最后将这些数据存入本地和远程数据库中。集成关系见图3。
3 关于一些关键技术的讨论
ASP技术具有无须编译、嵌套灵活、容易编写和维护、功能可扩充、数据库访问亲善且与浏览器无关等特点，故本系统采用Microsoft基于ASP（Active Server Page）技术的Web解决方案，C#为开发语言，支持ADO.NET。Web服务器以Windows XP Profes-sional+IIS6.0为操作平台，向Web发布数据，根据用户的需要存取数据库服务器中的信息。
3.1 数据库存储技术
在智能楼宇中各个子系统是相对独立运行的，其中例如BAS，SMS，OAS等系统均拥有自己的数据库，并且由于各子系统的系统功能不同，信息（数据）类型不同，各子数据库结构体系也不同。同时这些系统间又存在着联动关系，因此子系统的数据库之间、子系统数据库与主数据库之间具有互操作性或互动性。VisualC#.net支持ADO.NET数据访问，它是.NET平台内用于访问数据源的一组类，使用DataSet，DataReader来获取数据，DataCommand来设置读或者写或者修改刷新等操作。允许发送指令并处理结果，仅仅通过连接字符的不同，就可以加载不同的数据库，实现数据的透明访问和信息共享。并且由于ADO.NET利用XML传输数据，所以数据可以通过大多数防火墙。
3.2 串口通信
低速的RS232/RS485串行异步通信主要用于少量的通信信息，比如在监控部分一些控制信号的传递，主要是处理接收到子系统的数据报文并根据控制策略对子系统发送控制报文。利用VisualStudio.net提供的MSCommn控件可以方便的进行串口通信，只是底层的一些API函数比较复杂，但是不影响使用。在系统中采用定时器的方法查询并接收串口的数据。
3.3 安全性的考虑
由于系统采用基于Web的应用模式，其应用的范围可以从几个点到几十甚至上万，因此安全性也是很重要的。这包括两个方面：防止数据被非法窃取；身份验证和访问控制。IBMS属于准实时系统范围，而快速的实时响应都由BMS各实时字系统在下层完成，所以可以采用“防火墙”技术来保证Intranet的安全性。它在内部网与外部网之间构筑一个保护层，只有被授权的数据通讯才能通过保护层，防止未授权的访问、非法入侵和破坏行为，通常采用两种：一种是包过滤型，另一种是应用网关型。本系统采用的是第二种，使用代理技术，在BMS网络与In-tranet网络之间设置一道物理屏障，对于外部用户的高层网络协议和服务请求IBMS将对用户进行身份合法性检查，决定接受还是拒绝，可以使系统在实现准实时控制时，具有更好的安全性。
4 结束语
智能建筑的楼宇自动化系统通过因特网来实现信息交互、综合与共享，极大限度地跨越了时空的限制。采用浏览器作为用户界面，使得使用简单。采用多层的应用结构使得系统稳定性和扩展性都有了极大的提高。可以这样说，楼宇自动化技术和因特网技术的融合代表着未来智能建筑楼宇自动化技术的发展方向。
参考文献
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[2]Burton H等.程序设计教程.北京：清华大学出版社，2011.
[3]许毅平.周曼丽.智能楼宇综合管理系统的设计.计算机应用，2016.
[4]王选龙.马旭东.等.智能建筑物信息管理系统中的系统集成软件开发.工业控制计算机，2015.
论文作者:何勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/30
标签：系统论文; 数据论文; 数据库论文; 楼宇论文; 子系统论文; 信息论文; 服务器论文; 《建筑学研究前沿》2017年第15期论文;