某系统集成方案.docx
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某系统集成方案
XX系统集成方案
1前言
智能建筑是利用系统集成的方法，将计算机网络技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机地结合在一起，通过对设备的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑工程之间的优化组合所获得的投资合理、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活等特点的建筑物。
智能建筑的基石是各个弱电智能子系统，但管理核心是楼宇管理系统（BuildingManagementSystemBMS）与智能楼宇集成管理系统（IBMS），由这些系统进行最优化组合组成一个完整的智能建筑系统。
有的将IBMS译为IntelligentBuildingManagementSystems的缩写，认为BMS与IBMS仅仅是集成程度的不同，但概念相同。
BMS集成了BAS，CCTV，SAS，FAS，CARD等系统，IBMS是BMS与OAS，PMS组成的智能集成系统，有的索性把BMS看作IBMS。
把IBMS理解为BMS，缺少了大楼有关非设备信息的处理；把IBMS看作是由BMS、OAS、PMS简单的组合，没有充分挖掘智能建筑的信息处理智能化潜力，达到实用、智能的效果。
作为智能建筑有机体，将IBMS理解为InformationBuildingManagementSystems更为合理。
Information包含了智能建筑设备运行、联动以及相关建筑物其他信息的处理等内容，本身包含了集成（Integrated）内容，是BMS与楼宇相关的物业管理及其工作流有机结合的组合体，实现信息的自动处理与查询，改变了传统的信息管理系统。
通过IBMS，对建筑物进行的设备系统“分散控制、集中管理”，对物业信息自动处理与报警提示，实现信息资源的共享与管理、节约能源，提高工作效率和提供舒适的工作环境的管理，减少管理人员的劳动强度，提供了一个高效、便利、可靠的管理手段，实现了整个建筑物的智能监控与信息自动处理及有效管理。
系统集成将建筑内各子系统在物理上，逻辑上和功能上连接在一起，将子系统有机结合以实现信息、资源和整体任务的共享，生成能够涵盖信息的收集与综合、信息的分析与处理、信息的交换与共享的能力，在提高各子系统水平的基础上，对涉及不同学科、不同专业的各种子系统进行协调与优化，以增加少量的投资，求得总体的优化，从而得到更高的经济、社会和环境效益。
在《智能建筑设计标准》（GT/T50314-2006）和《智能建筑评估标准》（DG/TJ08-602-2001）中，智能化集成系统都是其有机的组成部分，它可以对各智能化系统进行综合管理，实现资源共享、信息共享，增强对突发事件的响应能力。
节约投资：
用户可以选择性价比最高的子系统，不被局限于特定的产品和品牌。
IBMS对不同厂商不同类型的产品都有良好的集成能力和广泛的兼容性。
全面及时：
IBMS对各子系统进行了综合集成，各子系统设备运行状态、故障和报警一目了然，可以及时应对各种突发事件。
跨系统联动：
如当门禁发生非法闯入，立即联动相关摄像机，将实时画面切换到管理人员电视墙屏幕，同时进行录像，并进行报警提示。
节能环保：
通过对各种能耗数据的实时监测，对不同类型耗能设备和能耗数据进行统计分析和节能诊断，为管理节能提供依据、为技术节能提供数据基础，及时发现各种节能潜力。
2详细需求分析
2.1项目技术要求
2.1.1系统说明
智能化集成管理系统是整个会议中心大楼智能化系统的运行核心，智能化集成管理系统应采用分散控制、集中管理，系统可使管理人员通过统一的管理界面掌握整个大楼的设备运行情况，集中报警信号，并可在集成管理系统内实现各机电系统之间的联动。
2.1.2系统集成内容
⏹建筑设备监控系统（BAS）
⏹公共安全系统
⏹智能照明系统
⏹能源管理系统
⏹变配电系统
2.1.3原则要求
系统集成功能应包括网络集成、功能集成、软件集成和操作界面集成等四个主要方面。
1）网络集成：
搭建BMS系统集成网络，各子系统服务器、工作站等管理层设备通过以太网组网，以标准TCP/IP协议互相通信。
2）功能集成：
对各子系统信息进行综合处理、通过开放式数据库生成综合信息，以实现各子系统之间的信息共享和集中的设备监控、报警管理和联动控制功能。
3）软件集成：
通过标准的OPC、BACNET、API等的数据交换/通信技术，方便地实现不同系统之间的数据交换和实时监控。
4）操作界面的集成：
通过对各子系统的无缝集成，集成管理系统通过中文视窗操作系统、开放式通用数据库系统通过一个系统平台界面进行集成。
2.1.4功能要求
智能化集成管理系统不但集成各子系统，同时自身作为智能建筑最核心的应用管理平台，
要求必须但不限于达到以下功能：
1、统一管理界面功能
管理人员通过工作站访问集成管理系统的服务器，掌握大楼各集成系统（机电设备）运行状况，在监控中心通过统一的界面实时监测并根据各分系统功能特点对其进行监控；
2、简单、直观的电子地图功能
智能化集成管理系统采用电子地图（统一采用45度倾角式防区图）形式显各个子系统、设备及各楼层信息，使其操作界面简单、直观。
3、集中显示报警信息功能
各机电设备运行的报警信息，不仅在本系统的工作站界面上出现，而且能够集中显示在智能化集成管理系统的工作站上，并可以通过集中的短信平台将报警信息发给相关管理人员；
4、运行数据集中备份功能
智能化集成管理系统能定时收集各机电设备控制系统的状态数据，形成运行历史数据库。
并形成多种历史数据表格以便管理人员定期查看。
5、机电设备管理功能
对设备的正常运行时间、停机时间、故障时间进行累计，形成运行周期的数据库，给出设备需维修维护的预测周期，记录设备的维修更换；
6、智能策略控制（决策辅助）功能
智能化集成管理系统在采集数据的同时，具备历史数据智能分析功能，系统可根据分析结果，在智能策略控制模块中设置联动控制策略，系统在适当条件下响应触发这些策略，达到系统优化和高效运行的目的。
7、安全管理功能
智能化集成管理系统要求实现全系统集中式的帐户管理、授权管理，可为不同级别的人员赋予不同的操作权限，防止系统信息泄露和被非授权人员所干扰。
8、WEB访问
智能化集成管理系统应采用B/S或C/S架构，允许采用专用的客户端软件访问，也可以通过标准的WEB浏览器进行访问。
9、本系统需根据会议总控平台集成功能要求提供标准的接口并开放协议。
2.2设计目标
智能化集成管理系统的总体目标是通过综合集成技术，构造一个综合信息环境联系该建筑物内的空间、能源、物流环境，即通过对建筑物内各种信息资源的采集、监视和共享以及对这些信息的整理、优化、判断，给建筑物的各级管理者提供决策依据和管理的自动化；给建筑物的使用者提供安全、舒适、快捷的优质服务的一体化的综合管理的实时智能系统，实现建筑物的高功能、高效率和高回报率。
在网络架构里，智能化集成管理系统是整个系统的核心，它以综合布线系统提供的数字信息通道为基础，并通过计算机网络通信设备、网络操作系统与其它子功能系统的信息接口，完成全局事件的综合性决策和系统信息的集成管理。
2.3需求分析
随着计算机、网络和通讯等技术的进步和建筑智能化快速发展，智能建筑系统的集成技术也不断地由低级向高级发展,在各甲级智能化大楼和高档社区内也逐步成熟和得到应用。
在智能建筑的发展过程中，一方面是楼宇自控、综合布线、综合保安、公共广播等系统日益众多，另一方面却由于缺少一个成熟的建筑智能化管理系统，使智能建筑所集成的软、硬件之间、系统与系统之间以及系统运行与实际管理之间出现了相互分割和难以协同的尴尬，很不适应客户监控与管理的要求。
如何突破这种各个子系统分割运行的瓶颈，使智能建筑内的硬件平台、软件平台与应用系统之间，以及系统、信息、组织与管理之间实现高度融合和协调运行，已经成为智能建筑行业乃至社会各界普遍关注的焦点。
对于一幢现代化的智能大厦，具有运行可靠，节约能源，方便管理这些都是大家所期待的。
建筑智能化集成管理系统的应用，给开发商提供了良好的商机，给物业管理者提高管理水平，给业主或承租者得到优质服务提供了有力支撑。
集成管理系统应达到以下要求：
⏹使用简单方便，无客户端数量限制
⏹集中监控和管理
⏹信息集成和综合
⏹全局系统事件管理
⏹一体化的分布式网络
⏹具备完善的设备运行管理体系，具备集成处理业务信息能力
2.3.1系统集成的基础
智能建筑集成管理系统以综合布线系统提供的数字信息通道为基础，并通过计算机网络通信设备、网络操作系统与其它功能系统的信息接口，完成整个建筑全局事件的综合性决策、控制和系统信息的集成管理。
同时要求系统能够为其他系统开放标准接口，实现信息共享与管理。
2.3.2系统集成的内容
智能化集成管理系统（IBMS）是整个智能大厦弱电系统的最高监控与管理层，通过智能建筑集成管理系统（IBMS）可以对大厦的各种设备进行实时监控，综合管理，实现信息共享、数据分析和远程监控。
通过采用先进、开放、灵活、易扩展的网络平台和标准的通信协议，使各系统的互连与互通信，使资源得到共享。
应采用先进、成熟的技术对整个智能大厦的主要弱电子系统进行统一集成，形成一个统一的、相互关联的、相互协调、并可根据需要实现联动的综合管理系统，实现信息的高度共享。
本项目要集成的基本子系统包括：
⏹楼宇自控系统
⏹入侵报警系统
⏹视频监控系统
⏹停车场系统
⏹门禁系统
⏹电子巡更系统
⏹智能照明系统
⏹能源管理
⏹变配电监控系统
⏹安全监控系统
系统集成提供了一套中央管理系统和数据库，通过不同的网关接口，将以上各子系统进行系统集成，以达到信息共享，自动完成数据采集、存储、分析工作，并在此基础上，提供完善管理功能。
系统集成的目标是以系统集成、功能集成、网络集成和软件界面集成等多种集成技术为基础，遵循开放、先进、高效、可靠、经济、实用的原则，通过公共的高速通信网络，构筑起一个结构合理、性能良好、安全可靠的网络平台，运行和操作在统一的人机界面环境下，实现信息、资源和任务共享，完成集中与分布相结合的监视、控制和综合管理功能。
我们采用IBMS系统对以上系统进行集成。
3设计依据
《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014
《民用建筑绿色设计标准》DB331092-2013
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007
《综合布线系统工程施工及验收规范》GB50312-2007
《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）
《语言清晰度指数的计算方法》GB/T15485-95，
《电气安装工程接地装置施工质量验收规范》GB50169-2006，
《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）
《低压配电设计规范》（GB50054－2011）
《通用用电设备配电设计规范》（GB50055－2011）
《建筑照明设计标准》（GB50034－2013）
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）2005版
《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010
《20KV及以下变电所设计规范》（GB50053-2013）
《火灾自动报警系统设计规范》（GB50166-2013）
《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
《公共广播系统工程技术规范》GB-50526-2010
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）
《中央空调水系统节能控制装置技术规范》GBT26759-2011
4系统详述
4.1系统拓扑结构
目前国际上智能大厦集成管理系统的体系结构主要Client/Sever方式、Browse/Web/Server方式。
本系统采用Client/Sever和Browse/Web/Server相互结合的方式。
整个系统采用分布式结构，系统由多个功能模块组成，根据项目的具体要求，整套系统可以部署在多台电脑上，也可以只部署在一台电脑上，电脑的数量根据项目的规模和需求来决定。
系统拓扑图
4.2设计思想
4.2.1实用性原则
根据大厦在日常管理中的设计要求来设定集成管理的内容，不考虑华而不实的桌面功能。
4.2.2开放性和标准化
集成后的系统应是一个开放系统，系统集成的过程主要是解决不同系统和产品间接口和协议的“标准化”，以使它们之间达到“互操作性”。
它提供标准数据接口、网络接口、系统和应用软件接口。
系统开放性特征是：
●可扩展性、灵活性好；
●兼容性和应用软件可移植性强；
●可维护性好、生命周期长。
4.2.3模块化
系统要严格按照模块化结构方式开发，以满足通用性和可替换性。
采用模块化设计，分布实施的战略。
4.2.4易维护原则
智能化系统是一项技术要求高且系统之间相互关系复杂的系统，因此，在系统维护上其难度大大高于一般的独立子系统，这样就会给系统今后的运作造成困难，因此，在系统设计中强调系统的易维护性，操作人员无需使用过多的专用的工具和仪器，保证系统的维护简单。
4.2.5先进性
系统要与技术发展潮流相吻合的产品，建立一个可扩展的平台，保护前期工程和后继先进技术的衔接，使系统具有先进性。
4.2.6经济性
经济成本是系统集成必须考虑的因素之一，要求系统设计者从系统目标和用户需求出发，经过充分论证，选择适合的产品。
系统建设始终贯彻面向应用、注重实效的方针，坚持实用、经济的原则，其经济性应包括以下内容：
⏹系统本身的价格（包括系统、技术服务和培训）
⏹对系统实施的特殊要求所需的费用
⏹对系统集成所需的有关费用
⏹在满足性能要求的前提下尽最大可能使整个系统能获得更大的收益。
4.2.7安全性和保密性
在系统设计中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因为我们的系统分别针对不同的应用和不同的通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。
4.2.8高效率
系统效率高低，体现在系统性能中，主要包括以下几个方面：
⏹系统实时响应与控制能力；
⏹服务器响应请求的能力；
⏹系统的吞吐能力。
4.2.9节能性
系统设计应具有节能环保意识，在保证需求的条件下，能提供能源管理和能耗统计分析功能，千方百计减少能耗，为管理节能提供依据，为技术节能提供技术手段，以保证绿色、健康与经济目标的实现。
4.3系统集成模式
目前，国际上在智能大厦系统集成技术实现方面主要有两种模式:
4.3.1基于BA的管理自动化系统BMS（BuildingManagementSystem）模式
BMS以BA系统为基础和平台，并且增加有关信息通信、协议转换和控制管理等模块，使智能建筑中各类子系统以它为核心进行集成，它运行于BA中央监控管理级计算机上，实现对各类子系统和设备的信息管理和监控。
4.3.2综合管理自动化系统MAS（ManagementAutomationSystem）模式
MAS是在BA、消防、通信等子系统的基础上建立一个独立的监控和管理中心，它运行于中央管理计算机（或中央管理计算机系统联网的多台计算机）上，是整个智能建筑的集成或总控中心。
一般来说，BMS系统以BA系统运行工作平台为基础，同时汇集其他子系统的信息，减少了各子系统分散控制的复杂度，提高了大楼智能子系统之间的耦合度。
BMS强调系统控制的实时性和可靠性，对大楼的物业管理缺乏统一的考虑，系统的开放性和扩展性比较差。
MAS系统是以“集中管理”为特征，除了一般的监控画面外，更强调各智能子系统协同管理的重要性。
它从大楼业主管理的角度出发，全面监测各智能子系统联动的真确性和可靠性，为管理者提供科学的决策依据。
它强调数据的“可管理性”，提供通用的数据接口，以便于同办公自动化系统的一体化集成。
我们的集成管理系统方案采用MAS模式。
大楼各智能子系统以综合管理自动化系统平台为核心进行系统集成。
4.4技术实现方式
从功能和技术实现的途径将智能大厦系统集成实现方式分为三种类型：
子系统功能集成、控制网络和信息网络集成、信息系统的集成。
4.4.1子系统功能集成
各生产厂商早期无统一的通讯协议，这样不同系统的连接是通过一些硬连接，如继电器或简单的通讯接口，或者专门为某一类产品开发专用的网关来完成系统间的通讯。
比如电梯和楼宇设备自动化系统的联网集成，电梯和安保系统的集成大多数采用硬连接方式。
然而，这种集成方式只适用于特定的系统，如果系统发生变化或者控制软件及系统升级，就有老的联网设备不能完成通讯功能的问题。
另外，这种功能集成一般较为简单。
采用这种集成方式，系统耦合程度高，要求两个系统相互之间的通讯协议或工作流程相当熟悉，以防止产生相互串扰而直接影响两个系统的正常运行。
因此在技术上完全依赖于集成系统双方的技术方面的协调，施工过程中容易产生相互扯皮的情形，特别是设备出了故障难以确定双方的责任范围。
另外，由于该接口不具备开放性和可扩展性，一方系统的升级或扩充必然对另一方产生影响，从而造成系统运行维护的困难。
4.4.2控制网络和信息网络集成
现场总线技术是80年代末90年代初发展起来的应用于过程自动化和制造自动化领域的现场设备互联网通信技术。
一个现场总线控制系统,可以被看作由数字通信设备和监控设备组成的分布式系统。
它的出现将使传统的自动化控制系统产生革命性变革，变革现有系统的体系结构、设计方法、安装调试方法和产品结构。
随着现场控制总线技术在楼宇自动化设备的广泛应用，以及现代通讯系统和计算机网络系统的普及，控制网络和信息网络技术开始走向集成化。
这种集成方式将网络分为几级，如采用三级模式：
主干网、二级网和三级网。
主干网主要连接大楼管理终端，如物业管理、办公自动化等，连接方式采用信息网络（Ethernet网络）；二级网主要连接设备管理终端，如CCTV系统终端、BAS设备管理中断等，网络连接方式仍然为信息网络（Ethernet网络）；三级网为现场总线网，采用国际上通用的标准如BACnet、Lonworks等，某些专用的系统仍然可以采用网关方式。
三种模式的网络由集成网络管理软件控制信息流向，数据操作的权限。
建筑物自动化系统的网络，是以RS485总线或LonTalk总线为纽带的控制网络，是以完成实时控制数据传递而实现建筑物设备控制自动化的网络。
控制网络经历了集散式到平面式的发展历程，前者是RS485总线，后者是LonTalk总线。
RS485是广泛采用的控制总线接口标准。
美国标准ANSI／ASHRAE135BACnet中，对控制总线接口标准或通讯协议，采纳了RS485、RS232和LonTalk。
在集散式控制系统中，RS485几乎是所有供应商采用的控制总线标准。
我国标准JGJ／T16-92中对建筑物自动化系统的容量规定，中型系统是161-650点，大型系统是651-2500点，RS485总线是比较合适的。
LonTalk总线是LonWorks技术使用的控制总线，它是测控合一双向通讯的平面式控制总线，即在JGJ／Tl6-92分级分布式结构中，第一级传感器执行器也直接连入控制总线的新型单层网络控制系统。
由于取消了第一级设备层，这种控制网络有时被称为“平面式”控制网络。
目前，建筑物自动化系统，以集散式和平面式共存在一个系统中的较好，可以把集散式和平面式两者的优点都发挥出来。
就智能大厦而言，目前使用比较多的控制网络为BACnet和LonWorks，其他的控制网络技术还有C-Bus、DeviceNet等。
在智能大厦中另外一种网络既是我们熟悉的办公自动化网络—数据网络。
目前数据网络主要有Ethernet网络、Novell网络、TokenRing网络等。
但是目前广泛应用的还是以Ethernet网络为主。
4.4.3信息系统的集成
随着信息系统以需求为中心及Internet网络技术的发展，一种面向用户的商业服务以及在Internet技术基础上的远程监控的需求越来越成为发展的趋势。
在这种新概念的促使下，系统集成技术越来越趋向于Internet/Intranet基础上的以Web浏览器和数据库为核心的信息网络集成。
在该集成模式上，技术的特征是面向用户和Internet的，而不是仅仅注重大楼内部不同系统之间的信息通讯。
通过开发数据库互连，实现物业管理数据库和办公自动化互联，提供综合全面的信息与数据。
信息网络集成解决的主要技术是从要集成的各子系统中得到大楼的设备运行状态和故障报警信息，以便统一纳入以太网中。
主要的技术关键是各子系统的接口和大楼的管理模式以及各子系统的联网问题。
4.4.4三种集成方式的比较与分析
三种智能大厦系统集成的技术实现方法反映了开发智能大厦集成管理系统的所遇到的主要技术特征。
一般来说，在开发一个实际的智能大厦集成管理系统时都会遇到上述的系统集成方式。
在本设计方案中，我们采用信息系统集成方式。
原因如下：
1）采用子系统功能集成方式，一般适用于功能比较简单，被集成的设备没有数据通讯接口，只有端子连接线方式。
一般在集成功能比较简单的机电设备为主。
2）由于控制网络协议的标准推广还没有真正达到工程化实用的程度，所有真正全部采用BACnet或者LONWORK的楼宇设备自动化系统的产品还比较少。
这使得实现控制网络和数据网络集成的技术实现难度比较大。
在实际的工程中，采用一体化网络集成的方式主要是一些楼宇设备控制系统厂商在全部采用本公司产品系统的情况下采取的系统集成方式。
3）采用信息系统集成的方式，是目前智能大厦集成管理系统技术实现所采用的流行方式。
由于各子系统提供的数据通讯接口比较统一，因而在系统开发过程中比较容易实现。
在该集成模式上，技术的特征是面向用户和Internet的，而不是仅仅注重大楼内部不同系统之间的信息通讯。
通过开发数据库互连，实现物业管理数据库和办公自动化互联，提供综合全面的信息与数据。
三种智能大厦系统集成的技术实现方式还反映了建筑智能化系统技术发展的趋势。
在网络化和信息化发展的今天，电子信息技术已逐渐深入到大楼的机电设备系统之中。
采用国际通用的网络通信标准的产品已是大势所趋，而建筑信息集成是将来智能大厦系统集成技术的主要方向。
这也同信息技术发展的方向是一致的，这就是标准、开放和互连。
4.5IBMS体系结构
从逻辑结构上集成系统可分为以下几层：
⏹子系统设备层
⏹接口通讯层
⏹数据逻辑处理层
⏹应用层
4.5.1子系统设备层
子系统设备层包含所集成的所有子系统：
楼宇自控系统、入侵报警系统、视频监控系统、停车场系统、门禁系统、电子巡更系统、智能照明系统、能源管理、变配电监控系统和安全监控系统。
通过IBMS集成平台，把所有的子系统有机融合在一起，为用户提供协调一致的整体服务。
4.5.2接口通讯层
接口通讯层在子系统设备层与数据逻辑处理层间构筑起标准化数据交换通道，屏蔽不同系统之间通讯的协议细节：
⏹对子系统采集的数据做标准化编码，为上层提供数据
⏹将上层发送的指令进行解码转化成子系统格式，指挥子系统动作
接口通讯层针对不同的系统，不同的接口协议和规范提供不同的网关，网关通过子系统的管理系统进行通讯完成对子系统现场设备信息的采集和处理，网关一般不直接和子系统的设备直接通讯，而是通过子系统的管理系统完成，从而避免侵入性，保证子系统的安全稳定地运行。
网关采用标准化的通信协议，完成对不同厂家的产品的通信连接，进而对完成现场的信息采集和设备控制。
因为不同系统的通讯协议、通讯方式各不相同，目前并
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