浅谈智能楼宇集成通讯系统的设计

浅谈智能楼宇集成通讯系统的设计

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摘要:本文主要对智能楼宇集成通讯系统的设计进一步分析了解。楼宇自控系统正由独立的各子系统向多元化、网络化、信息化的设备监管系统方向发展,因此各系统集中监管是智能管理系统发展时必然的。

关键词:智能楼宇;集成;通讯系统;设计;发展

引言:

楼宇集成通讯系统是智能楼宇管理系统的组成部分,在现今的楼宇集成通讯系统中的楼宇通讯协议互不兼容,给数据集成造成了很大的困难,增加了楼宇集成系统的复杂度。另一方面,现有协议不能满足楼宇集成系统的所有要求。现今的传输协议只有少量能够工作在局域网外,如果能够应用于互联网进行数据传输,将大大提高数据集成的灵活度。

一、楼宇集成通讯系统的发展现状

随着自动化控制技术、通信技术与计算机技术的发展,楼宇自动化技术也日益发展,从信息孤立和只有现场控制功能的独立系统,发展到现今智能楼宇管理系统IBMS,分层次对大楼进行能源、安防、办公自动化、消防、物业管理等各方面管理。智能楼宇管理系统的发展与互联网技术的发展有着密切的关系。智能楼宇管理系统本质是把各个子系统集成到一个统一的网络平台,通过网络平台,物业管理人员以及户主可以在本地以及任何一个能够连接互联网的地方,对大楼以及自己的房屋状况进行监控。

楼宇集成通讯系统BICS是智能楼宇管理系统数据传输的纽带,负责对楼宇系统中各子系统进行数据集成,以及各子系统之间的数据传输,进而实现从大楼整体出发对数据进行综合性统一管理,实现大楼的能耗分析、安防监控以及物业管理。智能楼宇管理系统的一个重要用途,就是可以远程和基于互联网访问。而在现今通过互联网访问的智能楼宇管理系统,在智能楼宇管理系统中数据集成,大都先使数据集成到数据系统,然后通过BS模式访问数据库,进而访问到现场数据。如果需要访问实时的现场数据,数据将需要通过的数据库系统,这会加大的数据库系统的负担。有时,有些系统为了降低数据库的负担,只能访问历史数据,这就削弱了系统的实时功能。

二、智能楼宇集成通讯系统设计的分析

1.集成通讯系统设计的原则

(1)能够对现场数据进行采集和拥有控制功能,可以通过通用的接口对数据进行上传和实现远程控制;

(2)可以通过通用的接口,远程或者本地集成现场的数据和进行远程控制,同时也能远程上传数据集成的结果;

(3)可以灵活地组态通讯系统,能够同时集成多个控制器以及实现多个服务器;

(4)数据能够在局域网及英特网上传输;

(5)能够容易进行系统升级和改造,兼容通用的物理网络,减少物理网络的改造,或者实现直接接入;

(6)可以动态在线增加或者删除整体系统中的通讯器件及服务器,而不导致系统停止;

(7)能够兼容其他设备,进行系统的拓展;

2.系统结构分析与设计

本智能集成通讯系统在系统架构上选择使用C/S模式(client/server服务器/客户端)模式作为系统的组态模式。使用C/S模式容易实现数据采集与数据集成的分离,也容易实现多种不同系统结构的组态。同时,在现实应用中,由于系统使用通用的通讯协议,本系统设计的通讯控制器只要做少量的组态工作即可嵌入到其他的系统运行,另一方面通讯控制器也可以很好的兼容其他通讯控制器。本集成通讯系统的系统结构分为两个部分,如下图所示,分别是:

(1)通讯控制器:负责现场数据进行采集,以及控制信号的执行,通过嵌入通用的数据通讯协议接口,把现场数据传输上传到上层系统并且接收上层系统的控制信号。

(2)集成通讯层:负责集成通信控制器的数据及控制信号,并且对数据进行展示,并提供控制接口,以及进一步为其他系统提供数据及控制信号的接口。

3.运行系统选择

运行系统包括硬件系统和应用系统环境。在硬件系统的设计中,处理器是核心部分。而在现实应用中,有以下三种处理器,分别是:单片机、ARM体系结构的处理器和DSP处理器。单片机也称单片微型计算机,体积小、性价比高、功耗低,但是性能不高,一般适用于自动化仪器及相关的控制。ARM(AdvancedRISCMachines)体系结构的处理器,拥有单片机的优点,性能比单片机高,适合于嵌入式系统的移植。而嵌入式系统能够为应用程序提供多线程或者多任务的运行环境。DSP(DigitalSignalProcessor数字信号处理器)主要用于数字信号的处理,运算能力强。在此选择ARM体系结构的处理器作为本次设计的处理器,因为单片机无法满足本次设计的性能要求,而DSP主要适用于数字处理,而本次设计主要设计信号控制以及多线程的运行环境。使用ARM能够提供嵌入式系统的运行环境,在此环境上,能够容易实现控制器的通讯功能及控制功能。

4.集成通讯层设计

集成通讯层主要应用环境如下:能够发送请求,收集通讯控制器的现场数据;能够发送现场控制信号请求;能够监听现场设备的报警以及事件请求信号。

为了完成以上的功能,以及考虑到其中涉及到OPCUA协议与BACnet协议的数据互联,需要考虑以下问题:能够发现BACnetDevice;能够读取BACnetDevice的object的值;在BACnetDevice中读取的object的值需要转送给OPCUA的数据接口。

三、智能楼宇集成通讯系统的发展

通过楼宇内的信息来实现楼宇智能集成通讯系统。是当前楼宇智能系统集成需要考虑的重点技术问题之一。现代楼宇的智能化信息集成系统主要是依靠SIM智能接口模块来实现将整个楼宇智能化系统不同功能模块进行联接,例如:防盗报警模块、门禁系统、闭路电视模块以及停车管理系,实现对这些集成数据模块的统一管理,分析,依据相应的标准进行彼此之间的通信管理,从而实现对整个建筑物部门信息系统集成管理的目的。随着经济的全球化,科技的快速发展以及企业间的竞争加剧,总线技术的标准必将取向统一,在我国BACent标准将广泛应用。同时,以太和网络技术由于其协议的成本低,开放程度高,随着研究工作不断深入,设备的以太网接口技术的成熟,工业以太网在楼宇自动化领域将的都将会得到广泛的应用。目前,楼宇自动化系统与网络技术相互关联,DCS和现场总线在目前楼宇自控系统已经得到了广泛的应用。

结束语:

综上所述,楼宇集成通讯系统是智能楼宇管理系统的组成部分,在现今的楼宇集成通讯系统中的楼宇通讯协议相互之间互不兼容,给数据集成造成了很大的困难,增加了楼宇集成系统的复杂度。智能楼宇集成通讯系统的设计能够实现对楼宇的信息化、智能化的控制,可以满足了人们对于现代楼宇的多种多样的需求。但是仍然存在着一些问题,这也迫使设计人员需要不断的努力,不断的创新,最终实现智能楼宇集成通讯系统在生活中的广泛应用。

参考文献:

[1]邓金龙.基于嵌入式系统的LONWORKS总线智能节点的研究与实现[D].广州:广东工业大学,2007

[2]李冬辉,叶利涛.智能楼宇开放网络协议BACnet/IP浅析[J].低压电器,2004,10:15-18

[3]陈洪亮,徐斌.智能建筑IBMS中的系统集成开发[J].智能建筑与城市信息,2005(10):69-74

[4]谢杨华.智能楼宇可视对讲系统的研究[D].武汉理工大学,2007(5):13~15.

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