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智能建筑多系統集成管理模型的研究
摘要：智能建筑是隨著(zhù)現代計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和圖形顯示技術(shù)(4C)的進(jìn)步和互相滲透而逐步發(fā)展起來(lái)的,是現代化建筑技術(shù)和先進(jìn)的智能化技術(shù)的完美結合[3.6]。智能建筑的內涵十分豐富,通常包括5Az樓宇設備自動(dòng)化系統(BAS)、保安自動(dòng)化系統(SAS)、火災報警自動(dòng)化系統(FAS)、通信自動(dòng)化系統(CAS)和辦公自動(dòng)化系統(OAS)。
關(guān)鍵詞：多系統集成管理模型模型設計
1、引言
智能建筑是隨著(zhù)現代計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和圖形顯示技術(shù)(4C)的進(jìn)步和互相滲透而逐步發(fā)展起來(lái)的,是現代化建筑技術(shù)和先進(jìn)的智能化技術(shù)的完美結合[3.6]。智能建筑的內涵十分豐富,通常包括5Az樓宇設備自動(dòng)化系統(BAS)、保安自動(dòng)化系統(SAS)、火災報警自動(dòng)化系統(FAS)、通信自動(dòng)化系統(CAS)和辦公自動(dòng)化系統(OAS)。建筑物智能系統設計的核心是“集成",它包括三個(gè)層次的含義:功能集成,技術(shù)集成,信息集成。其中功能集成是指為完成某一具體的系統建設目標,而將一些相互獨立的功能子系統聚集在一起:技術(shù)集成是利用先進(jìn)的技術(shù)、方法和產(chǎn)品進(jìn)行功能集成:而信息集成是實(shí)現子系統間資源的高度共享和任務(wù)全局一體化的綜合管理[4],它可提高對建筑物的綜合管理能力。在1998年北京智能建筑技術(shù)研討會(huì )上,明確提出了智能建筑系統的主要目標是“信息集成"。國外權威機構也在預測智能建筑集成技術(shù)的發(fā)展,美國能源部關(guān)于智集成方法、系統協(xié)同工作和控制方面的趨勢。這種趨勢對智能建筑的系統集成提出了新的要求[2,3]。
目前智能系統集成模式的研究己引起業(yè)界的廣泛關(guān)注,國內外己有不少大的智能系統集成商研究并提出該系統集成方案時(shí),歸納起來(lái)主要有以下幾種:
(1)樓宇自控系統(BAS)為核心的集成模式。通過(guò)開(kāi)發(fā)與各種第三方系統的網(wǎng)絡(luò )通信接口,將各種系統集成到自己系統中。這種方式存在的最大問(wèn)題是,接口軟件的開(kāi)發(fā)完全依賴(lài)BAS提供商,可集成的第三方系統的數量極其有限。
(2)采用LonWorks和BACnet技術(shù)。Lodorks和BACnet是兩種非常優(yōu)秀的測控網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù),適用于大區域、點(diǎn)數分散的控制系統,但不適用于消防和保安系統。
(3)網(wǎng)絡(luò )控制級采用以太網(wǎng)技術(shù)。各子系統的上位管理主機采用以太網(wǎng)互連,實(shí)現系統間部分數據的傳遞,但無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)各系統的實(shí)質(zhì)性的數據并實(shí)現系統間資源共享與相互協(xié)調操作。為實(shí)現該目標還需探索其它解決途徑。
自從1984年提出“計算機支持的協(xié)同工作,,(CSCW)概念和1986年召開(kāi)第一次CSCW國際會(huì )議以來(lái),CSCW作為一個(gè)多學(xué)科交叉的新興研究領(lǐng)域,在國際上受到極大重視。本文基于智能建筑的需要和CSCW思想,提出一種新的基于CORM的組件化系統集成模型,以解決在多層次分布式協(xié)同工作環(huán)境下,異構資源集成與協(xié)同的方法,并應用于建筑物智能信息集成平臺的設計。
2、模型設計
本集成模型的設計基于組件的、標準的開(kāi)放平臺,各個(gè)子系統的管理系統接口模塊以組件的形式加入,它們按照集成平臺制定的接口定義標準定義自己的接口模塊,集成平臺通過(guò)這些接口模塊與子系統進(jìn)行通信和控制,并根據收集到的各個(gè)子系統的信息,協(xié)調各個(gè)子系統之間的工作。
2.1 模型的總體框架
由于目前大多智能系統產(chǎn)品其信息組織模式存在較大差異性,早期產(chǎn)品多采用結構化數據文件或文體格式文件,近年的產(chǎn)品才使用數據庫組織信息,但數據庫類(lèi)型不一,我們稱(chēng)這些智能系統的信息資源是異構的。根據建筑物智能系統的設計特點(diǎn),我們采用集散型的系統集成模型,各個(gè)子系統管理各自的信息,集成系統負責子系統的接口模塊之間的信息交流與協(xié)調。
分布對象計算(DOC)融合了分布計算系統和面向對象程序設計兩個(gè)重要的軟件技術(shù),它使得面向對象技術(shù)高效、靈活地在多機異構網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下分布可重用得以應用。本集成模型采用C0RBA作為分布對象管理系統結構。它使各個(gè)子系統組成一個(gè)多層次分布式協(xié)同工作系統,并使其異構性對用戶(hù)透明[1]。
整個(gè)集成模型的總體框架如圖1所示。其中集成平臺擔任集成系統管理者的角色,負責收集整個(gè)系統的數據,處理與各子系統對象之間的通信,并能提供集中的決策和控制。這些功能都由集成平臺份名個(gè)對象來(lái)完成,其概念模型可分為三層:數據通信層使用標準的接口與子系統的對象進(jìn)行交互,完成最基本的任務(wù),即采集各子系統狀態(tài)、日志、開(kāi)關(guān)信號等數據:分析控制層則對數據通信層得到的數據進(jìn)行分析、整理和過(guò)濾,生成報表、日志或控制信號:輔助決策層可以在數據分析的基礎上提供輔助決策能力。
子系統對象是該集成模型的重要一環(huán),它主要有三個(gè)功能:封裝、通訊和控制功能。它封裝該子系統的狀態(tài)和告警信息,使用定義好的標準信息格式和標準接口與集成平臺進(jìn)行通迅。另外,它接收來(lái)自集成平臺的控制信息,通過(guò)對該子系統的文件、數據庫或應用程序接口(API〉的系統調用來(lái)完成其控制功能。這些對象和集成平臺的接口對象都是CORBA對象,它們以對等的關(guān)系地行交互,而不是以客戶(hù)端和服務(wù)器端的關(guān)系。當子系統因為升級等原因發(fā)生變化時(shí),只需對子系統對象進(jìn)行修改,而無(wú)需涉及集成平臺,因為子系統對象已經(jīng)最大限度地屏蔽了子系統的異構性。
集成平臺的數據通信層由五個(gè)接口組成,依據目前智能建筑的主要系統組成分為:設備自動(dòng)化系統接口(BAI)、保安自動(dòng)化系統接口(SAI)、火災報警自動(dòng)化系統接口(FAI)、辦公自動(dòng)化系統接口(0AI)和通訊自動(dòng)化系統接口(CAI)。它們的功能是與子系統對象進(jìn)行通信。集成平臺中的對象只有這五個(gè)接口是CO阻A對象,其它的對象對外是不可見(jiàn)的。集成平臺本身維護與管理一個(gè)數據庫系統,綜合管理系統的集成信息。集成平臺不要求五個(gè)子系統一次全部加載,而是可以根據需要管理其中的若干個(gè)子系統。
分析控制層分為數據庫管理對象、日志管理對象、系統管理對象、系統狀態(tài)管理對象、系統維護對象。數據庫管理對象負責系統數據庫的增刪改查操作:日志管理對象負責系統日志的讀寫(xiě)等操作:系統管理對象管理各個(gè)子系統接口,匯總來(lái)自各接口的信息,并根據需要將相應的信息傳遞給其它管理對象:系統狀態(tài)管理對象負責各子系統狀態(tài)信息的處理:而系統維護對象負責整個(gè)系統的數據備份等系統維護工作。
輔助決策層對下一層提供的信息進(jìn)行分析,由聯(lián)動(dòng)管理對象、用戶(hù)接口對象和輔助決策對象組成。聯(lián)動(dòng)管理對象對子系統的信息進(jìn)行分析,判斷是否需
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