单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章 建筑智能安全系统集成,第一节 系统集成概述,第二节 系统集成的模式,第九章 建筑智能安全系统集成第一节 系统集成概述,第一节 系统集成概述,所谓系统集成，主要就是通过楼宇中结构化的综合布线和计算机网络技术，使构成智能建筑的各个主要子系统具有开放式结构、协议和接口都标准化和规范化，具体而言就是软硬件的连接方式、交换信息的内容和格式、子系统之间的互控和联动功能、各子系统的扩展方法等方面，都必须标准化和规范化，从而能将各自分离的设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，达到资源的充分共享，并实现集中的、和便利的管理。,第一节 系统集成概述 所谓系统集成，主要就是通过楼宇中,一、系统集成的复杂性,一个功能完整的智能大楼中包含了多个不同技术类别的子系统，其中较大的系统有：建筑、装潢、安保、消防、综合布线、计算机网络、大楼设备管理、办公自动化和电话系统等。,而且，随着现代通信、计算机及网络技术的飞速发展，智能型建筑中的各个子系统正在向着大规模、多控制对象和分散的方向发展，各个子系统之间及建筑物之间对信息的传递速率和共享程度的要求也越来越高，从而对各子系统的连接和高层次的集成提出了更高的要求。为此，智能大楼将综合利用现代信息技术来实现上述目标。,一、系统集成的复杂性 一个功能完整的智能大楼,二、系统集成的优点,1,）高集成系统可以在一个中央监控室内实施“三位一体的集成管理”，对大楼的保安、消防、各类机电设备、照明、电梯等进行监控，切实做到按需管理，提高了大楼管理的效率。,2,）由于集成系统采用全面综合设计，系统之间的有机组合可能使整个智能化系统在功能上发挥出整体优势。,3,）系统集成所配置的各个子系统的硬件和软件都不会有重复，因而整个集成系统得造价要比采用独立子系统节省投资。,4,）具有良好统一的监控和管理界面。,二、系统集成的优点1）高集成系统可以在一个中央监控室内实施“,三、系统集成应坚持的原则,1.,实用性原则,6.,先进性原则,2.,可实施性原则,3.,开放性原则,4.,经济性原则,5.,可靠性原则,三、系统集成应坚持的原则 1.实用性原则6.先进性原则2.可,第二节 系统集成的模式,一、面向协议的集成模式,二、面向平台的集成模式,三、面向,XML/Web Services,的集成 模式,第二节 系统集成的模式一、面向协议的集成模式,一、面向协议的集成模式,智能建筑经过,20,余年的发展，虽然主流标准只有,BACnet,国际标准和,LonWorks,技术，但这两个主流标准和技术也是不兼容的。由于市场利益的驱动，国内外代表这个标准和技术的两大阵营曾发生过激烈的“战斗”，至今还“硝烟未尽”。根据其他自控领域的经验，建筑设备自动化领域在短期内不可能出现统一的协议标准，多种协议标准仍将并存，并在未来相当长的时间内延续这种局面。,在多标准并存的建筑设备自动化系统中，最早出现的系统集成模式就是面向自控网络通信协议（,protocol-oriented,）的集成模式。这种集成模式的核心就是自控网络通信协议的转换，实现自控网络通信协议转换的互联设备往往称为“网关（,gateway,）”。图,9-1,是这种集成模式的基本结构图，其中，运行集成系统主界面的工作站通常是基于建筑设备自动化集成模式的基本结构图，这种集成模式在目前已得到了广泛的应用，尤其在已建系统中用另一种不同协议标准扩展时就必须采用这种技术进行系统集成。,一、面向协议的集成模式 智能建筑经过20余年的发,图,9-1,面向协议的集成系统基本结构图,图9-1 面向协议的集成系统基本结构图,二、面向平台的集成模式,面向平台（,platform-oriented,）的集成模式是以“标准信息接口”为核心的，通过定义自控网络中通信实体信息交换的标准接口（,standard interface,），以屏蔽不同通信协议对通信实体信息模型和互操作模式的差异。不论通信协议对通信实体进行何种模型描述和采用何种互操作模式，只要提供标准的信息集成接口，则可以在这个标准接口上实现信息的集成，从而实现控制系统信息共享和互操作的集成目标。,二、面向平台的集成模式 面向平台（platf,从,OPC,的技术要求来看，,OPC,必须运行在,Windows,平台中，这就限制了,OPC,技术在现场级设备和绝大多数控制级设备中的应用。因此，,OPC,技术通常用于管理级的系统集成。当建筑智能化系统由不同通信协议的自控网络组成时，其集成结构通常如图,9-2,所示。,从OPC的技术要求来看，OPC必须运行在Window,图,9-2,基于,OPC,的系统集成基本结构图,图9-2 基于OPC的系统集成基本结构图,OPC,是,OLE/COM,机制作为应用程序的通信标准，具有语言无关性、代码重用性、易于集成性等优点。,OPC,标准规范了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问，从而保证软件对客户的透明性，使得用户完全从低层的开发中脱离出来，从而使采用,OPC,规范设计系统具有如下好处：,1,）,OPC,规范以,OLE/COM,技术为基础，而,OLE/COM,支持,TCP/IP,等网络协议，因此可以将各个子系统从物理上分开、分布于网络的不同节点上。,OPC是OLE/COM机制作为应用程序的通信标准，,2,）按照面向对象的原则，将一个应用程序（,OPC,服务器）作为一个对象封装起来，只将接口方法暴露在外面，客户以统一的方式去调用这个方法，从而保证软件对客户的透明性，使得用户完全从低层的开发中脱离出来。,3,）,OPC,实现远程调用，使得应用程序的分布与系统硬件的分布无关，便于系统硬件配置和组态，从而将系统复杂性大大简化，可以大大缩短软件开发周期，提高软件运行的可靠性和稳定性，便于系统的升级与维护。,4,）,OPC,规范了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问，从而实现系统的开放性，易于实现与其他系统的接口。,2）按照面向对象的原则，将一个应用程序（OPC服务器）作为一,三、面向,XML/Web Services,的集成 模式,随着“数字城市”、“数字地球”等数字化社会发展的需要，,IT,业界出现了资源共享和系统集成的,XML/Web Services,新技术。这种现代,IT,技术可以实现各种信息资源的共享和系统集成，具有“平台无关、协议无关和语言无关”的特点，且应用部署灵活、应用程序间耦合性弱的优点。于是这种新技术同样在各行各业产生了深远的影响，被称为信息技术的“第三次革命”。这次信息技术革命在建筑设备自动化系统中的应用就产生了面向,Web,的系统集成模式，目前，,XML/Web Services,技术已在电子政务、电子商务、远程教育、卫生医疗等领域得到了广泛应用。从其应用领域和发展趋势来,三、面向XML/Web Services的集成 模式,XML/Web Services,作为一种,IT,技术，以其开放性、标准性和简便性在,IT,业界得到了广泛应用，并正向所有自控领域及其系统集成应用快速渗透。建筑设备自动化经过近,20,余年的发展，其理论和技术得到了较大的发展，,BACnet,和,LonWorks,技术已成为该领域的主流标准和技术，并已大量和成功地在实际工程得到了应用。但是，当,IT,技术及其相关领域发展使,Ethernet/TCP/IP/XML,等技术越来越便宜时，就对建筑设备自动化领域的应用技术产生了强烈的冲击，并大量向该领域渗透，从而产生了如下需求：,看，它将会成为“数字城市”的基础。建筑设备自动化系统作为“数字城市”的一个“细胞”，采用,XML/Web Services,技术进行系统集成则是其必然的发展结果。,XML/Web Services作为一种IT技,1,）要求建筑设备自动化系统利用企业已有或已存在的,Intranet,（企业内部互联网）或,Internet,。,2,）要求建筑设备自动化系统直接与企业管理信息系统集成，并直接将建筑设备自动化系统的实时数据用于企业的运行、管理和决策。,3,）要求建筑设备自动化系统与其他,IT,系统一样符合开放性的标准。,显然，存在许多技术可以满足上述需求，例如，,BACnet,和,LonWorks,均通过不同的方式进行了,IP,技术扩展，并可直接与,IP,网络互联。但可以肯定的是，这些自控网络通信标准的扩展技术并不是最优的。随着以,XML/Web Services,技术为基础的现代,IT,技术在应用集成（,Enterprise Application Integration,EAI,）中的成功,1）要求建筑设备自动化系统利用企业已有或已存在的Intran,应用，这种新技术也必然会在建筑设备自动化领域找到“用武之地”，同时也将是目前满足上述需求最有前途的解决方案。其中，,EAI,是通过建立底层结构来集成整个企业的异构系统、应用和数据源，它涉及多方面的内容，如界面集成、数据集成和工作流集成等。,EAI,的产生可以追溯到那些提供双向解决方案以满足在企业内部的,ERP,、,CRM,、,SCM,、数据库、数据仓库以及其他重要的内部系统之间无缝共享和交换数据的需要。,EAI,应用示意图如图,9-3,所示。,应用，这种新技术也必然会在建筑设备自动化领域找到“用武之地”,图,9-3 EAI,应用示意图,图9-3 EAI应用示意图,根据自控网络互操作和系统的基本要求，当,XML/Web Services,技术在建筑设备自动化领域应用时，也必须利用该技术重构系统节点或设备的信息模型、确定互操作模式以及系统集成方法等方面的基本内容。因此，在建筑设备自动化中利用,XML/Web Services,技术的具体内容可以如下：,信息模型,互操作服务,网络管理,安全及其他,由此可见，,XML/Web Services,作为现代,IT,的一个重要发展技术，可用于建筑智能化领域的各个方面，既可以单独重新构造建筑智能化系统，也可以与其他技术结合，用于建筑智能化的不同层面。,根据自控网络互操作和系统的基本要求，当XML/,XML/Web Services,技术包括许多新技术，但其核心技术主要是,XML,和,SOAP,。这两项技术虽然同样也包含很多内容，其作用却可以简单地总结为，,XML,用于数据和模型描述，,SOAP,是用于数据访问和互操作。根据这两项技术的作用，可以准确地推导出,Web Services,技术进行多协议系统集成的基本原理：首先，利用,XML,数据和模型描述功能将某个具体协议所描述的建筑设备自控设备信息模型进行转换或映射，形成一种与“平台、语言和协议无关”的“自包含和自描述”信息模型。然后利用,SOAP,数据访问和互操作功能对,XML,描述的模型进行访问，从而实现多协议系统集成。图,9-4,是面向,Web,的集成系统基本结构图。,XML/Web Services技术包括许多新技术,图,9-4,面向,Web,的集成系统基本结构图,图 9-4 面向Web的集成系统基本结构图,复习思考题,1.,什么是系统集成,?,系统集成的目的是什么？,2.,系统集成应坚持哪些原则？,3.,面向协议的集成模式是如何实现的？,4.,面向平台的集成模式是如何实现的？,5.,面向,XML/Web Services,的集成模式是如何实现的？,复习思考题 1.什么是系统集成?系统集成的目的是什么？,