李勝

【摘 要】智能樓宇集成管理實訓(xùn)室因涉及的設(shè)備眾多，集成接口繁雜，一直是實訓(xùn)室建設(shè)的難點，也是專業(yè)建設(shè)的薄弱環(huán)節(jié)。本文結(jié)合筆者工作實踐，對智能樓宇集成管理實訓(xùn)室的總體要求、設(shè)計思路進行了探討，并給出了具體的實訓(xùn)室構(gòu)建方案。

【關(guān)鍵詞】智能樓宇集成管理實訓(xùn)室 ? ?設(shè)計 ? ?構(gòu)建

隨著我國智能建筑的日益發(fā)展，智能樓宇行業(yè)人才的需求也在不斷增加。各類職業(yè)院校相繼開設(shè)了智能樓宇專業(yè)，國家也開展了智能樓宇管理師職業(yè)資格的培訓(xùn)和鑒定工作。為滿足教學(xué)和培訓(xùn)鑒定的需要，各職業(yè)院校一般建有智能樓宇實訓(xùn)室或?qū)嵱?xùn)中心，但建設(shè)內(nèi)容一般為樓宇各子系統(tǒng)實訓(xùn)室（如安全防范系統(tǒng)實訓(xùn)室），少有專門面向智能樓宇集成技術(shù)的實訓(xùn)室。為增進學(xué)生對智能樓宇集成技術(shù)與應(yīng)用的了解，提高學(xué)生樓宇系統(tǒng)集成應(yīng)用能力，筆者所在學(xué)校新建了智能樓宇集成管理實訓(xùn)室，下面簡單探討其設(shè)計與構(gòu)建內(nèi)容。

一、智能樓宇集成管理系統(tǒng)簡介

智能樓宇集成是將建筑內(nèi)的各個子系統(tǒng)集成為一個相互關(guān)聯(lián)、完整和協(xié)調(diào)的綜合管理系統(tǒng)，為管理者提供一種高效、集中、優(yōu)化的管理手段。一般來說，以綜合布線系統(tǒng)為基礎(chǔ)，集成建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（BAS，又稱BA）、安全防范自動化系統(tǒng)（SAS）、消防自動報警系統(tǒng)（FAS）、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CNS）和辦公自動化系統(tǒng)（OAS）。

智能樓宇集成管理系統(tǒng)（IBMS）是智能大廈系統(tǒng)的核心，屬于整個樓宇系統(tǒng)的最高監(jiān)控與管理層，是營造安全、高效、便捷、舒適等工作和生活環(huán)境的重要技術(shù)方法和技術(shù)手段，通過IBMS系統(tǒng)對各子系統(tǒng)進行全局的監(jiān)視、控制和管理，從而有效控制和降低管理營運成本，提高樓宇管理的效率和綜合服務(wù)能力，實現(xiàn)對樓宇進行最優(yōu)化控制和決策。

二、實訓(xùn)室建設(shè)的總體要求

實訓(xùn)室建設(shè)應(yīng)以培養(yǎng)樓宇智能化高級人才為目標(biāo)，以先進成熟的集成技術(shù)為依托，應(yīng)緊密結(jié)合考證和崗位實際要求來進行構(gòu)建。具體要滿足以下要求：

1.重點關(guān)注樓宇集成技術(shù)應(yīng)用

實訓(xùn)室建設(shè)應(yīng)重點關(guān)注樓宇集成技術(shù)及集成軟件的應(yīng)用。實訓(xùn)室應(yīng)綜合采用Rs232、Rs485、TCP-IP、OPC、ODBC、BACnet、Modbus、SNMP等軟硬件接口。

2.滿足考證及實際崗位要求

因?qū)W生考取智能樓宇管理師職業(yè)資格的需要，在規(guī)劃實訓(xùn)項目時應(yīng)參考職業(yè)資格考核大綱中對知識與能力的要求，另外也要了解智能樓宇相關(guān)崗位的工作任務(wù)及內(nèi)容。

3.實物與模擬裝置相結(jié)合

一方面要通過實物展示智能樓宇各子系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能，另外考慮到教學(xué)重點及場地、資金限制，可采用“設(shè)備為模擬、集成接口為實物”的建設(shè)方式（如電梯監(jiān)控模擬裝置，電梯為四層模擬裝置，集成接口為實物）。

4.滿足規(guī)模性、先進性、工程實踐性及可擴展性要求

實訓(xùn)室建設(shè)要盡量增加實訓(xùn)設(shè)備的數(shù)量和種類，為學(xué)生提供更多的實訓(xùn)項目與實訓(xùn)機會。所用集成技術(shù)應(yīng)較先進且成熟，要結(jié)合工程實際。集成系統(tǒng)軟件應(yīng)具有一定的代表性，能實現(xiàn)IBMS系統(tǒng)的常用功能。另外，實訓(xùn)室應(yīng)便于維護與擴展。

三、實訓(xùn)室的設(shè)計思路

1.實訓(xùn)室以IBMS平臺服務(wù)器為核心，集成BAS、FAS、SAS、CAS等子系統(tǒng)，通過IBMS平臺對各子系統(tǒng)進行全面集中控制與協(xié)調(diào)。

2.實訓(xùn)室采用10/100Base-T以太網(wǎng)為集成網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)（如圖1所示，包含核心交換機和二層交換機），通過TCP/IP協(xié)議傳輸各種數(shù)據(jù)信息。

3.通過IBMS平臺服務(wù)器來演示智能樓宇集成系統(tǒng)的功能和常用操作，學(xué)生工作站用于完成集成系統(tǒng)的安裝、配置、集成調(diào)試及遠程管理實訓(xùn)。為了能讓所有學(xué)生工作站與串口設(shè)備連接（如門禁、防盜主機等），串口設(shè)備通過串口轉(zhuǎn)TCPIP模塊實現(xiàn)與局域網(wǎng)的連接。

4.IBMS平臺服務(wù)器通過設(shè)備驅(qū)動來完成設(shè)備集成。對于采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的設(shè)備，可使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議驅(qū)動，如OPC、BACnet、Modbus及Web Service等。對于采用非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的設(shè)備，需開發(fā)新驅(qū)動插件并添加到系統(tǒng)中。

5.設(shè)備集成接口包含了常用的物理接口（如RS232＼RS485＼RJ-45）和軟件接口（如OPC、ODBC、BACnet、SNMP、REST API）。各樓宇設(shè)備（空調(diào)、供水、照明、電梯）受DDC的直接監(jiān)控，而DDC通過網(wǎng)線與核心交換機相連，通過BACnet協(xié)議與BAS服務(wù)器集成。

圖1 ?智能樓宇集成實訓(xùn)室架構(gòu)圖

四、實訓(xùn)室的構(gòu)建方案

1.IBMS平臺服務(wù)器1臺，裝有GF_IBMS智能樓宇集成管理系統(tǒng)及模擬工程項目，是智能樓宇管理的頂層演示平臺，該平臺將實訓(xùn)室所有子系統(tǒng)進行了集成，并用于演示IBMS系統(tǒng)的功能及常用操作。

2.IBMS學(xué)生工作站48臺，可為48名學(xué)生提供集成管理系統(tǒng)安裝、配置、編程及運行管理等項目的實訓(xùn)。為了讓學(xué)員能專注于系統(tǒng)主要功能，該方案采用的IBMS系統(tǒng)為單機版平臺。

3.設(shè)備監(jiān)控集成實訓(xùn)裝置1套，具體包含如下設(shè)備：

（1）設(shè)備監(jiān)控服務(wù)器（BA）1臺，裝有WEBSTATION-AXTM管理軟件。BA一方面通過BACnet現(xiàn)場總線與DDC通信，完成對樓宇設(shè)備的集中監(jiān)控;另外，BA通過OPC接口與IBMS有效集成，在IBMS系統(tǒng)中就能實現(xiàn)對樓宇設(shè)備的監(jiān)控。

（2）空調(diào)、冷熱源、恒壓供水、電梯、照明實訓(xùn)設(shè)備各1套，主要作為設(shè)備監(jiān)控服務(wù)器的監(jiān)控對象。上述設(shè)備與DDC連接并由DDC進行直接監(jiān)視與控制（注意：電梯系統(tǒng)只被監(jiān)視而不被控制）。

（3）供配電集成實訓(xùn)設(shè)備1套，電量采集儀采集電量信息并通過Modbus RTU協(xié)議與IBMS系統(tǒng)進行集成，IBMS系統(tǒng)上集中顯示各類電量信息。

4.安防系統(tǒng)集成實訓(xùn)裝置1套，包含海康威視視頻監(jiān)控系統(tǒng)、視得安門禁及對講系統(tǒng)、博士防盜報警系統(tǒng)、富士停車場系統(tǒng)各1套。除停車場系統(tǒng)通過ODBC接口與IBMS集成外，其他安防子系統(tǒng)通過定制協(xié)議與IBMS集成。

5.消防系統(tǒng)集成實訓(xùn)裝置1套，主要包含火災(zāi)消防報警聯(lián)動實訓(xùn)臺1個（采用國泰怡安產(chǎn)品），消防主機通過定制協(xié)議與IBMS系統(tǒng)進行集成。因?qū)嵱?xùn)重點為消防系統(tǒng)的集成，所以沒有配置消防滅火噴淋設(shè)備。由于火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的特殊性，一般情況下在IBMS系統(tǒng)中只需實現(xiàn)監(jiān)測功能。

6.通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實訓(xùn)裝置一套，主要包含H3C核心交換機、二層交換機及防火墻各1臺，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一方面作為集成的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，另外通過SNMP接口與IBMS系統(tǒng)集成。

7.物業(yè)管理集成實訓(xùn)系統(tǒng)一套，主要包含物業(yè)管理服務(wù)器和物業(yè)管理軟件。IBMS集成平臺通過REST API接口完成物業(yè)管理服務(wù)器的集成，在IBMS平臺上就可完成物業(yè)管理相關(guān)功能（如用戶可在動態(tài)監(jiān)控界面中查看設(shè)備運行時間、維修保養(yǎng)狀態(tài)等內(nèi)容）。

8.GF_IBMS集成管理系統(tǒng)軟件一套，該軟件包含以下五個終端程序：

（1）系統(tǒng)管理器：對整個系統(tǒng)進行配置管理，實現(xiàn)工程項目及數(shù)據(jù)庫配置管理、系統(tǒng)基本參數(shù)配置、操作員管理、報表、數(shù)據(jù)庫維護、日志管理與維護等功能。

（2）圖控組態(tài)工具：對整個系統(tǒng)的設(shè)備、點位、圖控界面組態(tài)和策略組態(tài)進行配置管理，是平臺配置和編程的主要工具。

（3）圖控終端：用來顯示組態(tài)界面，通過不同界面完成對樓宇各子系統(tǒng)的監(jiān)控和事件處理。

（4）采集器：一方面將采集數(shù)據(jù)送給應(yīng)用服務(wù)器存儲、處理和顯示，另外完成控制命令的下發(fā)。

（5）應(yīng)用服務(wù)器：采用SOA構(gòu)架，通過服務(wù)插件方式來加載服務(wù)對象，負責(zé)對各服務(wù)對象的統(tǒng)一管理。

五、結(jié)束語

智能樓宇集成管理實訓(xùn)室的建成填補了筆者所在學(xué)校該類實訓(xùn)室的空白，為開展智能樓宇集成實訓(xùn)提供了良好的平臺。該平臺一方面滿足了學(xué)生考證要求，提高了學(xué)生的系統(tǒng)綜合與集成能力。另一方面，教師利用該平臺也開展了智能樓宇集成的應(yīng)用研究，擴大了專業(yè)的發(fā)展空間。當(dāng)然，樓宇集成技術(shù)在不斷更新與發(fā)展，智能樓宇集成實訓(xùn)室也須不斷改進與完善，這樣才能為專業(yè)的發(fā)展發(fā)揮持續(xù)作用。

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