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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第九章 建筑智能安全系統(tǒng)集成,第一節(jié) 系統(tǒng)集成概述,第二節(jié) 系統(tǒng)集成的模式,第九章 建筑智能安全系統(tǒng)集成第一節(jié) 系統(tǒng)集成概述,第一節(jié) 系統(tǒng)集成概述,所謂系統(tǒng)集成，主要就是通過樓宇中結(jié)構(gòu)化的綜合布線和計算機網(wǎng)絡技術(shù)，使構(gòu)成智能建筑的各個主要子系統(tǒng)具有開放式結(jié)構(gòu)、協(xié)議和接口都標準化和規(guī)范化，具體而言就是軟硬件的連接方式、交換信息的內(nèi)容和格式、子系統(tǒng)之間的互控和聯(lián)動功能、各子系統(tǒng)的擴展方法等方面，都必須標準化和規(guī)范化，從而能將

2、各自分離的設備、功能和信息等集成到相互關聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，達到資源的充分共享，并實現(xiàn)集中的、和便利的管理。,第一節(jié) 系統(tǒng)集成概述 所謂系統(tǒng)集成，主要就是通過樓宇中,一、系統(tǒng)集成的復雜性,一個功能完整的智能大樓中包含了多個不同技術(shù)類別的子系統(tǒng)，其中較大的系統(tǒng)有：建筑、裝潢、安保、消防、綜合布線、計算機網(wǎng)絡、大樓設備管理、辦公自動化和電話系統(tǒng)等。,而且，隨著現(xiàn)代通信、計算機及網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展，智能型建筑中的各個子系統(tǒng)正在向著大規(guī)模、多控制對象和分散的方向發(fā)展，各個子系統(tǒng)之間及建筑物之間對信息的傳遞速率和共享程度的要求也越來越高，從而對各子系統(tǒng)的連接和高層次的集成提出了更高的要求。為此，

3、智能大樓將綜合利用現(xiàn)代信息技術(shù)來實現(xiàn)上述目標。,一、系統(tǒng)集成的復雜性 一個功能完整的智能大樓,二、系統(tǒng)集成的優(yōu)點,1,）高集成系統(tǒng)可以在一個中央監(jiān)控室內(nèi)實施“三位一體的集成管理”，對大樓的保安、消防、各類機電設備、照明、電梯等進行監(jiān)控，切實做到按需管理，提高了大樓管理的效率。,2,）由于集成系統(tǒng)采用全面綜合設計，系統(tǒng)之間的有機組合可能使整個智能化系統(tǒng)在功能上發(fā)揮出整體優(yōu)勢。,3,）系統(tǒng)集成所配置的各個子系統(tǒng)的硬件和軟件都不會有重復，因而整個集成系統(tǒng)得造價要比采用獨立子系統(tǒng)節(jié)省投資。,4,）具有良好統(tǒng)一的監(jiān)控和管理界面。,二、系統(tǒng)集成的優(yōu)點1）高集成系統(tǒng)可以在一個中央監(jiān)控室內(nèi)實施“,三、系統(tǒng)集成

4、應堅持的原則,1.,實用性原則,6.,先進性原則,2.,可實施性原則,3.,開放性原則,4.,經(jīng)濟性原則,5.,可靠性原則,三、系統(tǒng)集成應堅持的原則 1.實用性原則6.先進性原則2.可,第二節(jié) 系統(tǒng)集成的模式,一、面向協(xié)議的集成模式,二、面向平臺的集成模式,三、面向,XML/Web Services,的集成 模式,第二節(jié) 系統(tǒng)集成的模式一、面向協(xié)議的集成模式,一、面向協(xié)議的集成模式,智能建筑經(jīng)過,20,余年的發(fā)展，雖然主流標準只有,BACnet,國際標準和,LonWorks,技術(shù)，但這兩個主流標準和技術(shù)也是不兼容的。由于市場利益的驅(qū)動，國內(nèi)外代表這個標準和技術(shù)的兩大陣營曾發(fā)生過激烈的“戰(zhàn)斗”，

5、至今還“硝煙未盡”。根據(jù)其他自控領域的經(jīng)驗，建筑設備自動化領域在短期內(nèi)不可能出現(xiàn)統(tǒng)一的協(xié)議標準，多種協(xié)議標準仍將并存，并在未來相當長的時間內(nèi)延續(xù)這種局面。,在多標準并存的建筑設備自動化系統(tǒng)中，最早出現(xiàn)的系統(tǒng)集成模式就是面向自控網(wǎng)絡通信協(xié)議（,protocol-oriented,）的集成模式。這種集成模式的核心就是自控網(wǎng)絡通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)自控網(wǎng)絡通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的互聯(lián)設備往往稱為“網(wǎng)關（,gateway,）”。圖,9-1,是這種集成模式的基本結(jié)構(gòu)圖，其中，運行集成系統(tǒng)主界面的工作站通常是基于建筑設備自動化集成模式的基本結(jié)構(gòu)圖，這種集成模式在目前已得到了廣泛的應用，尤其在已建系統(tǒng)中用另一種不同協(xié)議

6、標準擴展時就必須采用這種技術(shù)進行系統(tǒng)集成。,一、面向協(xié)議的集成模式 智能建筑經(jīng)過20余年的發(fā),圖,9-1,面向協(xié)議的集成系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖,圖9-1 面向協(xié)議的集成系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖,二、面向平臺的集成模式,面向平臺（,platform-oriented,）的集成模式是以“標準信息接口”為核心的，通過定義自控網(wǎng)絡中通信實體信息交換的標準接口（,standard interface,），以屏蔽不同通信協(xié)議對通信實體信息模型和互操作模式的差異。不論通信協(xié)議對通信實體進行何種模型描述和采用何種互操作模式，只要提供標準的信息集成接口，則可以在這個標準接口上實現(xiàn)信息的集成，從而實現(xiàn)控制系統(tǒng)信息共享和互操作的集成

7、目標。,二、面向平臺的集成模式 面向平臺（platf,從,OPC,的技術(shù)要求來看，,OPC,必須運行在,Windows,平臺中，這就限制了,OPC,技術(shù)在現(xiàn)場級設備和絕大多數(shù)控制級設備中的應用。因此，,OPC,技術(shù)通常用于管理級的系統(tǒng)集成。當建筑智能化系統(tǒng)由不同通信協(xié)議的自控網(wǎng)絡組成時，其集成結(jié)構(gòu)通常如圖,9-2,所示。,從OPC的技術(shù)要求來看，OPC必須運行在Window,圖,9-2,基于,OPC,的系統(tǒng)集成基本結(jié)構(gòu)圖,圖9-2 基于OPC的系統(tǒng)集成基本結(jié)構(gòu)圖,OPC,是,OLE/COM,機制作為應用程序的通信標準，具有語言無關性、代碼重用性、易于集成性等優(yōu)點。,OPC,標準規(guī)范了接口函數(shù)，

8、不管現(xiàn)場設備以何種形式存在，客戶都以統(tǒng)一的方式去訪問，從而保證軟件對客戶的透明性，使得用戶完全從低層的開發(fā)中脫離出來，從而使采用,OPC,規(guī)范設計系統(tǒng)具有如下好處：,1,）,OPC,規(guī)范以,OLE/COM,技術(shù)為基礎，而,OLE/COM,支持,TCP/IP,等網(wǎng)絡協(xié)議，因此可以將各個子系統(tǒng)從物理上分開、分布于網(wǎng)絡的不同節(jié)點上。,OPC是OLE/COM機制作為應用程序的通信標準，,2,）按照面向?qū)ο蟮脑瓌t，將一個應用程序（,OPC,服務器）作為一個對象封裝起來，只將接口方法暴露在外面，客戶以統(tǒng)一的方式去調(diào)用這個方法，從而保證軟件對客戶的透明性，使得用戶完全從低層的開發(fā)中脫離出來。,3,）,OPC

9、,實現(xiàn)遠程調(diào)用，使得應用程序的分布與系統(tǒng)硬件的分布無關，便于系統(tǒng)硬件配置和組態(tài)，從而將系統(tǒng)復雜性大大簡化，可以大大縮短軟件開發(fā)周期，提高軟件運行的可靠性和穩(wěn)定性，便于系統(tǒng)的升級與維護。,4,）,OPC,規(guī)范了接口函數(shù)，不管現(xiàn)場設備以何種形式存在，客戶都以統(tǒng)一的方式去訪問，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的開放性，易于實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的接口。,2）按照面向?qū)ο蟮脑瓌t，將一個應用程序（OPC服務器）作為一,三、面向,XML/Web Services,的集成 模式,隨著“數(shù)字城市”、“數(shù)字地球”等數(shù)字化社會發(fā)展的需要，,IT,業(yè)界出現(xiàn)了資源共享和系統(tǒng)集成的,XML/Web Services,新技術(shù)。這種現(xiàn)代,IT,技術(shù)可

10、以實現(xiàn)各種信息資源的共享和系統(tǒng)集成，具有“平臺無關、協(xié)議無關和語言無關”的特點，且應用部署靈活、應用程序間耦合性弱的優(yōu)點。于是這種新技術(shù)同樣在各行各業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響，被稱為信息技術(shù)的“第三次革命”。這次信息技術(shù)革命在建筑設備自動化系統(tǒng)中的應用就產(chǎn)生了面向,Web,的系統(tǒng)集成模式，目前，,XML/Web Services,技術(shù)已在電子政務、電子商務、遠程教育、衛(wèi)生醫(yī)療等領域得到了廣泛應用。從其應用領域和發(fā)展趨勢來,三、面向XML/Web Services的集成 模式,XML/Web Services,作為一種,IT,技術(shù)，以其開放性、標準性和簡便性在,IT,業(yè)界得到了廣泛應用，并正向所有自控領

11、域及其系統(tǒng)集成應用快速滲透。建筑設備自動化經(jīng)過近,20,余年的發(fā)展，其理論和技術(shù)得到了較大的發(fā)展，,BACnet,和,LonWorks,技術(shù)已成為該領域的主流標準和技術(shù)，并已大量和成功地在實際工程得到了應用。但是，當,IT,技術(shù)及其相關領域發(fā)展使,Ethernet/TCP/IP/XML,等技術(shù)越來越便宜時，就對建筑設備自動化領域的應用技術(shù)產(chǎn)生了強烈的沖擊，并大量向該領域滲透，從而產(chǎn)生了如下需求：,看，它將會成為“數(shù)字城市”的基礎。建筑設備自動化系統(tǒng)作為“數(shù)字城市”的一個“細胞”，采用,XML/Web Services,技術(shù)進行系統(tǒng)集成則是其必然的發(fā)展結(jié)果。,XML/Web Services作為

12、一種IT技,1,）要求建筑設備自動化系統(tǒng)利用企業(yè)已有或已存在的,Intranet,（企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)）或,Internet,。,2,）要求建筑設備自動化系統(tǒng)直接與企業(yè)管理信息系統(tǒng)集成，并直接將建筑設備自動化系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)用于企業(yè)的運行、管理和決策。,3,）要求建筑設備自動化系統(tǒng)與其他,IT,系統(tǒng)一樣符合開放性的標準。,顯然，存在許多技術(shù)可以滿足上述需求，例如，,BACnet,和,LonWorks,均通過不同的方式進行了,IP,技術(shù)擴展，并可直接與,IP,網(wǎng)絡互聯(lián)。但可以肯定的是，這些自控網(wǎng)絡通信標準的擴展技術(shù)并不是最優(yōu)的。隨著以,XML/Web Services,技術(shù)為基礎的現(xiàn)代,IT,技術(shù)在應

13、用集成（,Enterprise Application Integration,EAI,）中的成功,1）要求建筑設備自動化系統(tǒng)利用企業(yè)已有或已存在的Intran,應用，這種新技術(shù)也必然會在建筑設備自動化領域找到“用武之地”，同時也將是目前滿足上述需求最有前途的解決方案。其中，,EAI,是通過建立底層結(jié)構(gòu)來集成整個企業(yè)的異構(gòu)系統(tǒng)、應用和數(shù)據(jù)源，它涉及多方面的內(nèi)容，如界面集成、數(shù)據(jù)集成和工作流集成等。,EAI,的產(chǎn)生可以追溯到那些提供雙向解決方案以滿足在企業(yè)內(nèi)部的,ERP,、,CRM,、,SCM,、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫以及其他重要的內(nèi)部系統(tǒng)之間無縫共享和交換數(shù)據(jù)的需要。,EAI,應用示意圖如圖,9-3

14、,所示。,應用，這種新技術(shù)也必然會在建筑設備自動化領域找到“用武之地”,圖,9-3 EAI,應用示意圖,圖9-3 EAI應用示意圖,根據(jù)自控網(wǎng)絡互操作和系統(tǒng)的基本要求，當,XML/Web Services,技術(shù)在建筑設備自動化領域應用時，也必須利用該技術(shù)重構(gòu)系統(tǒng)節(jié)點或設備的信息模型、確定互操作模式以及系統(tǒng)集成方法等方面的基本內(nèi)容。因此，在建筑設備自動化中利用,XML/Web Services,技術(shù)的具體內(nèi)容可以如下：,信息模型,互操作服務,網(wǎng)絡管理,安全及其他,由此可見，,XML/Web Services,作為現(xiàn)代,IT,的一個重要發(fā)展技術(shù)，可用于建筑智能化領域的各個方面，既可以單獨重新構(gòu)造建

15、筑智能化系統(tǒng)，也可以與其他技術(shù)結(jié)合，用于建筑智能化的不同層面。,根據(jù)自控網(wǎng)絡互操作和系統(tǒng)的基本要求，當XML/,XML/Web Services,技術(shù)包括許多新技術(shù)，但其核心技術(shù)主要是,XML,和,SOAP,。這兩項技術(shù)雖然同樣也包含很多內(nèi)容，其作用卻可以簡單地總結(jié)為，,XML,用于數(shù)據(jù)和模型描述，,SOAP,是用于數(shù)據(jù)訪問和互操作。根據(jù)這兩項技術(shù)的作用，可以準確地推導出,Web Services,技術(shù)進行多協(xié)議系統(tǒng)集成的基本原理：首先，利用,XML,數(shù)據(jù)和模型描述功能將某個具體協(xié)議所描述的建筑設備自控設備信息模型進行轉(zhuǎn)換或映射，形成一種與“平臺、語言和協(xié)議無關”的“自包含和自描述”信息模型。然后利用,SOAP,數(shù)據(jù)訪問和互操作功能對,XML,描述的模型進行訪問，從而實現(xiàn)多協(xié)議系統(tǒng)集成。圖,9-4,是面向,Web,的集成系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖。,XML/Web Services技術(shù)包括許多新技術(shù),圖,9-4,面向,Web,的集成系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖,圖 9-4 面向Web的集成系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖,復習思考題,1.,什么是系統(tǒng)集成,?,系統(tǒng)集成的目的是什么？,2.,系統(tǒng)集成應堅持哪些原則？,3.,面向協(xié)議的集成模式是如何實現(xiàn)的？,4.,面向平臺的集成模式是如何實現(xiàn)的？,5.,面向,XML/Web Services,的集成模式是如何實現(xiàn)的？,復習思考題 1.什么是系統(tǒng)集成?系統(tǒng)集成的目的是什么？,