智能建筑概论第4章-智能化集成系统课件.ppt

1、第第4章章 智能化集成智能化集成系统系统主要内容v 4.1 概述v 4.2 智能化集成系统设计v 4.3 现场总线v 4.4 常用接口技术v 4.5 智能化系统集成实例v 思考题4.1 概述u IBMS的演进过程4.1 概述u 智能化系统集成层次框图一体化集成横向集成纵向集成建筑智能化系统是在BMS的基础上集成了ITIS、ITAS与PSS形成的。4.1 概述u 典型的消防设备联动控制示例 BMS与PSS的互联偏重硬件设施，通过IBMS可以实现消防系统同与空调系统、门禁系统、照明系统以及电梯系统的联动控制。4.1 概述u IBMS实现考勤功能 人事管理与门禁管理系统的共享及联动 人事管理模块与考

2、勤管理模块的共享及联动 考勤管理软件模块与财务管理软件模块的联动 出差管理软件模块与考勤管理软件及财务管理软件的联动 考勤管理软件与电梯/空调/照明/门禁系统之间的联动等功能。ITAS、ITIS与BMS的互联偏重软件方面4.2 智能化集成系统设计u 设计需求与设计步骤4.2 智能化集成系统设计u 设计需求与设计步骤 系统的开放性是指通信协议公开，不同厂商的各种设备之间可以进行物理互联并实现信息交换。开放性所涉及的关键问题在于系统所采用的数据交换技术和接口实现技术，常用的数据交换和接口技术包括图4-5所示的BACnet、Modbus、LonWork、DeviceNet、SOAP、API、OPC、

3、ODBC、XML和HTML等。4.2 智能化集成系统设计u 设计需求与设计步骤智能化集成系统的构建应符合以下要求：应包括智能化系统信息共享平台建设和信息化应用功能实施。宜由集成系统网络、集成系统平台应用程序、集成互为关联的各系统通信接口等组成。由通用基本管理模块和专业业务运营管理模块配接构成。应包括安全权限管理、信息集成集中监视、报警及处理、数据统计和储存、文件报表生成和管理等，包括监测和控制、管理及数据分析等。应具有建筑主体业务专业需求功能和符合标准化运营管理应用功能。应符合建筑物智能信息集成方式、业务功能和运营管理模式等需求。4.2 智能化集成系统设计u 设计需求与设计步骤4.2 智能化集

4、成系统设计u 设计需求与设计步骤名称名称说明说明菜单栏菜单栏(Menu)显示菜单栏和已登录用户的姓名，可使用菜单栏中的Logout或Exit按钮注销或退出系统显示区显示区(Display)显示用户所选的数据或信息。如果某设备在导航区中被选择，设备名在显示区的顶部显示。导航区导航区(Navigation)显示能反映系统结构的导航树。导航树在配置系统数据库时自动生成。用户可生成一个或多个用户导航树。状态栏状态栏(Status)显示当前用户的活动以及所登录服务器的时间/时区的信息。状态栏的图标指示系统状态。4.2 智能化集成系统设计u 设计需求与设计步骤 智能化集成系统通过特定的技术手段，将不同功能

5、的建筑智能化系统，通过统一的信息平台实现集成，以形成具有资源共享及优化管理等综合功能的系统。采用协议转换方式：用户可选用不同的产品，利用开发工具和方法进行二次开发。但该方式禁绝了集成系统中网络匹配问题。采用开放式标准协议：常用的开放式标准协议有Ethernet协议、BACnet标准与LonWorks技术。采用OPC技术：OPC重点解决应用软件与过程控制设备之间的数据读取和写入的标准化。采用OPC技术将是智能化集成系统设计的主要方式。Web技术为解决这一信息资源共享及数据的异地读写提供了一个有效的解决方案。实现Web技术开发的方式主要有两种：Client/Server模式和Browser/Ser

6、ver模式。4.2 智能化集成系统设计u 设计需求与设计步骤 要实现智能建筑各智能化系统的系统集成与信息集成，必须将各专用网络、现场总线网络、互联网、电信网、广播电视网有机连接在一起，实现互联互通、资源共享，为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。这就涉及了电信网、广播电视网、计算机网络（即互联网）的“三网融合”问题。智能建筑的三网融合，表现为三网在技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通、业务层上相互渗透和交叉、应用层上趋向统一。4.2 智能化集成系统设计u 设计需求与设计步骤 下一代网络NGN又称为次世代网络。NGN是从传统的以电路交换为主的PSTN网络，逐渐迈向以分组交换为主的网络。4

7、.2 智能化集成系统设计u 设计需求与设计步骤 要实现智能建筑各智能化系统的系统集成与信息集成，必须将各专用网络、现场总线网络、互联网、电信网、广播电视网有机连接在一起，实现互联互通、资源共享，为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。这就涉及了电信网、广播电视网、计算机网络（即互联网）的“三网融合”问题。智能建筑的三网融合，表现为三网在技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通、业务层上相互渗透和交叉、应用层上趋向统一。4.3 现场总线现场总线vBACnet BACnet主要用于采暖、通风、空调和制冷控制设备（简称HVAC&R）的监控计算机设备之中，也可用于其他楼宇自动控制系统的计算机设备之中

8、。BACnet协议参照国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互连参考模型（OSI/RM）的体系结构，同时根据楼宇自控系统的具体特点进行了简化。4.3 现场总线现场总线 BACnet标准定义了自己的应用层和简单的网络层，对于其数据链路层和物理层，提供了以下5种选择方案。4.3 现场总线现场总线 BACnet协议有如下技术特点：1）独立于任何制造商，也不需要专门芯片，并得到众多制造商的支持；2）产品有良好的互操作性，有利于系统的扩展和集成；3）有利于厂商提高产品的技术和质量，降低产品的成本和价格；4）系统可以由不同厂商的产品组成，有利于市场竞争；5）BACnet产品有众多的供应商提供服务和维护，有

9、利于运行费用的降低；6）用户可以从多厂商中实现竞标，避免专用协议的设备与系统垄断，尽量减少工程投资费用。4.3 现场总线现场总线vModbus协议协议 Modbus已经成为国家标准GB/T19582-2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。使用实现Modbus有下列情况：1）以太网上的TCP/IP。2）各种媒体上的异步串行传输。3）Modbus PLUS。4.3 现场总线现场总线vModbus协议协议 Modbus具有以下几个特点：1）标准、开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。2）

10、Modbus可以支持多种电气接口，如RS232、RS485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。3）Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简单。GB/T19582-2008在描述Modbus应用协议的基础上，提供了Modbus应用协议在串行链路和TCP/IP上的实现指南4.3 现场总线现场总线vModbus协议协议 Modbus串行链路协议是一个主-从协议。该协议位于OSI模型的第二层。一个主从类型的系统有一个向某个“子”节点发出显式命令并处理响应的节点（主节点）。典型的子节点在没有收到主节点的请求时并不主动发送数据，也不与其他子节点通信。Modbus有

11、两种串行传输模式：RTU模式和ASCII模式。4.3 现场总线现场总线Modbus协议在TCP/IP上的实现 TCP/IP网络和串行链路子网之间可通过网桥、路由器或网关互连，同时串行链路子网允许将Modbus串行链路客户机和服务器终端设备连接起来。4.3 现场总线现场总线4.3 现场总线现场总线vLonWorks协议协议 开放式解决方案 核心是LonWorks协议4.3 现场总线现场总线4.3 现场总线现场总线vLonWorks协议协议 常用信道类型的特点4.3 现场总线现场总线4.3 现场总线现场总线vLonWorks协议协议 LonWorks系统的目标是方便和有成本效应地建立开放控制系统。

12、为要获得快速、经济和标准化的部署，可使用神经元芯片。系统设计分两步：1）选择LonWorks设备，该设备必须包含必要的I/O点或能连接到I/O点；2）确定合适的信道类型和数量，再选择路由器来连接它们。4.4 常用接口技术常用接口技术vOPC 常用信道类型的特点复杂数据规范OPC技术的实现由两部分组成OPC服务器和OPC用户应用部分。OPC解决了设备驱动程序开发中的异构问题；OPC解决了现场总线系统中异构网；OPC可作为访问专有数据库的中间件段之间数据交换的问题；OPC便于集成不同的数据，为控制系统向管理系统升级提供了方便；OPC使控制软件能够与硬件分别设计、生产和发展，并有利于独立的第三方软件

13、供应商的产生与发展。4.4 常用接口技术常用接口技术vDDEDDE动态数据交换 同一台计算机或不同计算机上运行的程序提供动态数据交换。OPC解决了设备驱动程序开发中的异构问题；OPC解决了现场总线系统中异构网；OPC可作为访问专有数据库的中间件段之间数据交换的问题；OPC便于集成不同的数据，为控制系统向管理系统升级提供了方便；OPC使控制软件能够与硬件分别设计、生产和发展，并有利于独立的第三方软件供应商的产生与发展。4.4 常用接口技术常用接口技术vDDE 建立DDE会话后，用户应用程序和服务器应用程序可通过3种链接方式进行数据交换。冷链接；温链接；热链接。与DDE相比，OPC最主要的优势体现

14、在数据传输速率上。由于OPC服务器每秒能管理成百上千个事务，而且与DDE不同的是它的每个事务能包含多个数据项，因此采用OPC传输数据要比DDE快得多。4.4 常用接口技术常用接口技术vODBC ODBC开放式数据库互连。ODBC具有以下特点：1）使用户程序有很高的互操作性，相同的目标代码适用于不同的DBMS。2）由于ODBC的开放性，它为程序集成提供了便利，为用户机/服务器结构提供了技术支持。3）由于应用与底层网络环境和DBMS分开，简化了开发维护上的困难。4.4 常用接口技术常用接口技术vDDE 建立DDE会话后，用户应用程序和服务器应用程序可通过3种链接方式进行数据交换。冷链接；温链接；热链接。与DDE相比，OPC最主要的优势体现在数据传输速率上。由于OPC服务器每秒能管理成百上千个事务，而且与DDE不同的是它的每个事务能包含多个数据项，因此采用OPC传输数据要比DDE快得多。4.5 智能化集成系统实例智能化集成系统实例vVista系统系统vEBI4.5 智能化集成系统实例智能化集成系统实例vezIBS4.5 智能化集成系统实例智能化集成系统实例