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智能建筑多系統(tǒng)集成管理模型的研究
摘要：智能建筑是隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動化控制技術(shù)和圖形顯示技術(shù)(4C)的進步和互相滲透而逐步發(fā)展起來的,是現(xiàn)代化建筑技術(shù)和先進的智能化技術(shù)的完美結(jié)合[3.6]。智能建筑的內(nèi)涵十分豐富,通常包括5Az樓宇設備自動化系統(tǒng)(BAS)、保安自動化系統(tǒng)(SAS)、火災報警自動化系統(tǒng)(FAS)、通信自動化系統(tǒng)(CAS)和辦公自動化系統(tǒng)(OAS)。
關(guān)鍵詞：多系統(tǒng)集成管理模型模型設計
1、引言
智能建筑是隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動化控制技術(shù)和圖形顯示技術(shù)(4C)的進步和互相滲透而逐步發(fā)展起來的,是現(xiàn)代化建筑技術(shù)和先進的智能化技術(shù)的完美結(jié)合[3.6]。智能建筑的內(nèi)涵十分豐富,通常包括5Az樓宇設備自動化系統(tǒng)(BAS)、保安自動化系統(tǒng)(SAS)、火災報警自動化系統(tǒng)(FAS)、通信自動化系統(tǒng)(CAS)和辦公自動化系統(tǒng)(OAS)。建筑物智能系統(tǒng)設計的核心是“集成",它包括三個層次的含義: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(tǒng)建設目標,而將一些相互獨立的功能子系統(tǒng)聚集在一起:技術(shù)集成是利用先進的技術(shù)、方法和產(chǎn)品進行功能集成:而信息集成是實現(xiàn)子系統(tǒng)間資源的高度共享和任務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)研討會上,明確提出了智能建筑系統(tǒng)的主要目標是“信息集成"。國外權(quán)威機構(gòu)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(tǒng)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(tǒng)集成提出了新的要求[2,3]。
目前智能系統(tǒng)集成模式的研究己引起業(yè)界的廣泛關(guān)注,國內(nèi)外己有不少大的智能系統(tǒng)集成商研究并提出該系統(tǒng)集成方案時,歸納起來主要有以下幾種:
(1)樓宇自控系統(tǒng)(BAS)為核心的集成模式。通過開發(fā)與各種第三方系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信接口,將各種系統(tǒng)集成到自己系統(tǒng)中。這種方式存在的最大問題是,接口軟件的開發(fā)完全依賴BAS提供商,可集成的第三方系統(tǒng)的數(shù)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)絡通信技術(shù),適用于大區(qū)域、點數(shù)分散的控制系統(tǒng),但不適用于消防和保安系統(tǒng)。
(3)網(wǎng)絡控制級采用以太網(wǎng)技術(shù)。各子系統(tǒng)的上位管理主機采用以太網(wǎng)互連,實現(xiàn)系統(tǒng)間部分數(shù)據(jù)的傳遞,但無法訪問各系統(tǒng)的實質(zhì)性的數(shù)據(jù)并實現(xiàn)系統(tǒng)間資源共享與相互協(xié)調(diào)操作。為實現(xiàn)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年召開第一次CSCW國際會議以來,CSCW作為一個多學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(tǒng)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(gòu)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、標準的開放平臺,各個子系統(tǒng)的管理系統(tǒng)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,集成平臺通過這些接口模塊與子系統(tǒng)進行通信和控制,并根據(jù)收集到的各個子系統(tǒng)的信息,協(xié)調(diào)各個子系統(tǒng)之間的工作。
2.1 模型的總體框架
由于目前大多智能系統(tǒng)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(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)文件或文體格式文件,近年的產(chǎn)品才使用數(shù)據(jù)庫組織信息,但數(shù)據(jù)庫類型不一,我們稱這些智能系統(tǒng)的信息資源是異構(gòu)的。根據(jù)建筑物智能系統(tǒng)的設計特點,我們采用集散型的系統(tǒng)集成模型,各個子系統(tǒng)管理各自的信息,集成系統(tǒng)負責子系統(tǒng)的接口模塊之間的信息交流與協(xié)調(diào)。
分布對象計算(DOC)融合了分布計算系統(tǒng)和面向?qū)ο蟪绦蛟O計兩個重要的軟件技術(shù),它使得面向?qū)ο蠹夹g(shù)高效、靈活地在多機異構(gòu)網(wǎng)絡環(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(tǒng)結(jié)構(gòu)。它使各個子系統(tǒng)組成一個多層次分布式協(xié)同工作系統(tǒng),并使其異構(gòu)性對用戶透明[1]。
整個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(tǒng)管理者的角色,負責收集整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù),處理與各子系統(tǒng)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對象來完成,其概念模型可分為三層:數(shù)據(jù)通信層使用標準的接口與子系統(tǒng)的對象進行交互,完成最基本的任務,即采集各子系統(tǒng)狀態(tài)、日志、開關(guān)信號等數(shù)據(jù):分析控制層則對數(shù)據(jù)通信層得到的數(shù)據(jù)進行分析、整理和過濾,生成報表、日志或控制信號:輔助決策層可以在數(shù)據(jù)分析的基礎上提供輔助決策能力。
子系統(tǒng)對象是該集成模型的重要一環(huán),它主要有三個功能:封裝、通訊和控制功能。它封裝該子系統(tǒng)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行通迅。另外,它接收來自集成平臺的控制信息,通過對該子系統(tǒng)的文件、數(shù)據(jù)庫或應用程序接口(API〉的系統(tǒng)調(diào)用來完成其控制功能。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,而不是以客戶端和服務器端的關(guān)系。當子系統(tǒng)因為升級等原因發(fā)生變化時,只需對子系統(tǒng)對象進行修改,而無需涉及集成平臺,因為子系統(tǒng)對象已經(jīng)最大限度地屏蔽了子系統(tǒng)的異構(gòu)性。
集成平臺的數(shù)據(jù)通信層由五個接口組成,依據(jù)目前智能建筑的主要系統(tǒng)組成分為:設備自動化系統(tǒng)接口(BAI)、保安自動化系統(tǒng)接口(SAI)、火災報警自動化系統(tǒng)接口(FAI)、辦公自動化系統(tǒng)接口(0AI)和通訊自動化系統(tǒng)接口(CAI)。它們的功能是與子系統(tǒng)對象進行通信。集成平臺中的對象只有這五個接口是CO阻A對象,其它的對象對外是不可見的。集成平臺本身維護與管理一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),綜合管理系統(tǒng)的集成信息。集成平臺不要求五個子系統(tǒng)一次全部加載,而是可以根據(jù)需要管理其中的若干個子系統(tǒng)。
分析控制層分為數(shù)據(jù)庫管理對象、日志管理對象、系統(tǒng)管理對象、系統(tǒng)狀態(tài)管理對象、系統(tǒng)維護對象。數(shù)據(jù)庫管理對象負責系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的增刪改查操作:日志管理對象負責系統(tǒng)日志的讀寫等操作:系統(tǒng)管理對象管理各個子系統(tǒng)接口,匯總來自各接口的信息,并根據(jù)需要將相應的信息傳遞給其它管理對象:系統(tǒng)狀態(tài)管理對象負責各子系統(tǒng)狀態(tài)信息的處理:而系統(tǒng)維護對象負責整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份等系統(tǒng)維護工作。
輔助決策層對下一層提供的信息進行分析,由聯(lián)動管理對象、用戶接口對象和輔助決策對象組成。聯(lián)動管理對象對子系統(tǒng)的信息進行分析,判斷是否需
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