胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现

胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现 大连理工大学硕士学位论文胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现姓名:林国申请学位级别:硕士专业:软件工程指导教师:田园20090530大连理工大学专业学位硕士学位论文摘 要随着经济全球化及信息化高速发展时代的到来,人们对居住、生活、办公、生产、能源等众多生活元素提出了更多、更高的要求,同时也就是对小区、办公楼、工厂等场所的智能化程度提出了更高的要求。有了需求就有了市场,当然科学技术的快速发展及社会生产力的进步为实现建筑智能化提供了可靠的技术保障。本论文首先介绍了建筑智能化系统的发展概况,同时针对东胜大厦功能特点,对东胜大厦智能化系统需求进行了分析,并对东胜大厦智能化系统的设计及实现过程进行了详细阐述,最后对东胜大厦智能化系统的测试方法及结论进行了介绍。本文提出了一种用技术实现智能建筑信息集成的方法并给出了服务器和客户端的具体实现方法,可以更加有效的对大厦内的各类事件进行全局管理,既节省了人力,节约了能源,提高了大厦的舒适性,也提高了大厦对突发事件的响应能力,一方面根据管理者的事先设定采取一些必要的联动反应,另一方面集成的一体化界面便于主管人员迅速做出决策,以减少某些事故带来的危害和损失。东胜大厦智能化系统通过了中国赛宝山东实验室的检测,结果表明:智能化系统充分满足了大厦作为多功能性综合建筑的具体需求,达到了投资目的。本课题的研究对于功能相近的综合性大厦智能化系统的设计与实现有较高的参考价值。关键词:智能建筑;智能化系统;系统集成;胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现 .;, ,. ,. ,., . 硼. , ,. , .,. . .一?大连理工大学专业学位硕士学位论文: ; ; :大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。作者签名:日期:丝乒年兰月生日大连理工大学专业学位硕士学位论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题作者签名:导师签名:大连理工大学专业学位硕士学位论文绪论.背景改革开放年,我国发生了翻天覆地的变化。伴随着改革开放的步伐,近十几年来,我国智能建筑事业从无到有、从大,取得了长足进步,并以技术与建筑技术相融合,较好地丰富了传统建筑的内涵,大大提升了建筑品质、价值、功能等,使建筑工程在美观、安全、舒适和节能等诸方面不断满足人们越来越高的需求,成为当今现代化建筑发展的一项重要内容。随着现代计算机控制、人工智能技术、网络技术的发展,使智能建筑向网络化、集成化、智能化、协调化发展【】。智能建筑是信息时代的必然产物,建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。当今世界科学技术发展的主要标志是技术即计算机技术、控制技术、通信技术、图形显示技术。将技术综合应用于建筑物之中,在建筑物内建立一个计算机综合网络,使建筑物智能化。技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。智能建筑的智能化系统集成技术是智能建筑发展最重要的技术之一,在考虑智能建筑的智能化系统集成问题时,如何根据目前我国技术现状,决定满足工程的实际功能需求的集成方案和模式是值得我们注意的。建筑物管理系统,是一种以实现楼宇设备自动化系统集成为重点,广泛涉及安全防范系统、火灾报警及联动控制系统和门禁系统的智能化系统工程集成系统。在本论文中,针对智能建筑在国内发展的现状,并结合胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实施的过程,同时根据东胜大厦智能化系统测试及具体运行的实际情况,对类似东胜大厦这种综合性有代表性建筑的智能化系统的设计与实施提供一个可以借鉴的工程案例。.智能建筑的国内外发展概况智能建筑的概念,在上个世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于年在美国哈特福德市建成。世界建筑智能化技术先后经过了电气控制、模拟测量控制和数字控制时代,其中数字控制有从世纪年代的集中式控制系统发展到世纪年代的集散式控制系统,世纪,/时代的到来,无线宽带与移动通信成功融合,构成宽带移动接入技术;同时新一代/互联网技术趋于成熟,上述两大创新技术的结合,将推动具有划时代意义的新一代高速移动互联网广泛应用,新一代互联胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现网,使移动对象也可实现点对点的多媒体信息通信,也为智能建筑全分布式监控与管理系统创造了极佳的环境【。我国在世纪年代末建设部编制的民用建筑电气设计规范厂?时,也开始涉及到智能建筑的理念,并提到了楼宇自动化和办公自动化,直到年代初智?能建筑这一概念才逐渐被越来越多的人们所认识和接受,尤其是在 年期间,全国上下许多大中城市的房地产商都将自己开发兴建的建筑标以”智能建筑”、”全智慧型建筑”、”型智能建筑”、”型智能建筑”等等,一时间智能建筑成了房地产商开发销售的热点。自年智能建筑设计标准/颁布以来,在智能建筑行业中产生了积极的影响和技术推动作用,年修订版的国家标准智能建筑设计标准厂.颁布,智能建筑是一个大概念,它包括信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统和机房工程。近年来我国智能建筑的迅猛发展势头令世人瞩目,特别是年第二十九届北京奥林匹克运动会圆满召开,体育场馆的智能化、信息化建设达到史无前例的高水平;年世博会和亚运会召开在即,这些都将促进建筑智能化的快速发展。智能建筑目前的发展现状,智能建筑的目标,是为人们提供安全、舒适的环境,提供快捷的服务,建立先进与科学的综合管理机制,达到环保和节能以及降低人工成本的目的。所设计的智能化系统,从最初的各子系统独立,发展到系统集成,从建筑管理系统发展到智能建筑管理系统,而且是根据工程中实用和适用的原则,客观地进行智能化系统的设计。也从侧面体现了人们对智能建筑内涵的认识、提高的过程。从技术角度来看,随着计算机技术、网络技术、控制技术、通信技术等各种技术的发展,为智能建筑的发展打下了坚实的基础。另一方面社会上广大的开发商、工程业主等,也从开始的将智能化作为销售热点或是贪大求全,盲目追求智能化,到现在的务实态度,充分体现了智能建筑正朝着健康的方向发展。尤其是对系统集成,在前几年,一时成为智能建筑中智能化系统争论的热点,至于说什么叫集成,为什么要集成,如何来集成,从设计到学术研究,都有许多观点,许多工程,在其集成层面上也不尽相同,对于系统集成,其主要内容是以楼宇自动化系统为主的自动化系统的集成,使之达到环保和节能的目的,达到便于管理、方便快捷的结果。至于系统与智能建筑中的其它系统的联系,可以通过网进行联系,达到信息资源的共享。对于以系统为主的系统集成,在我国的民用建筑电气设计规范/中第章已有涉及【】,只是随着技术的发展,智能建筑中系统中的子系统比原来的要多些,但其基本思想仍然适用。国家标准智能建筑设计标准/?对智能化集成系统一一大连理工大学专业学位硕士学位论文定义为:将不同功能的建筑智能化系统,通过统一的信息平台实现集成,以形成具有信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统。为了便于系统的集成,达到各子系统之间能够很好地互联,并且在各子系统中设备的互换、更新和升级的方便,对各子系统设备提出了开放性要求,从而能满足设备在集成过程中不至于出现因通信协议不同,而无法集成,也能避免因系统的升级、维护中出现必须购买原厂家的产品,而被索价过高。在楼宇设备自控中,目前占据国内主要市场的还是以国外一些公司产品为主,如、等国外的公司。关于为智能建筑的通信网络和办公自动化系统设立的支撑平台一综合布线,自年此技术引入中国市场以来,给国内的智能建筑市场带来一种新的概念。这种新技术的出现,立即在建筑行业引起了巨大的反响。它为语音通信和数据通信提供了模块化式的结构,对于语音、数据的传输有着极好的开放性,被智能大楼纷纷采用。综合布线技术发展到今天,已成为智能建筑中一项重要的系统,也是设计智能建筑的一个先决条件。随着计算机网络技术的发展,网络传输的带宽和速率己得到快速的发展,从当初的发展到,到年底达到,到目前,已出现了更高速度的以太网。为了适应网络传输带宽和速率的发展,综合布线的产品也在不断地更新,一批批性能更优异的新产品相继问世,局域网的传输介质也从同轴电缆转向了双绞线和光纤,双绞线从最初的、发展到了现在的、,光缆已进展到./与/ 多模光缆并列使用。计算机网络已由/、/自适应以太网络进展到/以太网络,对综合布线传输网络有新的要求。智能建筑主要分为两大类,一类是以公共建筑为主的智能大厦,如写字楼、综合楼、宾馆、饭店、医院、机场航站楼、体育场馆等。另一类则是以住宅为主的智能化住宅小区。在整个国民经济发展中,住宅建设占有相当大的比重,每年全国智能化住宅小区的开发面积均在数亿平方米,已成为建筑行业中甚至国民经济中的一个新的增长点。.论文研究意义及主要研究内容智能建筑应体现“人与现代技术的结合,以“人为核心,以科技为动力,走可持续发展的道路,节约能源,不断创新,利用自然,改造自然,使人们生活的更加舒适、安全与方便。因此智能建筑应当是:通过对建筑物的个基本要素,即结构、系统、服务和管理,以及它们之间的内在联系,以最优化的设计,提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能化建筑直接利用信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现网技术含技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等等,将工作、居住、休息、交通、通讯、管理、公共服务、文化等各种复杂的要求在时间空间中结合起来。建筑智能化结构是由三大系统组成:楼宇自动化系统、办公自动化系统和通信自动化系统。智能化建筑设计不是孤立存在的,它是建筑设计的一个重要组成部分,建筑物是最后是否能到达预期智能化目标是和建设过程的设计、实际测试和运行管理等每个环节都密切相关的。建筑的智能化主要是指通过建筑的各个功能子系统分布在前端的众多不同功能分工的传感元器件收集信息,分析单元收到采集的信息后进行分析和处理,通过执行单元完成预先编制好的或者是随机调整的特定程序来实现最终目标。当然各个系统的信息必须是共享的,因为整个建筑是个集成的有机整体。图.智能化系统控制原理图.系统集成是指对一些重要的子系统进行集成,达到各系统之间的信息共享,建立先进与科学的综合管理机制,以节省能耗和降低人工成本。为实现以上目标,就需要建设一个集成系统,以整合建筑内各智能系统子系统间的信息交互,实现各系统有关信息的集中监视和监控,同时实现各子系统之间的必要和可定义的事件联动【。通过对各子系统的集成,可以更加有效的对大厦内的各类事件进行全局管理,这样既节省了人力,也提高了大厦对突发事件的响应能力,一方面根据管理者的事先设定采取一些必要的联动反应,另一方面集成的一体化界面便于主管人员迅速做出决策,以减少某些事故带来的危害和损失。智能化系统之间的联动响应可以通过有关子系统的硬件联动或通过实现设一一大连理工大学专业学位硕士学位论文置和软件编程来实现。例如火灾自动监测和消防联动系统的火灾报警一闭路电视监控系统,可以事先假定,有火灾报警时,闭路电视监控系统自动将火灾临近区域的摄像机的摄像画面切向安保中心主监视屏,并重点监录这些摄像机的摄像内容,以供保卫人员确认是否有火灾发生和事后分析事故原因等。集成化中央控制系统将建立统一的基于设备对象和事件的信息数据库,智能化子系统的各类信息均被统一纳入集成化中央控制系统中央数据库。集成化中央控制系统己具有开放的数据库访问接口,提供给大厦办公系统以直接获取和处理智能化系统的有关设备运营数据,或其他系统联入集成化中央控制系统进行相关处理。总之,集成化中央控制系统可通过网络、串口、数据库接收或发送相关子系统的数据和信息,以实现对各子系统的控制。集成方式主要研究以下内容:系统集成的构成模式;集成方式的研究;方式的实现。胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现相关技术.智能建筑美国智能建筑研究所把智能建筑定义为:智能化建筑通过对建筑物的四个基本要素,即结构、系统、服务、管理以及他们之间的内在关联的最优化考虑,来提供一个投资合理的但又拥有高效率的舒适、温馨、便利的环境,并帮助建筑物业主、物业管理人员和租用人实现在费用、舒适、便利和安全等方便的目标,当然还要考虑长远的系统灵活性及市场能力。欧洲智能建筑集团把智能建筑定义为:“使其发挥最高效率,同时又以最低的保养成本,最有效地管理本身资源环境的建筑”。智能化建筑应提供“反映快、效率高和有力支持离的环境,使用户能达到其业务目标”【】。修订版的国家标准智能建筑设计标准/?对智能建筑定义为“以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境”【】。以建筑物为平台,强调智能化系统设计与建筑结构的配合和协调,如:通讯传输智能、智能楼宇、消防智能、安保智能、办公智能等,在技术应用方面主要涉及监控技术应用、自动化技术、计算机网络、软件工程应用等。.智能建筑系统的集成“系统集成可以划分为三个层次:最底层是分子系统内部的集成;中间层为广义的集成监管系统和集成的管理系统;顶层为整个智能建筑系统一体化集成。通常智能建筑为了满足多种不同功能和管理需要,建立若干个不同结构模式和功能的计算机系统。如运用于建筑内各种机电设备、安保、消防、停车场等实时要求的监控与管理系统;由于建筑内各类数值化信息共享和处理的办公自动化系统;以及实施建筑内通讯方式、网络管理的通讯与网络管理系统,称为系统。而每一个系统,又由若干个子系统组成。系统的集成应能满足如下几个方面的要求:系统的中央管理层采用并行处理的分布式计算机系统结构模式;各系统应该运行在同一个高速网络环境中;各系统应采用统一的监控与管理软件界面;各系统监控的硬件和软件采用模块化结构,并且是通用的、可替换的。大连理工大学专业学位硕士学位论文智能建筑的功能集成是建立在系统集成基础上,即以系统集成及各相应子系统的集成来实现的智能建筑总体功能。智能建筑的功能集成,主要分为两个集成层次,第一集成层次为中央管理层的功能集成,第二集成层次为各系统及相应子系统的监控与服务层的功能集成。下图.为智能建筑系统功能集成示意图:智能建筑中央管理系统全局时间管理系统流程自动化管理系统智能建筑中央管理系统 公共通讯网络管理系统集中监视控制和管理系统通讯与网络系统办公自动化系统楼宇设备自动化系统功能功能功能综合布线局域网空调白控系统功能 共享数据库功能集成网络系统管理给排水自控系统功能 流程自动化功能程控交换机照明控制功能 辅助决策功能无线通讯系统功能综合保安管理系统功能 电子邮件电视会议系统功能火灾报警系统功能 物业管理闭路电视监视系统功能 财务及电子转账功能 多媒体操作功能广播系统功能 机电设备维修管理功能 国际网络操作功能卫星及共用电视系统功能 通讯与网络系统管理功能智能卡功能车库管理系统功能电梯控制及管理系统功能. 一一胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现智能建筑系统集成,其最终目标是将各子系统集成在同一个计算机平台上,在统一界面环境下进行运行和操作。智能建筑中的各个子系统在计算机模式上有很大的区别。楼宇设备自控系统是一个实时多任务多用户系统,而办公自动化系统则是一个高速信息共享的分时多任务系统,与它们相关的子系统都可采用不同的计算机平台、操作系统和窗口界面。为了达到智能建筑系统集成的目标,就要做到系统在软件界面上的集成。.系统集成所需要的网络类型介绍通过对各种要求的楼宇集成管理项目的分析,可以总结出各个子系统与系统网关数据联接的网络类型包括下面的两种类型:使用局域网技术的以太网和串口网络。下面对这两种类型的网络进行简单的说明。.标准的以太网以太网是一种基于局域网技术,最早使用同轴电缆作为网络媒体,后来发展成为使用双绞线和光缆作为网络媒体,采用载波多路访问和碰撞检测/机制,数据传输速率达到。虽然以太网早在年代最先研制成功,但是如今以太网一词更多的被用来指各种/技术的局域网。以太网被设计用来满足非持续性网络数据传输的需要,而.规范则是基于最初的以太网技术年制定。以太网版本.由 、和三家公司联合开发,与.规范相互兼容拶。以太网以其高度灵活、相对简单和易于实现的特点,成为当今最重要的一种局域网技术。.一/串行数据接口标准最初都是由电子工业协会制定并发布的,于年发布,命名为一一,作为工业标准,以保证不同厂家产品之间的兼容。由一发展而来,它是为一之不足而提出的。“因为之通信距离短、速率低的特点,定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到/,传输速率延长到英尺速率低于/时,并允许在一条平衡总线上连接最多个接受器”。允许多点、双向通讯能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共模范围,后命名为/一一标准。由于提出的建议标准都是以“作为前缀,所以在通讯工业领域,仍然习惯将上述标准以作前缀称谓。一一大连理工大学专业学位硕士学位论文.相关的网络通信协议上一节我们介绍了系统网关需要连接使用的数据通讯网络的类型,在本项目中这些网络运行了很多不同的通讯协议,在本小节中将对涉及到的数据通讯协议/和进行简单的介绍。. / 协议/传输控制协议/网间协议是一种网络通讯协议,它规范了网络上的所有通讯设备,尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。它被用于当今最大的开放式网络系统。/模型侧重于互联设备的数据传送过程。/协议主要实现了参考模型中的层,它们包括应用层、传输层、网络层和链路层【】。该网络通讯协议具备如下特征:一好的破坏恢复机制;够在不中断现有服务情况下加入网络;高效的错误处理;平台的无关性。/协议是系统网络管理层使用的一个基本网络协议,它为整个的网络管理层和接口层提供了最基本的网络通讯协议。.数据通讯协议是一个基于/通讯协议的套接口数据通讯接口。它具有通讯速度快、通用性好和占用的系统资源小的特点【】。是按照下面描述的方式来工作的:之间的连接可以分为三种类型:客户端连接、监听连接以及服务端连接。所谓客户端连接,是指由客户端的提出连接要求,要连接的目标是服务端的。为此,客户端的必须首先描述它要连接的服务端主要是指服务端的地址和端口号,然后再定位所要连接的服务端,找到以后,就向服务器端请求连接,服务器端的会自动维护客户请求连接的队列,然后在它认为合适的时候向客户端发出“允许连接”的信号,这时客户端与服务端的连接就建立了。所谓监听连接,服务器端并不定位具体的客户端,而是处于等待连接的状态。当服务器端监听到或是说接收到客户端的连接请求,它就响应客户端的请求建立一个新的句柄并与客户端连接,而服务器端继续处于监听的状态,还可以接受其他客户端的连接请求。所谓服务器端连接是指当服务器端接受到客户端胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现的连接请求后,就把服务器端的描述发给客户端,一旦客户确认了此描述,连接就建立了。由于系统对实时性操作的要求比较高,同时需要很高的安全性和对工作站动态接入的要求,考虑到系统费用、软件的效率等因素,宜选用作为的服务器和的网关以及工作站之间的数据通讯协议。.技术在智能建筑系统集成中的应用系统对建筑智能化系统起调度和控制作用,严格来说,是一个纯软件系统,不带任何设备除主控计算机外。通过各个智能化系统的中央系统执行工作,知晓受控设备的状态,控制任何需要控制的设备,总之,能实现智能化设备所具有的功能,并把各个智能化系统整和在一起,达到最大程度的数据共享信息交换,这就是的真正含义。能否方便、灵活地接入各种差异极大的子系统,是系统软件设计和实现的一个重要问题。这个问题解决的好,会给系统带来极大的适应性。正是在这种情况下,产生了 技术。当集成各系统的所有自动化部件均以公认的标准技术制造,符合公认的标准结构,不同厂家的产品可以互相替代,实现互相操作。这样可以避免整个系统工程有一个生产厂家提供产品造成的昂贵费用和维护不便的缺陷。在智能建筑里,通信技术是系统应用的基础。没有可靠的通信,任何应用都只是空中楼阁。技术的提出为全面解决各种不同厂家的各种型号的设备和系统实现集成提供了完整的方案。.技术的含义是 的缩写,即用于过程控制的部件对象连接与嵌入技术,是一种基于的通信标准。它包括一整套接口、属性和方法的标准集,用于过程控制和制造业自动化系统【】。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及数据传输等功能。它沿袭/的模式,将数据采集端视为 ,其他的访问。端视为提供信息管理域应用软件与实时控制域进行数据传输的方法,提供应用软件访问过程控制设备数据的方法,解决应用软件与过程控制设备之间通信的标准问题。当设备通过互联时,图形化应用软件、趋势分析应用软件、报警应用软件等现场设备的驱动程序均基于标准。在统一的环境下,各应用程序可以直接读取现场设备的大连理工大学专业学位硕士学位论文数据,不需要一个一个地编制专用的接口程序,各现场设备也可以直接与不同应用之间互联。技术的完善和推广,为智能建筑系统集成,尤其是实时控制域与信息管理域的全面集成,创造了良好的软件环境。图.所示为采用的软硬件结构图。客户. .服务器由类对象组成,相当于种层次上的接口:服务器、组和数据项。服务器对象包含服务器的所有信息,也是组对象的容器。在一个对象维护自己的信息并提供容纳中,可以有若干个。同时,和以有效的逻辑组织 的机制。 为客户端组织数据提供方法。,单从用户定义接口方面在服务器内 代表到数据源的连接。一个来看,并不能成为被 存取的对象。所有对 的访问都是通过包含的 对象,在 被定义的地方访问。与每个相关的是数值、品质和时间戳 。服务器规范主要包括种:实时数据存取规范、报警与事件规范、历史数据存取规范。另外,还有批量过程规范、安全性规范、复杂数据和公共/规范等【。.接口如图.,集成管理平台 与各个子系统 之间必须有和自动化接口。规范提供了两套标准接口:定制标准接口标准接口 。 必须实现定制接口,以语言开发,适用于客户应用程序。自动化标准接口是可选接口,它提供的是一个自动配置胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现和存取控制数据接口,适合使用开发的客户应用程序。通常在设计中都采用自动化标准接口。图.所示为典型的体系结构。本地或远程服务器多客户共享服务器数据缓存定制接口物理服务器/数据库.通过接口,客户端应用程序可以从服务器读取数据,发送控制命令等。客户端应用程序访问服务器通过调用数据存取服务器所提供的方法、属性和事件实现。在对象, 是客户应实现过程中,首先要必须获取服务器中的用程序访问服务器的唯一入:和实例化点【。其次,用类的方法创建类对象。继而,创建对象。获取对象后,就可以进行各种读写操作了。在整个过程中,客户应用程序不需要立即进行数据访问服务器的内部设计,只需按照服务器所需要的格式调用方法、属性和事件来实现。.在智能建筑系统集成中的应用模型将技术应用到智能建筑的系统集成中,应用模型框图如图.所示。在上述模型中,集成平台负责收集这个系统的数据,处理与各个子系统间的通信,提供集中的决策和控制。这些功能由集成平台的各个对象完成,其概念模型主要分为三层:数据通信层:由客户端接口、客户端接口和客户端接口等组成,使用标准的接口与各子系统的对象交互,完成采集各子系统状态、日志、开关信号脑守;分析控制层:分为数据库管理对象、日志管理对象、系统管理对象、系统状大连理工大学专业学位硕士学位论文态管理对象等,对数据通信层得到的数据进行分析、整理和过滤,生成报表、日志和控制信号:辅助决策层:由联动管理对象、用户接口对象和辅助决策对象组成,可以在数据分析的基础上提供辅助决策能力。图.智能建筑的系统集成应用模型框图.。 胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现子系统对象是集成模型的重要一环,功能主要封装该子系统的状态和告警信息,使用定义好的标准信息格式和标准接口与集成平台进行通信;接受来自平台的控制信息,通过对该子系统的文件、数据库和应用程序的系统调用完成控制,同时避免现场设备直接接入集成平台而增加系统负担。在子系统操作站与现场设备级间,各子系统通过用户接口与具有标准服务器接口的现场设备实现数据交互,而集成管理平台则通过客户端接口与子系统实现数据交互,达到控制和管理的目的。如果某些特殊的现场设备需要直接与通信,可以直接通过接口接入中,不需要经过子系统一级。由此可见,只要符合规范的子系统或现场设备,都可以接入这个系统中。客户可以根据需要选用不同厂家的产品。当系统中某个子系统或现场设备需要修改或升级,只需要修改相应的服务器接口或客户端接口即可,无须涉及到集成管理平台,最大限度地屏蔽了各子系统的异构性,系统的开放性和可维护性得到有效增强。技术的出现使智能建筑系统集成中各个子系统之间实现了开放的、无缝隙的连接,是智能建筑各子系统间通信的发展模式,在未来一定会有长足的发展。同时,技术不仅提供了解决方案,还提出了许多指导性的理念,为智能建筑各子系统通信的发展指明了方向。相信随着互联网的进一步完善、发展,技术一定会在智能建筑系统集成领域得到更为广泛的应用。大连理工大学专业学位硕十学位论文系统需求分析.东胜大厦及其智能化系统基本情况介绍胜利油田东胜大厦是由胜利油田东胜精攻石油开发集团股份投资按五星级标准建造的集科研、写字、商务、娱乐、健身、餐饮、宾馆为一体的现代化智能型建筑,项目工程总投资.亿元。东胜大厦主体采用新古典欧式建筑风格,外观设计新颖壮观,内部装饰富丽堂皇、豪华气派,拥有总统套房及各类高档客房、写字间、公寓房等余间套;设有中餐厅、西餐厅、风味餐厅、大型宴会厅、零点餐厅、音乐酒吧、商务酒廊等,餐位总数余个;设有可容纳人、具备多种语言同声传译、远程教育、视频网络功能的国际大型会议厅及各类中小会议室;同时可提供购物、健身、夜总会、中医理疗、美容美发等康乐服务,是目前东营市规模最大、档次最高、功能最齐全的高档智能化商务酒店。东胜大厦智能化系统包括系统集成、楼宇设备自动控制系统、安全防范系统、火灾报警与消防系统、背景音乐及紧急广播系统、门禁系统、卫星及有线电视系统、综合布线系统、会议系统、信息网络系统、机房及接地、数字化多媒体会议系统和智能变配电系统等。这些系统以西门子的为基础进行系统集成,主要实现方式是,除此之外各个子系统则根据功能需要做了更加紧密地联动控制。.智能化系统建设目标及在行业中的共性和个性需求分析综合现代化通信、计算机、自动控制和图像显示技术,提供舒适、方便、安全、快捷的工作环境和现代化的综合管理功能,具备“国内一流”的智能化设施,以上是东胜大厦的建设目标,东胜大厦的建设目标同时也是众多现代建筑智能化目标。同时,东胜大厦是按五星级标准标准建造的集科研、写字、商务、娱乐、健身、餐饮、宾馆为一体的现代化智能型建筑,这势必在系统设置、功能、管理等有着自己独特的个性化需求。.智能化系统总体建设目标及功能需求分析建设目标:综合现代化通信、计算机、自动控制和图像显示技术,提供舒适、方便、安全、快捷的工作环境和现代化的综合管理功能,具备“国内一流”的智能化设施。要求最终实现楼宇控制与管理、办公自动化及通信系统的集成设计,因此要求各系统具有开放性结构、协议、接口标准化、规范化,以便实现各系统之间资源共享。提供安全、舒适、快捷服务,并建立先进与科学的综合管理机制以节省能耗和降低成本。胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现该系统集成设计要求实现按综合管理自动化系统即该系统应面向智能建筑中所有设备和资源、各种公用服务设施,通信与网络系统和办公自动化系统进行综合集成管理,这些子系统均以综合管理系统为核心,以各子系统平台基础进行系统集成,对各系统的运行进行监视和控制,提供查询服务。系统分成两层管理,其上层为中心管理计算机系统,它是集成中心或总控中心,下层为各子系统的管理和监控计算机系统。智能建筑的基本内涵是通过综合配置建筑内各功能子系统,以综合布线系统为基础,以计算机网络为桥梁,全面实现通信系统、办公自动化系统,建筑设备自动化系统等的综合管理,因此集成管理系统的网络设计对系统集成至关重要。对集成管理系统的网络设计提出以下要求:.网络可靠性要求主干网的网络设备应采用具有备份电源模块化结构、设备模块可以热插拔,主干网上的关键设备具有容错功能。所选主干网接口设备具有故障隔离功能,单个子系统网络故障将不影响系统其余部分的正常功能。.网络系统安全性要求必须能控制各类用户使用各类网络资源的权限;必须提供数据传输的安全保护措施;提供不同的安全等级以适应不同用户的要求。.集成管理系统网络的构成及网络软件要求网络采用具有接口网,主干网采用光纤作为传输媒体;网络采用客户机/服务器/、浏览器/服务器/运行模式;主服务器要求具备高可靠性,安全性及容错能力;网络操作系统选用 ;要求网管满足以下要求:支持网络监视和控制功能;能管理所有网络协议;可管理不同厂家联网设备;容纳不同的网络管理系统;网络管理标准化。大连理工大学专业学位硕士学位论文.系统总体实施需求分析.功能需求分析东胜大厦汇集五星级酒店、科研、写字、商务、娱乐、健身、餐饮等于一体,因此其智能化系统的构成比较复杂,且各功能区域也不尽相同。因此设计此类工程时需要准确了解各功能区域的需求和工作流程,以满足功能需求及管理需求为前提,之后考虑品牌档次。智能化系统应具有先进性、实用性、可靠性和易维护性等特点,通过智能化系统达到全天候、自动化、安全、节能、高效、舒适的目的。作为酒店要创造客人满意的空间,要控制酒店人、财、物等直接成本和间接成本的支出,使酒店成本降到最低,综合三大要素提高生产运营效率,降低综合运营成本。对酒店内的公共环境和运作流程进行监控和分析,使酒店经营处于稳态的良性循环状态,使酒店管理更加高效、先进、科学。.总体目标东胜大厦建筑设备自动化系统是将大厦内的建筑设备管理与控制子系统暖通空调系统、给排水系统、生活热水、供配电系统、智能照明系统、电梯系统等进行分散控制、集中监视、管理,并对安全防范系统及火灾报警及联动系统进行二次监测和必要的联动控制,实现一体化控制、监测和管理,从而提供一个舒适、安全的生活和工作环境,通过优化控制提高管理水平从而达到节约能源和人工成本,并能方便地实现物业管理自动化。.系统要求保证大楼生活和工作环境的舒适性:对冷热源、空调系统的最佳控制,温、湿度的自动调节,外气控制,以及供排水、照明等合理设计从而保证大楼的人员感到环境的舒适性,从而提高工作效率。确保建筑物与内部人员整体安全水平和灾害防御能力:通过对安全状态监视和灾害控制为中心的防灾自动化,提高建筑物及内部人员与设备的整体安全水平和灾害防御能力。提供保证生命、财产、建筑物安全的措施。提供最佳的能源供应方案,实现合理的能源管理,以便节省能源:暖通空调以及照明耗能很多,采取优化设计确保节能,从而降低运行费用。实现物业管理现代化:的主要任务之一是管理建筑设备使其管理现代化,包括管理功能、显示功能、设备操作功能、实时控制功能、统计分析功能及故障诊断功能,并使这些功能自动化从而实现物业管理现代化,降低人工成本。胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现要求最终实现楼宇控制与管理、办公自动化及通信系统的集成设计,因此要求各系统具有开放性结构、协议、接口标准化、规范化,以便实现各系统之间信息共享。提供安全、舒适、快递的服务,并建立先进与科学的综合管理机制以节省能耗和降低人工成本。该系统集成设计要求实现按综合管理自动化系统即该系统应面向智能建筑中所有设备和资源、各种公用服务设施,通信与网络系统和办公自动化系统进行综合集成管理,这些子系统均以综合管理自动化系统为核心以系统平台为基础进行系统集成,对各系统的运行进行监视和控制,提供查询服务。系统分成两层管理,其上层为中心管理计算机系统,它是集成中心或总控中心,下层为各子系统的管理和监控计算机系统。大连理大学专业学位硕士学位论文系统设计.设计原则先进性:采用国际或国内通行的先进技术,适应时代发展需要;成熟性:以实用为原则采用成熟的经过工程检验的先进技术;开放性:采用开放的技术标准,避免系统互联或扩展的障碍;按需集成:根据本项目特点,按照需要分层次实现集成;标准化:采用标准化的设计和标准化的产品;可扩展性:本工程设计应考虑到未来发展,在预埋件和线缆布设上留有冗余;安全性、可靠性:包括系统自身安全和信息传递的安全,以及运行的可靠性;设计、施工、运营与服务:强调以人为本的设计思想,为大楼的用户提供安全、舒适、方便、快捷、高效、节约的生活、工作环境。.各子系统设计.。楼宇设备自动控制系统楼宇设备自动化控制系统负责完成大厦中的空调制冷系统、变配电系统、照明系统、供热系统及电梯等的计算机监控管理。楼宇自动化控制系统由计算机对各子系统进行监测、控制、记录,实现分散节能控制和集中科学管理,为大厦中的用户提供良好的工作环境,为大厦的管理者提供方便的管理手段,为大厦的经营者减少能耗并降低管理成本,为物业管理现代化提供物质基础【。东胜大厦楼宇设备自控系统依据集中控制、分散管理的原则,对建筑内有关设备、设施自动监控,可以实现监视设备状态、提供故障报警、预设工艺流程程序、自动控制和调节有关系统参数,实现节能目的、记录历史数据等。监测楼宇设备自控中各个子系统的信息,主要包括:楼宇自动控制系统主要监控暖通空调、新风机组、冷冻系统、风机盘管、热交换系统、给水系统、排污系统、配电智能化、智能照明系统、智能电梯监控系统、生活热水系统等。楼宇自动控制系统的作用楼宇自动化控制系统主要编制时间响应程序和事件响应程序,来实现大厦的机电设备的自动化控制,例如:空调机和冷热源设备的最佳启停和节能运行控制根据大楼人员的使用情况,提前开启空调设备,根据大楼人员的下班情况提前关闭空调设备,根据胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现冷热的需求量,合理启停空调的台数;,电梯、照明回路的时间控制;生活水箱的自动补水;变配电系统有关动力设备的用电负荷流程控制和节能管理等。系统自诊断,节假日设定。该系统主要是通过对能源控制管理,对电力和其他能源消耗的控制供热、通风、空调、电梯、不间断电源、供水等来降低成本,并创造一个舒适的工作环境。楼宇设备自动控制系统的系统配置及主要监控范围楼宇设备自动控制系统主要监控暖通空调、新风机组、冷冻系统、风机盘管、热交换系统、给水系统、排污系统、配电智能化、智能照明系统、智能电梯监控系统、生活热水系统等。楼宇设备自控系统系统图如图.所示:.空调机组东胜大厦共有空调机组两台,分别位于三层东胜厅大会议中心和海天厅多功能厅。夏季由冷水机组通过分水器直接提供?度的冷水;冬季由电热水机组供热,设置热水机组供回水温度为一度。新风机组东胜大厦共有新风机组台,其中地下一层、三层、十四层至二十五层每层独立设置一台新风机组,四至八层为一台新风机组,九至十二层为一台新风机组。一层和二层设置两台新风机组。大连理工大学专业学位硕士学位论文在工艺上整个新风机组分为高低两个区,低区由地下二层到十二层组成。高区由十三层至二十六层构成。低区系统夏季由冷水机组通过分水器直接提供?度的冷水;高区由冷水机组通过换热器提供?度的冷水。冬季由热水机组供热,高低区分别设置热水机组供回水温度为一度。冷冻系统东胜大厦共有冷水机组台,冷冻水泵台,冷却塔台,冷却水补水泵台,软化水箱台。风机盘管东胜大厦共有风机盘管台。热交换系统东胜大厦共有热交换站一处。给排水系统东胜大厦的给排水是由生活污水池、消防积水井和生活水池组成。排污系统东胜大厦排污系统由冷冻站集水坑、走道污水坑、消防梯污水坑、管道井集水坑组成。变配电系统东胜大厦变配电是由路高压进线、四路低压出线和四台变压器组成。供配电自动化系统采用了公司的配电监控和能量管理系统。通风系统东胜大厦共有送排风机台。地下一、二层的排风系统与排烟系统合用风管,平时排风口打开,火灾发生时排风口关闭。送风机平时低速运转,火灾发生时由低速转高速。对卫生间和电梯机房要求次/时。智能照明系统大堂公共区域及室外泛光照明采用选用智能照明系统,它具有强大的编程功能及场景,存储功能,室外场景的灯光可以有多组变化,多种组合,只需通过控制面板的一个按键就能调出一种场景或一种动态的变化。控制面板可以安装在任意区域或总控室,各景点值班室,门卫且每个面板可调用任意区域的灯光控制。系统具有多种控制方式既可以在总控室内配合中央监控软件可控制操纵到整个室外灯光控制系统的每个回路的灯具工作状态,又可在工作人员值班室,门卫处设置控制面板人工控制灯光变化。从而大大的提高了管理和维护的效率。电梯系统胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现东胜大厦选用部日本原装三菱牌电梯,均采用变频变压全电脑调速控制。其中部客梯选用群控系统,载重、运行速度./;部消防梯载重、运行速度./;部员工梯载重、运行速度./。生活热水系统东胜大厦生活热水系统采用杭州华电华源环境工程提供的整套系统。锅炉采用杭州华电华源公司供货的高低区电热水锅炉和循环加热锅炉共计台。其中低区电热水锅炉功率为,低区循环加热锅炉功率为;高区电热水锅炉功率为,、高区循环加热锅炉功率为。生活热水系统又细分为储热系统和供热系统,储热系统运行正常可靠,热水系统设备主要由热水泵、电热水机组、热水系统自动控制柜等组成,热水供水温度自动控制在一之间。.安全防范系统安全防范系统是智能大厦必不可少的部分,它为大厦提供了安全监视、侵入报警、出入门控制管理。整个安防系统的设计目的是为了防止偷盗和各种暴力事件的发生而建立的。东胜大厦安全防范系统由接警主机和各种接警模块、报警探头组成,主要布设在办公区。安全防范系统设计范围主要是对大楼内以及停车场的保安、监控和报鳌,装有智能卡的出入门、电梯、荣誉展厅、财务中心、档案室、中央控制室,配电室、重要办公室等,以对这些地方的出入、存取的合法性进行检验和身份的识别并对信息进行储存。安全防范系统主要功能防盗报警红外、微波、双鉴器、三鉴器、玻璃破碎、状态实时报警、闭路电视监控、紧急报警、模拟显示、报警跟踪、在线监视、报警地图的弹出、图像跟踪与联动、报警信息管理、通道状态监视、巡更管理纳入一卡通管理、出/入口联网与监控管理。包括对闭路电视监视系统、门禁管理控制系统和防盗报警系统的数据采集和状态控制,如:所有安保设备的正常/报警状态、线路的监视开路或短路状态以及读卡机的控制状态、各设防通道门的开启和关闭状态,非法侵入报警等。安全防范系统系统设置图像监控部分:在主要出入口、大厅、荣誉展室、银行配置三可变彩色摄像机;餐饮、商务设备转换间、 总机、计算机室选用固定式变焦距摄像机;主要通道、电梯轿厢及电梯厅设广角彩色摄像机;根据目标特点、位置和照明条件选择摄像机灵敏度。大连理工大学专业学位硕士学位论文室内一般选用带广角镜头的固定式摄像机;根据轿厢体积大小配备水平视场角度的广角镜头;通道选用长焦镜头。摄像机镜头从光源方向对准监测目标,在逆光场所,采用强逆光补偿摄像机。摄像机的位置编码及楼层字符显示在监视器屏幕上,便于确定摄像机的位置。在消防保安监控室和中央监控室集中监视所有摄像机的图像。小时不问断监控。具体闭路电视监控系统分布点表如下表.:. 电梯前厅停车场入口东西停车场电梯前厅一层南北大厅四个楼梯口电梯前厅四个楼梯口电梯前厅服务台四个楼梯口电梯前厅大会议室多功能厅电梯前厅加电梯前厅盟 电梯前厅电梯前厅即 电梯前厅加电梯前厅电梯机房入口 电梯轿厢一卯一耋一卿黼甜 卯耋心卿黼耕安全报警部分:安全报警系统分别装设在银行、商业、商务、经理办公室、财务部、 总机室和计算机室等全方位空间警戒方式。安全防范系统对非法进入限制区域可人工/自动发出报警、自动监视、跟踪并记录。报警感应装置启动后,信号由报警节点传输至监控中心,画面自动切换到预先制定的监视器中,在中央监控屏上以警铃等声胜利油田东胜大厦智能化系统的设计与实现光信号识别报警地点。打印机进行打印,报等信号消失后,模拟图上光信号仍保留显示,并定时发出声音信号。在保安人员收到监控中心报警信息后,可复位报警信号系统【】。监控中心经过分析后,可进行相应系统的联动防盗系统的布防设置在一层内部结算中心、监控室的出入口设红外探测器。当探测器发生报警信号时联动相应部位的摄像机进行录像。在一层内部结算中心、监控室办公桌、二层服务台均设手动报警按钮,手动报警按钮小时进行设防,使用于紧急情况下的求助。在三层东胜厅大会议室的控制室入口设红外探测器,办公桌设手动报警按钮,主要是保护重要设备。十三层的 机房、电脑机房、有线电视机房、机房均考虑红外探测器,主要是保护重点机房设备。.火灾报警与消防系统火灾报警与消防系统基本要求确保火灾探测和报警功能,保证不漏报;考虑环境因素的影响,减少系统的误报率;确保系统工作稳定,信号传输准确可靠;系统的灵活性、兼容性强;系统的适应性强,布线简单、灵活;系统的应变能力强,调试、管理维护方便;系统联动控制方式有效、多样;系统的性能价格比高;当电网停电时,系统将自动切换为备用电源供电