智能建筑楼宇控制和系统集成技术研究
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作者: 梁伯峰
【摘要】由于城市化进程的发展，在城市中，用地紧张问题导致高层建筑越来越多，而高层建筑的内部构建越来越复杂必然导致必须有高效的信息技术来支撑其发展，因此智能建筑的楼宇控制系统有着良好的发展空间。针对于智能建筑楼宇控制系统的研究和分析是为了更好的更有效率的实现监控与管理，进一步研究和发展系统集成技术。系统集成技术是智能建筑的关键。而被称为系统集成则是一个优化配置的过程，从而达到具有更好的功能，具有更好的效果，进一步达到更高的要求。要想减低在建筑生命周期方面的成本，最好的办法就是运用高效的集成系统。
【关键词】智能建筑；系统架构；标准化
一、智能建筑的基本论述
在过去的20多年，智能建筑有的较快的发展，而随着社会的不断进步，科学技术也在日新月异的发展着，大家慢慢的更加了解和接受了这种新鲜的技术。智能建筑具有安全性、高效性、便利性的特点，能够和周围的环境和谐，也更有利于更好的发展科学发展观，更好的与周围的自然、社会、生态环境和谐的、可持续的发展。
以计算机技术为其发展基础的智能建筑具有的智能性，其发展很大程度上取决于计算机和IT技术的发展，因此我们可以将其发展分为以下几个阶段，第一，单功能系统阶段。此阶段发展于上个世纪八十年代初，由于建筑设备中计算机技术的发展，出现了直接数字控制系统，并进一步出现了所谓的孤立系统，孤立系统是由闭路电视，火灾报警器等监控设备组成。这种系统中的控制器可用于不同的系统，因此具有通用性和交换性。第二，多功能系统阶段。此阶段发展于上个世纪九十年代中，由于微电子技术的进一步发展，专用控制器（ASC）出现了，这种控制器是以微控制器为基础的。控制器具有定制性的特点，可以根据具体的要求进行定制特性，因此也只能完成其设定的具体功能。第三，集成系统阶段。此阶段发展于上世纪九十年代末期，互联网的高速发展使得过去单一的孤立系统不能满足用户需要，控制的智能系统以及其通信协议有了跨越的发展，从专有变为开放。第四，集成管理智能化系统。此阶段的发展，是为了实现智能化的发展。 在集成方面，从基本的单机发展到网络协同，在信息处理方面，从信息简单组合到信息内容的组合和处理以及多媒体技术的运用。
二、智能建筑控制系统集成技术
在IT技术、网络计算机技术、网络通信技术的日新月异的发展下，智能建筑控制系统集成技术也在不断的前进和发展，在这不断发展的过程中，怎样实现系统方面、信息方面、组织方面的高效融合与协调配合运作，是行业内和学界内关注的重点。
（一）系统集成技术的原则
系统集成技术的目的就是在逻辑和功能上，将各种具有不一样功能的建筑设备的子系统，例如照明、空调等，聚集在一个系统中，达到统一运行的目的，从而可以达到信息的共享和资源的分享，进一步更好的实现各个子系统中不同建筑设备的功能。随着过去20年的发展，不论是在信息技术方面还是在集成技术方面，人们对环境的要求越来越高，对建筑设备控制系统也有更高的要求，而为了到达这些要求，有以下设计原则必须遵守。
第一，实用原则。具体问题具体分析，具体情况具体制定安排，在制定方案时，要根据按需分配实用的原则来制定集成方案。第二，可实施的原则。设计系统集成时，要考虑到当前信息技术发展的水平，设计方案必须可实施。第三，开放的原则。设计的方案必须是开放的，具体表现在接口的标准性上，互操作性也必须优良。第四，经济的原则。这个原则要求在设计方案时，充分考虑到在建筑生命周期中的经济性，这也是每个工程都需要考虑的问题。例如在设计具体设备控制系统时，要充分计算在楼房建筑使用年限内，工程设计的费用，不能超过一定比例，否则不符合经济的原则。第五，可靠的原则。在设计时，必须让人产生信任感，不信任会有不良的影响和后期问题，所以设计时，可靠性和安全性非常重要。例如，在控制设备的设计中，要能和建筑内的设计风格一致，不能让人产生突兀的感觉，让人没有安全感，而应该能够和建筑的环境融为一体，和谐统一。
（二）面向协议的系统集成
在前文中提到的，建筑设备控制技术是在网络通信技术发展的基础上进一步发展的，而在建筑设备控制技术中，通信协议是重中之重。通信协议的发展过程中有许多不同的协议一起发展着，而其中的种种协议在市场机制的选择与淘汰下，留下了两种标准，分别是BACnet国际标准与LonWorks技术，但仔细分析后发现两种不同的标准和技术并不能达到很好的兼容。所以在当前情况下，众多标准同时存在的系统中，最原始的集成模式是网络通信协议模式。这种模式在统一个协议中互操作不需要遵循统一标准而只有遵循自己的标准，在不同的网络中的协议中实现互操作则需要进行转换。随着技术不断的发展和竞争，标准协议慢慢的代替的专用的协议，例如BACnet，它的开放性决定其没有授权问题，建筑设备在安装后的运行、维护等不会受到影响。
（三）面向平台的系统集成
上文讨论的面向协议的系统集成有缺陷，进一步发展看更高级的面向平台的系统集成。这种集成的优点在于采取无论何种模型和互操作模式，都可以在提供了集成接口的基础上实现信息共享和互操作，但这种接口必须是标准的。目前这种技术以OPC技术为代表，正在快速发展中。
三、影响集成效果的因素分析
（一）系统架构
建筑设备早期的控制技术进行了标准化，有了标准化的几何结构决定了控制设备可以互换，既有利于市场发展，也有利于技术发展。但技术的快速发展也导致了在设计过程中，软件和硬件的专利所有者并没有考虑到后续可替代问题，设计的设备出现问题需要维修时非常麻烦，不许找到原厂购买设备才能维护。
（二）协议
开放协议的出现使得不同厂家的产品可以进行互联，但在其出现以前，互联是相当困难的。例如，这方面的市场已经经过了二十多年的发展后，市场中的比较核心的标准是BACnet标准和LonWorks，但这两种技术也不具有兼容性，就说明这确实是一个主流问题，而因此导致的再资源共享方面的问题是系统集成的最大难题。
（三）安全环境
智能建筑系统建立在信息技术发展的基础上，信息技术是否安全决定了建筑系统的运行，并且在网络间的信息传输问题也是一个较大的风险。在集成系统连接到Internet后，任何人都可以通过Internet来访问系统上的资源，因此网络通信面临了许多威胁，可能受到黑客的攻击。所以只有创造一个安全的环境，才能够保证集成系统的高效运行。
结束语
二十一世纪来，集成技术拥有良好的发展前景和空间，在逐步的发展的过程中，集成技术会慢慢的发展到需要信息沟通、资源共享的各种领域中。智能建筑领域则正好非常适合，而在这个领域中，系统集成是基础与重点。通过集成后的系统，能够拥有更高效的管理维护能力，能够节约资源和成本，尤其是建筑生命周期成本。为了进一步更好的研究，有以下两个方向可以继续深挖，第一是智能建筑领域集成系统中的架构研究。第二是智能建筑领域集成系统中的集成方法的研究。要以发展的眼光看待集成技术的成长，深入了解发展技术存在的问题，把握发展方向，进而推进智能建筑行业的发展。
参考文献：
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