隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,人們對于建筑的要求也是越來越高了,由傳統(tǒng)的住房轉(zhuǎn)變成了今天的現(xiàn)代化建筑,這種新式的現(xiàn)代建筑除了具有基本的居住和工作功能之外,而且還具有著豐富的多媒體和自動化功能,使得居住和工作在其中的人,能夠感受到建筑物的智能化,這種“智能化建筑”的產(chǎn)生是依托于建筑物中的完善的系統(tǒng)集成設(shè)計的,因此,本文將對建筑設(shè)計中的系統(tǒng)集成設(shè)計進(jìn)行論述。
1、建筑系統(tǒng)集成設(shè)計的必要性
現(xiàn)代化智能建筑與傳統(tǒng)的意義上的建筑大為不同,他應(yīng)該是一個集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和建筑藝術(shù)的一體化的“結(jié)合體”。它的目的是為建筑的使用者提供一種“舒適、便捷”的居住及辦公環(huán)境念。這種舒適不單純指的是建筑結(jié)構(gòu)的藝術(shù)性、安全性所帶來的舒適感,還應(yīng)該包含一種健康的生活態(tài)度和生活理念,為使用者提供一個節(jié)能、低碳和便捷的生活和工作環(huán)境。那么如何才能夠達(dá)到這種“舒適”的建筑的標(biāo)準(zhǔn)呢?這就需要建筑中具有系統(tǒng)集成的設(shè)計在其中發(fā)揮作用。
這種系統(tǒng)集成設(shè)計主要包括兩個方面的系統(tǒng)集成,第一是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成,第二是樓宇自動化系統(tǒng)集成。首先來看一下網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成,所謂網(wǎng)絡(luò)集成就是利用各種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),包括全雙工式交換以太網(wǎng)技術(shù)、三層交換、ATM、千兆以太網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)(VPN)、ADSL、以及混合網(wǎng)、異構(gòu)網(wǎng)、寬帶遠(yuǎn)程互聯(lián)系統(tǒng)等技術(shù),完全從客戶應(yīng)用和業(yè)務(wù)需求入手充分考慮技術(shù)發(fā)展的變化,去幫助用戶分析網(wǎng)絡(luò)需求,根據(jù)用戶應(yīng)用的需要,將各種硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等組織成能夠滿足設(shè)計目標(biāo)、具有優(yōu)良性能價格比的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的全過程。隨著科技的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)了我們生活的方方面面,生活和工作樣樣都離不開通訊網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以節(jié)約大量的成本,對于建筑行業(yè)來講更是如此,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成設(shè)計的建筑可以降低建筑運(yùn)營的成本,提高建筑物的使用效率。除了能夠提高工作效率、節(jié)約人力成本之外,網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)的建設(shè)是一個環(huán)保的系統(tǒng)建設(shè)工程—它的系統(tǒng)內(nèi)部往往是通過各種軟件平臺來實現(xiàn)互聯(lián)互通、信息交流、信息處理的,這很顯然符合“綠色建筑”的口號。同時,網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)也是樓宇自動化系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)和條件,只有實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成才能夠?qū)崿F(xiàn)后期自動化系統(tǒng)的集成,因此,在現(xiàn)代建筑中引入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成系統(tǒng)是必要的和至關(guān)重要的。
樓宇自動化系統(tǒng)集成是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代工業(yè)和建筑業(yè)結(jié)合的產(chǎn)物。樓宇自動化系統(tǒng)集成是以建筑中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成為基礎(chǔ)的,通過軟件和硬件的調(diào)控,使得建筑中的各個自動化系統(tǒng)和管理系統(tǒng)能夠按照預(yù)先設(shè)定的要求或根據(jù)環(huán)境的改變而調(diào)整的控制系統(tǒng)。通過分析可知為了實現(xiàn)“舒適”的現(xiàn)代建筑的概念,我們需要在建筑物中(特別是公共建筑物中)引入系統(tǒng)集成設(shè)計概念,這種集成設(shè)計主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計和樓宇自動化集成系統(tǒng)設(shè)計兩個方面,在下面兩個部分中我將具體的進(jìn)行說明。
2、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成設(shè)計
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它主要包括三個方面的集成設(shè)計,分別是面向協(xié)議的系統(tǒng)集成設(shè)計、面向平臺的系統(tǒng)集成設(shè)計和面向WEB的系統(tǒng)集成設(shè)計。
2.1 以協(xié)議為基礎(chǔ)的系統(tǒng)集成設(shè)計
在現(xiàn)代建筑的網(wǎng)絡(luò)集成設(shè)計中,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的“協(xié)議”技術(shù)是建筑集成設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。建筑網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)到目前為止,具有許多不同的協(xié)議,如:LonWorks、FF、PROFIBUS、BACnet等,但是,目前最常用的是LonWorks協(xié)議和ASHRAE的BACnet協(xié)議和。LonWorks協(xié)議指的是Echelon公司開創(chuàng)的局域網(wǎng)通訊協(xié)議,這個協(xié)議為智能建筑提供了基本的通訊網(wǎng)絡(luò)。LonWorks局域網(wǎng)技術(shù)包括五個部分,分別是中心神經(jīng)芯片、收發(fā)器、控制模塊、網(wǎng)絡(luò)接口和開發(fā)平臺。LonWorks局域網(wǎng)技術(shù)具有高度的安全性,在網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行中采用了虛擬主機(jī)技術(shù),虛擬主機(jī)可以儲存信息,即使信息在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)問題,不能成功,也不至于信息丟失。同時,LonWorks局域網(wǎng)中信息的傳播是通過許多不同的節(jié)點來完成的,如果其中的一些節(jié)點損壞,也不會影響LonWorks局域網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。除此之外,最常見的面向網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議還有BACnet協(xié)議。BACnet協(xié)議指的是建筑自動化網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議,BACnet協(xié)議是由四個不同部分的協(xié)議所組成的,分別是應(yīng)用部分、網(wǎng)絡(luò)部分、數(shù)據(jù)傳輸部分和物理設(shè)備部分四個部分。BACnet協(xié)議除了可以使用網(wǎng)絡(luò)的點對點協(xié)議之外,也可以使用局域網(wǎng),這些局域網(wǎng)包括太網(wǎng)、ARC網(wǎng)、BAC網(wǎng)和LonTalk。這兩種協(xié)議是有區(qū)別的,就其二者的本質(zhì)而言,BACnet協(xié)議注重的是協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)框架和網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)造,而LonWorks協(xié)議則重視的是協(xié)議框架的應(yīng)用,注重的是應(yīng)用技術(shù)。
2.2 以平臺為基礎(chǔ)的系統(tǒng)集成設(shè)計
以平臺為系統(tǒng)集成基礎(chǔ)的設(shè)計是以建筑中的網(wǎng)絡(luò)接口為核心,這種方法以“標(biāo)準(zhǔn)信息接口”為核心,通過定義自控網(wǎng)絡(luò)中通信實體信息交換的標(biāo)準(zhǔn)接口,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。即無論通信協(xié)議對通信實體進(jìn)行何種模型描述以及采用何種互操作模式,只要提供標(biāo)準(zhǔn)的信息集成接口,都可以通過這個接口實現(xiàn)控制系統(tǒng)的信息共享和互操作。在建筑中要建立以網(wǎng)絡(luò)接口為核心的信息平臺,只要在建筑中插入網(wǎng)絡(luò)接口,就能給通過這個接口對建筑中的自動化設(shè)備進(jìn)行控制和操作,并且能夠通過網(wǎng)絡(luò)接口登陸互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息的溝通。
現(xiàn)在國際中最常用的平臺集成系統(tǒng)是OPC平臺網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng),OPC是微軟公司的對象鏈接和嵌入技術(shù)在過程控制方面的應(yīng)用。OPC以O(shè)LE、COM和DCOM技術(shù)為基礎(chǔ),采用客戶和服務(wù)器模式,為工業(yè)自動化軟件面向?qū)ο蟮拈_發(fā)提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),這個標(biāo)準(zhǔn)定義了應(yīng)用微軟操作系統(tǒng)在基于PC的客戶機(jī)之間交換自動化實時數(shù)據(jù)的方法。采用這項標(biāo)準(zhǔn)后,硬件開發(fā)商將取代軟件開發(fā)商為自己的硬件產(chǎn)品開發(fā)統(tǒng)一的OPC接口程序,而軟件開發(fā)者可免除開發(fā)驅(qū)動程序的工作,充分發(fā)揮自己的特長,把更多的精力投入到其核心產(chǎn)品的開發(fā)上。這樣不但可避免開發(fā)的重復(fù)性,也提高了系統(tǒng)的開放性和可互操作性。OPC服務(wù)器一端連接著建筑中的自動化設(shè)備,另一端連接著建筑中的用戶,但是,其對待不同的用戶提供的服務(wù)時不同的,對于建筑的程序設(shè)計者其提供了定制接口,為程序的設(shè)計服務(wù)。而對于建筑中的普通用戶則提供普通的網(wǎng)絡(luò)接口,使得用戶可以使用符合其使用權(quán)限的網(wǎng)絡(luò)和自動化服務(wù)在現(xiàn)代的建筑中,以平臺為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用,使得建筑中的用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)對自動化設(shè)備的控制,并能夠通過OPC服務(wù)器登陸互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息和資源的共享服務(wù)。雖然,以平臺為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)設(shè)計有許多的優(yōu)點,但是其仍然是以硬件系統(tǒng)為基礎(chǔ)的設(shè)計,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實現(xiàn)是依賴于OPC服務(wù)器而實現(xiàn)的,離開服務(wù)器建筑的自動化系統(tǒng)將會處于癱瘓的狀態(tài)。隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和3G業(yè)務(wù)的產(chǎn)生,逐步產(chǎn)生了以服務(wù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)集成設(shè)計。