智能樓宇集成管理實訓室的設計與構建

【摘 要】智能樓宇集成管理實訓室因涉及的設備眾多，集成接口繁雜，一直是實訓室建設的難點，也是專業建設的薄弱環節。本文結合筆者工作實踐，對智能樓宇集成管理實訓室的總體要求、設計思路進行了探討，并給出了具體的實訓室構建方案。

【關鍵詞】智能樓宇集成管理實訓室 " "設計 " "構建

隨著我國智能建筑的日益發展，智能樓宇行業人才的需求也在不斷增加。各類職業院校相繼開設了智能樓宇專業，國家也開展了智能樓宇管理師職業資格的培訓和鑒定工作。為滿足教學和培訓鑒定的需要，各職業院校一般建有智能樓宇實訓室或實訓中心，但建設內容一般為樓宇各子系統實訓室（如安全防范系統實訓室），少有專門面向智能樓宇集成技術的實訓室。為增進學生對智能樓宇集成技術與應用的了解，提高學生樓宇系統集成應用能力，筆者所在學校新建了智能樓宇集成管理實訓室，下面簡單探討其設計與構建內容。

一、智能樓宇集成管理系統簡介

智能樓宇集成是將建筑內的各個子系統集成為一個相互關聯、完整和協調的綜合管理系統，為管理者提供一種高效、集中、優化的管理手段。一般來說，以綜合布線系統為基礎，集成建筑設備自動化系統（BAS，又稱BA）、安全防范自動化系統（SAS）、消防自動報警系統（FAS）、通信網絡系統（CNS）和辦公自動化系統（OAS）。

智能樓宇集成管理系統（IBMS）是智能大廈系統的核心，屬于整個樓宇系統的最高監控與管理層，是營造安全、高效、便捷、舒適等工作和生活環境的重要技術方法和技術手段，通過IBMS系統對各子系統進行全局的監視、控制和管理，從而有效控制和降低管理營運成本，提高樓宇管理的效率和綜合服務能力，實現對樓宇進行最優化控制和決策。

二、實訓室建設的總體要求

實訓室建設應以培養樓宇智能化高級人才為目標，以先進成熟的集成技術為依托，應緊密結合考證和崗位實際要求來進行構建。具體要滿足以下要求：

1.重點關注樓宇集成技術應用

實訓室建設應重點關注樓宇集成技術及集成軟件的應用。實訓室應綜合采用Rs232、Rs485、TCP-IP、OPC、ODBC、BACnet、Modbus、SNMP等軟硬件接口。

2.滿足考證及實際崗位要求

因學生考取智能樓宇管理師職業資格的需要，在規劃實訓項目時應參考職業資格考核大綱中對知識與能力的要求，另外也要了解智能樓宇相關崗位的工作任務及內容。

3.實物與模擬裝置相結合

一方面要通過實物展示智能樓宇各子系統的主要設備及其功能，另外考慮到教學重點及場地、資金限制，可采用“設備為模擬、集成接口為實物”的建設方式（如電梯監控模擬裝置，電梯為四層模擬裝置，集成接口為實物）。

4.滿足規模性、先進性、工程實踐性及可擴展性要求

實訓室建設要盡量增加實訓設備的數量和種類，為學生提供更多的實訓項目與實訓機會。所用集成技術應較先進且成熟，要結合工程實際。集成系統軟件應具有一定的代表性，能實現IBMS系統的常用功能。另外，實訓室應便于維護與擴展。

三、實訓室的設計思路

1.實訓室以IBMS平臺服務器為核心，集成BAS、FAS、SAS、CAS等子系統，通過IBMS平臺對各子系統進行全面集中控制與協調。

2.實訓室采用10/100Base-T以太網為集成網絡基礎架構（如圖1所示，包含核心交換機和二層交換機），通過TCP/IP協議傳輸各種數據信息。

3.通過IBMS平臺服務器來演示智能樓宇集成系統的功能和常用操作，學生工作站用于完成集成系統的安裝、配置、集成調試及遠程管理實訓。為了能讓所有學生工作站與串口設備連接（如門禁、防盜主機等），串口設備通過串口轉TCPIP模塊實現與局域網的連接。

4.IBMS平臺服務器通過設備驅動來完成設備集成。對于采用標準協議的設備，可使用標準協議驅動，如OPC、BACnet、Modbus及Web Service等。對于采用非標準協議的設備，需開發新驅動插件并添加到系統中。

5.設備集成接口包含了常用的物理接口（如RS232＼RS485＼RJ-45）和軟件接口（如OPC、ODBC、BACnet、SNMP、REST API）。各樓宇設備（空調、供水、照明、電梯）受DDC的直接監控，而DDC通過網線與核心交換機相連，通過BACnet協議與BAS服務器集成。

圖1 "智能樓宇集成實訓室架構圖

四、實訓室的構建方案

1.IBMS平臺服務器1臺，裝有GF_IBMS智能樓宇集成管理系統及模擬工程項目，是智能樓宇管理的頂層演示平臺，該平臺將實訓室所有子系統進行了集成，并用于演示IBMS系統的功能及常用操作。

2.IBMS學生工作站48臺，可為48名學生提供集成管理系統安裝、配置、編程及運行管理等項目的實訓。為了讓學員能專注于系統主要功能，該方案采用的IBMS系統為單機版平臺。

3.設備監控集成實訓裝置1套，具體包含如下設備：

（1）設備監控服務器（BA）1臺，裝有WEBSTATION-AXTM管理軟件。BA一方面通過BACnet現場總線與DDC通信，完成對樓宇設備的集中監控;另外，BA通過OPC接口與IBMS有效集成，在IBMS系統中就能實現對樓宇設備的監控。

（2）空調、冷熱源、恒壓供水、電梯、照明實訓設備各1套，主要作為設備監控服務器的監控對象。上述設備與DDC連接并由DDC進行直接監視與控制（注意：電梯系統只被監視而不被控制）。

（3）供配電集成實訓設備1套，電量采集儀采集電量信息并通過Modbus RTU協議與IBMS系統進行集成，IBMS系統上集中顯示各類電量信息。

4.安防系統集成實訓裝置1套，包含海康威視視頻監控系統、視得安門禁及對講系統、博士防盜報警系統、富士停車場系統各1套。除停車場系統通過ODBC接口與IBMS集成外，其他安防子系統通過定制協議與IBMS集成。

5.消防系統集成實訓裝置1套，主要包含火災消防報警聯動實訓臺1個（采用國泰怡安產品），消防主機通過定制協議與IBMS系統進行集成。因實訓重點為消防系統的集成，所以沒有配置消防滅火噴淋設備。由于火災自動報警系統的特殊性，一般情況下在IBMS系統中只需實現監測功能。

6.通信網絡監控實訓裝置一套，主要包含H3C核心交換機、二層交換機及防火墻各1臺，網絡設備一方面作為集成的網絡基礎，另外通過SNMP接口與IBMS系統集成。

7.物業管理集成實訓系統一套，主要包含物業管理服務器和物業管理軟件。IBMS集成平臺通過REST API接口完成物業管理服務器的集成，在IBMS平臺上就可完成物業管理相關功能（如用戶可在動態監控界面中查看設備運行時間、維修保養狀態等內容）。

8.GF_IBMS集成管理系統軟件一套，該軟件包含以下五個終端程序：

（1）系統管理器：對整個系統進行配置管理，實現工程項目及數據庫配置管理、系統基本參數配置、操作員管理、報表、數據庫維護、日志管理與維護等功能。

（2）圖控組態工具：對整個系統的設備、點位、圖控界面組態和策略組態進行配置管理，是平臺配置和編程的主要工具。

（3）圖控終端：用來顯示組態界面，通過不同界面完成對樓宇各子系統的監控和事件處理。

（4）采集器：一方面將采集數據送給應用服務器存儲、處理和顯示，另外完成控制命令的下發。

（5）應用服務器：采用SOA構架，通過服務插件方式來加載服務對象，負責對各服務對象的統一管理。

五、結束語

智能樓宇集成管理實訓室的建成填補了筆者所在學校該類實訓室的空白，為開展智能樓宇集成實訓提供了良好的平臺。該平臺一方面滿足了學生考證要求，提高了學生的系統綜合與集成能力。另一方面，教師利用該平臺也開展了智能樓宇集成的應用研究，擴大了專業的發展空間。當然，樓宇集成技術在不斷更新與發展，智能樓宇集成實訓室也須不斷改進與完善，這樣才能為專業的發展發揮持續作用。

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