基于OPC技術(shù)的建筑智能化系統(tǒng)集成研究

鐘波達(dá)

摘要：隨著建筑逐漸朝向智能化的方向發(fā)展邁進(jìn)，在目前的智能建筑當(dāng)中，建筑智能化系統(tǒng)集成已經(jīng)成為廣泛熱議的焦點(diǎn)，包括建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)在內(nèi)的通信自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成了集成化的智能建筑系統(tǒng)。文章立足于OPC技術(shù)，通過分析OPC技術(shù)的內(nèi)容以及采集端、訪問端等作為根本出發(fā)點(diǎn)，著重分析研究基于OPC技術(shù)的建筑智能化系統(tǒng)集成。

關(guān)鍵詞：OPC技術(shù)；智能化系統(tǒng)；建筑工程

中圖分類號(hào)：TU855文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2017）08-0171-01

引言

建筑智能化系統(tǒng)集成，是將分散在建筑物內(nèi)的各種設(shè)備以及信息點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的幫助下構(gòu)成一個(gè)能夠相互聯(lián)通、可進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)方便管理、提高管理效率，同時(shí)達(dá)到節(jié)省人力成本的目的，并為住戶營造一個(gè)和諧良好的生活居住環(huán)境。而隨著時(shí)間的流逝，建筑智能化系統(tǒng)集成也從原來集散的控制系統(tǒng)發(fā)展成為現(xiàn)如今的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。文章將通過引入OPC技術(shù)，著重分析基于OPC技術(shù)下的建筑智能化系統(tǒng)集成。

1.OPC技術(shù)概述

OPC是英文Object LinKing and Embedeeing for ProcessControl的縮寫，也是在過程控制當(dāng)中OLE即連接與嵌入部件對(duì)象的實(shí)際應(yīng)用。作為建立在OLE基礎(chǔ)之上的一種通信標(biāo)準(zhǔn)，在OPC當(dāng)中具有一套標(biāo)準(zhǔn)完整的接口、屬性以及方法標(biāo)準(zhǔn)級(jí)，經(jīng)常被用在自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中。應(yīng)用軟件同過程控制設(shè)備間的數(shù)據(jù)讀取、寫入、傳輸?shù)染梢酝ㄟ^OPC技術(shù)得以解決，在沿用傳統(tǒng)的CliendServer模式基礎(chǔ)之上，OPC將服務(wù)器定義為數(shù)據(jù)采集端，而Clicent則被定義為其他訪問端。在OPC的服務(wù)器當(dāng)中主要由服務(wù)器、組以及數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，其服務(wù)范圍包括規(guī)范各種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、報(bào)警、事件等。

2.OPC技術(shù)為建筑智能化系統(tǒng)集成開辟了新途徑

2.1采用統(tǒng)一通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成

建筑智能化系統(tǒng)屬于多學(xué)科范疇，它涵蓋了信息系統(tǒng)、自動(dòng)控制和現(xiàn)代通信等領(lǐng)域。在通信協(xié)議方面，由于長(zhǎng)時(shí)間沒有建立統(tǒng)一的、國際性的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，這種局面嚴(yán)重阻礙了智能建筑技術(shù)的發(fā)展及向深層次推廣應(yīng)用。1995年美國暖通空調(diào)工程師協(xié)會(huì)推出了樓宇自動(dòng)控制領(lǐng)域的第一個(gè)開放式標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議——BACnet。由于BACnet的誕生，為智能建筑的系統(tǒng)集成開創(chuàng)了十分有利的局面。

2.2采用協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成

具有不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互連，可以采用協(xié)議轉(zhuǎn)換器。協(xié)議轉(zhuǎn)換器通常分為專用的協(xié)議轉(zhuǎn)換器和標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器。專用協(xié)議轉(zhuǎn)換器是指在兩種協(xié)議之間采用專用的轉(zhuǎn)換器進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，如果系統(tǒng)要連接多個(gè)不同類型的網(wǎng)絡(luò)，則需要多個(gè)符合協(xié)議連接的轉(zhuǎn)換器，其缺點(diǎn)是很明顯的。標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議轉(zhuǎn)換器可連接到局域網(wǎng)上的任何站點(diǎn)，只需要使用簡(jiǎn)單的會(huì)話/傳送協(xié)議，而所有協(xié)議轉(zhuǎn)換器之間的通信，只使用同樣的傳送層協(xié)議和IP，就解決了互聯(lián)網(wǎng)的匹配問題。不過，隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，協(xié)議轉(zhuǎn)換器技術(shù)將逐步被OPC技術(shù)和ODBC技術(shù)所替代。

2.3采用OPC技術(shù)。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成

對(duì)象連接與嵌入（Obiect Linking and Embed-ding），簡(jiǎn)稱OLE技術(shù)。OLE不僅是桌面應(yīng)用程序集成，而且還定義和實(shí)現(xiàn)了一種允許應(yīng)用程序作為軟件“對(duì)象”（數(shù)據(jù)集合和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)）彼此進(jìn)行“連接”的機(jī)制，這種連接機(jī)制和協(xié)議稱為組件對(duì)象模型（COM）。

OLE是用于應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)交換及通信的協(xié)議，它允許應(yīng)用程序鏈接到其他軟件對(duì)象中。用于過程控制的OLE，稱為OPC（OLEforPmcessControl），即用于過程控制的對(duì)象鏈接和嵌入。OPC的重要作用在于，它能使設(shè)備的軟件標(biāo)準(zhǔn)化，使不同網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、不同通信協(xié)議、不同廠家的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)互連和互操作。OPC技術(shù)的完善和推廣應(yīng)用，為智能建筑系統(tǒng)在實(shí)時(shí)控制域和信息管理域之前實(shí)現(xiàn)集成創(chuàng)造了良好的軟件環(huán)境。

3.OPC技術(shù)在建筑智能化系統(tǒng)中的運(yùn)用

基于OPC技術(shù)的建筑智能化系統(tǒng)集成中，管理者的角色主要由集成平臺(tái)擔(dān)任，其主要職責(zé)為對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中的全部數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集整理，對(duì)各子系統(tǒng)之間的通信等進(jìn)行處理。同時(shí)集中完成智能化系統(tǒng)的決策與控制，而在建筑智能化系統(tǒng)集成平臺(tái)當(dāng)中主要有各個(gè)具體對(duì)象完成上述各項(xiàng)功能。通過引入OPC技術(shù)，將分別從數(shù)據(jù)通信層、分析可控層以及輔助決策層建造應(yīng)用模型。（1）數(shù)據(jù)通信層。BAS、SAS、FAS、CNS以及OAS客戶端接口是構(gòu)成數(shù)據(jù)通信層的重要因素。在同各子系統(tǒng)對(duì)象交互的過程當(dāng)中使用最標(biāo)準(zhǔn)的OPC接口，從而順利完成對(duì)各子系統(tǒng)當(dāng)中的信息數(shù)據(jù)如日志、開關(guān)信號(hào)、狀態(tài)情況等進(jìn)行采集的基本任務(wù)。（2）分析可控層。在分析可控層當(dāng)中，數(shù)據(jù)庫、日志以及系統(tǒng)和系統(tǒng)狀態(tài)的管理對(duì)象是構(gòu)成分析可控層的核心要素。在該層當(dāng)中，數(shù)據(jù)通信層將各子系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)傳輸至此，用于完成分析、整理以及過濾工作，從而可以形成全新的報(bào)表、日志以及控制信號(hào)等數(shù)據(jù)信息。（3）輔助決策層。聯(lián)動(dòng)、用戶接口的管理對(duì)象以及輔助決策對(duì)象共同構(gòu)成了輔助決策層，通過分析可控層對(duì)數(shù)據(jù)信息的全面分析，輔助決策層將在此基礎(chǔ)之上完成輔助決策。基于OPC技術(shù)下的建筑智能化系統(tǒng)集成模型最為關(guān)鍵的要素就是各子系統(tǒng)的對(duì)象。

4.結(jié)束語

總而言之，通過在智能建筑系統(tǒng)當(dāng)中使用OPC技術(shù)，使得原本各分散的子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)彼此相互緊密連接。而且OPC技術(shù)也為智能建筑的發(fā)展提供了許多具有可行性的指導(dǎo)思想和解決方案，尤其指明了智能建筑當(dāng)中各子系統(tǒng)的通信發(fā)展方向。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的全面深入發(fā)展，在不久的將來OPC技術(shù)還將得到進(jìn)一步完善，其在智能建筑系統(tǒng)集成當(dāng)中的運(yùn)用也將更加深入和廣泛。