系统集成方案

XX系统集成方案

1 前言

智能建筑是利用系统集成的方法，将计算机网络技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机地结合在一起，通过对设备的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑工程之间的优化组合所获得的投资合理、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活等特点的建筑物。智能建筑的基石是各个弱电智能子系统，但管理核心是楼宇管理系统（Building Management System BMS）与智能楼宇集成管理系统（IBMS），由这些系统进行最优化组合组成一个完整的智能建筑系统。

有的将IBMS译为 Intelligent Building Management Systems的缩写，认为BMS与IBMS仅仅是集成程度的不同，但概念相同。BMS集成了BAS，CCTV，SAS，FAS，CARD等系统，IBMS是BMS与OAS，PMS组成的智能集成系统，有的索性把BMS看作IBMS。把IBMS理解为BMS，缺少了大楼有关非设备信息的处理；把IBMS看作是由BMS、OAS、PMS简单的组合，没有充分挖掘智能建筑的信息处理智能化潜力，达到实用、智能的效果。作为智能建筑有机体，将IBMS理解为Information Building Management Systems更为合理。Information包含了智能建筑设备运行、联动以及相关建筑物其他信息的处理等内容，本身包含了集成（Integrated）内容，是BMS与楼宇相关的物业管理及其工作流有机结合的组合体，实现信息的自动处理与查询，改变了传统的信息管理系统。

通过IBMS，对建筑物进行的设备系统“分散控制、集中管理”，对物业信息自动处理与报警提示，实现信息资源的共享与管理、节约能源，提高工作效率和提供舒适的工作环境的管理，减少管理人员的劳动强度，提供了一个高效、便利、可靠的管理手段，实现了整个建筑物的智能监控与信息自动处理及有效管理。

系统集成将建筑内各子系统在物理上，逻辑上和功能上连接在一起，将子系统有机结合以实现信息、资源和整体任务的共享，生成能够涵盖信息的收集与综合、信息的分析与处理、信息的交换与共享的能力，在提高各子系统水平的基础上，对涉及不同学科、不同专业的各种子系统进行协调与优化，以增加少量的投资，求得总体的优化，从而得到更高的经济、社会和环境效益。

在《智能建筑设计标准》（GT/T 50314-2006）和《智能建筑评估标准》（DG/TJ08-602-2001）中，智能化集成系统都是其有机的组成部分，它可以对各智能化系统进行综合管理，实现资源共享、信息共享，增强对突发事件的响应能力。

节约投资：用户可以选择性价比最高的子系统，不被局限于特定的产品和品牌。IBMS对不同厂商不同类型的产品都有良好的集成能力和广泛的兼容性。

全面及时：IBMS对各子系统进行了综合集成，各子系统设备运行状态、故障和报警一目了然，可以及时应对各种突发事件。

跨系统联动：如当门禁发生非法闯入，立即联动相关摄像机，将实时画面切换到管理人员电视墙屏幕，同时进行录像，并进行报警提示。

节能环保：通过对各种能耗数据的实时监测，对不同类型耗能设备和能耗数据进行统计分析和节能诊断，为管理节能提供依据、为技术节能提供数据基础，及时发现各种节能潜力。

2 详细需求分析

2.1 项目技术要求 2.1.1 系统说明

智能化集成管理系统是整个会议中心大楼智能化系统的运行核心，智能化集成管理系统应采用分散控制、集中管理，系统可使管理人员通过统一的管理界面掌握整个大楼的设备运行情况，集中报警信号，并可在集成管理系统内实现各机电系统之间的联动。

2.1.2 系统集成内容

    

建筑设备监控系统(BAS) 公共安全系统 智能照明系统 能源管理系统 变配电系统

2.1.3 原则要求

系统集成功能应包括网络集成、功能集成、软件集成和操作界面集成等四个主要方面。

1）网络集成：搭建BMS 系统集成网络，各子系统服务器、工作站等管理层设备通过以太网组网，以标准TCP/IP 协议互相通信。

2）功能集成：对各子系统信息进行综合处理、通过开放式数据库生成综合信息，以实现各子系统之间的信息共享和集中的设备监控、报警管理和联动控制功能。

3）软件集成：通过标准的OPC、BACNET、API 等的数据交换/通信技术，方便地实现不同系统之间的数据交换和实时监控。

4）操作界面的集成：通过对各子系统的无缝集成，集成管理系统通过中文视窗操作系统、开放式通用数据库系统通过一个系统平台界面进行集成。

2.1.4 功能要求

智能化集成管理系统不但集成各子系统，同时自身作为智能建筑最核心的应用管理平台，

要求必须但不限于达到以下功能： 1、统一管理界面功能

管理人员通过工作站访问集成管理系统的服务器，掌握大楼各集成系统（机电设备）运行状况，在监控中心通过统一的界面实时监测并根据各分系统功能特点对其进行监控；

2、简单、直观的电子地图功能

智能化集成管理系统采用电子地图（统一采用45 度倾角式防区图）形式显各个子系统、设备及各楼层信息，使其操作界面简单、直观。

3、集中显示报警信息功能

各机电设备运行的报警信息，不仅在本系统的工作站界面上出现，而且能够集中显示在智能化集成管理系统的工作站上，并可以通过集中的短信平台将报警信息发给相关管理人员；

4、运行数据集中备份功能

智能化集成管理系统能定时收集各机电设备控制系统的状态数据，形成运行历史数据库。并形成多种历史数据表格以便管理人员定期查看。

5、机电设备管理功能

对设备的正常运行时间、停机时间、故障时间进行累计，形成运行周期的数据库，给出设备需维修维护的预测周期，记录设备的维修更换；

6、智能策略控制（决策辅助）功能

智能化集成管理系统在采集数据的同时，具备历史数据智能分析功能，系统可根据分析结果，在智能策略控制模块中设置联动控制策略，系统在适当条件下响应触发这些策略，达到系统优化和高效运行的目的。

7、安全管理功能

智能化集成管理系统要求实现全系统集中式的帐户管理、授权管理，可为不同级别的人员赋予不同的操作权限，防止系统信息泄露和被非授权人员所干扰。

8、WEB 访问

智能化集成管理系统应采用B/S 或C/S 架构，允许采用专用的客户端软件访问，也可以通过标准的WEB 浏览器进行访问。

9、本系统需根据会议总控平台集成功能要求提供标准的接口并开放协议。

2.2 设计目标

智能化集成管理系统的总体目标是通过综合集成技术，构造一个综合信息环境联系该建筑物内的空间、能源、物流环境，即通过对建筑物内各种信息资源的采集、监视和共享以及对这些信息的整理、优化、判断，给建筑物的各级管理者提供决策依据和管理的自动化；给建筑物的使用者提供安全、舒适、快捷的优质服务的一体化的综合管理的实时智能系统，实现建筑物的高功能、高效率和高回报率。在网络架构里，智能化集成管理系统是整个系统的核心，它以综合布线系统提供的数字信息通道为基础，并通过计算机网络通信设备、网络操作系统与其它子功能系统的信息接口，完成全局事件的综合性决策和系统信息的集成管理。

2.3 需求分析

随着计算机、网络和通讯等技术的进步和建筑智能化快速发展，智能建筑系统的集成技术也不断地由低级向高级发展,在各甲级智能化大楼和高档社区内也逐步成熟和得到应用。在智能建筑的发展过程中，一方面是楼宇自控、综合布线、综合保安、公共广播等系统日益众多，另一方面却由于缺少一个成熟的建筑智能化管理系统，使智能建筑所集成的软、硬件之间、系统与系统之间以及系统运行与实际管理之间出现了相互分割和难以协同的尴尬，很不适应客户监控与管理的要求。如何突破这种各个子系统分割运行的瓶颈，使智能建筑内的硬件平台、软件平台与应用系统之间，以及系统、信息、组织与管理之间实现高度融合和协调运行，已经成为智能建筑行业乃至社会各界普遍关注的焦点。对于一幢现代化的智能大厦，具有运行可靠，节约能源，方便管理这些都是大家所期待的。建筑智能化集成管理系统的应用，给开发商提供了良好的商机，给物业管理者提高管理水平，给业主或承租者得到优质服务提供了有力支撑。

集成管理系统应达到以下要求：  使用简单方便，无客户端数量限制  集中监控和管理  信息集成和综合  全局系统事件管理  一体化的分布式网络

 具备完善的设备运行管理体系，具备集成处理业务信息能力

2.3.1 系统集成的基础

智能建筑集成管理系统以综合布线系统提供的数字信息通道为基础，并通过计算机网络通信设备、网络操作系统与其它功能系统的信息接口，完成整个建筑全局事件的综合性决策、控制和系统信息的集成管理。同时要求系统能够为其他系统开放标准接口，实现信息共享与管理。

2.3.2 系统集成的内容

智能化集成管理系统(IBMS)是整个智能大厦弱电系统的最高监控与管理层，通过智能建筑集成管理系统（IBMS）可以对大厦的各种设备进行实时监控，综合管理，实现信息共享、数据分析和远程监控。通过采用先进、开放、灵活、易扩展的网络平台和标准的通信协议，使各系统的互连与互通信，使资源得到共享。应采用先进、成熟的技术对整个智能大厦的主要弱电子系统进行统一集成，形成一个统一的、相互关联的、相互协调、并可根据需要实现联动的综合管理系统，实现信息的高度共享。本项目要集成的基本子系统包括：

 楼宇自控系统

 入侵报警系统  视频监控系统  停车场系统  门禁系统  电子巡更系统  智能照明系统  能源管理  变配电监控系统  安全监控系统

系统集成提供了一套中央管理系统和数据库，通过不同的网关接口，将以上各子系统进行系统集成，以达到信息共享，自动完成数据采集、存储、分析工作，并在此基础上，提供完善管理功能。系统集成的目标是以系统集成、功能集成、网络集成和软件界面集成等多种集成技术为基础，遵循开放、先进、高效、可靠、经济、实用的原则，通过公共的高速通信网络，构筑起一个结构合理、性能良好、安全可靠的网络平台，运行和操作在统一的人机界面环境下，实现信息、资源和任务共享，完成集中与分布相结合的监视、控制和综合管理功能。

我们采用IBMS系统对以上系统进行集成。

3 设计依据

《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014 《民用建筑绿色设计标准》DB331092-2013 《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006 《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007 《综合布线系统工程施工及验收规范》GB50312-2007 《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007） 《语言清晰度指数的计算方法》GB/T 15485-95，

《电气安装工程接地装置施工质量验收规范》GB 50169-2006， 《供配电系统设计规范》（GB50052-2009） 《低压配电设计规范》（GB50054－2011） 《通用用电设备配电设计规范》（GB50055－2011） 《建筑照明设计标准》（GB50034－2013）

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012） 《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）2005 版 《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010

《20KV 及以下变电所设计规范》（GB50053-2013） 《火灾自动报警系统设计规范》（GB50166-2013） 《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007） 《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004） 《公共广播系统工程技术规范》GB-50526-2010 《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019-2003） 《中央空调水系统节能控制装置技术规范》GBT 26759-2011

4 系统详述

4.1 系统拓扑结构

目前国际上智能大厦集成管理系统的体系结构主要Client/Sever方式、Browse/Web/Server方式。本系统采用Client/Sever和Browse/Web/Server相互结合的方式。

整个系统采用分布式结构，系统由多个功能模块组成，根据项目的具体要求，整套系统可以部署在多台电脑上，也可以只部署在一台电脑上，电脑的数量根据项目的规模和需求来决定。 数据采集器终端IBMS管理终端IBMS服务器（子系统接口网关）移动终端IBMS监控终端数据库服务器Internet楼宇自控系统（BA）安全防范系统火灾自动报警系统（SA）(FA)办公自动化(OA)通讯自动化系统(CA)其它系统系统拓扑图

4.2 设计思想 4.2.1 实用性原则

根据大厦在日常管理中的设计要求来设定集成管理的内容，不考虑华而不实的桌面功能。

4.2.2 开放性和标准化

集成后的系统应是一个开放系统，系统集成的过程主要是解决不同系统和产品间接口和协议的“标准化”，以使它们之间达到“互操作性”。它提供标准数据接口、网络接口、系统和应用软件接口。系统开放性特征是：

 可扩展性、灵活性好；  兼容性和应用软件可移植性强；  可维护性好、生命周期长。

4.2.3 模块化

系统要严格按照模块化结构方式开发，以满足通用性和可替换性。采用模块化设计，分布实施的战略。

4.2.4 易维护原则

智能化系统是一项技术要求高且系统之间相互关系复杂的系统，因此，在系统维护上其难度大大高于一般的独立子系统，这样就会给系统今后的运作造成困难，因此，在系统设计中强调系统的易维护性，操作人员无需使用过多的专用的工具和仪器，保证系统的维护简单。

4.2.5 先进性

系统要与技术发展潮流相吻合的产品，建立一个可扩展的平台，保护前期工程和后继先进技术的衔接，使系统具有先进性。

4.2.6 经济性

经济成本是系统集成必须考虑的因素之一，要求系统设计者从系统目标和

用户需求出发，经过充分论证，选择适合的产品。系统建设始终贯彻面向应用、注重实效的方针，坚持实用、经济的原则，其经济性应包括以下内容：

   

系统本身的价格（包括系统、技术服务和培训） 对系统实施的特殊要求所需的费用 对系统集成所需的有关费用

在满足性能要求的前提下尽最大可能使整个系统能获得更大的收益。

4.2.7 安全性和保密性

在系统设计中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，

因为我们的系统分别针对不同的应用和不同的通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。

4.2.8 高效率

系统效率高低，体现在系统性能中，主要包括以下几个方面：  系统实时响应与控制能力；  服务器响应请求的能力；  系统的吞吐能力。

4.2.9 节能性

系统设计应具有节能环保意识，在保证需求的条件下，能提供能源管理和能耗统计分析功能，千方百计减少能耗，为管理节能提供依据，为技术节能提供技术手段，以保证绿色、健康与经济目标的实现。

4.3 系统集成模式

目前，国际上在智能大厦系统集成技术实现方面主要有两种模式:

4.3.1 基于BA的管理自动化系统BMS(Building Management

System)模式

BMS以BA系统为基础和平台，并且增加有关信息通信、协议转换和控制管理等模块，使智能建筑中各类子系统以它为核心进行集成，它运行于BA中央监控管理级计算机上，实现对各类子系统和设备的信息管理和监控。

4.3.2 综合管理自动化系统MAS(Management Automation

System)模式

MAS是在BA、消防、通信等子系统的基础上建立一个独立的监控和管理中心，它运行于中央管理计算机（或中央管理计算机系统联网的多台计算机）上，是整个智能建筑的集成或总控中心。

一般来说，BMS系统以BA系统运行工作平台为基础，同时汇集其他子系统的信息，减少了各子系统分散控制的复杂度，提高了大楼智能子系统之间的耦合度。BMS强调系统控制的实时性和可靠性，对大楼的物业管理缺乏统一的考虑，系统的开放性和扩展性比较差。MAS系统是以“集中管理”为特征，除了一般的监控画面外，更强调各智能子系统协同管理的重要性。它从大楼业主管理的角度出发，全面监测各智能子系统联动的真确性和可靠性，为管理者提供科学的决策依据。它强调数据的“可管理性”，提供通用的数据接口，以便于同办公自动化系统的一体化集成。

我们的集成管理系统方案采用MAS模式。大楼各智能子系统以综合管理自动化系统平台为核心进行系统集成。

4.4 技术实现方式

从功能和技术实现的途径将智能大厦系统集成实现方式分为三种类型：子系统功能集成、控制网络和信息网络集成、信息系统的集成。

4.4.1 子系统功能集成

各生产厂商早期无统一的通讯协议，这样不同系统的连接是通过一些硬连接，如继电器或简单的通讯接口，或者专门为某一类产品开发专用的网关来完成系统间的通讯。比如电梯和楼宇设备自动化系统的联网集成，电梯和安保系统的集成大多数采用硬连接方式。然而，这种集成方式只适用于特定的系统，如果系统发生变化或者控制软件及系统升级，就有老的联网设备不能完成通讯功能的问题。另外，这种功能集成一般较为简单。

采用这种集成方式，系统耦合程度高，要求两个系统相互之间的通讯协议或工作流程相当熟悉，以防止产生相互串扰而直接影响两个系统的正常运行。因此在技术上完全依赖于集成系统双方的技术方面的协调，施工过程中容易产生相互扯皮的情形，特别是设备出了故障难以确定双方的责任范围。另外，由于该接口不具备开放性和可扩展性，一方系统的升级或扩充必然对另一方产生影响，从而造成系统运行维护的困难。

4.4.2 控制网络和信息网络集成

现场总线技术是80年代末90年代初发展起来的应用于过程自动化和制造自动化领域的现场设备互联网通信技术。一个现场总线控制系统,可以被看作由数字通信设备和监控设备组成的分布式系统。它的出现将使传统的自动化控制系统产生革命性变革，变革现有系统的体系结构、设计方法、安装调试方法和产品结构。

随着现场控制总线技术在楼宇自动化设备的广泛应用，以及现代通讯系统和计算机网络系统的普及，控制网络和信息网络技术开始走向集成化。这种集成方式将网络分为几级，如采用三级模式：主干网、二级网和三级网。主干网主要连接大楼管理终端，如物业管理、办公自动化等，连接方式采用信息网络（Ethernet网络）；二级网主要连接设备管理终端，如CCTV系统终端、BAS设备管理中断等，网络连接方式仍然为信息网络（Ethernet网络）；三级网为现场总线网，采用国际上通用的标准如BACnet、Lonworks等，某些专用的系统仍然可以采用网关方式。三种模式的网络由集成网络管理软件控制信息流向，数据操作的权限。

建筑物自动化系统的网络，是以RS485总线或LonTalk总线为纽带的控制网络，是以完成实时控制数据传递而实现建筑物设备控制自动化的网络。控制网络经历了集散式到平面式的发展历程，前者是RS485总线，后者是LonTalk总线。RS485是广泛采用的控制总线接口标准。美国标准ANSI／ASHRAE 135 BACnet中，对控制总线接口标准或通讯协议，采纳了RS485、 RS232和LonTalk。在集散式控制系统中，RS485几乎是所有供应商采用的控制总线标准。我国标准JGJ／T16-92中对建筑物自动化系统的容量规定，中型系统是161-650点，大型系统是651-2500点，RS485总线是比较合适的。LonTalk总线是LonWorks技术使用的控制总线，它是测控合一双向通讯的平面式控制总线，即在JGJ／Tl6-92分级分布式结构中，第一级传感器执行器也直接连入控制总线的新型单层网络控制系统。由于取消了第一级设备层，这种控制网络有时被称为“平面式”控制网络。目前，建筑物自动化系统，以集散式和平面式共存在一个系统中的较好，可以把集散式和平面式两者的优点都发挥出来。

就智能大厦而言，目前使用比较多的控制网络为BACnet和LonWorks，其他的控制网络技术还有C-Bus、DeviceNet等。在智能大厦中另外一种网络既是我们熟悉的办公自动化网络—数据网络。目前数据网络主要有Ethernet网络、Novell网络、Token Ring网络等。但是目前广泛应用的还是以Ethernet网络为主。

4.4.3 信息系统的集成

随着信息系统以需求为中心及Internet网络技术的发展，一种面向用户的商业服务以及在Internet技术基础上的远程监控的需求越来越成为发展的趋势。在这种新概念的促使下，系统集成技术越来越趋向于Internet/Intranet基础上的

以Web浏览器和数据库为核心的信息网络集成。在该集成模式上，技术的特征是面向用户和Internet的，而不是仅仅注重大楼内部不同系统之间的信息通讯。通过开发数据库互连，实现物业管理数据库和办公自动化互联，提供综合全面的信息与数据。

信息网络集成解决的主要技术是从要集成的各子系统中得到大楼的设备运行状态和故障报警信息，以便统一纳入以太网中。主要的技术关键是各子系统的接口和大楼的管理模式以及各子系统的联网问题。

4.4.4 三种集成方式的比较与分析

三种智能大厦系统集成的技术实现方法反映了开发智能大厦集成管理系统的所遇到的主要技术特征。一般来说，在开发一个实际的智能大厦集成管理系统时都会遇到上述的系统集成方式。在本设计方案中，我们采用信息系统集成方式。原因如下：

1) 采用子系统功能集成方式，一般适用于功能比较简单，被集成的设备

没有数据通讯接口，只有端子连接线方式。一般在集成功能比较简单的机电设备为主。

2) 由于控制网络协议的标准推广还没有真正达到工程化实用的程度，所

有真正全部采用BACnet或者LONWORK的楼宇设备自动化系统的产品还比较少。这使得实现控制网络和数据网络集成的技术实现难度比较大。在实际的工程中，采用一体化网络集成的方式主要是一些楼宇设备控制系统厂商在全部采用本公司产品系统的情况下采取的系统集成方式。

3) 采用信息系统集成的方式，是目前智能大厦集成管理系统技术实现所

采用的流行方式。由于各子系统提供的数据通讯接口比较统一，因而在系统开发过程中比较容易实现。在该集成模式上，技术的特征是面向用户和Internet的，而不是仅仅注重大楼内部不同系统之间的信息通讯。通过开发数据库互连，实现物业管理数据库和办公自动化互联，提供综合全面的信息与数据。 三种智能大厦系统集成的技术实现方式还反映了建筑智能化系统技术发展的趋势。在网络化和信息化发展的今天，电子信息技术已逐渐深入到大楼的机电设备系统之中。采用国际通用的网络通信标准的产品已是大势所趋，而建筑信息集成是将来智能大厦系统集成技术的主要方向。这也同信息技术发展的方向是一致的，这就是标准、开放和互连。

4.5 IBMS体系结构

从逻辑结构上集成系统可分为以下几层：  子系统设备层

 接口通讯层  数据逻辑处理层  应用层

4.5.1 子系统设备层

子系统设备层包含所集成的所有子系统：楼宇自控系统、入侵报警系统、视频监控系统、停车场系统、 门禁系统、电子巡更系统、智能照明系统、 能源管理、变配电监控系统和安全监控系统。

通过IBMS集成平台，把所有的子系统有机融合在一起，为用户提供协调一致的整体服务。

4.5.2 接口通讯层

接口通讯层在子系统设备层与数据逻辑处理层间构筑起标准化数据交换通道，屏蔽不同系统之间通讯的协议细节：

 对子系统采集的数据做标准化编码，为上层提供数据

 将上层发送的指令进行解码转化成子系统格式，指挥子系统动作

TCP /IP IBMS 传输协议转换 COM 业务逻辑 处理 IBMS标准化解码 IBMS标准化编码 OPC 子系统 传输协议转换 SNMP XXX 数据逻辑处理层 接口通讯层

子系统设备层

接口通讯层针对不同的系统，不同的接口协议和规范提供不同的网关，网关通过子系统的管理系统进行通讯完成对子系统现场设备信息的采集和处理，网关一般不直接和子系统的设备直接通讯，而是通过子系统的管理系统完成，从而避免侵入性，保证子系统的安全稳定地运行。网关采用标准化的通信协议，完成对不同厂家的产品的通信连接，进而对完成现场的信息采集和设备控制。因为不同系统的通讯协议、通讯方式各不相同，目前并没有统一的标准。网关

接口处理不同系统的通讯协议，为上层提供统一的设备消息，屏蔽了和不同系统之间通讯的协议细节。同时将将监控服务器发送来的信息转换成相应子系统认可的协议和格式，完成对各子系统的控制和管理。网关支持多种通讯方式：RS232/RS485串行口方式、OPC、DDE、NetAPI、Socket、Modbus、ODBC/ADO/JDBC、JMS、RMI、WebService，对于非标准协议，可以针对子系统提供的协议或SDK进行定制开发。

4.5.3 逻辑处理层

逻辑处理层是整个GF-IBMS集成管理平台的核心，它对来自于接口通讯层的数据作及时的处理，完成全局联动和计划任务，同时在各子系统间、综合应用层中的相关应用与子系统间构建起沟通的桥梁。

中央数据库 动作指令 综合 应用 实时监控 子系统数据通讯 数据 交换 数据处计划任务 综合应用层

全局联动 数据逻辑处理层

接口通讯层

这是整个系统的核心部分。主要作用是：

 封装了数据处理逻辑，统一处理网关接口发送的设备消息，将处理后

的结果存入数据库。同时接收用户发送来的控制信息，作相应处理后再分别发送给相应的网关接口，由网关接口通知相应子系统完成相应处理。

 根据事先制定的联动表，当子系统事件发生时，联动本系统的设备和

相关系统的其他设备。  执行跨系统的计划任务。

4.5.4 综合应用层

综合应用层包含各种客户化的综合应用：安全认证、权限管理、系统配置管理、设备管理与维护、日志管理、物业管理等。

IBMS层次结构图

4.5.5 用户操控界面

本系统的设计将通过用户友好的界面使大厦管理人员能更快捷、有效及方便地管理大厦智能化系统。

用户显示界面将采用大厦实际平面图、系统设备的物理分布图及各子系统的实际连接性系统图的平面图，以动态图标显示方式表示系统的实时状态，管理员能随意的选择进入大厦的任何楼层和子系统，并能按需要再深入的进入更深及更详细的系统环境。在有报警或异常状态的情况下，能自动弹出有关报警信息以便管理员能尽快的解决问题。

在系统用户界面的操控方面，系统的应用基本上只需要鼠标便能做出各主要操控、调配及监视的功能运作。管理人员的所有指令都经过用户操控界面的翻译及传递到各个指定的设备，使它们执行设定的任务。在此基础上用户操控界面也同时接收各个设备所发出的信息，在经过处理后以管理员可读的界面显示方式显示出来。

4.6 子系统集成原理

GF_IBMS通过协议转换网关(PTG Protocol Transfer Gateway)对子系统集成，协议转换网关也叫设备（子系统）驱动，经通讯协议转换后，统一通过计算机网络（TCP/IP协议）与系统集成平台通讯。GF_IBMS系统的协议转换接口网关提供了多种通讯接口，在与GF_IBMS数据采集终端的通讯可以采用TCP/IP或串口(RS232)，同时协议转换网关留有很大的扩展余地，能够根据不同的子系统灵活的配置和进一步的开发。

GF_IBMS系统可以通过与子系统的管理软件进行通讯的方式来进行对接，也支持直接与子系统的主控设备进行通讯的方式来进行对接。GF_IBMS提供了多种标准的协议转换网关，如：OPC、Modbus、DDE/Net DDE等，对于哪些非标准的子系统接口，可以定制开发对应的协议转换网关。

下面是主要的协议转换网关的接口方式：

4.6.1 OPC协议转换网关

OPC(OLE for Process Control ) 微软提出的工业数据交换的标准，提出后得到很多厂家响应。它基于DCOM技术，定义了OPC Server/OPC Client连接的标准。完整的OPC包括三个服务：数据存取服务Data Access Server,报警和事件服务Alarm&Event Server和历史数据服务History Data Server。通过这三个接口服务可方便采集实时数据、历史数据和报警事件数据。OPC协议转换网关作为OPC Client。

GF_IBMS系统提供了标准的OPC协议转换网关。

4.6.2 Modbus协议转换网关

Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。Modbus已经成为国家标准GB/T19582-2008。

GF_IBMS系统提供了标准的Modbus协议转换网关。

4.6.3 基于Web Service的协议转换网关

Web Service是基于网络的、分布式的模块化组件，它执行特定的任务，遵守具体的技术规范，这些规范使得Web Service能与其他兼容的组件进行互操作。Web Service也是一个国际标准协议，它本身具有自我描述的特征。 基于Web Service的协议转换网关是通过产品厂商发布的Web Service接口来开发的，GF_IBMS网关利用子系统提供的Web Service接口获取子系统信息，也可对子系统进行控制。这种方式由于具有标准化、跨平台的特性，越来越多的子系统会提供这种模式，以后会成为主流。

采用Web Service方式接口的子系统，产品厂商也必须提供相应的接口说明文档。

4.6.4 DDE/Net DDE协议转换网关

DDE/Net DDE方式：DDE(动态数据交换)/ Net DDE(网络动态数据交换)，是微软在等16位Window 中提出的一种数据交换交换标准。子系统管理软件作为DDE Server,GF_IBMS网关作为DDE Client与子系统交换数据，如江森的Metasys系统。DDE/Net DDE方式在数据量很大时反应速度很慢，并容易死机。交换3000监控点左右数据量需近8分钟,不推荐采用。

4.6.5 Socket协议转换网关

采用网络套接字交换数据，分为TCP方式（流套接口）和UDP方式（数据报套接口）。流套接口提供了双向的，有序的，无重复并且无记录边界的数据流服务。数据报套接口支持双向的数据流，但并不保证是可靠，有序，无重复的。

采用Socket方式通讯的子系统，会自定义一套通讯协议，子系统接口网关通过该协议与子系统进行数据交换。该方式要求产品厂商提供协议文档。

4.6.6 串口协议转换网关

采用串口交换数据，分为RS232方式、485、USB等方式。串口通讯有两大类，一类是总线式，这种方式一般是采集器终端直接和硬件主控设备间通讯，同一链路上的每个设备都有一个不同标识(地址)，485就是这种通讯类型。另一类是点对点方式，这种方式大多数也用于采集器终端直接和硬件主控设备间通讯，由于是一对一方式的，设备不用进行标识。

采用串口方式通讯的子系统，会自定义一套通讯协议，子系统接口网关通

过该协议与子系统进行数据交换。该方式要求产品厂商提供协议文档。

4.6.7 基于数据库的协议转换网关

采用数据库来作为数据传递媒介，发送方把数据存储到数据库指定表中，接收方通过循环查询方式，读取数据。标准数据库一般提供ODBC以供其他软件对其访问，或者Api接口对其访问，也可以通过开放数据库表结构方式。GF_IBMS网关作为数据库用户获取数据。但是通过数据库方式一般是单向的，即可获取数据，但是不能对其控制。

采用数据库方式接口的子系统，产品厂商也必须提供相应的协议文档或数据库存取API接口。

4.6.8 基于SDK的协议转换网关

基于SDK的协议转换网关是通过产品厂商提供的Api函数接口来开发的，GF_IBMS网关利用Api函数获取子系统信息，也可对子系统进行控制。这种方式Api函数一般是专用的，每个系统均不一致。比如视频监控系统一般就通过这种方式。

采用SDK方式接口的子系统，产品厂商也必须提供相应的协议文档和SDK开发包。

4.7 对子系统接口要求

GF_IBMS系统架构在各子系统之上，各子系统必须提供相应的协议GF_IBMS才能对其进行集成。子系统接口应该满足下列要求

1) 免费开放其接口协议，其协议应当能使GF_IBMS系统获取其系统内

的必需信息

2) 同时提供协议所需要的软硬件模块：当其接口协议需要其他软硬件模

块才能通讯时，应当一并提供，如OPC协议，应当同时提供OPC Server。 3) 接口协议的通讯速度应当满足用户要求

4) 在项目实施过程中，甲方协助我方和子系统厂商一起协调解决接口协

议

5) 子系统的厂商为GF_IBMS的接口调试和测试提供完全的协助和配合 6) 为满足用户控制和联动控制需要提供控制功能的子系统还应当满足

下列要求：

 保证子系统运行安全，控制功能符合行业要求和规范  子系统同意对其控制，开放控制协议和控制内容

根据所集成的内容，对各子系统要求如下：

4.7.1 楼宇自控系统

1) 通讯方式和通讯协议：通过OPC、Socket、Web Service、API等其中

哪种方式进行通讯，并提供相应的通讯协议。

2) 点位信息：提供对空调、变配电、给排水、排风、照明、冷热源等系

统所有点的状态、报警和故障的监视和相应的控制功能的说明。 3) 点位表：提供点位表、编码表和平面布置图。

4.7.2 视频监控系统

1) 通讯方式和通讯协议：提供SDK开发包。

2) 点位信息：提供对摄像机、云台状态、报警和故障的监视和摄像机画

面切换、云台控制功能的说明。

3) 点位表：提供点位表、编码表和平面布置图。

4.7.3 防盗（入侵）报警系统

1) 通讯方式和通讯协议：通过OPC、RS232、RS485、Socket、Web Service、

API等其中哪种方式进行通讯，并提供相应的通讯协议。

2) 点位信息：提供控制器、报警探头状态、报警和故障的监视功能。 3) 点位表：提供点位表、编码表和平面布置图。

4.7.4 门禁管理系统

1) 通讯方式和通讯协议：通过OPC、Socket、Web Service、API等其中

哪种方式进行通讯，并提供相应的通讯协议。

2) 点位信息：要求读卡机和通道门的状态、故障、报警状态、监视，提

供门禁开关控制功能，提供刷卡实时记录及历史记录，或开放数据库结构，提供字段说明。

3) 点位表：提供点位表、编码表和平面布置图。

4.7.5 停车场系统

1) 通讯方式和通讯协议：通过OPC、Socket、Web Service、API等其中

哪种方式进行通讯，并提供相应的通讯协议。

2) 点位信息：提供车库管理系统中设备读卡机、控制器、挡车臂、车位

等监视和相应控制功能，提供车辆实时出入记录及历史记录，或开放数据库结构，提供字段说明。

3) 点位表：提供点位表、编码表和平面布置图。

4.7.6 电子巡更系统

1) 通讯方式和通讯协议：通过OPC、Socket、Web Service、API、数据

库交换等其中哪种方式进行通讯，并提供相应的通讯协议。

2) 点位信息：提供巡更点、巡更线路、巡更人员、巡更状态等信息，提

供巡更记录及历史记录，或开放数据库结构，提供字段说明。 3) 点位表：提供点位表、编码表和平面布置图。

4.7.7 智能照明系统

1) 通讯方式和通讯协议：通过OPC、Socket、Web Service、API等其中

哪种方式进行通讯，并提供相应的通讯协议。 2) 点位信息：设备的运行状态、故障、报警状态，灯组控制模式（开关、

可调光），场景等。

3) 点位表：提供点位表、编码表和平面布置图。

4.7.8 能源管理

1) 通讯方式和通讯协议：通过OPC、Socket、Web Service、API等其中

哪种方式进行通讯，并提供相应的通讯协议。

2) 点位信息：水表、电表、气表等设备的运行状态、故障、报警状态，

各点位实时数值，历史数据、趋势等。

3) 点位表：提供点位表、编码表和平面布置图。

4.7.9 变配电监控系统：

1) 通讯方式和通讯协议：通过OPC、Socket、Web Service、API等其中

哪种方式进行通讯，并提供相应的通讯协议。

2) 点位信息：设备的运行状态、故障、报警状态，电压、电流、电度、

功率、频率等状态值，开关控制等。

3) 点位表：提供点位表、编码表和平面布置图或原理图。

4.7.10 安全监控系统

4) 通讯方式和通讯协议：提供SDK开发包。

5) 点位信息：提供对摄像机、云台状态、报警和故障的监视和摄像机画

面切换、云台控制功能的说明。

6) 点位表：提供点位表、编码表和平面布置图。

5 产品介绍

5.1 系统功能介绍 5.1.1 子系统集成

GF_IBMS平台作为各系统运行信息的交汇与处理的中心，对汇集的各类信息进行分析、处理和判断，对楼宇自控系统、入侵报警系统、视频监控系统、停车场系统、门禁系统、电子巡更系统、智能照明系统、能源管理、变配电监控系统和安全监控系统进行统一监控和管理，并为管理部门提供数据接口，使各子系统和设备始终处于有条不紊、协调一致的高效、经济的状态下运行。 通过系统集成，构筑中央监控与管理界面，通过可视化的、统一的图形界面，管理人员可以十分方便、快捷地对系统所包容的所有子系统进行实施监视、控制和集中的统一管理，生动形象地显示所有子系统设备的运行状态，并可以实现跨子系统的联动功能。当子系统设备发生故障报警时，集成管理系统直观形象地显示其设备位置和报警信息，提示管理人员进行处理，并可以执行相关的联动动作。 5.1.1.1 楼宇自控系统

1) 机电设备运行状态监视：监视机电设备的运行状态，运行参数，通过

接口与集成管理系统相连，集成管理系统通过工作站可以进行设备运行状态的集中监视和查询。

2) 故障报警显示：当设备出现故障或超限报警时，集成系统将利用报警

功能显示相应的故障报警信息。定位故障报警设备的位置和名称，提示处理方案，记录处理过程。

3) 具有直观形象的图文显示功能和电子地图功能。

4) 统计分析所有设备的当前运行状态和历史报警故障报表。

5) 在BMS 的管理计算机上，能以平面图、系统图、透视图和表格等多

种方式，显示所有BAS 监控系统的构成与设备的实时运行、故障、报警状态。

6) 在IBMS 的管理计算机上，操作者在控制权限内，可直接监控任何一

台设备，并可实施远程设定与控制。 下图是BA系统新风机和冷冻系统监控画面：

BA系统集成界面

5.1.1.2 视频监控系统

1) 电子地图显示摄像机布局

2) 当发现入侵者时，准确报警，并以报警平面图方式显示。

3) 当发生报警时，可快速将报警点所在区域的摄像机机自动切换到指定

显示器，显示报警画面。

4) 在GF_IBMS 的管理计算机上，操作者可操控权限内的任何一台摄像

机或观察权限内的显示画面，还可利用鼠标在电子地图上对电视监控系统进行快速操作。

5) 支持局域网内多人同时远程视频监控。支持云台控制及画面切换、放

大、缩小、变焦、移动。

CCTV系统集成界面

5.1.1.3 入侵报警系统

1) 在GF_IBMS 的管理计算机上，可与安全防范控制中心同步实时监视

安全防范系统与入侵报警系统主机、各种入侵探测器、报警探头、手动报警器等的运行、

2) 当发生入侵时，应能准确报警，并以图像或声音等方式实时向管理者

发出警示信息，直至管理者做出反应。

5.1.1.4 门禁系统

1) 监视门禁设备状态、各通道管制门的开/关状态、非法刷卡报警、非法

闯入报警和长时间开关异常报警等。一旦门出现异常情况，进行报警定位，在监控楼面图的相应位置显示报警信息。

2) 操作者可操控权限内的任意一个门，如：开门、设置门的常开、常闭

和恢复自动控制。

3) 可以实时监控人员的出入状态。

4) 可以查看门最近进出人员资料和历史资料。

5) 能实现信息共享，并自动与消防等相关子系统联动。

5.1.1.5 停车场系统

1) 在IBMS 的管理计算机上，能获取停车场的车辆流量、车位及其他实

时管理信息，与停车场管理中心同步实时监视停车场管理系统主机等运行、故障、报警等信息，并以动态图象报警平面图和表格的形式实时显示。

2) 能实现信息共享，并自动进行与有关子系统之间的联动控制。

3) 在IBMS 的管理计算机上，经授权的操作者可发出控制命令，同时存

储记录，但不能修改收费信息。

4) 当发生事故时，能准确报警，并以图像或声音等方式实时向管理者发

出警示信息，直至管理者做出反应。

5) 能提供信息，以便物业管理等部门共享停车场管理系统的信息资源，

进一步实现系统集成和统一收费等服务功能。

5.1.1.6 智能照明系统

1) 灯光状态监视与控制：在电子地图界面上监视和控制各灯组的开关状

态、调光参数。

2) 场景状态监视与控制：在电子地图界面上监视和控制场景状态。 3) 故障报警显示：当设备出现故障或超限报警时，集成系统将利用报警

功能显示相应的故障报警信息。定位故障报警设备的位置和名称，提示处理方案，记录处理过程。

4) 具有直观形象的图文显示功能和电子地图功能。

5) 统计分析所有设备的当前运行状态和历史报警故障报表。

6) 在GF_IBMS 的管理计算机上，操作者在控制权限内，可直接监控任

何一台设备，并可实施远程设定与控制。

5.1.1.7 电子巡更系统

1) 在电子地图上监视各巡逻点的状态，监视当地巡逻人员位置。一旦巡

逻人员发现异常情况，进行报警定位，在监控电子地图的相应位置显示报警信息，并以图像或声音等方式实时向管理者发出警示信息，直至管理者做出反应。

2) 可以查看各巡逻点最近的巡逻状况和历史资料。 3) 能实现信息共享，并自动与相关子系统联动。

5.1.1.8 能源管理系统

1) 在监控电子地图的显示计量表（水表、电表、气表等）相应位置，并

实时显示各计量表的当前计量值，一旦计量表有故障能显示报警信息，并以图像或声音等方式实时向管理者发出警示信息，直至管理者做出反应。

2) 能显示各计量表的各种统计图和趋势图。

3) 根据区域、功能和用途对楼内相关联的能耗项目进行分表计量，如冷

热源、供配电系统、照明、办公设备和热水能耗。根据区域和功能、用途对设备进行分表分项计量。

5.1.1.9 变配电监控系统

1) 在变配电原理图上显示各点位的当前计量值，一旦计量表有故障能显

示报警信息，并以图像或声音等方式实时向管理者发出警示信息，直至管理者做出反应。

2) 在变配电原理图上显示各电闸的开关状态，操作者可操控权限内的任

意一个电闸的开关状态。

3) 能显示各计量表的各种统计图和趋势图。

5.1.1.10 安全监控系统

1) 电子地图显示摄像机布局

2) 当发现入侵者时，准确报警，并以报警平面图方式显示。

3) 当发生报警时，可快速将报警点所在区域的摄像机机自动切换到指定

显示器，显示报警画面。

4) 在GF_IBMS 的管理计算机上，操作者可操控权限内的任何一台摄像

机或观察权限内的显示画面，还可利用鼠标在电子地图上对电视监控系统进行快速操作。

5) 支持局域网内多人同时远程视频监控。支持云台控制及画面切换、放

大、缩小、变焦、移动。 5.1.1.11 短信报警

用户可以根据实际的需要设定好哪些设备报警需要进行短信发送的，也可以设置短信发送的对象。一旦该系统发现报警现象，系统就会根据这个设定，报相应的报警信息发送给队列中的手机用户，及时通知进行报警处理。

5.1.2 集中报警和事件处理

通过集成监控计算机，大厦管理人员可以集中监视和处理各子系统的设备故障和报警。系统记录操作人员对事件的处理过程和结果。

当系统检测到故障报警时，在突出位置显示故障报警的设备信息，地点，给出事件处理方案，根据需要联动相关的子系统，记录操作人员对事件的处理过程和结果。

系统对所有的报警提供统一的报警显示和处理模块：报警显示、报警定位、报警事件处理、报警视频和录像查询、报警复位、历史记录管理、历史记录查询；报警信息包括用户定义报警事件的级别、报警联动流程、报警事件处理流程、报警显示与提示信息等，系统在报警发生时根据相应的预案设置，引导操作人员的决定，并记录所有工作过程。

5.1.3 系统联动

GF_IBMS系统提供了更有效地对各类事件进行全局管理的能力，提高了对突发事件的快速响应能力。管理者通过事先软件的设置和编制联动响应程序，通过集成一体化界面的联动状态图形，达到全局事件的联动控制，实现IBMS系统整体的防灾能力。

主要的联动关系如下：

5.1.3.1 入侵报警和CCTV系统

当入侵报警系统发生警报，联动CCTV系统的摄像机进行显示。

5.1.3.2 入侵系统与门禁系统

为防止偷盗人员逃跑，入侵系统直接将报警信号送入门禁系统区域控制器，区域控制器自动关闭相应楼层门禁，使得刷卡或出门按钮开门无效。

5.1.3.3 门禁和CCTV系统

当门禁系统监测到有非法入侵时，门禁系统将报警信息送入IBMS，IBMS联动CCTV自动显示门禁前情景。

5.1.3.4 其它联动

GF_IBMS支持任意点位值变化事件和告警事件来驱动对其它点位的控制，在配置管理工具中，专门提供了一个可通过图形化的方式直观地配置联动关系的界面，用户可以查询、添加、修改或删除子系统设备间的联动关系。

5.1.4 电子地图、动态图形显示

系统提供整个建筑物的中央监控与管理界面，通过可视化的、统一的图形界面，管理人员可以十分方便、快捷地对系统所包容的所有子系统进行实施监视、控制和集中的统一管理，生动形象地显示所有子系统设备的运行状态；系统提供彩色动态图形显示，包括楼层的平面图及机电设备系统示意图。

 系统选择和透视：操作员可从图形上切换不同系统或平面图形。

 动态数据分析：图形中所有监控点的数值或状态是动态显示，即显

示它们的实际位置和当前数值或状态，各点自动更新。

 报警定位：当某点发出报警时，系统发出提示，其中的报警点会以

事先指定的颜色不断闪烁，以提醒操作员报警点的位置，并记录处理过程。

5.1.5 提供开放的数据结构，共享信息资源

随着计算机技术和网络技术的高速发展，信息环境的建立及形成已不是一件困难的事，虽然系统产品供应商们正在努力制订各种应用层次的通讯协议标准，在目前条件下，真正限制信息系统发展的是不同数据类型之间的信息交换或者说是系统之间的通讯接口。传统上各系统自成体系工作，并不和外界交换信息。由于数据结构、通讯格式的不同，集成管理系统无法采集所需的资料，用户花费大量资金、心血建立的信息服务系统、物业管理系统、设备维护系统、决策服务系统等就不能发挥应有的潜在能力。GF-IBMS集成

管理系统将真正解决这样的数据、信息交换问题。它建立在一个开放的工作平台，采集转译各子系统的数据，建立对应系统的服务程序，接受网络上所有授权用户的服务请求，实现数据共享，同时可以为物业管理系统等其他系统提供数据。这种网络环境下的体系结构使集成管理系统充分发挥其强大的功能。

5.2 产品性能介绍

GF_IBMS集成平台的总体结构是结构化和模块化的，具有很好的兼容性和可扩充性，既可使不同厂商的集成管理系统到一个管理平台中，又可使系统能在日后得以方便地扩充，并扩展另外厂商的系统。GF_IBMS系统能够对各种子系统提供很强的集成能力，能够集成大规模的子系统设备，应对大量的客户端访问。

 对子系统数量和子系统下的点位数量无限制  对客户端数量无限制

 集成平台对信息进行采集处理时间小于2秒（子系统数据时延不计

在内）

 集成平台客户端显示数据时间小于2秒