系统集成是指将各自分散的、相互独立的系统，有机的集中于一个统一的环境之中，运行于同一个操作平台之下，高效率的完成规定的任务。集成后的系统不是原来各个系统的简单叠加，而是各系统的有机综合，使系统的运行机制与结构，系统服务与管理等功能产生质的提高与飞跃。
楼宇自动化系统集成可简单定义为：将建筑内不同功能的自动化子系统在物理上、逻辑上和功能上连接在一起，以实现信息综合、资源共享，使楼宇自动化系统的功能与性能在各个独立子系统的基础上产生质的提高。
1 楼宇自动化系统集成的基本原则
在楼宇自动化系统集成系统设计过程中，应遵循下面各项原则。
1.1 实用性原则
不同类型的智能大厦，由于其用途不同，功能各异，楼宇自动化系统的总体结构和功能需求也有所不同。在集成系统设计时，应根据具体情况，按照建筑的特点和实际需要，制定实用、可行的系统集成方案。
1.2 可实施性原则
由于多种因素(资金、市场、技术等)的影响，大型项目的工程有可能分阶段实施，这一点在进行楼宇自动化系统集成设计时应予以特别考虑。好的系统集成设计，最终的集成系统功能并不会由于工程的分段建设而受到影响；同时还应兼顾系统未来的扩容和功能提升的需要。
1.3 开放性原则
开放性原则在系统集成的过程主要解决不同系统和产品间接口与协议的“标准化”问题，以便它们之间达到“互操作性”，这是当今各种产品和技术的发展趋势。系统开放性的特征表现为：系统灵活性好且具有可扩展性、系统兼容性和应用软件可移植性强以及系统生命周期长且系统可维护性好。
1.4 经济性原则
经济性是衡量楼宇自动化集成系统优劣的重要标志之一。这就要求系统设计者从系统目标和用户需求出发，进行前期建设投入与后期管理投入的综合评价，尽可能使楼宇自动化集成的建设费用和管理费用经济合理。后期的管理费用主要有四项：能耗费、管理人员费、设备维修保养费和设备更新与系统升级换代费用。
1．5 信息与资源共享原则
集成系统可实现整个楼宇自动化系统物理的硬件设备和逻辑上的软件资源的共享，利用最低限度的设备和资源来最大限度的满足用户对功能实现上的要求。
1.6 运行优化原则
通过系统集成，能够在子系统功能的基础上，方便地实现整个系统的联动与综合调度，优化系统运行。
1.7 方便管理与便于决策原则
由于信息共享，楼宇自动化集成系统可以做到在一个中央监控室内实施对建筑内的保安、消防、各类机电设备、照明、电梯等各个子系统进行监视与控制，从而实现集中管理。这样不仅能发挥信息综合利用的作用，还能提高信息的质量和数量，同时由于系统集中、功能集中，对于企业决策者便于把握全局，从而能够及时做出正确的判断和决策。
1.8 先进性原则
采用与技术发展潮流相符的产品，使系统保持相对的先进性，以保证前期工程与后期工程的可衔接性和投资的保值。
1.9 可靠性原则
必须采取多种措施保证设计出的系统具有高可靠性和高容错性，系统应能够不间断运行，对突发事件迅速响应，有足够的延时处理突发性事件。
1．10 服务质量原则
通过楼宇自动化集成系统，便于实施全局事务处理，使物业管理更趋现代化。同时由于集成系统的集中监控管理，可以提高服务的响应时间，特别是对于那些突发性事务，可以进行迅速及时的响应和综合周密的全面考虑，提高服务与事务处理质量。
2 楼宇自动化系统集成模式
楼宇自动化系统集成的设计是设计人员根据用户需求技术规格书结合实际的技术条件、设备条件、经济条件及社会条件，确定系统的实施方案。主要任务是在各种技术手段和实施方法中权衡利弊，进行精心设计，尽可能提高系统的可靠性、实用性和可扩充性等。楼宇自动化系统集成的设计思路为：
集成系统→子系统→设备
楼宇自动化系统的集成从建筑的角度来说是集成一个综合的弱电系统。在进行系统集成总体设计时，应以智能建筑的中央监控管理系统为核心，系统集成就是围绕各个子系统与核心的关系而展开，并在此基础上作进一步的接口、协议和界面等细节设计。
目前楼宇自动化的系统集成主要模式有下面几种。
2．1 网络互连模式
2．1．1 专用网关互连模式
由设备供应商(如楼宇自控设备供应商)提出，与第三方互联设备的供应商(如消防、保安、冷水机组)联合生产针对各种设备的专用网关，在与第三方设备互联时可直接采用。由于已经是成熟产品，可靠性很高，价格可以降低，但在选择第三方设备上仍受到限制。
2．1．2 计算机网络互联模式
系统中使用通信网关实现和各子系统的通信连接，采集各类机电设备的实时参数，然后通过实时对象服务程序把它们转变为一致的数据格式向网络上发布，通过网关可以适应不同类型的接口和数据格式，也不会发生数据传输“瓶颈”。
2．2 采用开放式标准实现互联
采用开放式标准生产的开放式系统是实现设备及子系统之间无缝连接的最好办法，也是实现楼宇自动化系统集成模式之一。
所谓开放式系统即系统所有设备均以公开的工业标准技术制造，系统符合公开的工业标准，因而不同厂商的产品，可以组合从而实现互操作，可以实现不同设备及系统无缝连接。这种方式具有三个特点：
(1)所有厂商共同遵守系统技术规范；
(2)同样功能的部件虽由不同厂家生产，但可以互相替换，互操作；
(3)符合标准的设备、系统之间可以直接互联。
目前，在智能建筑领域有两种开放式标准，LonMark标准和BACnet标准。
LonMark标准是在实时控制域中的一个开放式标准，是控制现场传感器与执行器之间实现互操作的网络标准。因此，适合智能型大楼中HVAC、电力供应、照明系统、消防系统、保安系统之间进行通讯和互操作。
BACnet标准是为计算机控制的暖通空调和制冷系统及其它楼宇系统规定的协议，使遵守协议标准的不同厂家的产品可以在同一系统内协调工作。
BACnet有比LonMark更为强大的大数据量通讯和运行高级复杂算法的能力，有更强大的过程处理、组织处理的能力，适用于大型智能建筑。大型智能建筑其分为若干区域，此时很有可能有几个不同的系统(不同厂家的)存在。如果希望可以在一个用户界面进行整个系统的操作，BACnet是最经济、最理想的选择。
在实时控制域方面，尤其在设备级可以采用LonMark标准，而在信息管理域方面、在上层网之间互连适于采用BACnet标准。
2．3 基于楼宇自动化DCS的集成模式
该模式是面向建筑物内所有设备的管理和监控集成。这种集成方法实现相对简单、实用、可靠、造价较低，是工程中常用的一种集成方式。
BMS实现DCS与火灾报警及消防联动控制系统、公共安全防范系统之间的集成。这种集成一般均基于“DCS的管理自动化系统模式”，即以DCS为基础的平台，增加信息通信，协议转换，控制管理模块。各类子系统均以DCS为核心，运行在DCS的中央监控计算机上，满足基本功能，实现起来相对简单、造价较低，可以很好地实现联动功能。
BMS系统采用开放式网关结构，网关接口是决定BMS系统集成的关键。在通信软件接口方式上充分利用现有已成熟应用的接口，对于不具备现有接口方式的子系统，将根据实际情况进行软件二次开发。
BMS系统要兼容多种开发协议。在现场总线网上，可以与LonTalk、LAN等协议兼容。在控制网上，BMS要支持BACnet，Modbus，CAN等楼宇标准通信协议，保证与楼宇其它系统的互联性。
通过DCS的管理系统将建筑设备监控系统、综合保安监控系统、消防报警及联动系统等和建筑密切相关且实时监控数据系统集成一体，并实现它们之间的事件关联，提供数据库软件接口，以利于物业管理MIS系统和其它MIS系统通过数据库访问并读取有关数据及实现相关控制。
2．4 基子子系统平等方式进行系统集成
基于子系统平等方式进行系统集成是一种更为先进的解决方案。这种系统集成方式的核心思想是建立系统集成管理网络，将各子系统视为下层现场控制网，并以平等方式集成。系统集成管理网络运行集成系统(实时)数据库，各子系统的实时数据，通过开放的工业标准接口(如OPC接口)转换成统一格式存储在系统集成数据库中。系统集成管理网络通过BMS系统核心调度程序对各子系统实现统一管理、监控及信息交换。
基于子系统平等方式进行系统集成模式，采用符合工业标准的软、硬件技术、接口标准、规范，系统结构易于扩展，可真正实现“对集成的各子系统实行统一的管理和监控”、“实现各智能化系统之间信息交换”的设计要求。此外，由于采用基于子系统平等方式进行系统集成模式，系统通用性强、应用范围广，可适用于各种不同设备制造商子系统的集成，有利于降低系统集成成本，加快项目进度。
2．5 系统设计举例
在某幢建筑中，楼宇自动化系统的子系统有消防报警系统、监控报警系统和楼字设备自控系统、电梯系统、门禁及一卡通系统、停车系统等。业主不但需要对这些系统进行集成管理监视和联动，还需要提供物业管理服务。当建筑内发生任何报警时，物业管理部门领导在办公室或在家里，都能及时知道报警性质，以及系统自动及时地通知公安、消防以及设备维修组等有关部门。一般采用如图所示基于楼宇自动化DCS的集成模式(BMS)的子系统集成的方式，开发、配置相应的软、硬件就可以实现满足楼宇自动化系统集成所要求的功能
3 楼宇自动化系统集成技术发展展望
近年来，楼宇自动化系统集成技术本身的发展呈现出两方面的趋势。一方面，知名品牌楼宇自动化系统本身的集成能力不断提升；另一方面，楼宇自动化技术中的数字通信协议标准BACnet推广应用和现场总线技术的发展，为不同品牌楼宇控制设备与系统的集成提供了强有力的技术支持。
3．1 楼宇自动化系统自身集成能力的提升
为了满足业主对楼宇自动化系统及楼宇智能化系统集成不断提高的需求，主要的楼宇自动化系统供应商积极开发新的软件系统、集成平台和适用于多种第三方设备的通信网关，使楼宇自动化系统的集成能力得到大幅度提升。Honeywell、Siemens、Johnson Controls等知名公司在原有系统基础上推出的新系统，一方面将原来独立的子系统(如设备控制系统、火灾报警系统、安防系统等)集成在一个系统平台；同时通过专用网关、BACnet协议和现场总线技术，使系统集成第三方设备的范围大大拓宽。
美国Honeywell公司近年来推出的EBI系统就是这方面成功的范例。
EBI系统是专门用于建筑物弱电系统集成软件。其特点是，它有一个充分开放的、且采用客户机／服务器体系的系统结构。客户机、服务器和工作站(WS)都运行在WindowsNT4．X的环境下。中央站嵌入了Web服务器，系统在保留实时数据库的同时，增加了关系数据库。中央站有三层结构：Web服务器、数据访问层和混合数据库层，它们可以实现建筑物自动化系统与企业管理系统集成。
EBI包含了建筑物自动控制系统(BuildingAutomaticControlSystem)、生命保障管理(Life&SafetyManagement)和安防管理系统(SecurityManagementSystem)。EBI同时包含了广泛的设备和协议界面，如TCP／IP协议的以太网通信、ODBC数据接口、NetworkAPl、AdvanceDDE客户端、BACnet客户机／服务器、OPC(OLE forProcess Contr01)客户机、LonWorks、MS Excel数据交换等。拥有当前主流系统集成平台的几乎所有先进特征，特别适用于智能建筑系统集成，实现BAS和建筑物一切智能化系统设备的通信连接。EBI所具有的设置、组态和编程开发功能，可以组建一整套完整的建筑物集成监控管理系统，并且输入分站或子站EBI内建的设备数据库允许第三方系统以标准的ODBC方式访问，进行数据交换。
Siemens公司的System 600 APOGEE通过模块化控制器上的开放式处理器，可以将消防系统、安保系统、照明系统、锅炉系统、PLC、过程控制系统等集成，在任何一个Insight工作站对系统内的设备和子系统进行监控。
3．2 通信协议统一与总线技术的采用
由于建筑设备生产商普遍采用BACnet协议，为不同厂家设备控制系统之间的数据交换和集成提供便利。LonWorks现场总线技术(局域网络)在楼宇自动化系统的应用，使各个品牌的传感器、控制器、执行器、和其它监控设备共享同一个通信协议，系统网络中的任意节点之间的数据可以共享。基于统一的BACnet通信协议和LonWorks区域网络(Lon Local Operation Networks)技术的楼宇自动化系统集成是其发展的必然趋势。
EBI系统支持BACnet协议，在主控制器XIA00和XL50下面支持LonTalk的LON总线、第二级控制器，允许任何有LonMark标志的产品接入LON总线；Siemens的开放式通讯驱动器(Open Processor Communication Drivers)支持LON总线，且允许LonMark标志的产品接人LON总线，显示了标准协议与现场总线技术在楼宇自动化集成中的广阔前景。
参考文献
1 华东建筑设计院．《智能建筑设计技术》(第二版)同济大学出版社，2002
2 秦兆海．周鑫华．《智能楼宇技术设计与施工》清华大学出版社，2003
3 马飞虹．《建筑智能化系统—工程设计与监理》
4 施仁．刘文江．《自动化仪表与过程控制(第三版)》电子工业出版社，2003
5 粱华．梁晨．《建筑智能化系统工程——设计手册》中国建筑工业出版社，2003
6 张九根等．《建筑设备自动化系统设计》 北京，人民邮电出版社，2003
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