章明明

杭州興達(dá)電器工程有限公司

關(guān)于智能樓宇管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探討

章明明

杭州興達(dá)電器工程有限公司

對(duì)于目前的樓宇管理的發(fā)展需要，綜合了目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特征，并提出了給予物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的樓宇智能化的管理平臺(tái)，并且根據(jù)樓宇管理的特征，從而提出了樓宇智能管理平臺(tái)的相關(guān)的設(shè)計(jì)原則，在設(shè)計(jì)原則的指引下，對(duì)智能的樓宇管理平臺(tái)的總體的結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)的部署以及總體的運(yùn)行邏輯等做好全面的設(shè)計(jì)分析，從而實(shí)現(xiàn)了樓宇的全方位的監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)樓宇的故障報(bào)警和定位，最終將通過檢測(cè)，并有效的檢驗(yàn)了平臺(tái)的可行性。

智能樓宇；物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)接口；管理系統(tǒng)；測(cè)試

前言

在傳統(tǒng)的樓宇的管理當(dāng)中，各個(gè)不同的系統(tǒng)之間是互相分散，與此同時(shí)，越少通信與信息的共享，從而造成樓宇管理是非?；靵y的，其自動(dòng)化的程度也是比較低，這樣就會(huì)造成樓宇管理中產(chǎn)生大量浪費(fèi)的現(xiàn)象，然而隨著我國(guó)電子技術(shù)與通信技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)也將涉及到大型的商場(chǎng)當(dāng)中，這樣為實(shí)現(xiàn)智能建筑的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，智能建筑的快速發(fā)展，是以計(jì)算機(jī)技術(shù)作為基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樓宇的智能化的管理，成為了當(dāng)代建筑技術(shù)進(jìn)而信息技術(shù)相融合的經(jīng)典事例，為此，本文章根據(jù)當(dāng)前的建筑智能化的需要，提出了一種可以基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能管理平臺(tái)，并且針對(duì)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)做了深入的設(shè)計(jì)工作。

1 、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

結(jié)合智能樓宇管理實(shí)際，本系統(tǒng)的構(gòu)架定位為建立一個(gè)智能管理平臺(tái)，通過該平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)樓宇的監(jiān)控和維護(hù)。通過該平臺(tái)，將系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)聯(lián)系起來，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整棟樓宇信息的搜集﹑分析和傳遞，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)樓宇的自動(dòng)化管理和決策。因此，通過對(duì)該系統(tǒng)的定位，該平臺(tái)的設(shè)計(jì)必須遵循以下幾點(diǎn)原則：

1.1 集中管理，分散適配

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮到系統(tǒng)管理的高效性﹑低成本﹑統(tǒng)一性等問題，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理采用統(tǒng)一集中原則，將所有子系統(tǒng)通過SOA 思想的方式，全部接入到監(jiān)控入口，并統(tǒng)一對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的使用角色進(jìn)行布置與管理。同時(shí)，結(jié)合系統(tǒng)的的集中管理要求，必須設(shè)立相應(yīng)的終端控制模塊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的集中采集和操作。

1.2 組件化

在對(duì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)中，必須滿足組件化的設(shè)計(jì)要求，從而讓系統(tǒng)可根據(jù)需求的不斷變化，而進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展，達(dá)到監(jiān)控的要求。

1.3 開放性

在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，必須保留部分功能的接口，為未來集成需求做好準(zhǔn)備，方便與外界實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2 、平臺(tái)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

依據(jù)上文提出的平臺(tái)設(shè)計(jì)原則，本文設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的三層智能樓宇管理平臺(tái)架構(gòu)，主要包括基礎(chǔ)設(shè)施層﹑應(yīng)用層和平臺(tái)控制層。

2.1 基礎(chǔ)設(shè)施層

該層主要將原來各個(gè)系統(tǒng)中的傳感器全部替換為無線傳感設(shè)備，從而更加方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造和維護(hù)。該層主要負(fù)責(zé)對(duì)樓宇內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和匯總，包括數(shù)據(jù)采集的終端設(shè)備﹑網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等。其中終端設(shè)備主要門禁掃描﹑煙感器﹑溫度感應(yīng)﹑智能電表等，通過這些傳感器對(duì)數(shù)據(jù)的采集，定時(shí)將數(shù)據(jù)傳遞給中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，如基站等，再通過這些中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)數(shù)據(jù)上傳給服務(wù)器。

2.2 平臺(tái)控制層

該層主要采用B/S 的架構(gòu)模式，實(shí)現(xiàn)與設(shè)施層設(shè)備的融合，并對(duì)基礎(chǔ)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同子系統(tǒng)功能的封裝，以此為上層提供數(shù)據(jù)和接口服務(wù)。

2.3 應(yīng)用層

該層主要通過平臺(tái)層所提供的各種不同接口與服務(wù)，開發(fā)出樓宇管理的具體功能，如告警模塊﹑設(shè)備管理模塊等，并依托平臺(tái)對(duì)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和管理。

3 、網(wǎng)絡(luò)部署

在對(duì)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)部署當(dāng)中，采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的方式，從而省去繁雜的布線工作，通過增加﹑減少無線節(jié)點(diǎn)的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控平臺(tái)的擴(kuò)展和網(wǎng)絡(luò)部署。

4 、數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)中，主要利用SOA 集成思想，包含各種不同的子系統(tǒng)。因此，對(duì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，最為主要的是做好接口的設(shè)計(jì)。通過不同的數(shù)據(jù)接口，讓平臺(tái)上層和下層設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，，最終實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層和地層設(shè)備層之間的通信﹑數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換﹑監(jiān)聽﹑告警等功能。因此，對(duì)該數(shù)據(jù)接口的設(shè)計(jì)，采用BACnet IP 協(xié)議，并經(jīng)過NCE/NAE 設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)樓宇設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，并向平臺(tái)層發(fā)送相關(guān)的推送信息。

其中，Web Service 服務(wù)端主要提供對(duì)外訪問的接口，并提供標(biāo)準(zhǔn)的Web Service 調(diào)用。對(duì)這部分的實(shí)現(xiàn)則采用Tomcat 7.0+ Axis2 1.6技術(shù)。而其中的服務(wù)分發(fā)器的主要實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入?yún)?shù)的有效性，并根據(jù)這些參數(shù)選擇不同的功能模塊進(jìn)行分發(fā)處理。BACnet 則主要負(fù)責(zé)對(duì)參數(shù)的轉(zhuǎn)換，并對(duì)業(yè)務(wù)邏輯功能模塊進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中的異常檢測(cè)，返回值格式的轉(zhuǎn)換等。

5 、無線路由協(xié)議設(shè)計(jì)

無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳輸中，數(shù)據(jù)路由通常會(huì)給網(wǎng)絡(luò)的開銷產(chǎn)生不必須的影響。如果選擇傳統(tǒng)的路由協(xié)議，則不能滿足低能耗的需求。對(duì)此，在本文中采用一種基于能量廣播和最低通信開銷的路由協(xié)議，即通過節(jié)點(diǎn)剩余能量和通信的開銷作為其拓?fù)錂?quán)重，從而選擇最優(yōu)簇頭結(jié)點(diǎn)，每個(gè)定時(shí)間選擇一次，一次保障整體無線網(wǎng)路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量平衡。同時(shí)，通過可靠度和跳數(shù)建立拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)圖，從而提高節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的成功率與平均能耗，以此在網(wǎng)絡(luò)不好的情況下，減少能量消耗，提高能量利用。

6 、結(jié)束語

智能樓宇管理系統(tǒng)不僅是樓宇管理功能上的簡(jiǎn)單排列，而是樓宇各個(gè)智能化管理系統(tǒng)的有效綜合，并通過高效與高性能以及安全的智能樓宇綜合管理系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)樓宇的高度自動(dòng)化與辦公自動(dòng)化以及通信及網(wǎng)絡(luò)的高度融合，最終將打造成一個(gè)開放與靈活以及適用于未來的一種管理模式，這也是智能樓宇管理系統(tǒng)的最終目的。

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