14弱电系统集成10 30 - 图文

北京中电兴发科技有限公司 北京石景山财政局弱电项目

十五、弱电系统集成

15.1 概述

石景山财政局办公楼将各弱电系统集成在统一的平台，对各系统进行统一的监视、管理、协调、及联动是十分必要的，可以实现综合信息处理、协调控制、提高管理水平的目的，并通过节能、综合的物业管理等多种方法提高整个系统的经济性。

石景山财政局办公楼集成包括报警系统、闭路监控系统、一卡通系统、楼宇自控系统。以楼宇自控系统为主、通过集成实现在同一平台上对集成的所有自系统进行监控和管理。并留有对大厦通讯、信息管理集成及一卡通各分系统的通讯接口，为以后扩展所用。

15.2 设计原则

我们的设计原则是：

具有先进性、安全性、实用性、可扩充性和可升级性的集成系统。 ? 先进性

石景山财政局办公楼弱电系统集成平台采用与技术发展潮流相吻合的基于Web方式的产品，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。我们的系统集成软件系统结构采用基于Web方式，接口技术采用通用的DCOM和ActiveX,因此技术上具有先进性。而且现有的系统可以很容易的升级到Microsoft.NET,紧跟技术的最前沿。 ? 安全性

石景山财政局办公楼弱电系统集成平台的弱电集成系统运行的安全性，除符合相关的安全标准外、结合行业特点，还体现在信息传输及使用过程中不丢失、并不易窃取或截获。首先严格的网络等级操作权限和不同对象的查询范围，还通过措施实现网络的安全性，防止非善意的访问和恶意的破坏网络，网络设置不同基本的权限。我们的系统采用了Windows 2000 Server作为系统运行平台，平台本身就具有很高的安全性。我们的软件在设计上也严格的考虑了安全性，确保软件的安全可靠的运行。 ? 实用性

石景山财政局办公楼弱电系统集成平台以实用性为原则，采用合理的设计方案，充分考虑“超前”和“可扩展性”，结合，使系统的性能价格比达到最优，从而节省前期

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的投资。由于我们的系统架构的先进性和合理性，可以很容易为客户定制和扩展系统，以最大程度的保护客户的投资。 ? 可扩展性

石景山财政局办公楼弱电系统集成平台智能化过程技术在不断发展，用户需求标准将越来越高。因而我们的弱电集成系统的设计和施工充分考虑将来扩展的需要，并提供通用和标准的软硬件通信接口，以便在日后根据客户的需要扩展系统。由于我们系统接口采用了DCOM技术所以可以很容易的以最小的软件成本来实现系统的扩展。 ? 开放性

石景山财政局办公楼弱电系统集成平台集成后的系统为一个开放性系统，提供标准数据接口、网络接口、系统和应用软件接口。我们的系统平台采用Windows 2000 Server&IIS5.0,软件核心采用组件和WEB技术。因此系统本身就是一个很开放的系统。 ? 模块化

由于我们的系统核心采用了组件技术严格按照模块化结构方式开发，所以满足石景山财政局办公楼弱电系统集成平台通用性和可替换性。采用模块化设计，分布实施的战略，可安全的保护客户的每一分钱的投资。 ? 互连性

这种互连性体现在传输媒体和结构化综合布线系统及系统架构的开放性上；石景山财政局办公楼弱电系统集成平台各种网络设备的配置；各种网络互连设备的配置；以及各类机电设备、话音/视频设备和各类控制设备等的配置。子网之间互连采用TCP/IP协议。 ? 可管理性

集成系统是一个网络，随着网络规模扩大，网络管理十分重要。我们的系统采用了Microsoft的Windows平台，平台本身有着丰富的系统管理软件加上我们系统本身提供的系统管理功能，可以有效的为我们提供系统和网络的管理确保系统的可靠的运行。 ? 可靠性

石景山财政局办公楼弱电系统集成平台提供可靠性和容错性高的系统，使系统能不间断正常运行，采取有效措施，防治系统的故障。以确保系统在发生任何故障和突发事件时，仍正常工作。系统架构和平台本身的的可靠性和分布式的结构为系统提供了最大的可靠性和数据的安全性。

根据设计原则，石景山财政局办公楼主要包括以下内容：

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? 监视管理的全面性

即将楼宇自动化系统、消防自动化系统、安保自动化系统与安全、管理、使用相关的重要监测信息全面的反应到集成系统中，并按分类进行管理，对重要的报警信息，要进行图像跟踪、语音发送、设备的控制。

? 楼宇自动化系统为基础的众多机电设备与弱电系统的联动

实现大厦内部的机电设备之间的联动操作，实现大厦内部的弱电系统之间的协作运行，充分利用各弱电系统的各自特点，保证大厦内的安全、高效、节能。 ? 系统的综合信息管理

将机电设备的运行信息，弱电设备的使用情况等信息资源，统一整理出相应的管理性的表格及形像图形，并提供给相应的财物系统、采购系统、设备维护系统，进行有效利用，同时，可根据财物系统、采购系统、设备维护系统的相应数据修改系统的信息模块。

? 具有友好介面的软件平台

采用通用的Web技术界面系统，符合普通操作人员的习惯的全动态的导航模式的电子地图方式的人机界面。并可根据客户的需要定制人机界面。 智能化系统集成可以带来以下好处：

? 实现信息集中与共享，将大厦所有楼宇设施系统的主要信息收集到集成系统的管

理中心，对各子系统集中管理，并建立统一的开放式数据库。

? 实现系统间的互操作，如联动控制等。任何一个联网的子系统可根据其他子系统

的信息，进行相应的联动等，互相之协调配合，完成更多的工作，使整个系统的功能和效率得到大幅度的提高。

? 实现统一的物业管理，如报表统计、能源管理、统计决策等功能。

? 增加系统的容错性，可以更加安全、有效地操作，集成系统可以了解所有子系统

的故障信状况，及时通知管理人员进行维护。

? 减少不必要的管理开销如大量的管理人员配备、不同专业的管理工作的协调、各

子系统之间大量的资料互换等。提高投资的经济性。 ? 可以为将来的业务发展提供良好的基础。

15.3 智能化系统集成方案

? 系统构成：

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IBMS服务器安装ORCAinte集成平台软件，该软件分为三个层次：表达层、数据层、接口层。在表达层采用Delta Controls公司成熟的ORCAweb软件，以Web形式提供实时数据访问、历史数据查询、报表生成、视频播放等服务，用户查询工作站不需要安装专用软件，使用IE或Netscape等通用浏览器就可以完成全部功能。在数据层采用微软的SQL Server软件作为历史数据库，采用Delta Controls公司成熟的RTDatabase软件作为实时数据库。在接口层采用标准数据接口实现子系统之间的互操作和集中管理。标准数据接口为：OPC、DDE、ODBC及MPEG-4媒体流，标准数据接口均基于TCP/IP协议。另外，为满足用户特殊需求，集成平台预留基于ＴＣＰ／ＩＰ协议的可编程接口。以下为这几种标准数据接口的简要介绍： ? DDE

是动态数据交换的英文缩写。

这是一种由微软推出的有多年历史的数据交换协议，主要用于进程间数据交换，大量用于不同厂家的软件之间的数据交换。微软的大部分产品支持这协议。DDE的特点是应用非常广泛，从办公软件到工业控制，都能看到它的身影 ? OPC

是OLE for Process Control的缩写，即把OLE应用于过程控制领域。

OLE原意是对象链接和嵌入，现在的OLE包含了许多新的特征，如统一数据传输、结构化存储和自动化，已经成为独立于计算机语言、操作系统甚至硬件平台的一种规范，是面向对象程序设计概念的进一步推广。OPC建立OLE规范之上，它为过程控制领域提供了一种标准的数据访问机制。 ? ODBC

是开放数据库连接的英文缩写。

ODBC是一种数据库访问接口，提供应用程序界面（API），用以在相关及非相关数据库管理系统（楼宇设施集成管理）中进行数据传输。ODBC赋予数据库独立性，由于通过使用标准API，应用软件可以读取存储的数据。ODBC已被工业广泛应用，它适用于大多数操作系统（如，Windows 95， Windows 98， Windows NT， UNIX?）。它还可与大部分各种计算机环境下的主机供货商提供的服务器及PC数据库产品支持的平台相兼。 ? MPEG-4媒体流

是一种音频、视频数据压缩标准，被广泛应用在数字式闭路监视系统。MPEG-4标准

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的特点是压缩比大，并且压缩比根据图象质量要求、变化速度自动调整。该标准非常适合于需要传输和记录数字视频信号的应用领域。 ? 系统功能

本集成平台具有强大的网络功能，非常适用于连接在广域网或国际互连网上的多用户场合。用户入口界面允许每一个用户通过通用浏览器浏览、操作他们权限内的设备状态并可根据级别进行操作。

ORCAinte还具有用户在线操作通道，允许用户在服务器注册并下载一个在线工具，在用户浏览工作站的工具栏生成一个图标，这时用户开机就保持在线，可以接收权限范围内的各种事件提示和报警。用户单击图标即弹出操作界面，可以浏览、操作他们权限内的设备状态并可根据级别进行操作。这个功能非常象MSN或QQ工具。

ORCAinte通过外挂的SQL Server数据库提供历史数据查询服务，用户可以定制自己的查询条件，以WEB格式生成自己权限内的相关报表

ORCAinte内嵌RTDatabase实时数据库，用户可以以WEB形式浏览权限内设备的实时状态，并通过该数据库操作现场设备。

ORCAinte支持多种报警通知方式，包括：弹出对话框、声音、EMAIL、呼机、手机短信。当用户远离工作站时可以也可以接收到关键的通知。 ? ORCAInte 集成平台的优势

Delta公司系统集成的基本网络协议采用国际标准的、通用的以太网协议。以智能楼宇管理系统ORCAInte为中心，通过网络接口通信协议，采用DCOM、OPC、SQL/ODBC等技术，可将楼宇自控系统、消防报警、出入控制、巡更、防盗、闭路电视监控、车库管理等系统全面集成在一起，并实现统一的物业管理，同时提供与通讯自动化及办公自动化系统的接口，以便在将来实现进一步的集成。系统集成的功能不仅包括信息集成，各系统之间还能够进行联动，大大提供管理的灵活性。

使用高性能的服务器作为楼宇设施管理系统的中央服务器，将弱电系统信息动态传输到ORCAInte上，建立中央SQL数据库，将动态信息存入该数据库中,通过WEB Server动态的发布到网页上。在ORCAInte上可以管理所有弱电系统的工作状态、收集故障报警、联动控制各个系统。

该系统在以下方面有显著的优势：

? 该集成方法建立在高速的局域网LAN上，信息的共享采用国际通用的开放式网络

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传输协议TCP/IP，从而使各种不同的系统均可在同一网络上轻松地集成。 ? 整体系统软件架构采用基于Web方式的分布式系统结构，数据层采用通用的数据

库，应用层为各个独立的子系统，客户层为标准的支持ActiveX&XML的Internet浏览器，各层通过DCOM组件的方式进行通讯，各功能模块也采用服务器端运行的组件方式。由上可以看出整个系统结构的符合目前软件集成的发展方向，有着很好的适应性和扩展性。

? 数据库与其他子系统数据传输采用最先进的工业标准的OPC集成技术，通过OPC

Client/Server的方式集成。可保证数据传输的实时性和可靠性。

? 由于系统集成在高速的局域网LAN上，可以方便地通过远程网WAN将集成的信息传

送到其他地方，在远程工作站上可以通过授权，管理、监督和维护整个系统的运行状况。

? 由于采用先进的局域网LAN，系统一级可以与综合布线系统集成，同时与大厦的

其他系统如OA、CA联网集成。

? 投资节省，性能价格比高。 15.4 ORCAInte 采用的新技术

15.4.1 服务器／操作站

Windows 2000 --石景山财政局办公楼内所有的服务器及操作站均采用微软公司的Windows 2000 系列32位操作平台，由于采用了微软的视窗平台，网络的管理以及所选用的应用软件均为开放式的。Windows 2000具有强大的网络管理功能，它的多重加密设计，能够防止故障侵害并保障数据安全，不同级别的用户或管理员有不同的口令，明确管理责任且使用时不造成因扰。

ODBC(开放数据库互连) – ODBC是一个标准应用程序界面（API），用以在相关及非相关数据库管理系统（DBMS）中进行数据传输。ODBC赋予数据库独立性，由于通过使用标准API，应用软件可以读取存储的数据。ODBC已被工业广泛应用，它适用于大多数操作系统（如，Windows 95, Windows NT, UNIX）数据库产品支持的平台相兼容（如IBM?, Microsoft, ORACLE?, Novell?,及Lotus）

SQL 2000 Server数据库，可以充分发挥Windows 2000的优点。提供表格的字段级加密，因此可以使表格中特殊项目仅供一定级别的用户查询。SQL数据库支持ODBC，因此能够使用Visual Basic、Access、Excel等图形形式的前端工具调用并分析数据。

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DDE(动态数据交换)--石景山财政局办公楼支持微软公司的动态数据交换协议，允许各应用程序之间进行数据交换与存储，同时允许数据通过网络进行交换。

OLE(目标连接与嵌入)-- OLE(最先进的数据交换技术)已成为软件行业及微软最常用的标准方法，我们的系统支持OLE技术。

COM/DCOM--共用目标模型／分散式共用目标模型，微软的目标定义标准－目标由标准化的数据及内部定义组成，这一特点使它在应用程序通过编程进行数据交换非常容易。

ActiveX--本服务器内部数据的表示和动态显示使用ActiveX控件，方便执行控制或将程序代码嵌入另一个ActiveX目标/文档。ActiveX控件的特性使得它在应用程序中完成在程序或调用其它程序中执行特定任务显得非常容易。微软的Word，Access及Visio等强大的桌面软件都得益于ActiveX技术。ActiveX支持多媒体技术。

Client/Sever/Application 客户／服务器/应用的方式--应用程序之间基于网络上的客户／服务器/应用服务器设置,以保证数据的完整性，实时性及网络应用。

XML/HTML/ASP/Javascript—整个系统采用基于WEB的工作方式，整体界面及管理程序的设计采用目前最流行的Internet页面及应用程序编写技术，可保证人机界面及应用程序的可定制性和通用性。

15.4.2 网络

Ethernet--IEEE802.3 (10/100Base-T)--目前世界上最先进及普及的网络解决方案，本网络标准为广泛采纳的工业标准，已经过多次成功验证。支持多种传输介质，包括UTP/STP，同轴电缆，光纤及无线。网络的传输速率为10MB或100MB(自动切换)及支持1G bit(千兆以太网)。大量新推出的网络产品将网络费用降低，保证网络系统适应不同安装下的不同形式。应用于局域网，广域网，路由器，网段隔离及关键路径冗余等。

TCP/IP--传输控制协议/INTERNET协议，以太网上的该协议标准用于允许数据传输及路由。它提供在INTERNET/INTRANET上最基本的数据信息传输标准。

15.4.3 集成技术

OPC--OLE用于过程控制，微软最新定义的标准OLE/COM用于同许多数据源通信。对于本项目，它主要用于方便不同系统之间的数据传输。它定义了如何与BMS连接的标准。该标准描述了OPC COM目标，它们之间的界面由OPC服务器来完成。OPC数据访问允许数据访问服务器。它保留服务器的信息并且作为OPC目标组的包装。OPC同时定义了当OPC客户

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发生特殊事件及报警情况时，OPC客户将被服务器注意的技术。另外，OPC同时定义了历史记录的存取，允许数据记录及趋势检索及信息总汇。OPC客户可以与由一个或多个供货商之OPC服务器联接。如图所示。OPC服务器由不同的供货商提供。供货商书写的代码决定了向每个服务器进行传输的设备及数据，也决定了数据的命名方式及服务器本身传输这些数据的详细情况。

OPC服务器以组群形式向客户提供他们喜欢的方法组织数据。如，组群既可以某一操作员显示形式进行显示，也可以报告的形式进行显示。数据可读可写。在客户与组群的各项之间也可建立特别的联接，并可按需确定其可或不可。可指定组群中数据的时效性程度。

每组中的客户可限定一个或多个OPC项。

OPC的各项显示了在服务器中与数据源的联接。与每一项有关的是值、量及时间。 BACnet--一种通信协议，由ASHRAE(美国标准空调工程协会)制定，用于楼宇自控及网络控制。它允许不同的楼宇自控及控制系统进行信息交换、发布命令及系统功能。DELTA Controls是该协议的创始人，积极参与制订BACnet协议，并且是协议测试委员会的成员。DELTA Controls公司的BMS可支持Ethernet网上的BACnet设备。DELTA Controls公司可提供BACnet网关产品。

H.320--电视会议中使用的视频数据压缩标准，允许从CCTV系统出来的视频信号被压缩(编码)并通过多种介质网络传输。传输后视频将被解压(解码)，并被显视所需工作站上。

以上所提及的技术及标准将会被不同部份的BMS合理采纳，以实现最合理的系统集成。

15.5 集成方案

Delta 公司的系统集成方案，是建立智能楼宇管理系统的中央服务器，即楼宇设施管理计算机，将本大厦的楼宇自控系统、闭路电视监视系统、智能卡管理系统、车库管理系统、可视对讲系统、电梯管理系统等集成起来，并提供物业管理的功能。

中央集成平台，不是对弱电系统功能与界面的简单重复，也不是对石景山财政局办公楼弱电系统所有子系统的所有配置系统的简单拷贝，而是将石景山财政局办公楼整个智能大厦监控及管理所需的重要信息综合起来，通过对各被集成子系统的信息的整合，生成大厦运行管理所必须的综合信息数据库，提供给石景山财政局办公楼的物业管理，

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从而对所有全局事件进行集中管理，进而为综合性全局决策提供依据。因此，应实现在一台中央管理计算机上，可以得到所有弱电子系统的运行状况，并将所有关系到大厦正常运行的重要的报警信息汇集上来，得到统一的监控。并可以定期地输出对运行状况的报告，为大厦的经济运行提供可靠、完整的依据。

同时，BMS集成平台的另一个重要的作用，是将所有子系统之间需要共享的数据收集上来，存储到统一的开放式数据库当中，如Microsoft的SQL Server 2000，使各个本来毫不相关的子系统，可以在统一的平台上互相对话，因此实现了统一的向上集成，各个子系统之间不需要各自集成。这样，一旦某个子系统出现报警，其他所有相关子系统均可以从中央数据库中达到该报警信息，并按照预先设置的联动方法进行联动，使各个系统的功能可以互相配合。

15.5.1 硬件结构

石景山财政局办公楼网络的设计采用了几种新技术和设备，如局域网交换器、100Base-T技术。为有效进行物业管理，需与物业管理集成，建立一个物业管理计算机网络系统。系统的网络结构图如下页所示。网络包括服务器、物业管理服务器、数据库服务器及通讯服务器，还包括与楼宇自控系统、消防报警系统、出入控制、保安报警、闭路电视监控系统、车库管理系统的集成，并为今后的OA、CA提供可扩展的集成接口。

15.5.2 服务器

系统设置一台高性能的服务器，同时设置两块热插拔的硬盘，实现硬盘镜像冗余，保证系统的可靠性，磁带机可以用来进行数据备份和程序备份。操作系统选用Windows 2000 Advance Server。Windows 2000 Advance Server提供了强大的网络管理功能，防止各种侵害并保障数据的安全。

在系统平台上配置Delta公司的ORCAinte。ORCAinte 是一套32位多平台多用户的上位机软件,它是以服务器/客户机形式工作，它是对Microsoft's COM/DCOM, ActiveX, Visual Basic for Application(VBA) 最完善结合的产物，具有冗余备份，联锁控制，模块化，动态图形化等功能。

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IBMS系统中联动

第二个功能就是中央BMS 的后备， 允许多台OPC Server 连接，所用OPC Server 与DataWorX 32 保持同步通讯，当一台服务器发生故障，32 立刻可以切换到下一步OPC Server，如图所示。

IBMS系统后备功能

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