TJSmart-IBMS楼宇集成管理系统方案

1、概述

如今随着高科技的发展，现在所造的大厦一般按建设业主的要求要实现一级要求，即设计IBMS集成。作为智能建筑最为关键的神经系统，建筑智能化管理系统（Intelligent Building Management System）不仅需解决多个复杂系统以及多种控制协议之间的互联性和互操作性问题，而且要解决用户的二次开发问题。因此，一个优秀的建筑智能化管理系统必须具有极高的开放性和广泛的接入性。

智能楼宇管理系统(IBMS)是通过统一的软件平台对建筑物内的设备进行自动控制和管理并对用户提供信息和通信服务。另外对建筑物的所有空调、给水排水、供配电设备、通风、消防、保安设备等进行综合监控和协调。使建筑物的用户获得了经济舒适、高效安全的环境，使大厦功能产生质的飞跃。

IBMS 通过与各个子系统通讯，取得各种信息，协调子系统的运行，并提供管理人员以综合的监控和管理平台，借助该平台，管理人员可以方便地了解建筑物内的各种信息，可以方便地控制各种设备运行。其功能和特点如下：

（1）  能对各种信息进行通信并具有信息处理功能；

（2）  能对建筑物内机械电气设备等进行综合自动控制。能实现各种设备运行状态监视；

（3）  能协调各个子系统的工作，实现子系统间的联动功能；

（4）  建筑物具有充分的适应性和扩展性。有易于改变的空间及舒适的环境。具有良好的节能和环境保护功能；

（5）  所有的功能，应可随技术进步和社会需要而发展。

目前使用的 IBMS 多借用国外的 BA 系统，进行适当扩展，使之能够容纳其他子系统。由于受到基本软件平台的限制，许多功能无法实现，结果只能勉强集成有限的几个子系统。IBMS 不同于传统的设备监控，它还牵涉到管理理念等问题，所以，要实现真正符合国情的 IBMS，必须采用自主版权的软件平台，才能摆脱特殊软件平台的制约，实现各种各样复杂的要求。

南京图久楼宇科技有限公司一直致力于先进的、开放的、适合于中国国情的建筑智能化管理软件的开发，并且南京图久楼宇科技开发的TJSMART-IBMS这一产品完全采用自主版权的软件平台，摆脱了特殊软件平台的制约，实现了各种各样复杂的要求。

1、1系统概述

项目将建设成为高级智能化大厦，大厦将采用各种智能的弱电系统为大厦提供机电设备、办公和通讯的智能化管理功能，创造舒适、和谐、节能的商务环境，为此大厦将配置智能建筑管理系统（IBMS）对整个大厦的各类弱电子系统：楼宇自控系统、消防报警系统、闭路电视监控系统、入侵报警系统、巡更系统、门禁系统、车库管理系统、大楼能源计量系统、大楼电梯管理系统、冷热源系统、智能照明系统、信息机房监控系统、信息发布系统、物业管理系统等进行集成。

智能建筑管理系统是一个在技术上、品质管理上、施工管理上都有很高要求的项目，它要根据大厦的性质、用途特点，采用先进、成熟的软件技术和系统集成技术，将各类弱电子系统形成一个统一的、相互关联的、相互协调联动的综合管理系统，实现楼宇综合信息的高度共享。其目的是对大楼各子系统进行集中的监视、控制与管理，有效地提升大厦的管理水平，方便用户对大楼的综合管理。

TJSMART-IBMS系统采用了先进的层次软件设计结构，利用分布式软件和面向对象技术开发成功的一套成熟、稳定可靠的系统。该系统在设计理念、系统运行环境等方面进行了全面优化，使其成为市场中具有较高性能价格比的专门针对智能楼宇集成管理的软件产品。

在设计设计理念、系统性能、系统功能、方便操作诸方面具有较明显的优势。真正是以系统一体化、功能一体化、网络一体化和软件界面一体化等多种集成技术为基础，运用标准化、模块化以及系列化的开放性设计，是以中央监控管理级、部门(子系统)监控（分层）管理级和现场信息采集与控制级的三层组成结构，通过系统一体化的公共高速通讯网络，同时在整个大厦内采用统一的计算机操作系统平台，运行和操作在同一个界面环境下，以实现集中监视、控制和管理的功能。将这些系统的信息资源汇集到一个系统集成平台上，通过对资源的收集、分析、传递和处理，从而对整个大厦进行最优化的控制和决策，达到高效、经济、节能、协调运行状态，并最终与建筑艺术相结合，为创造一个舒适、温馨、安全的工作环境。

1、2设计目标

项目智能化系统设计应以适度超前，采用先进、适用、优化组合的成套技术体系，采用现代智能化集成管理技术，即：互联网络技术、自动化控制技术，以及数字化技术，进行优化组合，精心建设一个节能、环保、安全、舒适、通信便捷，环境优雅的数字化、网络化、智能化的办公大厦。除此之外还要求系统能够最大限度地节省能源、提高工作效率，使各种先进的子系统和设备产生良好的经济效益。

①综合化的智能大厦服务和管理

本系统通过对大厦内的安保系统（门禁、红外报警、闭路电视）、消防报警系统（对独立设置的火灾报警系统实行二次监控）、各类机电设备、照明、电梯等进行监视与控制，将大厦内的空间、能源、物流环境通过信息流与人联系起来，进行综合控制和管理，实行一体化服务。

②智能化的分析和决策

TJSMART-IBMS系统具有智能化的设备监控流程：利用设备监控内在的逻辑（楼控、消防子系统本身的设备联动程序）对监控流程进行分析并做出异常报告和智能化的事件管理；对楼宇中的全局性的事件进行基于优先级的调度和分析处理及冲突预报等辅助决策。

智能化的设备调度及节能综合服务：通过分析，一栋大楼内的主要耗能设备是中央空调、照明、电梯等方面的用电设备。因此，通过TJSMART-IBMS系统采用智能管理技术对大楼内的设备运行情况进行综合决策，通过系统内主要机电设备运行的历史数据和大楼当前运行内、外界环境对大楼内的主要机电设备的运行启停时间进行优化决策，以达到节约能源的目的。

③友好、易用、统一的用户界面

TJSMART-IBMS系统可提供友好、中文、易用的动态图形化的设备监控界面，在中央监控室可以监视整个大厦的设备运行情况并对可控对象加以控制。这些界面在风格和使用上具有一致性，操作和管理人员只需要熟悉和掌握一种应用界面的使用，从而降低系统建设、技术培训及维修的投资和提高系统的运行使用效率。

④全局化的事件管理

通过全面的系统设计，对TJSMART-IBMS系统和各集成子系统进行综合的考虑和优化设计，提高系统性能价格比和全局处理能力。

TJSMART-IBMS系统通过对各子系统的一体化处理，可以有效地对大厦内的各类事件进行全局管理，这样既节省了人力，也提高了大厦对突发事件的响应能力，使主管人员迅速作出决策，以减少某些事故带来的危害和损失，提高了系统的效率。通过综合处理功能，可以全面利用大厦内综合的信息和数据，加以分析和整理，在信息优化的基础上，方便大厦的决策部门进行合理的组织，并进行调度、协同、指挥使决策方案和措施付诸实施。

⑤采用业界先进的软件开发技术

TJSMART-IBMS是基于目前软件界为先进的分布式组件软件技术。采用软件构件模型和B/S软件结构，可以跨越不同的网络的机器，实现分布对象之间的互操作。各组件采用IDL进行描述。组件提供了标准的接口方式，可以在C、C＋＋、Java、COBOL等语言内直接调用组件的服务。

⑥兼容性和跨平台性

由于TJSMART-IBMS系统是基于分布式软件技术开发的，所以该对不同通讯和协议的子系统的集成是非常容易实现的。同时可以根据具体项目的规模和子系统的接口模式，对系统进行优化的配置，若系统的运行负荷变大，性能降低时，可通过换用性能更高的计算机软硬件平台，系统能够照常运行，而同时性能得到提高。TJSMART-IBMS系统的兼容性是系统能够实现设备的无关性，即能够连接所有支持软件连接的设备，保护了用户的投资。

⑦系统的高可靠性

在所有层次上，系统配置时均支持硬件和系统软件并行运行，这样，系统就具有容错的能力；采用统一的网络接口协议和模块化的硬件，具有全系统范围内的网络设备管理和故障隔离能力。

⑧系统的灵活扩展性

系统对子系统的集成是在信息点集成上的集成，各子系统均为信息点的集合，系统的界面采用组态方式绘制，在增加子系统时，只需通过系统的组态工具增加配置相应的界面，同时配置相关的信息点，系统的服务将自动提供对该增加系统的数据服务，唯一需要的开发是对子系统的驱动通讯程序开发。系统的功能设计保证了系统扩展的灵活性和系统扩展后的可靠性。

⑨采用多重安全机制

TJSMART-IBMS是首先采用分布式组件软件技术，数据传送的加密保证通讯的安全。同时系统采用Windows的用户管理机制，只有Windows的合法用户才能通过网络连接服务，并得到服务的认可；TJSMART-IBMS系统内的用户安全机制，分别对用户的软件使用权限和操作权限进行更详细的设置，合法的用户才能进行相关的操作，对系统的修改和对设备的操作，系统都将进行记录。

1、3设计依据

盐城软件项目智能化系统设计参照以下技术规范标准：

Ø  《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）

Ø  《分散型控制系统工程设计规定》（HG/T 20573-1995）

Ø  《DDE应用开发规范》

Ø  《IEC 606870-5-103规约》

Ø  《民用建筑电气设计规范》JG/T16-92

Ø  《采暖通风空调调节设计规范》（GB50019-2003）

1、4设计原则

系统的总体设计原则是：以计算机网络为基础、软件为核心，通过信息交换和共享，将园区各建筑内各具有完整功能的独立分系统组合成一个有机的整体，提高系统维护和管理的自动化水平、协调运行能力及详细的管理功能，彻底实现功能集成、网络集成和软件界面集成。具体如下：

集成性：系统以高度的设备集成监控管理为基础集成物业管理系统，在一个统一的软件平台上，实现将分散在园区各建筑内各个地方的设备管理工作统一集中管理，从而使系统管理人员在一台或多台计算机上使用统一的界面操作实现对各智能化子系统的管理。而管理者可对所有的智能化设备、物业等状况进行统计分析和查询。这样不但可减少管理人员的工作量、提高管理效率、降低运行成本，园区用户更可以通过网络在线查询园区各类公共信息及自身的物业信息。

开放性：系统是一个完全开放性的系统，通过编制各个子系统的接口软件将解决不同系统和产品间接口协议的“标准化”，以使它们之间具备“互操作性”。集成系统可以通过局域网以浏览器方式实现监控和管理操作。在数据接口上能提供多种与第三方系统衔接的工具。

扩展性：系统的总体结构将是结构化和模块化的，具有很好的兼容性和可扩充性，既可使不同建筑不同厂商的系统集成到一个管理平台中，又可使系统能在日后得以方便地扩充，并扩展其他建筑或设备厂商的系统。

标准化：系统确保硬件和软件的可集成，提供标准通讯协议和开放的数据库接口，各子系统可实现信息和数据库共享；同时考虑未来发展的需求，能与未来扩展子系统具有互联性和互操作性。

安全性：采用先进的安全技术措施如分级设密钥、冗余备份等确保信息系统的高安全性，使系统受到非法攻击或意外故障时对系统数据的破坏性降到最低并能及时恢复。

易用性：采用电子地图及各类设备模拟图以图形方式来精确显示信息点的状态，按需自动生成各类报表及多种形式的统计图；用户端可兼容主流PC、平板电脑、智能手机、园区触摸屏查询机等。

互动性：必要的用户管理信息可通过电子邮件、手机短信等方式向指定用户自动发送；公共信息可按需发布在园区各类信息屏上。

2、系统需求分析2、1总体要求

IBMS集成管理信息系统应以园区各建筑/建筑群智能化集成系统为基础，集成园区物业管理功能，BS或BS+CS混合结构，后台采用数据库集中存储，前端支持主流PC、平板电脑、智能手机等，用户按权限分级访问及管理。

2、2功能要求

主要功能要求如下：

一、智能化集成系统（包含但不限于如下内容）：

1、建筑设备管理系统：空调系统、通风系统、冷热源系统、变配电系统、电梯系统。

主要监控如下内容，并在工作站上以电子地图的形式显示各照明区域的信息。当制冷系统、给排水系统、照明系统等设备出现故障或意外情况时，中央集成管理系统BMS将利用其报警功能在监视工作站上显示相应的报警信息，提示值班人员：

ü  制冷设备的启停控制和状态显示

ü  冷冻水进出水温度、压力测量

ü  冷却水进出水温度、压力测量

ü  手动／自动控制模式切换与显示

ü  冷冻水泵过载报警、启停控制及运行状态显示、冷冻水温度设定

ü  冷却水泵过载报警、启停控制及运行状态显示

ü  冷却塔风机运行状态显示

ü  送出口水温测量及控制

ü  冷却塔风机过载报警

ü  冷却塔水位实时监测

ü  水泵运行及手/自动状态显示,过载或故障报警,启停控制

ü  水箱、集水井水位显示及报警

ü  回风温度

ü  过滤网报警

ü  风机启停控状、运行状态、机故障

ü  风阀开关状态等

ü  各楼层、地下室、公共区域、户外各泛光照明、庭院照明等信息。

2、综合安防系统：视频监控系统、入侵报警系统

控制摄像机：

现场图像可以通过网络在工作站上显示；系统通过控制主机，控制摄像机的云台动作，包括摄像机选择、移动镜头、切换输入、切换输出等。当有多个控制人员需要同一对象进行控制时，系统按照优先权原则处理。

入侵报警系统：

对设的防区非法入侵、盗窃、破坏等进行监测和报警显示。

以电子地图的形式显示报警探头地址和状态信息

3、智能卡系统：门禁、考勤、巡更、消费系统

一卡通系统通过数据库与集成平台进行数据交互，利用系统的数据库系统查看：

ü  门禁系统的人员信息

ü  门禁系统出入记录

ü  非法出入

ü  门禁系统的故障记录

ü  消费记录

ü  巡更记录

4、停车场系统

集成系统通过接口与停车场系统的主机相连，对停车场系统的各种设备的运行数据进行状态超时及故障报警。系统一旦检测到异常，可以多种形式，包括声音、颜色、闪烁等进行报警，同时提示相应的处理方法。

停车场车辆的流量和车位信息的监控：停车场系统管理主要对停车场中车库信息管理，停车位信息、整体停车场收费、车辆进出信息，以及停车场历史数据查看和管理。

5、智能照明系统

以电子地图的形式显示各照明区域的信息：

ü  各楼层、地下室、公共区域、户外各泛光照明等信息。

ü  楼层回路状态监控

ü  照明开关控制

6、消防报警系统

系统检测到火灾报警系统出现的火警或意外事件信息时，立即通过IBMS的报警功能，在监视工作站上以：声音、醒目颜色以及图标、楼层平面图显示事故位置等各种方式报警并提示相应处理方法。

7、信息机房监控系统

与机房监控系统采用标准OPCServer连接，通过OPC客户访问机房监控数据。

8、信息发布系统

与信息发布系统采用ODBC数据库方式连接，通过数据库接口连接信息发布系统。

9、上述各子系统联动设计

集成平台包含联动服务管理模块，通过联动服务，系统可以自由设定联动逻辑，实现联动管理要求。

二、集成化物业管理系统内容（包括但不限于如下的功能）：

1、功能房间管理：管理各类房屋（办公室、会议室）的房间信息，建立如房间编号、名称、平面图片（图片放大、缩小）等信息。

2、入驻用户/单位管理：入驻用户/单位的各类信息。

3、设备管理：建立所有设备档案，进行设备的运行管理、保养管理、维修管理。

4、能耗管理：建立水电气能源数据，并对能源数据进行统计。

5、安防管理：记录消防责任人和区域、记录消防设备配备信息和定期检查信息。

6、日常维修：非设备类的坏损进行维修管理。

7、文档管理：针对物业管理中的各类文档进行登记，记录文档基本信息，对电子文档提供上传、下载及在线阅读的功能。

8、物业公司信息管理：物业公司的相关信息管理。

9、报表、图表管理：对系统产生的报表以及图表进行生成及打印管理。

10、消息管理：配置第三方数据源以及消息规则的定义，消息以推送的方式按照预先定义，发送给相关的客户。

三、用户界面（支持但不限于）

1、管理员：主流PC；定制客户端软件、主流浏览器；支持intranet，在确保安全的前提下支持internet。

2、物管用户：主流PC；定制客户端软件、主流浏览器；支持intranet，在确保安全的前提下支持internet。

3、入驻用户：主流PC、主流平板电脑、智能手机；主流浏览器；支持intranet，在确保安全的前提下支持internet。

4、一般用户：主流PC、主流平板电脑、智能手机；主流浏览器；支持intranet，在确保安全的前提下支持internet。

5、游客：主流PC、主流平板电脑、智能手机；主流浏览器；支持intranet，在确保安全的前提下支持internet。

四、数据存储及安全机制（提供但不限于如下）：

  操作系统平台软件

  数据库平台软件

  数据备份

  系统安全

2、4数据集成架构要求

为了保证系统的完整性以及符合IBMS集成要求，本系统采用了大量的信息管理标准、通信协议、软件集成模块等等，系统架构中软件部分要求如下：

²  Windows server ——本系统内所有的服务器及操作站均采用微软公司的Windows server 操作系统，由于采用了微软的Windows介面，网络的管理以及所选用的应用软件均为开放式的。

²  兼容的数据库——各子系统，数据库，应用软件均采用标准的数据库交换以及连接格式。

²  DDE(动态数据交换协议)——本系统支持微软公司的动态数据交换协议，允许各应用程序之间简单数据存储，同时网上动态数据允许数据通过网络进行交换。

²  应用编程接口API（Application Programming InteRFace）——API是一些软件模块，由各系统供应公司编制，这些软件模块用于和其他子系统来进行数据交换。通过API，各系统并不需要很清楚了解其它系统数据库的格式及详细的指令格式。因为各系统是与API内一组已公开的函数调用沟通，而各系统只需要按照这些公开的函数调用格式编写软件，就可以不理会那些各系统内的复杂指令，API会代为翻译。

²  OLE——微软的对象链接嵌入OLE(最先进的数据交换技术)已成为软件行业及微软最常普遍的标准方法。

²  COM/DCOM共用控件模型／分散式共用控件模型，微软的控件定义标准——控件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。

²  CORBA(Common Object Request BrokerArchitecture)，是一种语言中性的软件构件模型，提供基于文本的接口描述语言，可以跨越不同的网络，不同的机器和不同的操作系统，实现分布对象之间的互操作。

²  ActiveX——本服务器内部技术ActiveX控件，方便执行控制或将程序代码嵌入另一个ActiveX控件/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。

²  B／S结构——所有的应用, 包括操作介面，数据趋势，报警管理，联动控制都基于网络上的浏览器／服务器设置以保证数据的完整性，实时性及网络应用。

²  OPC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。它定义了如何与建筑物智能集成管理系统（IBMS）连接的标准。该标准描述了OPCCOM控件，它们之间的介面由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控件组的包装。OPC同时定义了当OPC客户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。

²  Lonworks协议：它由美国Echelon公司推出，并由Motorola、Toshiba公司共同倡导。它采用ISO/OSI模型的全部７层通讯协议，采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通信介质，通讯速率从300bit/s至1.5M/s不等，直接通信距离可达2700m（78Kbit/s），被誉为通用控制网络。Lonworks技术采用的LonTalk协议被封装到Neuron（神经元）的芯片中，并得以实现。采用Lonworks技术和神经元芯片的产品，被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、交通运输、工业过程控制等行业。IBMS软件需要能够支持Lonworks协议，能够接入Lonworks设备。

²  BACnet协议：它是一个标准通讯和数据交换协议。各厂家按照这一协议标准开发与楼宇自控网兼容的控制器与接口，最终达到不同厂家生产的控制器都可以相互交换数据，实现互操作性。换言之，它确立了在不必考虑生产厂家，不依赖任何专用芯片组的情况下，各种兼容系统实现开放性与互操作性的基本规则。IBMS软件平台需要能够兼容BACnet协议，接入BACnet设备或系统。

2、5网络要求分析

为确保完成系统操作数据、存取、系统集成及所定义的系统功能，根据建筑物智能集成管理系统（IBMS）不同部分网络要求合理采纳以下所提及的技术及标准：

F  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(自适应)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，并保证网络系统适应不同安装下的不同形势。

F  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，遂道及路由。它提供在INTERNET/INTRANET上最基本的数据信息传输标准。

F  BACnet——一种通信协议由ASHRAE(美国标准空调工程协会)制定，用于大厦自控及网络控制。它允许不同的大厦自控及控制系统进行信息交换、发布命令及系统功能。安装BACnet设备可从硬件系统级即可进行集成，也可在以后的高级软件应用层进行连接。本项目将会使用基于Ethernet上的BACnet协议。

F  LONwork——LONwork/LONmark由Echelon和LONmark通用连接标准协会定义，用于局域网络。它是符合SNVT及SCPT的标准的通讯协议，本项目将会主要使用FFT-10接收发送，为78K波特传输速率。其它的LONwork产品使用不同的接收器可通过路由器连接。支持标准功能简档包括空间舒适功能简档。

H.264——最新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。