內部技術資料 請勿外傳內部技術資料 請勿外傳 寶雞市陳倉物流園區信息中心寶雞市陳倉物流園區信息中心 智能樓宇管理系統 智能樓宇管理系統 IBMSIBMS 陜西龍霆信息技術有限公司陜西龍霆信息技術有限公司 20142014 年年 4 4 月月 1616 日日 1 目錄目錄 一一 總總 述述 1 二二 設計目標設計目標 3 2 1 設計原則 3 2 1 1 開放性 3 2 2 2 標準化和結構化 4 2 2 3 模塊化 4 2 2 4 互連性 4 2 2 5 可管理性 4 2 2 6 先進性 4 2 2 7 經濟性 4 2 2 8 高效率 5 2 2 9 可靠性 5 2 2 系統功能 5 2 2 1 集成各種子系統 5 2 2 2 遠程監控 5 2 2 3 WEB信息發布 6 2 2 4 ODBC數據庫連接 6 2 2 5 電話語音查詢 6 2 2 6 集成視頻監控 6 2 3 設計標準 6 三三 系統結構系統結構 9 3 1 網絡結構 9 3 2 報警方案 10 3 3 軟件結構 11 3 3 1 B S構架 12 3 3 2 三層結構 13 3 3 3 核心決策層 14 3 3 4 通訊接口層 16 3 3 5 用戶界面層 16 3 3 6 視頻集成 17 3 3 7 集成開發環境 19 3 3 8 基于WEB的辦公自動化系統 20 3 3 9 異種操作系統和組件模型 21 四四 集成子系統集成子系統 23 4 1 集成樓宇自控系統 23 4 2 集成火災報警系統 24 4 3 安全防范監控系統 26 2 4 4 集成停車場管理系統 27 4 5 集成背景音樂系統 28 五五 安全性及實時性安全性及實時性 30 5 1 安全性 30 5 2 實時性 31 5 3 網絡負荷 31 六六 系統管理系統管理 33 6 1 系統運行日志 33 6 2 系統配置 34 6 3 報警排表 34 6 4 定時任務 35 6 5 聯動 36 6 6 短信息雙向互動 37 6 7 強大的報表功能 38 七七 系統特點系統特點 44 八八 軟件平臺優勢軟件平臺優勢 46 九九 系統軟件選型系統軟件選型 49 陜西龍霆信息技術有限公司 1 一 總 述 智能樓宇管理系統 IBMS 是通過統一的軟件平臺 對建筑物內的設備進行自動控 制和管理并對用戶提供信息和通信服務 住戶可以對建筑物的所有空調 給水排 水 供配電設備 防火 保安設備 等進行綜合監控和協調 使建筑物的用戶獲得 了經濟舒適 高效安全的環境 使大廈功能產生質的飛躍 IBMS 包換建筑物自動化 Building Automation System BAS 遠程通信 Telecommunication System TCS 和辦公自動化 Office Automation System OAS 系統 每個系統有多個子系統組成 IBMS 通過與各個子系統通訊 取得各種信息 協調子系統的運行 并提供管理人員以綜合的監控和管理平臺 借 助該平臺 管理人員可以方便地了解建筑物內的各種信息 可以方便地控制各種設 備運行 其功能和特點分列如下 1 能對各種信息進行通信并具有信息處理功能 2 能對建筑物內機械電氣設備等進行綜合自動控制 能實現各種設備運行 狀態監視 3 能協調各個子系統的工作 實現子系統間的聯動功能 4 能實現辦公自動化 5 建筑物具有充分的適應性和可擴展性 有易于改變的空間及舒適的環境 具有良好的節能和環境保護功能 6 所有的功能 應可隨技術進步和社會需要而發展 在我國 1986 年起就有一些單位在北京 上海 深圳等地興建智能建筑 但從 調查的資料看 只有不到 20 的項目具有集成管理系統 其中具有綜合管理自動化 系統模式的很少 有 管理自動化系統模式的稍多些 更多的是各自獨立的分散 的子系統 沒有完全體現和達到智能建筑的優勢和目的 目前使用的 IBMS 多借用國外的 BA 系統 進行適當擴展 使之能夠容納其他 子系統 由于受到基本軟件平臺的限制 許多功能無法實現 結果只能勉強集成有 陜西龍霆信息技術有限公司 2 限的幾個子系統 IBMS 不同于傳統的設備監控 它還牽涉到管理理念等問題 所 以 要實現真正符合國情的 IBMS 必須采用自主版權的軟件平臺 才能擺脫特殊 軟件平臺的制約 實現各種各樣復雜的要求 陜西龍霆信息技術有限公司 3 二 設計目標 智能樓宇管理系統 IBMS 的目的是集成樓宇中各種子系統 把它們統一在單一 的操作平臺上進行管理 系統的設計目的旨在讓樓宇中各種弱電系統 ELV 的操作 更為簡易 更有效率 它提供了一個中央管理系統以及數據庫 同時它可以協調各 子系統間的相互連鎖動作及相互合作關系 AlarmCenter IBMS 集成以下子系統 樓宇自動控制系統 BAS 一卡通系統 ACS 閉路電視監控系統 CCTV 保安報警監測系統 SAC 火災報警監控系統 AFA 電梯控制系統 通訊管理系統 CAS 辦公自動化系統 OAS IBMS 通過各種軟件接口集成以上各子系統 通過高速網絡和開放的 標準的 軟件接口進行各系統間的無縫集成 以達到信息共享及系統的聯動 并自動完成數 據采集 存儲 分析 報表生成和報表打印工作 2 12 1 設計原則設計原則 IBMS 是一個復雜的軟件系統 它不僅可對各弱電子系統進行分散式控制 集中 統一管理和監控 而集成后的系統應是一個開放系統 使不同得子系統和產品間接口 和協議達到 互操作性 同時還能適應發展變化的需要 從軟件工程的角度來說 IBMS 的設計必須實現以下目標 2 1 1 開放性 集成后的系統應是一個開放系統 系統集成的過程主要是解決不同系統和產品 間接口和協議的 標準化 以使它們之間達到 互操作性 它應當提供標準 數據接口 網絡接口 系統和應用軟件接口 系統開放性特征是 陜西龍霆信息技術有限公司 4 可擴展性 靈活性好 兼容性和應用軟件可移植性強 可維護性好 生命周期長 2 2 2 標準化和結構化 集成網絡的總體結構必須是結構化和標準化的 既可使不同廠商的設備產品綜 合在一個系統中 并相互得到高度的信息共享 又可使系統能在日后得以方便的擴 充 即滿足通用性和可替換性 2 2 3 模塊化 系統要嚴格按照模塊化結構方式開發 以滿足通用性和可替換性 采用模塊化 設計 分布實施的戰略 2 2 4 互連性 這種互連性體現在傳輸媒體和結構化綜合布線系統 各種網絡設備的配置 各 種網絡互連設備的配置 以及各類機電設備 話音 視頻設備和各類控制設備等的 配置 子網之間互連采用 TCP IP 等標準化協議 2 2 5 可管理性 集成系統是一個網絡 隨著網絡規模擴大 網絡管理十分重要 要對這樣的一 個網絡進行管理 要求 同時支持網絡監視和控制兩方面能力 能監視控制到網絡主要設備 盡可能大的管理范圍和盡可能小的系統開銷 網絡管理標準化 2 2 6 先進性 系統要采用與技術發展潮流相吻合的產品 建立一個可擴展的平臺 保護前期 工程和后繼先進技術的銜接 使系統具有先進性 2 2 7 經濟性 經濟成本是系統集成必須考慮的因素之一 要求系統設計者從系統目標和用戶 需求出發 在功能完善的基礎上達到造價相對合理經濟的優化設計 陜西龍霆信息技術有限公司 5 2 2 8 高效率 系統效率高低 體現在系統性能中 主要包括以下幾個方面 系統實時響應與控制能力 通信的傳輸速率和帶寬 服務器響應數據庫請求的能力 網絡的吞吐能力 2 2 9 可靠性 要采用各種措施建造一個高可用性系統 主要措施有冗余 可用性群集 共享 數據群集等 簡言之 IBMS 系統設計應引入最先進的技術 采用分層和模塊化結構 以增 加系統的可靠性 兼容性和可擴展性 同時應考慮系統效率 減小CPU 和網絡負 荷 加快響應速度 提高服務能力 為管理者提供高效 便利 安全的工作環境 2 22 2 系統功能系統功能 2 2 1 集成各種子系統 樓宇的各種子系統 樓宇自控系統 BAS 火災報警系統 FAS 綜合保安 管理系統 SMS 廣播系統 PAS 停車場管理系統 CPS 綜合智慧卡系統 SCS 辦公自動化系統 OAS 以及通訊與網絡系統 CNS 集成成為一個 有機 的統一系統 其接口界面標準化 規范化 完成各子系統的信息交換和通 訊協議轉換 實現五個方面的功能集成 所有子系統信息的集成和綜合管理 對所 有子系統的集中監視和控制 全局事件的管理 流程自動化管理 最終實現集中監 視控制與綜合管理的功能 2 2 2 遠程監控 無論是位于企業局域網 LAN 的站點計算機 還是位于廣域網 WAN 通過撥號 上網的各站點計算機 只要運行 Internet Explore 瀏覽器 輸入 Web 服務器網址 再輸入被授權的用戶名和密碼 進行登錄和授權認證 即可瀏覽各種動態頁面 在企業局域網 LAN 上建立視頻服務器 接收閉路電視監視系統的視頻信號 陜西龍霆信息技術有限公司 6 并借助 LAN 或 WAN 網絡 為監控站點計算機發送多媒體信息 視頻畫面與其他 實時信息完全融合 2 2 3 WEB 信息發布 由 Web 服務器發布各種動態 Web 網頁和各種實時信息 AlarmCenter IBMS 顯示界面可以用模擬圖 表格 圖表等方式表現 使用圖像壓縮 動態效果和 ActiveX 控件 COM DCOM 組件模塊 OPC 標準協議 VB Script 腳本等互聯網 技術進行開發 用戶通過瀏覽器可以監控設備運行 察看動態視頻 查詢大樓內部 的物業資料等 2 2 4 ODBC 數據庫連接 數據服務器安裝 Windows 2000 7 操作系統 運行 SQL Server 存放系統配置 記錄各種事件 并提供統計報表 數據的查詢 報表 備份 安全 維護等功能均 由數據庫系統提供友好支持 與辦公自動化系統實現信息共享 為物業管理和其他 MIS 提供資源 2 2 5 電話語音查詢 提供先進的電話界面 授權用戶通過音頻電話查詢IBMS 內部物業信息 并實 現開關設備 開啟關閉空調和照明等多種功能 2 2 6 集成視頻監控 可以通過 CCTV 視頻窗口 直接監視大樓的動態圖像 CCTV 視頻窗口與系統 完全融合在一起 大大方便了管理 加強了透明度 系統還給 OA 預留接口 便于對 OA 系統的集成 2 32 3 設計標準設計標準 為了保證系統的完整性以及符合上述要求 本系統采用了大量的信息管理標準 通信協議 軟件集成模塊等等 現列舉如下 1 軟件 Windows 2000 7 VISTA 本系統內所有的服務器及操作站均采用微軟公 陜西龍霆信息技術有限公司 7 司的操作系統 由于采用了微軟的 Windows 介面 網絡的管理以及所選用的應用 軟件均為開放式的 ODBC 公開數據連接 兼容的數據庫 各子系統 數據庫 應用軟件均采 用標準的數據庫交換以及連接格式 DDE 動態數據交換協議 本系統支持微軟公司的動態數據交換協議 允許各應用程序之間簡單數據存佇 同時網上動態數據允許數據通過網絡進行交換 應用編程接囗 API Application Programming Interface API 是一些軟 件模塊 由各系統供應公司編制 這些軟件模塊用于和其他子系統來進行數據交換 通過 API 各系統并不需要很清楚了解其它系統數據庫的格式及詳細的指令格式 因為各系統是與 API 內一組已公開的函數調用溝通 而各系統只需要按照這些公開 的函數調用格式編寫軟件 就可以不理會那些各系統內的復雜指令 API 會代為 翻譯 OLE 微軟的對象鏈接嵌入 OLE 最先進的數據交換技術 已成為軟件行 業及微軟最常普遍的標準方法 COM DCOM 共用控件模型 分散式共用控件模型 微軟的控件定義標準 控件由標準化的數據及內部定義組成 這一特點使它在應用程序通過編程進行 數據交換非常容易 CORBA Common Object Request Broker Architecture 是一種語言中性的軟件 構件模型 提供基于文本的接口描述語言 可以跨越不同的網絡 不同的機器和不同 的操作系統 實現分布對象之間的互操作 ActiveX 本服務器內部技術 ActiveX 控件 方便執行控制或將程序代碼 嵌入另一個 ActiveX 控件 文檔 ActiveX 控件的特性使得它在應用程序中完成在程 序或調用其它程序中執行特定任務顯得非常容易 微軟的Word Access 及 Visio 等強大的桌面軟件都得益于 ActiveX 技術 B S 結構 所有的應用 包括操作介面 數據趨勢 報警管理 聯動控 陜西龍霆信息技術有限公司 8 制都基于網絡上的瀏覽器 服務器設置以保證數據的完整性 實時性及網絡應用 OPC 用于過程控制 微軟最新定義的標準 OLE COM 用于同許多數據源 通信 對于本項目 它主要用于方便不同系統之間的數據傳輸 例如BAS 與 IBMS 或 SAS 與 IBMS 的數據傳輸 它定義了如何與 IBMS 連接的標準 該標準 描述了 OPC COM 控件 它們之間的介面由 OPC 服務器來完成 OPC 數據訪問允 許數據訪問服務器 它保留服務器的信息并且作為OPC 控件組的包裝 OPC 同 時定義了當 OPC 客戶發生特殊事件及報警情況時 OPC 客戶將被服務器注意的技 術 另外 OPC 同時定義了歷史記錄的存取 允許數據記錄及趨勢檢索及信息總匯 2 網絡 Ethernet IEEE802 3 10 100Base T 目前世界上最先進及普及的網絡解 決方案 本網絡標準為廣泛采納的工業標準 已經過多次成功驗證 支持多種傳輸 介質 包括 UTP STP 同軸電纜 光纖及無線 網絡的傳輸速率為 10MB 或 100MB 自適應 及支持 1G bit 千兆以太網 大量新推出的網絡產品將網絡費用降 低 并保證網絡系統適應不同安裝下的不同形勢 TCP IP 傳輸控制協議 INTERNET 協議 以太網上的該協議標準用于允 許數據傳輸 遂道及路由 它提供在 INTERNET INTRANET 上最基本的數據信息 傳輸標準 BACnet 一種通信協議由 ASHRAE 美國標準空調工程協會 制定 用于 樓宇自控及網絡控制 它允許不同的樓宇自控及控制系統進行信息交換 發布命令 及系統功能 安裝 BACnet 設備可從硬件系統級即可進行集成 也可在以后的高級 軟件應用層進行連接 LONwork LONwork LONmark 由 Echelon 和 LONmark 通用連接標準協 會定義 用于局域網絡 它是符合 SNVT 及 SCPT 的標準的通訊協議 本項目將 會主要使用 FFT 10 接收發送 為 78K 波特傳輸速率 其它的 LONwork 產品使用 不同的接收器可通過路由器連接 支持標準功能簡檔包括空間舒適功能簡檔 陜西龍霆信息技術有限公司 9 MPEG4 H 264 最新的視頻數據壓縮標準 允許從 CCTV 系統出來的視 頻信號被壓縮 編碼 并通過多種介質網絡傳輸 傳輸后視頻將被解壓 解碼 并被 顯視所需工作站上 以上所提及的技術及標準將會被不同部份的 IBMS 樓宇建管系統 合理采納 以確保完成系統操作數據 存取 系統集成及所定義的系統功能 三 系統結構 3 13 1 網絡結構網絡結構 AlarmCenter IBMS 通過 10M 100M Ethernet 連接智能樓宇的各子系統或直接 通過現場總線連接各種現場設備 綜合集成系統通過 TCP IP BACnet OPC LONwork 等通訊協議與樓宇自控系統 安防系統 消防 系統 辦公自動化系統或現場設備之間相互通訊 實現所有子系統的集成 系統的 設計 完全基于企業內部網 Intranet 之上 通過 Web 服務器和瀏覽器技術來實現 樓宇管理系統的實時信息交互 綜合和共享 實現統一的人機交互界面和跨平臺的 數據庫訪問 因此可以真正做到局域和遠程信息的實時監控 數據資源的綜合共享 以及全局事件快速處理和一體化的科學管理 AlarmCenter IBMS 通過圖象壓縮卡 記錄 顯示并發布視頻內容 便于管理人 員通過瀏覽器觀看實時視頻內容 IBMS 通過 RS485 總線控制視頻切換 用戶通 網絡交換機 SAS IBMS 視頻系統 BAS ACS FAS OAS Internet Internet Web 瀏覽站 Web 瀏覽站 RS485 Video RS485 Video 陜西龍霆信息技術有限公司 10 過 IBMS 可以觀看任意一路視頻 視頻壓縮采用 MPEG4 壓縮標準 壓縮率高 傳 輸 352 288 每秒 25 幀實時視頻僅須 300K 網絡帶寬 所以在普通局域網內 視頻 傳輸可獲得十分理想的效果 AlarmCenter IBMS 通過該網絡交換各種實時信息 進行數據刷新 AlarmCenter IBMS 通過該網絡記錄各種報警事件 其數據庫是專門的數據庫服 務器 所以數據庫訪問 是通過網絡進行的 AlarmCenter IBMS 還通過該網絡提供遠程的 Web 服務 提供每個用戶以實時 信息和報警內容 提供每個用戶以顯示界面 同時接收用戶的控制命令 該網絡還提供用戶突發的數據庫訪問 OA 系統或事件查詢 3 23 2 報警方案報警方案 手機 打印機 電話 IBMS 語音 陜西龍霆信息技術有限公司 11 一旦發現異常事件 AlarmCenter IBMS 即自動執行預定的控制策略 同時啟動 報警 報警可以有幾種方式 如報警窗口 實時打印 語音提示 電話語音 Email 短信息等 如圖所示 使用時 可以選擇其中一種或多種報警 當有多個 報警同時發生時 系統通過事件等級 排隊報警事件 并逐一報警 其中的電話號 碼 手機號碼由用戶設置 3 33 3 軟件結構軟件結構 陜西龍霆信息技術有限公司 12 AlarmCenter IBMS 是一個系統組態平臺 該平臺由 Visual C 開發 平臺同 時支持 VBScript 作為二次開發工具 擴展系統應用 控制各種控件的行為 所以 該 IBMS 提供三個層次的開發 第一層 采用 Visual C 作系統低層開發 擴展 能力很強 并獲得很大的靈活性和執行效率 但對軟件人員的要求很高 開發的組 件一定要保證其可靠性 第二層 采用 VBScript 語言開發 開發比較方便有效 對軟件人員的要求不高 不會影響系統的穩定性 第三層 采用系統工具進行組態 通常由現場工程師 即可完成 這種分層機制確報了系統的穩定性 提高了可維護 性 可擴充性 也保證了工程的可預測性 是完全符合軟件工程的要求的 AlarmCenter IBMS 總體上由 IBMS 服務器和基于瀏覽器的遠程端組成 IBMS 服務器一方面完成子系統集成 另一方面作為 Web 服務器 提供遠程數據請求 3 3 1 B S 構架 ALARMCENTER IBMS 的服務器端和遠程端具有完全一致的用戶界面 兩者之 間的數據流動如圖所示 IBMS 服務器的實時數據直接來源于下屬子系統或智能設備 兩者之間通過多 種協議接口進行會話 各種接口可動態鏈入 便于擴展 在這一層上 核心決策 層通過各種協議接口取得各子系統的實時數據 并傳送控制指令給各子系統 使之 執行相應動作 核心決策層 用戶操作界面 實時數據處理 用戶操作界面 TCP IP 通訊接口 子系統 IBMS 服務器遠程端 陜西龍霆信息技術有限公司 13 核心決策層 是系統的核心 詳見 核心決策層 一節 用戶操作界面 顯示監控現場實時畫面 其數據來自于 核心決策層 同時 用戶的操作 也通過接口傳遞給 核心決策層 后者將操作命令轉交給適當的執行 者 實時數據處理線程同時維護與遠程端的連接 定時發送實時數據和報警內容給 連接著的管理站或瀏覽站 遠程端的實時數據來自于 IBMS 服務器 兩者之間通過 TCP IP 進行數據可靠 傳輸 遠程端 用戶操作界面 與 IBMS 服務器完全一致 顯示數據來自于 實 時數據處理 用戶操作通過接口傳遞給 實時數據處理 后者又將操作命令轉 交給 IBMS 服務器 3 3 2 三層結構 IBMS 服務器提供兩種服務 實時數據服務及 Web 服務 實時數據服務應答 顯示界面的實時數據請求 同時提供 遠程端以實時數據 遠程端避免直接的數據 庫訪問 所有數據請求均通過 DCOM 有 IBMS 服務器端完成 這種 三層結構 一方面增加了系統的靈活性 另一方面確保系統的安全性 從內部組成上看 IBMS 服務器由以下幾大模塊組成 設備通訊模塊 通過現場總線與其所控制設備之間通訊 網絡通訊模塊 通過 TCP IP 與子系統數據通訊 報警模塊 分別完成各種報警任務 電話語音 實時打印 短信等 IBMS 服務器 IIS ASP 服務器 IE SQL Server 遠程端 遠程端 IE 陜西龍霆信息技術有限公司 14 中心數據庫 儲存所有的系統配置 報警事件 日志 OA 系統等 Web 服務 提供基于瀏覽器的遠程端的實時數據訪問 視頻系統 交互式地發送壓縮視頻流到遠程端 使了解各種現場真實狀況 實時調度 處理各種實時數據 調度通訊 報警 執行子系統間的聯動 用戶界面 顯示實時數據 接收用戶命令 提供維護界面 還包括 事件瀏 覽 報表 視頻播放等功能 所有模塊有機地組織成三個層次 由低到高分別為通訊接口層 核心決策層 用戶界面層 各層分別應用不同的軟件技術解決不同的問題 其中 核心決策 層是樞紐 它調度其他線程 采集 報警 記錄 傳輸等 的運行 給顯示界面提 供實時數據 處理用戶的控制命令 響應遠程用戶的連接請求 系統的模塊結構如 圖所示 3 3 3 核心決策層 核心決策層調度 各種通訊過程 通訊都需要等待 為提高系統的總體效率 系 統的每個接口 組件都是采用獨立線程 整個系統是個相互協調 相互配合的整體 核心決策層是整個系統的關鍵部分 主要攻作如下 1 完成對由底層輸入的各子系統的信息按內在的邏輯關系進行加工處理 將 視 頻 診 斷 實 時 數 據 交 換 數 學 邏 輯 運 算 計 時 器 棒 圖 動態曲線 故障報警 彩色畫面 交互組態 環境 動態菜單 事件 瀏覽 報表 文件 監控系統 網 絡 通訊模塊存 儲打 印 陜西龍霆信息技術有限公司 15 處理后的結果送到相應數據庫 給用戶界面層提供顯示 調度各種處理過程 給 遠程連接提供 WEB 服務 視頻服務 同時接收用戶界面層授權操作人員的信息請 求或控制 通知通訊接口層完成相應動作 2 完成各子系統的聯動 某一事件的發生不僅要引起該事件所屬子系統的反應 而且會引起與之有關聯的其他子系統采取相應動作 這種聯動關系由 核心決策層 處理 3 人工智能專家決策處理 通過對收集到的歷史信息和數據形成一定規律的 知識或者是系統預定義的某子系統內專家知識進行推理和演繹 可以預知系統內 可能發生的事件 通知相應子系統采取措施 做到防患于未然 4 對上層或遠程提供數據庫訪問服務和實時數據 視頻服務 核心決策層 外部提供清晰的接口 實時接口 根據數據庫的配置 加載相應 的子系統接口 實現與下屬子系統或現場設備的通訊 遠程服務接口 偵聽遠程端 的連接請求 并以一定周期發送實時數據給連接的站點 報警接口 管理報警組件 包括實時打印 電話語音 短信息等 一旦有報警發生 即根據其報警配置和事件 級別 啟動相應的報警過程 用戶界面接口 使顯示界面可以訪問實時數據 通過實時接口 核心決策層 可以調用各種通訊協議模塊 OPC DDE BACnet ODBC COM DCOM 視頻等 各協議模塊以動態連接庫 形式 DLL 由 實時數據處理 過程自動加載 遠程服務接口 采用 TCP IP 通訊協議 監聽遠程計算機的連接請求 一旦建 立連接以后 遠程服務即把 狀態量 模擬量 以及報警信息等 源源不斷的傳輸 過去 遠程端采用瀏覽器形式 與IBMS 服務器的用戶界面完全一樣 只要權限 實時接口 SQL Server 用戶界面接口 遠程服務接口 報警接口 陜西龍霆信息技術有限公司 16 許可 可以瀏覽到所有實時信息 并可發布控制指令給IBMS 服務器 控制現 場設備 報警組件是定義統一接口的動態連接庫 DLL 報警接口根據配置加載各 種報警組件 這些組件有 實時打印 電話語音 短信息 Mail 標示牌輸出等 可以方便地擴充 核心決策層 內部還進行各種處理 周期性地刷新實時數據庫 按一定時間間 隔記錄模擬量 記錄發生的事件 智能判別和自動處理 實現子系統間的聯動等 3 3 4 通訊接口層 IBMS 服務器的一個重要職能便是從下屬子系統或各種現場設備中取得實時數 據 并且設置其參數 由于子系統的連接方式 通訊協議各不相同 系統采用統一 接口 對于不同的設備采用不同的設備驅動程序 將各子系統不同通訊協議和數據 格式轉換成統一的協議和格式 同時將核心層處理后的信息轉換成相應子系統認可 的協議和格式 來解決異種設備的接入問題 設備驅動 程序是動態加載的程序模塊 在Windows NT 下有兩種形式 ActiveX 或動態聯結庫 DLL 由于這一層是面向高級用戶的 在必要的情況下 他們需開發自己特殊的 驅動程序 而動態聯結庫相對來說比較高效且易于理解 因而通常采用動態聯結庫的形式 該接口是簡單而有效的 避免出錯的可能性 每類設備對應自己的設備驅動程序 它們封裝了設備通訊協議的復雜性 提 供統一接口以訪問該設備的開關量 模擬量 字符量以及執行控制操作 系統動 態調用設備驅動程序訪問相應設備 設備驅動 程序是一個個獨立模塊 系統啟動時 動態聯入 編寫新的設備 驅動程序即可連接新的協議 訪問新的設備 因而系統是開放的 為提高運行效率 避免相互影響 每個設備驅動 程序運行在一個獨立線程 中 執行子系統或現場設備的數據采集和控制 利用WINDOWS NT 的多線程 和異步 I O 機制 使每個設備 驅動程序獨立全速工作 從而使 吞吐量達到最大 極大地提高了系統的效率 陜西龍霆信息技術有限公司 17 設備驅動程序采用各種通訊協議 有基于現場總線的 BITBUS CANBUS Lonworks JBUS MODBUS 有基于網絡通訊的 OPC DDE 也可以采用各種軟件標準ODBC COM DCOM CORBA 等 其中 視頻處理也作為獨立組件 針對每一種協議的驅動程序當然有不同的實現 總體結構一致 由通訊守侯 線程和和接口組成 協議不同 通訊守侯線程也不一樣 3 3 5 用戶界面層 用戶界面層提供正常的顯示框架 提供實時畫面 實時數據顯示 提供報警窗 口顯示報警內容 一方面將核心層處理過的信息用明了 形象 直觀的方式顯示出 來 便于用戶實時監視和控制整個大樓的所有現場信息 另一方面 通過該層界面 用戶可以了解系統工作狀態 控制系統運行 進行子系統的功能配置和設定 完 成聯動的設置和對系統的綜合管理 顯示框架包括菜單 工具欄 狀態欄 AlarmCenter IBMS 允許通過拖放的形 式定制菜單 工具欄 通過集成開發環境 IDE 擴展系統功能 由于系統支持 完整的 VBScript 開發人員可以方便地擴展系統功能 監控界面可以歸結為許多基本控件 利用這些控件可以組織成各種各樣的顯示 畫面 這個組織過程 稱為界面組態 系統提供不少 控件 有文字 直線 圓 方塊 多邊形等基本 控件 有各種特殊的開關及電氣設備等 有數字顯示 還有 棒圖 曲線等較為復雜的 控件 各種控件有各自的屬性和方法等 從使用者的 角度 他只要選擇界面元素在作圖區拖動 以調整大小和位置 并修改其顏色 閃爍 運動等屬性 經過適當的組合即可配置出所需的顯示界面 一個復雜的監控畫面 控件之間是相互關聯的 為了靈活地定義這種相互關 系 需要編程語言支持 考慮到目前的流行程度及語言的易用性 系統提供 VBScript 就是說用戶可以通過VBScript 擴充系統功能 用戶通過 VBScript 還可以擴展菜單 工具欄 給系統帶來極大的靈活性 由于 IBMS 牽涉面廣 需要各種各樣可能的顯示和處理模塊 為確保系統的擴 充性 便于許多人員的協同工作 系統采用COM DCOM 模型 支持各種控件 陜西龍霆信息技術有限公司 18 ActiveX 的插入 并通過 VBScript 操縱其運行 開發人員在AlarmCenter 開發平臺上可以如同 VB 一樣開發出各種各樣的應用 可以是實時監控系統 也 可以是數據庫管理系統 或者是兩者結合 用戶界面層支持 WEB 技術 可通過瀏覽器在 INTERNET INTERNET 環境中 瀏覽所有信息 并通過授權完成系統的遠程控制和管理 3 3 6 視頻集成 視頻系統在整個系統中所處的位置 是屬于通訊接口層 的一個組件 概念上視為一個子系統接口 主要處理視頻的實時壓縮 顯示等 并提供本地 和遠程視頻服務 包括實時視頻傳送和錄像文件動態傳送等 ALARMCENTER IBMS 的視頻系統與其他的視頻系統相比有很大的優點 它 作為一個控件完全融合在整個系統中 而非獨立程序 視頻顯示可以在顯示界 面中任意組態 其本地顯示和遠程瀏覽器中顯示具有完全一致的界面 其球機 控制 視頻矩陣切換異常方便 視頻系統采用MPEG4 視頻壓縮方式 集多畫面瀏覽 錄像回放 視頻遠 傳 觸發報警 球機控制 設備聯動于一體 并首次在業界提出 視頻組 態 概念 在系統的組態頁面中 視頻實時窗口 錄像回放窗口 遠程接受窗口 球 機 云臺 控制窗口都作為控件無縫嵌入在組態頁面中 用戶可自行定義視頻 窗口的數目 擺放位置 窗口大小 播放器界面等 滿足不同用戶的個性化需 要 陜西龍霆信息技術有限公司 19 系統具有豐富的報警聯動功能 視頻系統可由外部的輸入信號觸發錄像 如雙鑒探頭 門磁 或者由本身支持的 移動報警 功能觸發 錄像時段也 可以由用戶自行設定 任意一路視頻均可實現遠程傳輸 視頻一旦報警 可撥 打電話 發送手機短信 也可同時與其它設備進行聯動 輸出相應的控制信號 視頻系統完全的Web 化 遠程 用戶在瀏覽器中看到的是與本地監控系統 完全一樣的組態界面 實現完全一樣的監控功能 由于遠程視頻窗口和本地視 頻窗口采用同一個控件 保證了界面的一致性 其它功能 比如事件瀏覽 錄 像回放 云臺控制 報警精度設置等都與本地監控站完全一致 3 3 7 集成開發環境 為滿足不斷發展的需要 系統劃分成核心代碼層和擴展代碼層兩部分 核心代 碼因執行效率的需要 由 VC 6 0 編寫 后者為便于擴展和客戶化 以廣為接受 的 VB SCRIPT 編寫 系統集成完整的 VB 語言 提供專業的集成開發環境 支持 陜西龍霆信息技術有限公司 20 各種控件 可以方便地擴充系統功能 例如 組織數據查詢顯示 組態顯示畫面 剪裁或增加菜單項 工具條 按鈕等 修改或擴充相關的執行代碼等 用戶 系統 管理員 可以在集成環境下直接修改已有的代碼 設計新的功能模塊 支持完整的擴展語言 支持各種控件以及集成開發環境是本系統的一大特色 使系統功能得到極大的提升 便于集成各種子系統 如視頻系統 OA 系統等 由于集成強大的程序開發語言 支持各種控件 并提供便利的集成開 發環境 所以用戶可以方便地實現功能的擴展 擴展的功能模塊 用戶界面等可掛接到菜單 工具條或圖形界面上 是一套真正意義上 的開發平臺 通過 集成開發環境 開發人員可以簡單 高效地擴展各種WEB 應用 使樓 宇各子系統 辦公自動化系統無逢集成在一起 支持集成開發環境 提供二次開發能力 便于開發人員在不同的應用層上工作 控件開發 通訊協議開發等工作可以讓高級程序員通過Visual C 等語言編程 在集成開發環境下的二次開發由普通程序員即可完成 縱向不同層面和橫向不同組 陜西龍霆信息技術有限公司 21 件的分工協作 可以同時讓許多編程人員相互協作 有條不紊地完成大工程 而且 系統的健壯性可以得到充分的保證 3 3 8 基于 WEB 的辦公自動化系統 上面的討論主要側重于集成各種實時系統 如 BA FA CCTV 等 而辦公系 統涉及大量數據庫操作 郵件傳輸以及各種報表顯示 其實現上與實時系統有很大 的差異 通常的實時系統 其用戶界面 通過簡單組態 即可實現各種狀態 各種數據 在電子地圖上的顯示 給用戶提供一個親切友好的監控界面 而辦公系統通常需要 編程實現 AlarmCenter IBMS 提供的集成開發環境對于集成辦公系統是一個強大的工具 系統采用三層結構的數據庫訪問 遠程數據請求通過DCOM 訪問 IBMS 的數據庫 通過 IBMS 一致的權限管理系統 保障系統安全性 系統提供各種數據表格控件 利用這些控件和系統支持的VBScript 語言 可 以開發出各種各樣的表格顯示界面 最終構成一個完整的辦公自動化系統 系統內置 WEB 支持 開發完的辦公自動化系統 可以直接通過遠程瀏覽器訪 問 本地和遠程顯示界面是完全一致的 系統內置的全局事件查詢 系統配置等界面 就是在集成開發環境下二次開發 實現的 由于系統內置許多數據訪問服務和各種功能強大又簡單易用的控簡 所以 系統開發工作量小 系統穩定可靠 在同一個系統內集成的優點是各種信息可以共享 用戶需要最少的培訓 權限 管理方便易行 3 3 9 異種操作系統和組件模型 AlarmCenter IBMS 系統由服務器和遠程桌面系統組成 遠程桌面系統是基于瀏 覽器的用戶界面 用戶通過遠程桌面系統操作整個IBMS 服務器完成數據采集 數據庫訪問 子系統間的聯動 提供桌面系統以數據和顯示 服務器運行在 Windows 2000 7 平臺上 而桌面系統可以運行在 Windows95 98 NT 2000 等各種平 陜西龍霆信息技術有限公司 22 臺上 服務器由顯示層 核心處理層和設備驅動程序層 數據網關 組成 協議層通過各種通訊協議 TCP IP OPC DDE JBUS 等 或者組件技術 DCOM CORBA 等 與運行在 Window N 或 UNIX 平臺上的各子系統接口 在核 心處理層和各個子系統之間傳輸數據和控制命令 協議層主要功能在于屏蔽不同操 作系統 不同通訊協議 不同對象模型之間的數據表述 通訊 接口層的差異 核心處理層是整個 IBMS 的中樞 它通過調用設備驅動程序層的各種組件與相 應子系統連接 訪問其實時數據 它處理來自各子系統的實時信息 調度系統間的 聯動 如發現異常行為 及時調度各種報警組件進行報警 它支持標準TCP IP 提供遠程桌面系統和本地顯示層以顯示頁面和實時數據并處理操作人員的控制指令 它通過 ODBC 管理數據庫 該數據庫可以運行在 Window NT 或 UNIX 上 核心處 理層本身提供 COM DCOM 和 CORBA 接口 供其他系統直接訪問核心數據 顯示層與用戶交互 用戶通過友好的顯示界面瀏覽IBMS 的各種實時或統計信 息 也可以控制各種設備的運行 當然用戶能瀏覽的內容和能控制的設備取決于他 的權限 顯示層考慮其界面的友好性 在 Window2000 下運行 給管理人員提供 最直觀的 最友好的顯示和操作界面 遠程桌面系統提供基于瀏覽器的用戶界面 管理人員在辦公室或任何具有網絡 連接的地方通過瀏覽器訪問整個 IBMS 系統 在授權范圍內 管理人員可以隨時 隨地了解整個大樓的運行狀態 遠程桌面系統的界面與服務器顯示層具有完全一致 的界面 只要權限許可 可以訪問 IBMS 的任何內容 顯示層采用 COM DCOM ActiveX VBScript 等各種新技術 便于顯示各種信 息 給用戶帶來極大方便 陜西龍霆信息技術有限公司 23 四 集成子系統 AlarmCenter IBMS 主要有下列各子系統 樓宇自控系統 BAS 火災報警系 統 FAS 綜合保安管理系統 SMS 廣播系統 PAS 停車場管理系統 CPS 綜合智慧卡系統 SCS 辦公自動化系統 OAS 以及通訊與網絡系統 CNS 現分別說明如下 4 14 1 集成樓宇自控系統集成樓宇自控系統 通過 TCP IP DDE BACnet OPC 等協議 連接樓宇自控系統 其功能簡述 如下 當發生報警或接受到其他聯動要求后 按要求啟動或停止BA 設備 提供經選擇的設備啟停 報警狀態的信息 提供經選擇的探測器所檢測參數的變化值 以及過限報警的信息 提供已編制的時間或事件自控程序應用軟件的信息 信息內容包括 編制 內容 編制者姓名 編制時間和修改姓名 時間和修改內容 提供系統操作員確認各類報警信息的時間及確認人姓名的資料 提供設備運行電力和能源消耗的統計信息 提供設備所需的各類報表文件 集成后的樓宇自控系統的主要特點包括 1 圖像顯示 能準確地顯示有關子系統的參數與狀態 如火災報警的時間 地點與性質和區檢綜合樓用電量等數據 2 提供重要系統運行參數的實時變化趨勢 方便管理人員對事件作出分析 3 可應使用要求自動打印報表 改變編排和內容 能使報告形式符合各種使 用要求 4 可提供一個高性能的使用分析報告 5 操控圖像界面容易配置 是一個高性能的界面 對即時的資料 能作出顯 陜西龍霆信息技術有限公司 24 示和監督 6 對報警信息的顯示 過濾和排序 可基于報警的優先水平 時間和信號接 收狀態 完成軟件處理并作出設計 報警報告可由打印機輸出或儲存于計算機的檔 案中 4 24 2 集成集成火火災災報報警警系系統統 根據消防系統特殊的通訊協議 TCP IP OPC 等 編寫通訊接口 完成與消防 系統的無縫集成 其示意圖如下 陜西龍霆信息技術有限公司 25 根據用戶需求可向用戶提供如下報表 提供各類火災報警探測器的報警統計 歸類和制表 提供以事件聯動程序信息為主的報表 報表內容包括 報警設備地址碼 描述 聯動設備名稱 描述 提供消防值班員確認火災報警信號的時間和修改者姓名的資料 提供消防設備運行狀況的信息 提供其他管理所需的各類報告文件 陜西龍霆信息技術有限公司 26 4 34 3 安全防范監控安全防范監控系系統統 采用紅外和微波雙重技術 配以微處理器的三鑒探測器 誤報率低 價比高 廣 泛用于機房 倉庫 家庭等重要監控場合 在可能入侵的位置安裝三鑒探測器 由探 測器給出的報警信號 通過 8052 開關量數據采集模塊 將紅外探測器上的干接點變 化信號送到監控主機 實時監測機房內的情況 即便無人值守 可以確定工作狀態 一旦發現有人員進入 馬上啟動報警系統 撥打值班人員電話或者發送短信 用戶可 以在監控軟件對探頭進行撤防和布防 也可以設定安全時段 在安全時段內系統不報 警 系統還可根據聯動攝像機進行拍照等 陜西龍霆信息技術有限公司 27 4 44 4 集成集成停停車車場場管管理理系統系統 停車場管理系統也是大廈保安自動化 SA 的一部分 為了將停車場的信息通過 網絡傳遞給 BAS 在地下停車場收費中心設置一臺停車場管理操作站 其上運行 BAS 系統的停車場接口軟件 API 和 MODPARK PP20 停車場管理系統 CCTV 系統操作站與 BAS 中央操作站在同一級網絡 TCP IP 上互聯 集成功能包括 1 停車場的車輛流動及車位信息 2 設備工作狀態和控制信息 3 收費資料 陜西龍霆信息技術有限公司 28 考慮到以后發展的可能 停車場管理系統可以作為智慧卡系統的一部分 將以 下幾部分全部納入智慧卡系統 1 設備管理子系統 用于管理一卡通的所有設備 包括主機 控制設備等等 負責設置其各種通訊參數 包括主機號 串號口 波特率等 2 出入控制子系統 實現電子門鎖控制 出入時間記錄 3 消費管理子系統 對內部員工消費實現統計 查詢 4 考勤管理子系統 對內部員工實施考勤統計 5 會議簽到管理子系統 對以會人員進行統計分析 6 停車場管理子系統 對進出大廈停車場的所有車輛實現集中控制和管理 7 卡片發行子系統 在一卡通實施的范圍內進行各類授權操作 4 54 5 集成背景音樂系統集成背景音樂系統 背景音樂與緊急廣播系統通常與消防系統集成在一起 這種集成不需要使用計 算機網絡集成方式 陜西龍霆信息技術有限公司 29 公共廣播系統的背景音樂與消防系統的報警廣播可以自如切換 集成功能包括 當火警發生時 消防系統自動在火警發生的樓層及其相近兩層進行消防廣播 通知有關人員疏散脫險 陜西龍霆信息技術有限公司 30 五 安全性及實時性 5 15 1 安全性安全性 在網絡上運行的軟件需要通過網絡收發數據 要確保數據安全就必須采用一些 安全保障方式 1 加密 監控系統是一個跨網絡的運行 平臺 授權用戶可以在網絡的任何位置 登錄該監控系統 檢查機房設備的工作狀 況 控制設備運行 為防止非法人員的侵 入 權限管理特別重要 為此系統采用優 秀的加密算法 通過密文傳輸 以防止密 碼被人竊取 2 權限管理 權限管理分兩層 用戶管理和組管理 每個用戶組可以設定 該組成員特定的權限 包括允許查看的內容 允許控制的設備等 每個用戶可 以屬于一個或多個用戶組 用戶享有所屬用戶組的所有權限 通過這種關系 可以非常明確地規定每個管理人員可以操作的范圍 系統安全性得到可靠保障 添加用戶或權限更改只能由系統管理員完成 其它用戶只能修改個人密碼 3 訪問記錄 作為安全管理的重要組成部分 每個遠程用戶的登錄 其登 錄時間 主機IP 及用戶名都被完整記錄下來 其所進行的操作 包括 修改 系統配置 控制設備運行 切換視頻畫面等 都被完整記錄 系統管理員可以 隨時檢查每個用戶所作的操作 對日志的分析可用于預防入侵 提高網絡安全 例如 如果分析結果表明某用戶某日失敗注冊次數高達20 次 就可能是入侵者正 在嘗試該用戶的口令 5 25 2 實時性實時性 陜西龍霆信息技術有限公司 31 實時性主要體現在兩個方面 實時數據刷新速率 聯動的響應速率 報警速率 1 實時數據刷新 不同數據量可以配置不同的數據刷新速率 最快的刷新速度為0 6 秒 其他可 以為 1 秒 2 秒 4 秒或者更長 瀏覽站的數據刷新速度為 2S 服務器端數據或發生的事件 2S 內必然送至瀏 覽站上 2 聯動的響應速率 聯動是當事件發生時 IBMS 決策的跨子系統的實時控制指令 例如當 FA 系 統發出火警信號時 立即驅動 BA 系統采取停止送風 切斷火警處的電源等緊急措 施 同時 SA 系統中的 CCTV 立即轉向報警點 把現場情況傳到控制室 在 AlarmCenter IBMS 中 不同控制可以配置不同的響應速率 最快的聯動在 0 6 秒完成 但實際動作還依賴于子系統的執行 3 報警速率 報警響應速率通常與實時數據刷新速率一致 報警的實際完成還取決于不同的 報警方式 如電話語音報警需要約 5 秒才撥通電話 短信也需傳輸和處理過程 5 35 3 網絡負荷網絡負荷 系統的網絡負荷來之以下幾個部分 1 視頻 視頻壓縮采用 MPEG4 壓縮標準 壓縮率高 視頻傳輸采用組播方式 在多人 同時瀏覽的情況下 只需發送一份視頻流 大大減少帶寬占用 傳輸352 288 每 秒 25 幀實時視頻僅需 300K 網絡帶寬 與各子系統交換信息 假定每秒處理 10K 個數據刷新 其實時數據占據帶寬通 常不大于 300K 考慮到實際通訊過程中的對話過程和可能的數據表述 其通訊帶 寬假定以三倍估算 所以實際帶寬需 1M 可以配置不同量的刷新周期 使每秒的 刷新數據遠小于系統總容量 通常遠小于 10K 記錄各種報警事件 其數據庫是專門的數據庫服務器 訪問數據庫時 也需要 陜西龍霆信息技術有限公司 32 占據網絡帶寬 由于真正的報警事件不多 通訊