1. 前言
　　目前国内会议展览中心、体育中心、机场航站楼、大型购物中心、大型公共建筑等建设涌现了一批大型建筑，其建筑面积一般从10万平方米到30万平方米，而30万平方米以上的超大型建筑建设也正在出现。这些大型或超大型建筑使用了现代建筑技术，为了使建筑内环境达到人们舒适、安全、快捷等目的，安装了各种用途的系统和设备。这些大型或超大型建筑通常要建设通信自动化系统、网络信息系统、综合布线系统、楼宇自动化控制系统、动力配电监控系统、火灾自动报警系统、安全防范系统、照明自动化控制系统、公共广播系统、以及种类繁多的智能化设备等。以上系统及设备通称为弱电系统。
　　这些弱电系统在大型或超大型建筑的特点是各个系统的规模大，应用技术复杂。由于同时运行的弱电系统多，系统使用复杂、维护和保养任务重，传统情况下通常需要大量的专业技术人员来保证各个系统的正常运转。为了解决这个问题，需要将这些弱电系统集成到弱电管理系统上来，即BMS系统，或称为对弱电系统的集成。
　　弱电系统集成的是把各个弱电系统集成到一个统一的集成信息平台上来，建立整体的信息管理和信息流动机制，建立全局的互动机制，建立统一的管理界面，使各种信息汇集上来，为跨系统的事件处理和决策提供综合的信息依据，为事件处理的程序化和自动化提供可能，为各个系统的维护和运行管理提供一个管理中心。
　　智能建筑中的弱电系统集成分广义的系统集成（IBMS）和狭义的系统集成（BMS）。
　　广义的系统集成一般分三个层次进行。
　　第一层次为独立子系统纵向集成，目的在BMS这一层实现各子系统具体的功，一般以监视为主，控制为辅，保留原子系统的控制功能。
　　第二层次为横向集成，主要体现于各子系统之间的联动和优化组合。在确立各子系统重要性的基础上，实现几个关键子系统之间的协调优化运行、报警联动控制等集成后的高级功能。
　　第三层次为一体化集成。即在横向集成的基础上，建立综合弱电集成管理系统（IBMS），即建立一个实现网络集成、功能集成、软件界面集成的高层监控管理系统。狭义的智能建筑系统集成不包含这一层次。
通常所说的弱电系统集成一般是指狭义的系统集成，即BMS。因为一步到位地实现广义系统集成不切实际，也不容易实现，现实的做法是多在系统集成的时候为将来进一步的集成留有信息接口。
　　需要注意的是，弱电集成系统与智能建筑设备管理系统还有差别，不能混淆起来。
　　弱电集成系统重点在将各个子系统集成起来，完成信息的收集、存储和整理，根据既定策略建立各个系统之间的有机联系，为管理人员的辅助决策提供信息依据，提供简单的信息查询和检索功能，以便对被控设备进行有限的管理。
　　智能建筑设备管理系统以动态的系统和设备管理为标志，是在弱电集成系统基础上进行高级的动态管理，能够对子系统、子系统设备、被控设备等进行动态的管理，动态来源于弱电集成系统收集的信息。并能够制订各种策略，进行弱电系统的节能控制、最佳运行优化、紧急事件辅助处理、系统可靠性分析、故障预测、维护计划编排等等高级的管理功能。
　　单纯的弱电系统集成给管理带来的便利不够明显，而智能建筑设备管理系统从管理上给业主带来的效益是十分明显的。
　　由于智能建筑设备管理系统以弱电集成系统为基础，充分利用软件技术来构建，对功能的规划和实现提出了很高的要求。
　　一体化集成（IBMS）与智能建筑设备管理系统也有明显的不同，基本上是将BMS通过与网络系统的集成之后加上相关的应用，由于这些应用的求和实际的需求很难提出，一体化集成在具体情况下的实用性需要认真分析和论证。

2. 系统集成目的

2.1. 集中管理
　　可对各子系统进行集中统一式监视和管理，将各集成子系统的信息统一存储、显示和管理在同一平台上，并为其他信息系统提供数据访问接口。

2.2. 分散控制
　　各子系统进行分布式控制，保持各子系统的相对独立性，利于分离故障、分散风险，便于管理。

2.3. 系统联动
　　以各集成子系统的状态参数为基础，根据可设置的条件实现各子系统之间的相关软件联动。

2.4. 优化运行
　　在各集成子系统的良好运行基础之上，提供设备节能控制、运行计划设定等功能。

3. 系统集成方法
　　一般分为自顶向下和自底向上两种方法。

3.1. 自顶向下法
　　一般提倡自顶向下的方法，这是一种系统的方法。自顶向下的方法是在所有弱电系统建设之前，先规划建筑物管理系统的功能、通信网络、软件界面等。根据需要，还要确定哪些弱电子系统需要集成、各个系统的规模大小、基本的功能需求等，才能选择合适的集成系统平台。
　　集成系统平台必须具有能够向下集成的能力，能够灵活使用各种接口技术连接其它子系统，能够建立整体的信息流动机制，能够建立全局的系统联动机制，能够灵活地设置人机界面，能够向其它信息系统提供基于TCP/IP的数据接口等。
　　然后再根据集成信息平台的特性来选择和确定其它弱电子系统，对子系统提供的接口做约束，对子系统的性能响应时间做约束。
　　选择弱电子系统的原则是方便与集成系统平台之间集成，或与集成系统平台之间的接口技术成熟，满足集成系统的整体性能要求。目的是减小集成的难度，提高集成的成功率。

3.2. 自底向上法
　　自底向上的方法是在已经建设好或正在建设的各个弱电子系统的基础上再做向上的集成，前提是各个子系统必须能够提供向上的接口。当然也要选择一个集成系统平台。这种方式下，由于前期对各个弱电子系统没有适当的约束，使集成工作的难度增加，主要体现在以下三点：
　　第一点：解决集成信息平台与各个弱电子系统之间复杂的接口问题上。
　　第二点：子系统的系统结构可能不满足集成系统的性能要求。
　　第三点：子系统工程问题会影响集成的进度。
　　弱电集成系统的建设要全盘考虑从上到下各个层次之间的接口技术问题的解决，而不仅仅只考虑集成系统平台与子系统之间的接口问题的解决，因为子系统与被控对象之间也是一个从上到下的集成关系，同样要处理好子系统与被控对象之间的接口技术问题。这样才是遵循系统的原则，才能使智能建筑系统集成更加顺畅。

4. 智能建筑系统集成平台的选择

4.1. 成熟的组态软件环境
　　目前市场上有许多组态软件，可以作为智能建筑系统弱电集成平台来用。
　　组态软件一般运行在流行的Windows操作系统环境，以TCP/IP进行网络通信，利用数据库存储数据。
其内部已经建立了向下的数据接口，可以利用Lonwork、BACnet、ModBus、OPC、RS232/RS485等与子系统或智能化设备建立通信。具有面向目标的人机图形界面，方便各种目标及其参数在屏幕上的编辑和显示。基于数据库，有完善的变量报警、趋势曲线、过程记录等管理功能，能够建立变量或目标之间的联动关系。
　　由于受组态软件结构的限制，并且缺少实时数据库的支持，用于系统集成时有较大的局限性，在系统集成规模比较大的时候，运行的效率不高。

4.2. 相对成熟的楼宇控制系统
　　通常的做法是以相对成熟的楼宇控制系统作为集成信息平台，虽然其向下接口兼容性往往有一定的局限性，但由于楼宇控制系统已经建立好网络环境、系统联动机制、告警机制和灵活的人机界面，给系统集成提供了良好的环境。
　　这个时候的楼宇控制系统除了实现本系统的功能之外，还要担负与各其它各个子系统通信、信息收集、告警显示、历史信息存储和查询、跨子系统联动等功能。适合中等规模的系统集成。

4.3. 成熟的智能化控制系统环境
　　国外许多智能化控制系统提供商能够提供从分布式硬件控制模块到基于数据库的上层智能化综合管理软件，其智能化综合管理软件加上相应的硬件可以组成智能建筑系统集成平台。
　　这样的智能化控制系统将目标信息点分布在相关的硬件上----分布式处理单元，在集成系统这个层次上也形成了分布式或集散型的控制，使既定的控制策略不用依赖智能化综合管理软件而独立运行。系统的可靠性和实时性大为提高，可以用来做大规模的系统集成，适合大型及超大型建筑的弱电系统集成。
　　并且其集成平台的接口与每个子系统之间的接口有独立的连接，具有并发的接口处理能力，使通信的效率大大提高。
　　因此其整体性能优越，功能完整，能够提供开放的环境和多种多样的接口。

4.4. 工业流程控制软件及系统
　　工业流程控制软件及系统用于工业过程控制，其性能响应优越，用做大型民用建筑的弱电系统集成将是很好的选择。一般来说这类软件及系统结构先进，并有实时数据库支持，具有分布式I/O接口，将是很好的智能建筑系统弱电集成平台，但作为大型系统的时候要特别注意系统的冗余，保证软件和硬件的可靠运行。这样的系统可以支撑大型及超大型建筑的弱电系统集成，由于实时数据库及软件和硬件的冗余比较昂贵，需要用户仔细选择。

5. 关于接口测试
　　系统集成工作的一项主要的工作内容是利用接口与各个子系统建立联系，涉及硬件和软件接口。
对智能化设备，要处理RS232、RS485、RS422等接口的各种数据交换协议，编写接口驱动程序。
　　对现场控制总线，要解析BACnet、LONworks、RIO、CAN、Profibus等总线控制协议，编写总线驱动程序。
对集散控制或分布控制的子系统，可以通过COM、DCOM、OPC、ODBC等方式传递信息。
　　在系统集成的初期，要对各个子系统需要连接的硬件和软件接口及控制总线做充分的调查，收集完整的数据交换协议，并做数据协议的验证工作，即做接口的测试工作。
　　对子系统提供的OPC也要做测试和验证，分析和找出连接失败的原因。
一般接口测试有两部分工作内容：
　　第一部分：接口连通测试。测试接口电气连接特性，验证通信协议。
　　第二部分：接口通信测试。在通信程序完成之后进行数据交换协议的解析正确性验证。

6. 关于系统响应时间
　　弱电集成系统的系统响应参数有：
　　　系统实时数据传送时间
　　　系统控制命令传送时间
　　　系统联动命令传送时间
　　　完成存储于数据库记录的更新时间
　　　动态数据查阅更新时间
　　　全部目标信息点数据更新时间
　　影响系统响应参数的因素有：计算机处理速度、硬件模块的处理速度、执行部件响应速度、接口的延迟和效率、软件的延迟和效率、系统优化程度、信号传输形式、网络速度和带宽等。
　　要了解被集成系统的体系结构，评估子系统从末端设备到提供给BMS的接口之间的信息传递时间，以及对整体集成系统性能的影响，清楚弱电集成系统的系统响应参数由BMS系统和被集成系统两个部分组成，并根据不同的被集成子系统特性来确定不同的响应时间，以切合实际。

7. 关于利用WEB浏览器的集成
　　以上讨论的系统集成模式是传统的C/S模式，由于WEB浏览器的灵活性好，作为客户端使用简单，且不用开发专用的客户终端软件，已经在许多管理信息系统上得到应用，也在弱电系统集成方面逐渐开始其应用。
　　WEB浏览器在弱电系统集成上的应用中，主要的开发工作集中在服务器端的应用软件开发，各个工作站界面上的信息内容是通过HTML或XML技术将所需要的信息从服务器数据库映射过来。
　　WEB浏览器作为客户端的优点是使用简单、灵活，但由于大量的计算任务在服务器端进行，对服务器端的性能和系统配置要求比较高。因为所有的系统功能全部在服务器实现，因此服务器端的应用程序比较复杂，需要充分的系统冗余才能保证整个系统的可靠性。
　　全部使用WEB技术来做弱电系统集成在工程上不太现实，通常的做法是把WEB客户端作为传统C/S系统结构的一种补充，在WEB客户端上只进行信息的浏览，而不做涉及重要信息点控制的功能，从而避免WEB客户端安全性不强对集成系统整体性能的影响，而又可以充分利用传统集成系统分布式或集散控制的优点。
　　目前，许多智能控制产品的控制模块或处理单元已经内置了基于TCP/IP的HTML或XML接口，为WEB应用提供了良好的条件。
　　把传统的C/S模式中的服务器分解为一个Web服务器和一个或多个数据库服务器，客户端不再与服务器直接相连，而是与Web服务器相连。Web服务器再与数据库服务器相连，成为三层结构的Intranet网络结构的集成系统，或称为B/S结构的集成系统。这是一种很好的集成模式，是将来系统集成发展的方向，但目前的情况是理论研究比较成熟，而支持这种技术的产品不多，且并不够成熟。
　　要想全面应用该技术，还需要相当长的时间，主要原因是没有统一的通信标准，在集成平台下的各种产品的互换性不能保证，系统规划复杂，不利于工程实施。
　　中间件技术在基于WEB的系统集成方面的研究，将使B/S集成系统的应用前景广阔。对一般B/S模式下的跨平台、多协议、多编程语言、繁杂的网络程序设计、管理，复杂多变的网络环境，数据分散处理的不一致性问题、性能和效率问题、安全问题等等，中间件将它们简化为统一的软件编程接口，方便了应用程序的编写，屏蔽了下层的通信问题。
　　目前情况下，还需要等待集成系统中间件产品的推出，还不能达到工程应用的程度。

8. 智能建筑设备管理系统的实现

8.1. 系统模型建立
　　以弱电集成系统为核心，以可靠性原理为依据表达弱电集成系统与子系统及被控设备之间的连接关系，来建立整个弱电系统的完整模型，这个模型应该是可维护的。

8.2. 建立设备档案
　　对整个系统模型中的各个设备及元件建立档案，是智能建筑设备管理系统与设备及元件相关的固定信息，比如设备编号、名称、制造商、出厂日期等，准备与弱电集成系统信息建立联系。

8.3. 建立关联
　　建立关联是建立与弱电集成系统有关的通信路由、设备状态信息、运行时间等与相对应档案的关联，将这些动态信息通过弱电集成系统自动写入档案。

8.4. 建立辅助决策支持系统
　　根据需要进行辅助决策支持系统的建立，基本功能如下：
　节能控制
　　根据从各个系统获得的信息，进行更高级的控制，不局限于子系统的控制功能。
　最佳运行优化
　　根据设定的策略，进行运行优化。
　紧急事件辅助处理
　　针对可能出现的火灾和有害气体侵害，建立紧急事件处理预案，辅助进行相关系统设备的开启或关闭，并给出疏散路线，病进行引导。可选择进行自动预案处理或手动预案处理。
　系统可靠性分析
　　系统根据系统记录的历史信息和建立的系统模型进行可靠性分析，并给出分析结果。
　故障预测
　　针对呈现的问题，系统进行故障的预测，辅助维护人员寻找故障源。
　维护计划编排
　　根据可靠性原则及历史记录分析结果，自动编排系统及设备维护计划，指导维护人员的工作，并进行备品备件的自动推荐。

9. 关于项目的实施和管理
　　大型会议展览中心弱电系统集成及智能建筑设备管理系统的实现是一项系统工程，涉及甲方、乙方、各个子系统、设计院、工程监理、顾问等，协调任务重，接口测试内容多，软件编程复杂，工程实施难。必须从宏观上理顺项目的运做机制，给予系统集成承建方充分的权利，使其能够获得必要的用于集成的信息。
　　不管是自顶向下集成，还是自底向上集成，都必须保证项目实施各个环节工作有效。
　　要制订详细的项目实施计划方案，并保证能够按照计划完成每个阶段的工作。由于弱电系统集成不是传统的设备安装项目，必须找到每个工作阶段能够考察和检验的工作结果，并使这些结果有效、真实。
影响弱电系统集成进度的关键是被集成子系统承包商工作界面的协调和子系统硬件及软件接口的协调与连通，合理的项目管理方法和完善的质量保证体制是项目成功的保证。
　　智能建筑设备管理系统管理功能的完成要经过的需求分析和系统规划设计，由于涉及到可靠性原理及管理策略的设计，一定要有充分的准备，将任务细分到位，要有科学的软件工程质量管理方法来保证管理功能的实现。
　　在弱电系统集成项目完成后，直接运用传统设备安装项目的竣工验收概念不太合适，需要讨论和确定项目验收的方法，以便项目验收有效和可信。