曾海，吳君勝，李林

0 引言

目前，隨著國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略的推進，依托信息技術突飛猛進的發(fā)展，我國多個城市開展了數(shù)字城市的建設。數(shù)字城市的建設是國家信息化在一個城市中的具體體現(xiàn)，而數(shù)字社區(qū)建設是數(shù)字城市建設的重要組成部分。實際上，數(shù)字社區(qū)建設的本質在于信息化。

所謂數(shù)字社區(qū)就是利用現(xiàn)代傳感技術、控制技術、信息處理技術、互聯(lián)網(wǎng)絡技術、通信技術、計算機技術、多媒體技術和系統(tǒng)及信息集成技術，實現(xiàn)多網(wǎng)絡融合、信息及數(shù)據(jù)共享、應用及功能協(xié)同。實現(xiàn)社區(qū)內相關信息的采集、傳輸、處理分發(fā)、檢索和顯示，達到網(wǎng)絡及信息的高度融合與集成，以及數(shù)據(jù)共享。實現(xiàn)社區(qū)和家庭相關設備的智能化監(jiān)控和自動化應用及功能協(xié)同，為數(shù)字社區(qū)用戶提供安全、健康、節(jié)能、環(huán)保與高效的生活和工作環(huán)境[1]。從上述概念可知，數(shù)字社區(qū)涉及多種技術、多個系統(tǒng)、多樣信息，如何實現(xiàn)信息集成并讓數(shù)據(jù)充分共享是數(shù)字社區(qū)信息化建設的重點。

通常，數(shù)字社區(qū)由幾十個可獨立存在的智能化的應用子系統(tǒng)組成，可以分別根據(jù)系統(tǒng)集成應用功能的要求，各應用子系統(tǒng)通過分層的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)集成結構網(wǎng)絡，將數(shù)據(jù)集成到綜合信息集成系統(tǒng)上來。因此，系統(tǒng)集成是數(shù)字社區(qū)建設的關鍵所在。本文主要闡述數(shù)字社區(qū)的綜合信息集成系統(tǒng)建設的實現(xiàn)方法。

1 系統(tǒng)集成分析

由于數(shù)字社區(qū)各智能化應用子系統(tǒng)，是針對不同的專業(yè)要求和功能需求開發(fā)的，如樓宇自控系統(tǒng)(BAS)、綜合安防管理系統(tǒng)(SMS)等，如果各智能化應用子系統(tǒng)的廠家獨立開發(fā)系統(tǒng)，會使得社區(qū)的監(jiān)控管理存在“信息孤島”的問題。為了避免該問題同時更好地實現(xiàn)信息集成，綜合信息集成系統(tǒng)的設計應遵循以下原則：

1）開放性原則

采用開放的通訊協(xié)議，實現(xiàn)各智能化應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)綜合與共享，實現(xiàn)既可分散又可集中的監(jiān)控和管理。

2）可擴展性原則

在提供標準的、開放的通訊協(xié)議基礎上，采用結構化布線技術，便于今后系統(tǒng)的擴展和升級。

3）安全性原則

數(shù)字社區(qū)的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)集成，包括信息網(wǎng)絡和控制網(wǎng)絡的集成，采用多層次的安全防范機制、用戶認證機制、防病毒安全機制，以保證系統(tǒng)的安全。

4）可靠性原則

建立綜合信息集成數(shù)據(jù)倉庫，對各智能化應用子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，提供防災備份和數(shù)據(jù)恢復的功能，系統(tǒng)設備選型必須保證系統(tǒng)長時間不間斷連續(xù)運行，以實現(xiàn)監(jiān)控和管理的高度可靠。

5）便利性原則

用戶可以通過多種上網(wǎng)方式利用瀏覽器登陸網(wǎng)站，并根據(jù)自身的權限瀏覽數(shù)字社區(qū)相關的信息，為管理者和使用者提供高效、便利、安全和易操作的使用環(huán)境。

2 系統(tǒng)集成設計

2.1 網(wǎng)絡信息系統(tǒng)集成結構

網(wǎng)絡是數(shù)字社區(qū)實現(xiàn)信息化的基礎，智能化應用子系統(tǒng)集成不能脫離網(wǎng)絡。因此，系統(tǒng)集成必須通過網(wǎng)絡來完成，而且以TCP/IP協(xié)議為基礎實現(xiàn)按層次的系統(tǒng)集成，各層次提供標準化、結構化和可擴展的技術。系統(tǒng)集成總體結構如圖1所示，數(shù)字社區(qū)網(wǎng)絡信息系統(tǒng)集成結構由以下3層網(wǎng)絡組成：

1) 綜合信息互聯(lián)網(wǎng)絡(第一層網(wǎng)絡)

第一層網(wǎng)絡提供綜合信息以及信息共享，通過B/S模式進行Web發(fā)布和控制。

2) 智能化專業(yè)以太網(wǎng)(第二層網(wǎng)絡)

第二層網(wǎng)絡通過專業(yè)以太網(wǎng)，采用OPC協(xié)議或ODBC方式，以C/S與B/S方式分別實現(xiàn)第一層網(wǎng)絡和第三層網(wǎng)絡的連接。每一智能化應用系統(tǒng)又集成一個或多個位于第三層的智能化應用子系統(tǒng)。建立綜合信息集成數(shù)據(jù)倉庫為各智能化應用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享、交互、備份、恢復、安全等一系列功能。

3) 現(xiàn)場控制總線網(wǎng)絡(第三層網(wǎng)絡)

第三層網(wǎng)絡是智能化應用子系統(tǒng)通過專用的現(xiàn)場總線（如BACNET、LonWorks、RS-485等）及專用通訊協(xié)議或內部協(xié)議直接對設備層進行實時的監(jiān)視和控制，以及通過OPC協(xié)議實現(xiàn)各智能化監(jiān)控系統(tǒng)間的聯(lián)動控制，并將設備信息通過發(fā)送到第二層網(wǎng)絡。

圖1 系統(tǒng)集成總體結構圖

整個結構采用嚴密的安全防范機制和病毒防范機制，充分保護整個網(wǎng)絡不受攻擊與侵犯。在網(wǎng)絡結構上，Internet外網(wǎng)與第一層網(wǎng)絡采用外網(wǎng)防火墻，第一層網(wǎng)絡與第二層網(wǎng)絡之間采用內網(wǎng)防火墻，將關鍵硬件設備與數(shù)據(jù)進行隔離；在操作層面上，建立嚴密的用戶認證與權限設置，防止非法操作及越權操作。

2.2 綜合信息集成系統(tǒng)設計

根據(jù)“數(shù)字社區(qū)數(shù)字化應用”國家標準的要求，數(shù)字社區(qū)的信息集成內容應滿足綜合信息集成功能的要求。綜合信息集成系統(tǒng)由基于網(wǎng)絡的智能建筑管理系統(tǒng)（IBMS.net）、智能建筑管理系統(tǒng)（IBMS）和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心（IDC）共同組成。

1）IBMS.net

IBMS.net采用 B/S結構，實際上是一個綜合信息集成網(wǎng)站。按照綜合信息管理框架體系，分為3個層次。底層是設備數(shù)據(jù)庫層，可以選用大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS），如Oracle、MicroSoft SQL Server等；中間層是在智能化應用子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫基礎上，建立大型數(shù)據(jù)中心，配置在線分析工具和報表工具，利用數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術，對數(shù)據(jù)進行匯總和分析；應用層就是網(wǎng)站的主要功能模塊。數(shù)字社區(qū)的管理者和使用者通過網(wǎng)頁瀏覽器，可以在任何時間、任何地方、任何上網(wǎng)方式獲得數(shù)字社區(qū)內各智能化系統(tǒng)的監(jiān)控和管理信息，甚至可以獲得方便快捷的信息增值服務，如B2B2C模式的數(shù)字社區(qū)電子商務等

圖2 綜合信息管理框架體系

網(wǎng)站系統(tǒng)的功能模塊包括物業(yè)信息查詢、綜合安防信息查詢、綜合消防信息查詢、一卡通信息查詢、樓控信息查詢等模塊，每個模塊又包括報表分析、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)安全、報警控制等功能。模塊的數(shù)據(jù)支持分別來源于智能物業(yè)管理系統(tǒng)(IPMS)、綜合安防管理系統(tǒng)（SMS）、一卡通管理系統(tǒng)（ICMS）、樓控管理系統(tǒng)(BMS)、網(wǎng)絡視頻服務系統(tǒng)(ITV)等。模塊的結構圖如圖3、圖4、圖5、圖6所示。

圖3 綜合安防信息查詢模塊

圖4 綜合消防信息查詢模塊

圖5 樓控信息查詢模塊

圖6 一卡通信息查詢模塊

2）IBMS

IBMS是為數(shù)字社區(qū)各智能化應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享提供分布式網(wǎng)絡數(shù)據(jù)倉庫的平臺，作為全局的共享數(shù)據(jù)庫其功能是將各智能化應用系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫連接方式連接到平臺上來，實現(xiàn)各智能化應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)綜合優(yōu)化、跨平臺信息交互、引發(fā)時間或事件響應程序等，提供系統(tǒng)集成的安全管理機制。

系統(tǒng)的功能模塊包括智能化應用子系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與恢復管理、智能化應用子系統(tǒng)間信息交互設置管理、系統(tǒng)設置管理等。

2.面向大數(shù)據(jù)精準營銷，重構企業(yè)信息化系統(tǒng)。汽車經(jīng)銷商信息化系統(tǒng)在初期往往缺乏全景規(guī)劃，一個企業(yè)建立多套系統(tǒng)，包括ERP 、CRM、OA、財務、人力資源、決策平臺等，數(shù)據(jù)在每個系統(tǒng)里面孤立流動。通過構建以客戶為核心的全生命周期的大數(shù)據(jù)精準營銷平臺，實現(xiàn)技術融合、數(shù)據(jù)融合、業(yè)務融合，為數(shù)據(jù)的共享、流通、挖掘和應用提供基礎，才能不同系統(tǒng)、不同技術、不同部門間的數(shù)據(jù)壁壘，提高整體的運行效率。在系統(tǒng)建設中前，要首先對自身數(shù)字化能力進行診斷，先易后難，先基礎后全面。特別是要根據(jù)企業(yè)規(guī)模和自身信息化團隊的能力水平，以及對需求和方案的理解，選擇自建、第三方服務商定制開發(fā)或成型整體解決方案的快速應用。

（1）智能化應用子系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與恢復管理模塊

綜合了IPMS、BMS、SMS、ICMS等有關的所有智能化應用系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，實際上是對各智能化應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫備份。

（2）智能化應用子系統(tǒng)間信息交互設置管理模塊

IBMS的數(shù)據(jù)庫為各智能應用子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之間起到關聯(lián)溝通的作用，所有跨系統(tǒng)的信息交互都經(jīng)由IBMS的數(shù)據(jù)庫進行交互和溝通，實現(xiàn)跨系統(tǒng)間的信息雙向交互及流向設置。

（3）系統(tǒng)設置管理模塊

實現(xiàn)基本系統(tǒng)設置功能，如用戶權限管理、數(shù)據(jù)備份與恢復的相關設置等。

3）IDC

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結構設計

綜合信息集成的數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)應用的基礎，也是實現(xiàn)綜合信息集成系統(tǒng)的核心。由于存在眾多不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)系統(tǒng)集成總體結構的網(wǎng)絡分層可為四個層次。第一層，IBMS.net數(shù)據(jù)庫；第二層，IBMS數(shù)據(jù)庫；第三層，智能化應用子系統(tǒng)各自的數(shù)據(jù)庫；第四層，現(xiàn)場控制總線上的智能化應用子系統(tǒng)各自的數(shù)據(jù)庫。

圖3 四層式數(shù)據(jù)庫結構

從四層結構可知，數(shù)據(jù)庫可能會因系統(tǒng)的不同而存在異構的情況。因而，需要解決數(shù)據(jù)同步、綜合、分發(fā)等一系列的問題。為了實現(xiàn)基于異種平臺對異構數(shù)據(jù)庫的查詢和聯(lián)合使用，可以采用ODBC交換方式和OPC交換方式，而數(shù)據(jù)同步問題則可以通過數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的DTS技術和觸發(fā)器技術，分別實現(xiàn)靜態(tài)數(shù)據(jù)同步和動態(tài)數(shù)據(jù)實時同步。

3 系統(tǒng)所依賴的關鍵技術

1）邏輯集中適度分布的數(shù)據(jù)組織模式。

集中式是通過網(wǎng)絡把所有數(shù)據(jù)都物理集中在一個統(tǒng)一的共享數(shù)據(jù)庫中，本地沒有任何數(shù)據(jù)庫。分布式是利用網(wǎng)絡把現(xiàn)存于各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，通過建立一個分布式協(xié)調系統(tǒng)，將物理分布的數(shù)據(jù)庫邏輯集中于一個共享數(shù)據(jù)庫中。為兼顧兩種數(shù)據(jù)組織模式的優(yōu)點，又彌補各自缺點，提出邏輯集中適度分布的數(shù)據(jù)組織模式。一方面在IBMS中建立一個全局共享的數(shù)據(jù)庫，集中存放數(shù)字社區(qū)各系統(tǒng)高度共享且實時性要求不高的數(shù)據(jù)；另一方面各系統(tǒng)建立一個本地局部數(shù)據(jù)庫，專門存放本系統(tǒng)實時性要求很高的數(shù)據(jù)[3]。

2）采用.NET架構或J2EE架構建立門戶系統(tǒng)。

IBMS.net作為綜合信息集成的共享平臺，可以采用.NET架構或J2EE架構，綜合數(shù)字社區(qū)的各種信息通過門口網(wǎng)站向用戶提供。

3）信息安全技術保證數(shù)據(jù)安全

用戶登錄時，IDC借助Kerberos和PKI等驗證協(xié)議提供了強有力的口令保護和單點登錄；對于本地網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)，IDC通過驗證協(xié)議保證其安全性，當需要更高的安全性時，通過IP加密的方法，提供點到點的數(shù)據(jù)加密安全性；對于在網(wǎng)絡站點之間穿越的數(shù)據(jù)，IDC可通過為一個或多個IP節(jié)點加密所有的TCP/IP通信、配置遠程訪問協(xié)議和路由、為站點與外界的交流提供代理服務等機制來加強安全性，也可通過網(wǎng)絡應用程序來提供站點間基于公用密鑰的信息加密；對于存儲數(shù)據(jù)，IDC采用數(shù)字簽名來簽署軟件產品，或者加密文件系統(tǒng)，實施DES加密算法，對每個文件都采用一個隨機產生的密鑰來加密，不僅可以加密本地文件，還可以加密遠程文件，而且不影響文件的輸入輸出。

4）基于XML的通用數(shù)據(jù)交換接口

數(shù)字社區(qū)信息化建設應滿足數(shù)字城市相關規(guī)范與接口要求，留有基于XML的通用數(shù)據(jù)交換接口，以便于將來與數(shù)字城市互連互通。

4 結束語

數(shù)字社區(qū)是國家信息化過程中出現(xiàn)的一種必然趨勢。隨著網(wǎng)絡經(jīng)濟的高速發(fā)展和人們的生活水平的不斷提高，越來越多高科技的、智能化產品逐步走進人們的社區(qū)、樓宇和住宅，人們對數(shù)字社區(qū)的信息化要求將會越來越高，綜合信息管理的重要性尤為突出。針對數(shù)字社區(qū)綜合信息管理離不開對智能化應用系統(tǒng)集成的問題，立足于實際的智能化工程項目實踐，本文提出建立基于B/S模式的綜合信息集成系統(tǒng)，有效地實現(xiàn)了數(shù)字社區(qū)的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，為實現(xiàn)數(shù)字社區(qū)信息化建設的可擴展性、集成性和柔性提供了有效的解決方案，并為數(shù)字城市集成數(shù)字社區(qū)系統(tǒng)探索了一條技術途徑?？偠灾?，綜合信息集成系統(tǒng)是數(shù)字社區(qū)一體化綜合管理的高層平臺，在數(shù)字化系統(tǒng)集成的信息管理領域起到了導向作用。

[1]李林,曾海,李威良.智能建筑系統(tǒng)工程[M],廣東:廣東高等教育出版社,2009.9.

[2]王軍.智能化數(shù)字社區(qū)中平臺建設[J],金卡工程,2009:53-54.

[3]蔣朝惠,許石青.數(shù)字社區(qū)之間的集成方法研究與實現(xiàn)[J],微計算機信息,2005.3:23-25.

[4]李林,曾海,李威良.數(shù)字社區(qū)系統(tǒng)工程[M],廣東:廣東高等教育出版社,2010.3.