陳延行［羅普特（廈門）科技集團(tuán)有限公司］

淺析現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成與數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)

陳延行
［羅普特（廈門）科技集團(tuán)有限公司］

本文旨在研究現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成與數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，首先從現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成入手，介紹了現(xiàn)代建筑的智能樓宇綜合管理系統(tǒng)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基礎(chǔ)，針對空調(diào)、公共照明和給排水的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最后研究了構(gòu)建一體化監(jiān)控和管理的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑的不同系統(tǒng)的有效集成以及一體化數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建，進(jìn)而完成現(xiàn)代建筑的智能樓宇綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與搭建。

現(xiàn)代建筑；系統(tǒng)集成；數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)

1　引言

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升、自動化控制技術(shù)和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)過程中，很多自動化、智能化的控制系統(tǒng)都已經(jīng)被加入到整個設(shè)計(jì)過程中，成為現(xiàn)代建筑獨(dú)特的標(biāo)志，經(jīng)過長期的技術(shù)發(fā)展演變，這些智能化的控制系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)代建筑，形成了智能樓宇綜合控制系統(tǒng)，結(jié)合計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)平臺，形成了強(qiáng)大的現(xiàn)代建筑的自動化、智能化系統(tǒng)集成，加上數(shù)字化的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代建筑，乃至整個小區(qū)、園區(qū)之間的資源共享、綜合調(diào)控，不僅實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代建筑或園區(qū)的高效、可靠的管理方式，而且能夠?yàn)闃I(yè)主提供一個安全、高效、高質(zhì)量的舒適的居住或工作環(huán)境。對于現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成以及數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與研究，對于現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中融入智能樓宇綜合管理系統(tǒng)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)以及各種火災(zāi)、照明、排積水控制系統(tǒng)和數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，從而為建筑業(yè)主提供高質(zhì)量、高品位的生活服務(wù)來說具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2　現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成

針對現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成，不能一蹴而就，需要遵循統(tǒng)一規(guī)劃，而后分段實(shí)施的基本原則，在初期設(shè)計(jì)時就要充分考慮到各個系統(tǒng)之間的相互協(xié)作，然后按照各個系統(tǒng)信息接口以及使用協(xié)議之間的要求，按照國家對現(xiàn)代建筑智能系統(tǒng)的建設(shè)的統(tǒng)一規(guī)定完成各個系統(tǒng)之間的集成。在現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成，主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成和設(shè)備監(jiān)控集成兩個方面。

在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成方面，首先要完成底層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的集成，這也是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成中最基礎(chǔ)的、最為重要的環(huán)節(jié)。隨著現(xiàn)代建筑的快速發(fā)展，針對樓宇建筑的智能化系統(tǒng)的構(gòu)建的協(xié)議發(fā)展也非常迅速，出現(xiàn)了如Lon Works、BACnet等諸多的通信協(xié)議，這些協(xié)議在智能樓宇綜合管理系統(tǒng)的底層通信過程中應(yīng)用非常廣泛。以LonWorks通信協(xié)議為例，該協(xié)議針對中樓宇智能控制系統(tǒng)的從核心到接口到控制模塊到上層平臺的各個模塊都進(jìn)行了定義，從而保障現(xiàn)代建筑智能控制系統(tǒng)的有效運(yùn)行。LonWorks協(xié)議在使用中優(yōu)點(diǎn)也非常多，其安全性、穩(wěn)定性以及容錯性等各個方面都表現(xiàn)得非常優(yōu)異。BACnet協(xié)議則是參照當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，對上層應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、傳輸以及物理層之間的數(shù)據(jù)傳輸都進(jìn)行了定義，從而保障現(xiàn)代建筑智能控制系統(tǒng)的有效運(yùn)行。在對現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)和規(guī)劃時，首先需要考慮到底層協(xié)議通信的兼容性，設(shè)計(jì)專門的信息接口，以保障不同模塊、不同系統(tǒng)層次之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴?/p>

設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)集成，主要是針對現(xiàn)代建筑中公共設(shè)施設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如對空調(diào)、公共照明設(shè)備、樓宇給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在對現(xiàn)代樓宇空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時，首先需要完成對空調(diào)冷凍水根據(jù)室外溫度的自動調(diào)節(jié)，可以采用溫度監(jiān)控設(shè)備來自動控制空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水供給。其次，需要完成對整個建筑的空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和運(yùn)行報(bào)警系統(tǒng)，需要在空調(diào)的溫度、電流、熱度等多個方面設(shè)置相應(yīng)的閾值，如果系統(tǒng)超過設(shè)定閾值即可自動報(bào)警。再者需要對空調(diào)的制冷系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備的液壓和氣壓值進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，通過采集器和轉(zhuǎn)換器將其值轉(zhuǎn)換成電信號值傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。最后，溫度和方式的自動調(diào)節(jié)。對空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)能夠根據(jù)室外的溫度自動設(shè)置當(dāng)前最優(yōu)的、最節(jié)能的溫度值，并且能夠自動調(diào)節(jié)當(dāng)前空調(diào)的工作方式和運(yùn)作模式，從而為現(xiàn)代建筑通過最優(yōu)的智能溫度調(diào)節(jié)方案。

現(xiàn)代建筑的給排水系統(tǒng)也是與業(yè)主息息相關(guān)的系統(tǒng)，一個好的給排水系統(tǒng)能夠?yàn)闃I(yè)主的生活品質(zhì)帶來很大的影響。在設(shè)計(jì)給排水監(jiān)控系統(tǒng)時，完成以下幾個方面的監(jiān)控功能：①對蓄水池水位的檢測監(jiān)控，通過水浮漂定位當(dāng)前水位并將其轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的數(shù)字信號，傳輸?shù)浇o排水系統(tǒng)中來實(shí)現(xiàn)水池水位是實(shí)時監(jiān)控；②水泵工作異常監(jiān)控，針對給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要有專門的設(shè)備能夠與水泵自身的報(bào)警設(shè)備進(jìn)行通信，亦或是開發(fā)專門的水泵檢測設(shè)備或系統(tǒng)能夠?qū)崟r檢測水泵的運(yùn)行狀態(tài)，從而保障現(xiàn)代建筑給排水系統(tǒng)的長期運(yùn)行。

照明監(jiān)控系統(tǒng)也是現(xiàn)代建筑系統(tǒng)集成中的重要系統(tǒng)，關(guān)系到業(yè)主對居住環(huán)境質(zhì)量的舒適度和安全度的直接感受。在設(shè)計(jì)照明監(jiān)控系統(tǒng)時，需要保障照明設(shè)備系統(tǒng)的供電情況，如果出現(xiàn)短路或其他電流電壓異常情況，能夠自動地向中央監(jiān)控設(shè)備報(bào)警，并且采取斷電等直接的安全保護(hù)措施。同時，為了節(jié)能考慮，在現(xiàn)代建筑的照明設(shè)備中，需要考慮環(huán)保節(jié)能的問題，在對照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時，需要實(shí)現(xiàn)對照明設(shè)備的廣度、照明時間隨著外界自然條件的變化而動態(tài)變化。

針對現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成還包含其他如火警監(jiān)控、安全監(jiān)控等多個系統(tǒng)的集成，只有將現(xiàn)代建筑的智能控制系統(tǒng)構(gòu)成一個一體化的控制系統(tǒng)，才能夠?qū)F(xiàn)代建筑中的多方面的監(jiān)控和信息通信實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代智能樓宇的建設(shè)。

3　現(xiàn)代建筑的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)

數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是在現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成的理念下構(gòu)建的一體化的基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，是集當(dāng)前針對網(wǎng)絡(luò)、不同平臺、不同系統(tǒng)、不同設(shè)備之間于一體的現(xiàn)代化監(jiān)控設(shè)備。圖1為現(xiàn)代建筑數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的基本框架圖。

現(xiàn)代建筑的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是以互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，然后將現(xiàn)代建筑中各個監(jiān)控系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)構(gòu)建成一個龐大的建筑監(jiān)控系統(tǒng)，而通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的傳輸實(shí)現(xiàn)各個系統(tǒng)之間以及系統(tǒng)與主監(jiān)控系統(tǒng)之間的信息傳輸。所以在為現(xiàn)代建筑構(gòu)建數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)時，可以依靠當(dāng)前已經(jīng)搭建好的局域網(wǎng)，尤其是對于現(xiàn)代化園區(qū)或小區(qū)來說，構(gòu)建新的建筑數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)應(yīng)用平臺是非常簡單的，無需再專門部署相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和介質(zhì)，操作非常方便。

圖1　現(xiàn)代建筑數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)框架圖

同時，現(xiàn)代建筑的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，對于建筑內(nèi)部的各個區(qū)域或者園區(qū)內(nèi)的各個地方的安全監(jiān)控來說非常方便，可以實(shí)現(xiàn)跨樓層、跨建筑甚至是跨區(qū)域之間的遠(yuǎn)程監(jiān)控。對于樓層或園區(qū)本地的安全監(jiān)控，可以首選數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，選用硬盤錄像機(jī)作為基本的信號采集設(shè)備，然后將相關(guān)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存入到硬盤中，而對于跨樓宇、跨區(qū)域之間的遠(yuǎn)程監(jiān)控來說，需要經(jīng)過局域網(wǎng)絡(luò)，那么就需要選擇網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)作為圖像采集的基礎(chǔ)設(shè)備，不僅提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和傳輸效率，而且提升了相關(guān)系統(tǒng)的易用性，方便普通用戶的使用。

此外，針對現(xiàn)代建筑的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，減少了視頻監(jiān)控中心的建設(shè)成本，相較于傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)不需要構(gòu)建專門的人為監(jiān)控中心，管理員只需要使用自己的電腦即可實(shí)現(xiàn)對數(shù)字化信號的接受和監(jiān)控，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多個管理員的同時監(jiān)控，極大地提升了整個監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行效率和監(jiān)控質(zhì)量。同時，數(shù)字化監(jiān)控設(shè)備突破了傳統(tǒng)的硬盤錄像機(jī)的管理數(shù)量的顯示，可以同時管理和傳輸上千臺的區(qū)域監(jiān)控視頻信號，充分體現(xiàn)了數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的集中優(yōu)勢。在安裝方面，數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)只需要安裝相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備和網(wǎng)線，而視頻信號的存儲則分布在局域網(wǎng)絡(luò)中的不同的服務(wù)器中，這種安裝模式也極大地降低了數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和維護(hù)成本。

最后，數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的擴(kuò)展性非常優(yōu)越，可以對控制信號、報(bào)警信號、聲音信號等進(jìn)行無縫連接。使用數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)通過集成報(bào)警信號、聲音信號、控制信號，實(shí)現(xiàn)對各個設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的集成，最終形后一體化的綜合控制系統(tǒng)，對整個現(xiàn)代建筑中的各個系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。例如對控制信號的集成，可以實(shí)現(xiàn)對各個設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制；對聲音信號的集成，可以實(shí)現(xiàn)廣播功能、聲音預(yù)警和聲音報(bào)警功能；對報(bào)警信號集成，可以實(shí)現(xiàn)對各個設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)備報(bào)警信號的接受，然后一體化控制系統(tǒng)將其作為觸發(fā)信號，向管理員進(jìn)行報(bào)警，從而對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行及時檢修。

4　結(jié)語

數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，集計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、信號編碼和通信等多項(xiàng)技術(shù)于一體，將視頻圖像、聲音等信號進(jìn)行壓縮存儲，采用計(jì)算機(jī)處理技術(shù)對其進(jìn)行分析與展示，并且針對相關(guān)的數(shù)據(jù)采取相關(guān)的處理措施，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化監(jiān)控的自動化處理。利用網(wǎng)絡(luò)平臺，則大大降低了整個數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備搭建和基礎(chǔ)平臺搭建成本，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作的功能，為現(xiàn)代建筑的智能化奠定基礎(chǔ)。●

［1］劉龍.淺談智能化建筑中的系統(tǒng)集成［J］.信息科技，2013，（02）.

［2］宋斌.淺談智能建筑中的系統(tǒng)集成 ［J］.電腦知識與技術(shù)，2010，（15）.

［3］徐大宇，張海晶，張寶秀.系統(tǒng)集成與數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)［J］.智能建筑與城市信息，2013，（01）.

［4］程大章.建筑設(shè)備樓宇自動化系統(tǒng)集成概述［J］.智能建筑與城市信息，2005，（12）.