范開勇，石 磊，程子清

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基于Electron的建筑智能化集成系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

范開勇1，石 磊2，程子清3

（1. 深圳市賽為智能股份有限公司 大數(shù)據(jù)研究院，深圳 518052；2. 深圳市賽為智能股份有限公司 大數(shù)據(jù)研究院，深圳 518052；3. 深圳市賽為智能股份有限公司 大數(shù)據(jù)研究院，深圳 518052）

建筑智能化集成系統(tǒng)實現(xiàn)公共建筑或居住建筑的運營及管理目標，基于統(tǒng)一的信息平臺，以多種類智能化信息集成方式，形成的具有信息匯聚、資源共享、協(xié)同運行、優(yōu)化管理等綜合應用功能的系統(tǒng)。通過Electron技術框架將各建筑智能化子系統(tǒng)集成到一個平臺，集中管理與統(tǒng)一調度。

Electron技術；智能建筑；系統(tǒng)集成

0 引言

通過智能化采集設備，將建筑中的設備，通過網絡通信等技術連接一起，實現(xiàn)遠程操作及監(jiān)控目的。借助Electron技術框架將物理設備在網絡中展示出來，方便更直觀的操作與查看。達到做在電腦前能夠撐控整棟大樓的照明開關，視頻監(jiān)控，水電氣能耗使用情況，廣播系統(tǒng)，空調系統(tǒng)，消防系統(tǒng)等一系列智能化操作系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)概況

智能建筑化集成系統(tǒng)是以計算機控制技術為核心，結合現(xiàn)代通信技術、網絡技術、軟件技術和自動控制技術，將設備控制、消防檢測及保安監(jiān)控等系統(tǒng)集成一體化。利用一個總控室，完成空調、電氣、給排水、照明、電梯、消防和保安監(jiān)控功能；并且通過總控室，向大廈各種監(jiān)控設備發(fā)出控制指令控制其運作；同時，通過對實時和歷史數(shù)據(jù)挖掘形成分析報表，為建筑設施節(jié)能降耗調度、現(xiàn)代化管理提供決策支持。這樣既可以節(jié)省監(jiān)控設備所需空間和管理人員，同時又可以提高大廈內部設備管理水平。

2 解決方案

2.1 需求分析

系統(tǒng)需求是要對建筑內所有建筑設備采用現(xiàn)代化技術進行全面有效的監(jiān)控和管理。確保建筑內所有設備處于高效、節(jié)能、最佳運行狀態(tài)。提供一個安全、舒適、快捷的工作環(huán)境。具體包括：

◆集中管理：可對各子系統(tǒng)進行集中統(tǒng)一式監(jiān)視和管理，將各集成子系統(tǒng)的信息統(tǒng)一存儲、顯示和管理在同一平臺上，并為其他信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)訪問接口。

◆分散控制：各子系統(tǒng)進行分散式控制保持各子系統(tǒng)的相對獨立性，以分離故障、分散風險、便于管理。

◆系統(tǒng)聯(lián)動：以各集成子系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)為基礎，實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的相關軟件聯(lián)動。

◆優(yōu)化運行：在各集成子系統(tǒng)的良好運行基礎之上，提供設備節(jié)能控制、節(jié)假日設定等功能，需實現(xiàn)多樣化定時控制、設備運行最優(yōu)化調度和群控等功能。

2.2 技術要求

對于不同的用戶不同的角色，需要展示方式和使用習慣的不同。所以提出面對后臺管理用戶要求以b/s架構實現(xiàn)，以瀏覽器的方式打開系統(tǒng)操作使用，面對業(yè)主方要求以c/s客戶端方式打開展示使用，類似操作本地系統(tǒng)一樣方便快捷。

◆B/S開發(fā)框架：B/S開發(fā)框架與系統(tǒng)管理框架一樣都運行在TOMCAT WEB服務器中，主要的語言是HTML+CSS+JavaScript，通過調用統(tǒng)一認證接口和數(shù)據(jù)服務接口提供的HTTP Rest服務，完成對智能建筑管理系統(tǒng)構建?？蚣馨?，登錄界面，系統(tǒng)主界面，菜單導航，代碼組織結構等。

◆C/S開發(fā)框架：C/S開發(fā)框架不需要Web服務器，他很多資源都在本地，所以載入速度和穩(wěn)定性更好，適合單機管理的用戶，開發(fā)C/S框架主要采用Electron技術。Electron是使用web技術構建跨平臺桌面應用程序的框架。Electron 應用可以編譯、運行在Mac, Windows和 Linux上[5]。

◆數(shù)據(jù)庫技術：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件平臺中最重要的組成部分。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實際上分為實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，其中實時數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)處理的核心，幾乎任何系統(tǒng)功能都是從實時數(shù)據(jù)庫入口的，也是圍繞著實時數(shù)據(jù)庫這一核心實現(xiàn)的。歷史數(shù)據(jù)庫提供的功能則較為單一，主要起保存運行記錄和統(tǒng)計分析的作用。所以實時數(shù)據(jù)庫采用內存數(shù)據(jù)庫，歷史數(shù)據(jù)庫采用MySQL數(shù)據(jù)庫。

◆性能要求：系統(tǒng)最大監(jiān)控點數(shù)：30000；系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)傳送時間：≤1 s；系統(tǒng)控制命令傳送時間：≤1 s；系統(tǒng)聯(lián)動命令傳送時間：≤1.5 s；系統(tǒng)信息差錯率：≤10-6；系統(tǒng)平均無故障時間：≥8640小時輸人輸出要求。

◆人機界面：系統(tǒng)的人機界面設計在維護和提升系統(tǒng)易用性上起著十分關鍵的作用，其主要設計目標就是“提供一個符合要求和滿足設備控制的高效的操作環(huán)境”。

◆運行環(huán)境：服務器或工作站CPU雙核2.4 G以上；內存：4 G以上；硬盤：500 G以上；操作系統(tǒng)：Windows 7/10/2008/2012 64位操作系統(tǒng)；鼠標、鍵盤、顯示器、光驅、打印機等外設齊全；服務器及工作站建議配置UPS電源；最低支持800*600的32位真彩色的顯示系統(tǒng)。

2.3 功能模塊

系統(tǒng)主要功能分三大子系統(tǒng)和包括六大模塊：視頻監(jiān)控子系統(tǒng)（視頻接口模塊、HTML5視頻直播模塊）、系統(tǒng)管理與配置系統(tǒng)（數(shù)據(jù)配置模塊、系統(tǒng)管理模塊）、數(shù)據(jù)讀取與處理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)服務模塊、數(shù)據(jù)適配模塊）。如下圖1。

◆視頻監(jiān)控子系統(tǒng)：與各視頻接口對接，獲取視頻信息，利用html5技術，實現(xiàn)在各種平臺下以瀏覽器方式查看視頻實時監(jiān)控。

◆數(shù)據(jù)讀取與處理系統(tǒng)：是子系統(tǒng)接入的核心系統(tǒng)，通過讀取配置數(shù)據(jù)庫信息，自動連接服務接口（OPC、MODbus、BACnet）[10]，達到轉換處理、數(shù)據(jù)讀寫、數(shù)據(jù)報警、數(shù)據(jù)存儲的目的。采用Golang語言開發(fā)[2,4]。

◆系統(tǒng)管理與配置系統(tǒng)：是管理員和開發(fā)人員最為重要的后臺操作管理系統(tǒng)，他分為系統(tǒng)資源管理和數(shù)據(jù)配置管理兩大塊，并以REST接口的方式提供統(tǒng)一身份認證服務。采用Java web技術，數(shù)據(jù)庫采用MySQL。

3 應用實例

實現(xiàn)建筑智能化的目的是為用戶創(chuàng)造一個安全、便捷、舒適、高效、合理的投資和低能耗的生活或工作環(huán)境，在建筑物內設置的任何設施與系統(tǒng)都要服從于這個目標，建筑智能化主要包括樓宇智能化系統(tǒng)，通信自動化系統(tǒng)和辦公自動化系統(tǒng)。平臺主要集成了能耗監(jiān)測系統(tǒng)、機房精密空調、門禁監(jiān)控系統(tǒng)、無線廣播子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、電梯調度系統(tǒng)等各種智能化應用子系統(tǒng)[7-8]。詳見如下圖2。

圖1 系統(tǒng)功能模塊

圖2 主頁窗口

4 分析與總結

實現(xiàn)智能化建筑的核心技術方法是系統(tǒng)集成[3,6]。智能建筑的系統(tǒng)集成包括功能集成、網絡集成及軟件界面集成，是將智能化系統(tǒng)從功能到應用進行開發(fā)及整合。從而實現(xiàn)對智能建筑進行全面及完善的綜合管理。

[1] 《智能建筑設計標準》GB/T 50314-2015.

[2] Electron 技術文檔 https://electronjs.org/docs.

[3] 婁邵榮. 智能建筑系統(tǒng)集成技術的合理應用. 智能建筑與城市信息. 2003年第7期.

[4] 艾倫A.A.多諾萬《Go程序設計語言》.

[5] 陳端迎. 面向建筑工程設計院所的生產項目管理平臺研究與設計[J]. 軟件, 2015, 36(10): 108-110.

[6] 李五俊, 胡建華. 基于Web 服務的SPSS與. NET系統(tǒng)集成開發(fā)[J]. 軟件, 2016, 37(4): 18-21.

[7] 陳鑫. 軟硬件集成過程輸出的評審分析方法[J]. 軟件, 2018, 39(5): 101-105.

[8] 蘇薈. 一種新的面向對象軟件集成測試序列生成方法[J]. 軟件, 2012, 33(3): 75-76.

[9] 王云. 互聯(lián)網+時代泰州智慧城市創(chuàng)新發(fā)展探討[J]. 軟件, 2015, 36(11): 09-11.

[10] 劉紅義, 董丹丹, 王海燕, 等. 基于可配置協(xié)議的智慧管網物聯(lián)接入系統(tǒng)[J]. 軟件, 2018, 39(1): 121-125.

Design and Implementation of Building Intelligent Integrated System Based on Electron

FAN Kai-yong1, SHI Lei2, CHENG Zi-qing3

(1. Shenzhen SUNWIN intelligent Limited by Share Ltd. big data research, Shenzhen 518052, China; 2. Shenzhen SUNWIN intelligent Limited by Share Ltd. big data research, Shenzhen 518052, China; 3. Shenzhen SUNWIN intelligent Limited by Share Ltd. big data research, Shenzhen 518052, China)

Intelligent building integration system realizes the operation and management objectives of public buildings or residential buildings. Based on a unified information platform, it forms a comprehensive application system with information aggregation, resource sharing, cooperative operation, optimal management and other functions in a variety of intelligent information integration methods. Intelligent building subsystems are integrated into a platform through Electron technology framework to centralize management and unified scheduling.

Electron; Intelligent building; System integration

TP393.09

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.11.039

范開勇(1973-)，男，本科，高級工程師，深圳市賽為智能股份有限公司主要研究方向：軌道交通、綜合信號監(jiān)控、醫(yī)療服務機器人等；石磊(1986-)，男，高級軟件工程師，深圳市賽為智能股份有限公司主要研究方向：計算機軟件應用與大數(shù)據(jù)；程子清(1986-)，男，高級軟件工程師，深圳市賽為智能股份有限公司，主要研究方向：計算機軟件應用與大數(shù)據(jù)。

范開勇，石磊，程子清. 基于Electron的建筑智能化集成系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 軟件，2018，39（11）：187-189