建筑智能化系統(tǒng)集成現(xiàn)狀、問題和解決策略分析

于成偉

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，社會經(jīng)濟和生產(chǎn)力的不斷增長，智能化建筑作為一種新型的建筑，開始在建筑行業(yè)逐漸進行普及，在科學技術(shù)不斷發(fā)展的今天，智能建筑的概念已經(jīng)逐漸深入人心，被認為是最具發(fā)展?jié)摿Φ慕ㄖ愋椭弧６ㄖ闹悄芑到y(tǒng)作為智能建筑的核心，其對于建筑的智能化控制能力使得建筑真正實現(xiàn)了智能化。同時，建筑智能化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑的信息溝通能力，使得建筑向高科技、高舒適度的方向穩(wěn)步發(fā)展。智能建筑中的智能化系統(tǒng)涵蓋多個方面，由許多分工明確的子系統(tǒng)所構(gòu)成，主要包括安全防范自動化系統(tǒng)（SAS）、建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（BAS）、火災自動報警系統(tǒng)（FAS）、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CNS）、以及辦公自動化系統(tǒng)（OAS）等。這些系統(tǒng)在日常運行中相互連接，聯(lián)動運作，構(gòu)成了一個智能化的建筑控制系統(tǒng)，通過這種智能化系統(tǒng)的控制來實現(xiàn)了建筑的一些科技化功能，而將這些智能化子系統(tǒng)進行集成處理的過程當中，不可避免地會出現(xiàn)一些問題，如何將這些問題做到有效處理，是系統(tǒng)的研發(fā)人員需要去考慮的問題。

一、建筑智能化系統(tǒng)集成的簡介

智能建筑的系統(tǒng)是由若干個子系統(tǒng)相互聯(lián)系、協(xié)同工作而形成的一種對于智能建筑的整體控制，這種協(xié)同運作的機制實現(xiàn)了建筑的智能化理念。建筑智能化系統(tǒng)的構(gòu)建目標也很明確，就是使整個建筑具有智能處理和實時調(diào)整的能力，使建筑帶給人們的體驗更加舒適，其中智能化系統(tǒng)的集成工作就發(fā)揮了很重要的作用，系統(tǒng)集成在實際應用過程中需要以現(xiàn)實需求作為出發(fā)點，將系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)和軟件硬件進行統(tǒng)一的改造和系統(tǒng)化的運用，使其聯(lián)系成為一個系統(tǒng)化的整體。通過智能化系統(tǒng)的集成，可以使智能建筑在日常處理和運作的過程中做到統(tǒng)籌全局，面面俱到。

目前，我國建筑智能化系統(tǒng)集成工作的發(fā)展于國外來說相對落后，究其原因主要有兩個方面，是子系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)水平不到位，另一個就是對于已開發(fā)出的子系統(tǒng)沒有一個行之有效的手段進行統(tǒng)一化的管理。在智能化建筑系統(tǒng)的集成工作中，搭建一個科學合理的系統(tǒng)平臺是十分重要的，這些子系統(tǒng)通過系統(tǒng)平臺的統(tǒng)一化管理，使得它們的聯(lián)系更加緊密。在智能化系統(tǒng)管理平臺中，不僅要注重相關(guān)的計算機軟件的作用，同時還要注重硬件的統(tǒng)一規(guī)格管理，例如網(wǎng)絡(luò)接口、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)協(xié)議、以及一些相關(guān)的應用程序接口等。這種系統(tǒng)平臺是實現(xiàn)智能建筑系統(tǒng)集成的重要基礎(chǔ)，對于智能建筑系統(tǒng)集成的層次劃分來說，大體上可以劃分為三個層次，即設(shè)備集成、技術(shù)集成以及功能集成三個方面。設(shè)備集成的主要工作是對整個智能控制系統(tǒng)中的設(shè)施設(shè)備進行系統(tǒng)化的連接；技術(shù)集成則是對整個產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格進行統(tǒng)計，并在技術(shù)層面上對子系統(tǒng)中涉及的所有軟硬件進行集成化的管理；而功能集成則更需要結(jié)合實際，根據(jù)使用建筑的用戶來對智能系統(tǒng)中的功能進行制定和完善，功能集成方面的工作主要從功能的角度入手，以盡可能地開拓和完善功能作為工作基礎(chǔ)，對于子系統(tǒng)進行集成處理。這三個方面的工作對智能系統(tǒng)的集成化來說缺一不可，是整個系統(tǒng)集成工作的核心。

二、建筑智能化系統(tǒng)所具有的特點

1.對于不同構(gòu)成的系統(tǒng)具有互聯(lián)性

一般來說，智能建筑中的系統(tǒng)集成多半是采用設(shè)備中的通信子網(wǎng)，使用計算機網(wǎng)絡(luò)將系統(tǒng)中的各類設(shè)備相互連接起來。這些設(shè)備一般包括機電設(shè)備、通信設(shè)備、外圍設(shè)備、以及計算機設(shè)備等。要想把這些設(shè)備連接在一起，同時要讓這些設(shè)備所在的子系統(tǒng)能夠在集成化的管理下相互聯(lián)系進行工作，這就需要整體的建筑智能化系統(tǒng)具有將異質(zhì)異構(gòu)的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)相互連接的能力。這些設(shè)施設(shè)備在規(guī)格、通信方式等要求都是不同的。在一些具體的軟硬件方面例如硬件接口、所用線路、互聯(lián)網(wǎng)所使用的拓撲結(jié)構(gòu)、使用的通信協(xié)議、以及相應的傳輸介質(zhì)方面都有著明顯的差異。建筑智能化的系統(tǒng)通過自己強大的兼容性和互聯(lián)性，將這些設(shè)施設(shè)備和子系統(tǒng)相互聯(lián)系起來進行工作，充分體現(xiàn)了互聯(lián)性的特點。

2.橫向與縱向的層次關(guān)系分明

建筑智能化系統(tǒng)是一種層次結(jié)構(gòu)十分明確的管理系統(tǒng)，系統(tǒng)的相關(guān)工作也需要在多層次的基礎(chǔ)知識之上展開。這就要求在系統(tǒng)中對于設(shè)施設(shè)備接口和資源子網(wǎng)的選擇，以及相應的通信技術(shù)的選擇上要充分考慮，不僅僅要考慮成本、規(guī)格、質(zhì)量等一些基本問題，還要對系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)做深入的研究，在這種橫縱向?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)十分明確的系統(tǒng)中，對于系統(tǒng)中信息交換的內(nèi)容和信息的類型要求都有著明顯的差異，在每個層次上對于通信聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)、方式、規(guī)格也都存在著顯著的差異。因此，在整個系統(tǒng)的設(shè)計中，不僅要考慮單一的層次，還要從多角度出發(fā)，考慮橫縱向多層次的系統(tǒng)互聯(lián)性。

3.系統(tǒng)內(nèi)所使用技術(shù)和設(shè)備的多樣化

在建筑智能化系統(tǒng)中，雖然系統(tǒng)已經(jīng)能夠兼容多種多樣的技術(shù)設(shè)備，開放性和設(shè)施設(shè)備的標準化已經(jīng)得到了大部分設(shè)備廠商的支持，但是隨著科學技術(shù)的發(fā)展，市場經(jīng)濟體制下的各大設(shè)備廠商的競爭日趨激烈，因此這就要求建筑智能化系統(tǒng)在設(shè)計的過程中要遵循客戶的實際需求，充分認識到技術(shù)和產(chǎn)品對于建筑智能化系統(tǒng)的影響力，對多樣化的系統(tǒng)設(shè)備最大化地實現(xiàn)兼容，這樣才能實現(xiàn)建筑智能化系統(tǒng)的全面優(yōu)化。

三、建筑智能化系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢

1.對于TCP/IP協(xié)議的應用

現(xiàn)階段隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，很多的控制系統(tǒng)都是以計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心進行建設(shè)的，建筑智能化系統(tǒng)同樣也不例外，在計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中所用的TCP/IP協(xié)議在建筑智能化系統(tǒng)中也有所應用。TCP/IP技術(shù)具有統(tǒng)一化的地址命名方式和唯一的域名等一系列特性，這種標準隨著技術(shù)的發(fā)展得到了越來越廣泛的應用，逐漸成為國際通用的計算機地址命名的標準。建筑智能化系統(tǒng)在建設(shè)的過程中同樣也離不開TCP/IP協(xié)議，通過在系統(tǒng)中應用TCO/IP協(xié)議，能夠在系統(tǒng)的建設(shè)過程中引進千兆位的以太網(wǎng)，使得系統(tǒng)的運行和處理速度大大提升，并且隨著智能建筑系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的不斷進步，建筑智能化控制系統(tǒng)的線路鋪設(shè)技術(shù)也得到了實質(zhì)性的改善，這樣就使得以太網(wǎng)在建筑智能化系統(tǒng)中的使用層次更加深入，使得以太網(wǎng)從系統(tǒng)的連接層向管理層和現(xiàn)場層的方向去轉(zhuǎn)變。因此，將建筑智能化系統(tǒng)與TCP/IP協(xié)議下的計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相互結(jié)合起來應用，是建筑智能化系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢之一。

2.利用瀏覽器和服務器開展建筑智能化系統(tǒng)集成工作

在計算機技術(shù)的發(fā)展歷程中，所需要的相關(guān)技術(shù)設(shè)備也逐漸走向簡潔化的發(fā)展。計算機從一開始的大型機為基礎(chǔ)的計算方式，到之后的客戶機/服務器的模式，再到現(xiàn)階段的瀏覽器/服務器的模式，這種技術(shù)的演變使得計算機傳輸速度更快，處理信息的能力也更強，同時操作的手段也更加簡潔。目前，瀏覽器/服務器的模式已經(jīng)成為了現(xiàn)代計算機進行信息處理的主要應用方式，這種具有快速處理能力的模式在建筑智能化系統(tǒng)集成中也具有較大的應用前景。

四、現(xiàn)階段建筑智能化系統(tǒng)集成存在的問題

建筑智能化系統(tǒng)在其迅速發(fā)展的過程中，難免會出現(xiàn)一些問題，如果這些問題不能夠及時解決的話，將會對智能建筑行業(yè)的發(fā)展造成實質(zhì)性的阻礙?，F(xiàn)階段，建筑智能化系統(tǒng)主要存在的問題就是系統(tǒng)日常維護的安全問題。這兩個問題可以說對于建筑智能化系統(tǒng)的影響具有決定性的。下面我們將對這方面的問題進行詳細的論述

1.建筑智能化系統(tǒng)中的安全問題

在建筑智能化建設(shè)的過程中，對于智能建筑系統(tǒng)中的建設(shè)具體范疇需要一個明確的規(guī)定，而往往在這個過程中，相關(guān)企業(yè)就會把智能建筑的安全管理和安全防護子系統(tǒng)混為一談，認為二者是同一種概念。實際上，這兩者在智能建筑的行業(yè)中屬于兩個完全不同的范疇。在建筑智能化系統(tǒng)中，智能建筑安全管理的含義是指相關(guān)的企業(yè)要對系統(tǒng)進行整體化的管理，在系統(tǒng)建設(shè)的過程中時刻注重安全性。而安全防范子系統(tǒng)則是針對建筑的用戶與建筑管理部門之間的一些信息的相關(guān)保護，例如財務信息、資源信息等。準確來說，這種系統(tǒng)是為了保護客戶的財產(chǎn)和人身安全而設(shè)立的一種防護系統(tǒng)，它雖然是建立在智能建筑的安全管理之上的一種子系統(tǒng)，但是二者還是有著明顯差異的，目前，一些企業(yè)對于安全防護的子系統(tǒng)不夠重視，沒有系統(tǒng)化安全防護子系統(tǒng)的相關(guān)研發(fā)工作，這就給智能建筑的使用帶來了許多的安全隱患。

2.物理安全問題

在這方面的問題中，主要是由于外部的因素干擾所造成的。由于建筑智能化系統(tǒng)內(nèi)部存在大量的設(shè)施設(shè)備和連接的線路，因此系統(tǒng)在物理層面上容易遭到一些破壞，例如人為的故意損壞，或者由于極端天氣原因（如強雷電天氣）造成的損害等。這些損害對于設(shè)施設(shè)備以及連接線路的破壞力十分巨大，嚴重的影響了智能建筑的實際運作，同時由于系統(tǒng)被破壞，容易導致智能建筑中的一些重要數(shù)據(jù)的流失，給用戶造成財產(chǎn)上的損失。

3.控制網(wǎng)絡(luò)的安全問題

控制網(wǎng)絡(luò)是智能建筑系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)性結(jié)構(gòu)，如果控制網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題的話，就會導致整個控制系統(tǒng)的癱瘓，無法進行正常的運作。目前，在控制網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)應用中，主要應用網(wǎng)絡(luò)層面的實際控制建設(shè)來提高整體的安全性，主要應用的技術(shù)有FAS技術(shù)、SAS技術(shù)等。這些技術(shù)靈活運用能夠加強對于整個控制網(wǎng)絡(luò)安全的保障，使整個控制網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行。但是在現(xiàn)階段的控制網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的實際應用中，對于控制系統(tǒng)的實際情況沒有充分的考慮，在控制網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中就會出現(xiàn)一系列的問題。同時，現(xiàn)階段的智能建筑網(wǎng)絡(luò)的安全建設(shè)工作還有所欠缺，對于人為攻擊控制網(wǎng)絡(luò)的防范程度不夠，在控制網(wǎng)絡(luò)的安全管理方面顯得過于片面。這樣一旦控制網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)安全漏洞，就會造成信息的大量流失，給用戶造成很大的困擾。

4.信息網(wǎng)絡(luò)的威脅

在建筑智能化系統(tǒng)建設(shè)的過程中，來自于信息網(wǎng)絡(luò)的威脅同樣十分巨大。針對于CAS和OAS技術(shù)的應用需要大量的信息，同時還要對信息的高速傳輸設(shè)計做系統(tǒng)的優(yōu)化。而在此過程中，就會產(chǎn)生許多來自于信息網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)威脅，例如在信息的傳輸過程中被截獲竊取，還有系統(tǒng)中病毒的防范不到位等問題。這些問題對于智能系統(tǒng)的運作來說威脅同樣巨大，企業(yè)也必須對這些問題重視起來。

五、對于建筑智能化系統(tǒng)集成相關(guān)問題的解決措施

1.建設(shè)先進的安全防護子系統(tǒng)

安全防護子系統(tǒng)能夠全面加強信息的安全性，有效地防止信息被竊取、截獲，因此相關(guān)的企業(yè)要對安全防護子系統(tǒng)的建設(shè)工作重視起來，根據(jù)建筑智能系統(tǒng)中的實際情況來開展相關(guān)的建設(shè)工作。首先要完善相關(guān)的安全防護子系統(tǒng)的建設(shè)工作，例如證書和信息的相關(guān)認證等，同時對于一些來自于非信任設(shè)備的訪問要引起重視，避免非法入侵，通過完善的安全防護子系統(tǒng)的建立來全面保護建筑智能系統(tǒng)的安全。

2.建立完善的物理防護安全策略

對于物理防護安全工作來說，一個完整的物理防護安全體系是十分重要的，通過完整的防護安全體系，能夠最大限度地保證設(shè)施設(shè)備以及連接線路不受損害。首先要做好定期的安全巡視工作，對于系統(tǒng)中存在的問題要及時解決；另外還要做好避雷防火的工作，在大型的設(shè)施設(shè)備以及連接線路中設(shè)置消防設(shè)施和避雷設(shè)施，最大化地降低由于不可抗力因素造成的損害。

3.控制網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)防護策略

對于控制網(wǎng)絡(luò)來說，其安全防護的主要策略就是保證系統(tǒng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能夠正常發(fā)揮作用，同時要制定好對于安全意識的相關(guān)管理控制工作，同時要定期進行優(yōu)化工作。通過對控制網(wǎng)絡(luò)的安全體系管控，在源頭上實現(xiàn)相關(guān)的安全監(jiān)督工作，保證控制網(wǎng)絡(luò)能夠在安全的環(huán)境下順利運行。

4.對于信息網(wǎng)絡(luò)安全的相關(guān)防護策略

信息網(wǎng)絡(luò)的安全防護主要是以防火墻為主來開展相關(guān)的安全工作，要根據(jù)實際情況選擇合適的防火墻，對于來源不明的信息和非法的訪問要進行嚴格控制，設(shè)立嚴格的入侵檢測體制，嚴禁在系統(tǒng)中進行非法操作，同時對于內(nèi)部的非法操作也要進行充分的管理。另外對于信息的認證工作也要重視起來，防止非法信息攜帶病毒攻擊整個系統(tǒng)。除此之外，對于信息的加密、解密，以及數(shù)據(jù)庫的管理工作也要做到全面而有序的開展。

5.對于其他一些相關(guān)的技術(shù)手段的應用

除了上述的兩種技術(shù)模式以外，在建筑智能化系統(tǒng)集成的安全性能改進中還應用了一些其他的技術(shù)，這些技術(shù)同樣對于建筑智能化系統(tǒng)集成的安全性能改進有著重要的作用。例如OPC技術(shù)就是一種在建筑智能化系統(tǒng)集成工作中應用比較廣泛的一種先進技術(shù)。OPC技術(shù)主要的工作方向主要針對于過程控制設(shè)計方面，通過對先進的自動化系統(tǒng)和一些相關(guān)的設(shè)施設(shè)備以及硬件的應用來對過程進行全面的控制管理。OPC技術(shù)在工作中使用的是統(tǒng)一的標準，即XLIENT/SERVER模式，這種模式對于系統(tǒng)的各種軟硬件都能夠?qū)崿F(xiàn)兼容，在SERVER程序的接口使用中采用規(guī)格標準較為統(tǒng)一的OPC接口連接，并且在XLIENT/SERVER模式下，所有通的硬件設(shè)施設(shè)備都由專業(yè)的生產(chǎn)制造公司或取得相關(guān)授權(quán)的制造廠商來統(tǒng)一完成。通過使用OPC技術(shù)對于系統(tǒng)的統(tǒng)一化管理，能夠使整個建筑智能化系統(tǒng)的集成管理工作更加便捷高效地進行開展，消除了由于規(guī)格不統(tǒng)一而造成的一系列安全隱患。