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摘要 ：本文通过对智能大厦中控制网络与信息网络的介绍，讨论了控制网络与信息网络进行集成的互联技术、分布式对象管理技术以及数据库访问技术，并对智能大厦的一体化集成进行了论述。
随着计算机技术、网络技术、控制技术和通讯技术的发展，智能大厦的系统集成正在向网络化、信息化迈进。早期的单一子系统的功能完成或几个子系统的简单设备联动已经不能满足智能大厦智能化功能和服务拓展的需要。智能大厦的系统集成应该是建立在控制网络与信息网络有机结合的基础之上的综合信息化网络。
1 ． 智能大厦的控制网络
在智能大厦中，原来的控制系统是那种封闭的、集中式的、不灵活的体系结构，楼宇自动化系统、保安监控系统、消防自动化系统等子系统多由不同厂家的产品组成，它们独立承担职责，即使进行集成，但是由于通讯协议的限制，只能达到简单的设备联动，缺少专家系统等智能化的决策支持。
现场总线（ Fieldbus ）技术的兴起，改变了控制系统的结构。在基于现场总线的控制系统 FCS 中，把具有通信能力的测控仪表作为网络节点，通过现场总线网络连接成为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络，我们通常称之为 Infranet 。具有开放的通信协议，担负着测量控制任务，是它作为网络系统最显著的特征。
在智能大厦建筑设备自动化控制的各个子系统中，采用现场总线系统，用简单连接的双绞线等作为传输介质，把具有数字计算和数字通信能力的测控仪表按照公开、规范的通信协议连接成控制网络。由于位于现场的设备与仪表就能够与微机控制间的工作站及远程监控计算机进行数据传输与信息交换，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、及控管一体化的综合自动化功能。并且工作站和现场设备仪表都是系统中的节点，不同的节点完成不同的功能，即使某一节点发生故障，也不会造成控制系统的瘫痪，同时还会提供故障诊断信息，所以它是完整可靠而且真正分散的。另外，工作站和智能仪表之间通过控制网络进行数字化通信，不但能够完成组态与管理，还能够应用优化的策略和高等控制算法（如神经网络算法等）得到高精度、高效率的控制结果。它比在几个 PLC 系统或 DCS 系统的罗列中寻求兼容性要优越得多。
例如 BACnet （ Building Automation and Control Network ）网络就是一种技术先进的、适用于智能大厦控制系统的控制网络。它具有真正的、非专用的开放通讯协议标准，不但定义了楼宇自控设备功能和数据信息的表示形式（通过定义对象、属性和服务），还定义了五种规范局域网（ Ethernet ， ARCNET ， MS/TP ， PTP ， LonTalk ）通讯协议以及它们之间相互通讯采用的协议。图 1 显示了以上几种局域网之间的互联。
图 1
2 ．智能大厦的信息网络
信息网络通常是指在办公或通讯等领域内广泛采用的计算机局域网络或广域网络。由于物理条件的限制，智能大厦的信息网络通常是一个局域网，我们可以采用成熟的网络技术进行构建，如高速 Ethernet 或千兆 Ethernet ， FDDI ， ATM 等。
现代的智能大厦信息网络通常会利用 Intranet 技术。 Intranet 是在 Internet 基础上发展起来的一种网络技术，它通常指企业或组织内部的 Internet 。 Intranet 不仅仅是一种组网技术，即 TCP/IP 网络，而且还代表着它所提供的信息服务方式。 Intranet 采用 Internet 的通信技术，具有开放的互联标准，能够传送文档、图形、音频、视频等多种类型的数据，通信能力强大。 Intranet 采用 Web 技术，利用 Client/Server 或 Browser/Server 结构模式提供强大的信息共享能力，可以轻松地进行浏览、发布以及进行应用程序和网络数据库的分布式访问。 Intranet 采用了身份认证技术、网络数据加密技术及防火墙技术，在企业网内部以及企业网和公共网之间进行过滤和屏蔽，使 Intranet 既具有互联网的开放性，又保证了数据的安全性和可靠性。 Intranet 不但为智能大厦的运营与管理提供信息化环境，经过防火墙同 Internet 相联，还可以实现远程异地办公以及开展电子商务等功能，同时也为信息网络与控制网络的一体化集成创造了条件。
3 ．控制网络与信息网络的集成技术
3.1 控制网络和信息网络的互联技术
控制网络和信息网络是智能大厦中即相互独立又相互联系的网络。实现它们之间的互联，是将设备自动化监视与控制系统和办公自动化、物业管理、酒店管理等运营管理系统进行集成并与 Internet 相连的基础。
例如， BACnet/IP 网络是由一个或多个具有 IP 域名的子网组成的、具有一个单独的 BACnet 网络号的集合网络。在 BACnet 楼宇自动化协议的基础上发展的 BACnet/IP 协议，利用了使用 TCP/IP 协议通讯的设备组建 BACnet 网络的技术，所以可以实现控制网络与信息网络的无缝集成。可以组成如图2 所示的拓扑结构。
BACnet/IP 规范的内容有七个部分，分别是：
(1)提出并详细描述由一个或者多个 IP 子网组成的 BACnet 网络的概念；
(2)详细描述了使用 BACnet 非确认服务进行在 BACnet/IP 网络和非 BACnet/IP 网络之间的本地、远程、和全局广播的管理；
(3)定义了一个新设备，称为 BACnet 广播管理设备（ BBMD ），用来进行广播管理；
(4)通过定义一个新的协议层，称为 BACnet 虚拟链路层（ BVLL ），实现 BACnet/IP 通信；
(5)提供了 " 外来 " 设备接入 BACnet/IP 网络的方法；
(6) 规定了在 BACnet/IP 网络和非 BACnet/IP 网络之间的路由；
(7)规定了多个 BACnet/IP 网络之间的路由。
图 2
3.2 控制网络与信息网络集成中的分布式对象管理技术
智能大厦的集成系统所处理的信息来源于控制网络和信息网络中的不同子系统，由于各个子系统具有分布、异构的特点，因此智能大厦集成系统是一个复杂的分布信息处理系统，互联平台内部必须具有分布对象管理、异种数据源访问、信息分析和处理、统一视图的生成等功能，要有效地实现它们必须依赖于分布式的计算环境，如 Microsoft 的分布式组件对象模型（ DCOM ）技术和国际对象管理组织（ OMG ）发布的公共对象请求代理结构（ CORBA ）。二者都是目前比较成熟的分布式管理技术规范，都支持本地对远程的透明调用，都具有语言无关性，都支持动态和静态调用方式，都支持多线程服务。
下面简单介绍一下 DCOM 及实现它的 ActiveX 技术。
分布式组件对象模型（ Distribute Component Object Model 或 DCOM ）是使软件组件在网络上以可靠、安全和有效的方式直接进行通讯的协议，它使得用不同语言编写的应用程序间能够互操作。 ActiveX 组件是 COM 和 DOCM 在技术上的实现，它是一个自注册的 COM 对象。在 Client/Server 结构模式中， ActiveX 组件能够在网络中直接通讯， ActiveX 用来作为客户端的组件可以增强页面功能、提高页面性能和使程序代码保密， ActiveX 用来作为服务器端的组件可以利用服务器上的任何资源来应答客户提出的请求。 ActiveX 组件可用于许多应用程序中，如 Microsoft Office 、 Internet Explore 等，并且许多开发工具也可以创建和支持 ActiveX 组件，如 Visual C++ 、 Visual Basic 、 Visual InterDev 等。
3.3 控制网络与信息网络集成中的数据库访问技术
实现信息共享的核心是数据库的共享。数据库与数据库管理又是信息网络的核心，同时控制网络中的工作站或设备应该具有访问数据库的能力。访问数据库通常使用 ADO （活动数据对象）调用 ODBC （开放式数据连接）数据源的方法，如图 3 所示。
图 3
ODBC 在应用程序与特定的数据库之间插入一个驱动程序管理器。驱动程序管理器能将与 ODBC 兼容的 SQL 请求从应用程序传给驱动程序，然后由驱动程序将请求解释为数据库调用。 ODBC 作为连接数据库的统一界面标准，使应用程序与数据库的交互变得极其容易。 ADO 是基于 COM 的组件，任何能与 COM 对象一起工作的应用程序或语言都可以使用它，并且 ADO 是为访问各种不同类型的数据库设计的。例如，可以使用 ADO 访问 Microsoft Access ， Microsoft SQL Server ， Oracle 数据库中的信息，以及其它与 ODBC 兼容的数据库。实际上， ADO 是 OLE DB 的数据接口， OLE DB 是基于 COM 的低级数据访问接口，它为所有数据存储格式提供了统一的接口，可以使各种类型和各种大小的数据源无缝地在一起工作。
Java 语言在 Internet/Intranet 中的应用日益广泛。不同于 ODBC 标准，采用 Java 语言编程时应采用称为 JDBC 的 Java 数据库连接规范，在此不详细解释了。
4 ． 智能大厦的控制网络与信息网络的一体化集成
现在的智能大厦系统集成解决方案中，应用以上所述的集成技术以及为了开发的简易性，通常服务器操作系统选用 Windows NT Server 或 Windows2000 Server ， Web 服务器选用 IIS4.0 或 IIS5.0 ，数据库可以选用 Microsoft SQL Server7.0 或 Access97 ，客户端操作系统采用 Windows95/98 、 NT Workstation 或 Windows 2000 Professional ，而开发工具则有多种选择，如常用的 VB ， VC++ ， Java ， Delphi 以及 VBscript ， Javascript 等。
这样开发出的系统服务功能会越来越复杂和完备，而工作人员的操作会越来越简单。我们可以在操作站上用浏览器（ Internet Explore 或 Netscape Navigator ）进行 Web 页面 ( 如 HTML 页 ) 浏览的方法，在 Web 页中嵌入设备运行的静态和动态信息。只要权限许可， Intranet 上的客户端和 Internet 上的客户端都可以访问和控制这些信息。这些信息可以是文字的、图形的以及多媒体的，具有简单直观的特点，无需烦琐的操作就可以完成对控制状态的读取，控制命令的下达，历史记录的查询、检索等功能。而这些信息是由运行在服务器或控制网络的工作站上的分布式组件（如 ActiveX ）或对象提供的。
在分布式组件的编制 ( 如采用 ASP 环境 ) 中，采用前面讨论的控制网络与信息网络集成的关键技术，我们可以充分利用控制网络的监控信息，信息网络的运营管理信息，结合专家系统等智能控制高级算法提供进行控制优化与决策分析（如 BMS 系统与酒店管理系统协同工作，可以合理安排房间的利用率和设备的利用率，使其周期地平均分布在建筑物的使用寿命中），真正做到控制网络与信息网络的一体化集成，这样的系统将是一个开放的、分布式的、智能化的集成系统。 智能大厦采用控制网络与信息网络一体化集成技术，必需采取一定的安全技术措施，例如使用防火墙、代理服务器或过滤程序，对用户的身份进行鉴别，病毒检测等等。
5 ．智能大厦控制网络与信息网络集成的优点
采用控制网络与信息网络的智能大厦信息系统集成方案，这样的一体化集成才能提供一体化的服务。
(1).现场监控信息与运营管理系统实时通信，通过 BACnet-LAN ，有关人员在授予安全权限之下就可以快速地通过友好的、统一形式的图形界面（如 HTML 页）浏览了解所需内容。 如对控制网络的工作状态进行远程监视与控制。
(2).实现控制网络与信息网络的信息集成，建立分布式的综合实时数据库，保证了数据的一致性、完整性和互操作能力。
(3)只有实现控制网络与信息网络的信息集成，才能充分利用各种信息并结合专家系统等智能控制高级算法提供辅助决策，达到优化设备运行、提高物业管理效率、增强建筑物的利用与服务功能。
(4).在 Intranet 内部或通过 Internet ，可以达到控制网络的远程诊断和维护以及进行新版软件的升级等等。
(5).这样的集成具有开放性和可扩展性，随着服务功能的增加或改变，系统的调整只是模块级的。并且，所用的开发工具都必定会被以后的产品兼容。
6.结束语
智能大厦在控制网络与信息网络一体化集成的情况下，控制信息与运营管理决策信息得到了更好的结合，网络系统和智能化的功能得到了更大的发挥。开发具有国际先进水平的、自主知识产权的智能大厦智能化集成系统，具有重要的意义和广阔的应用前景。
参考文献：
1 ． 惠晓实等， BACnet/IP ： BACnet 的互联网扩展（下），工程设计 CAD 与智能建筑， 2000.4
2 ． H.Michael Newman ， BACnet-A Tutorial Overview ， http://www.bacnet.org
3 ． 林子健等译， Windows 体系结构开发员培训教程，人民邮电出版社， 1998
4 ． 袁鹏飞， Intranet 网络建设与应用开发，人民邮电出版社， 1999