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智能楼宇管理系统(IBMS)的目的是集成楼宇中各种子系统,把它们统一在单一的操作平台上进行管理。系统的设计目的旨在让楼宇中各种弱电系统(ELV)的操作更为简易,更有效率。它提供了一个中央管理系统以及数据库,同时它可以协调各子系统间的相互连锁动作及相互合作关系,VISTA IBMS集成以下子系统:
楼宇自动控制系统(BAS)
一卡通系统(ACS)
闭路电视监控系统(CCTV)
保安报警监测系统(SAC)
火灾报警监控系统(AFA)
电梯控制系统
通讯管理系统(CAS)
办公自动化系统(OAS)
IBMS通过各种软件接口集成以上各子系统,通过高速网络和开放的、标准的软件接口进行各系统间的无缝集成,以达到信息共享及系统的联动,并自动完成数据采集、存储、分析、报表生成和报表打印工作。
(一) 设计原则
IBMS是一个复杂的软件系统,它不仅可对各弱电子系统进行分散式控制,集中统一管理和监控,而集成后的系统应是一个开放系统,使不同得子系统和产品间接口和协议达到“互操作性”,同时还能适应发展变化的需要,从软件工程的角度来说,IBMS的设计必须实现以下目标:
1、开放性
集成后的系统应是一个开放系统,系统集成的过程主要是解决不同系统和产品间接口和协议的“标准化”,以使它们之间达到“互操作性”。它应当提供标准数据接口、网络接口、系统和应用软件接口。系统开放性特征是:
可扩展性、灵活性好;
兼容性和应用软件可移植性强;
可维护性好、生命周期长。
2、标准化和结构化
集成网络的总体结构必须是结构化和标准化的,既可使不同厂商的设备产品综合在一个系统中,并相互得到高度的信息共享,又可使系统能在日后得以方便的扩充,即满足通用性和可替换性。
3、模块化
系统要严格按照模块化结构方式开发,以满足通用性和可替换性。采用模块化设计,分布实施的战略。
4、互连性
这种互连性体现在传输媒体和结构化综合布线系统;各种网络设备的配置;各种网络互连设备的配置;以及各类机电设备、话音/视频设备和各类控制设备等的配置。子网之间互连采用TCP/IP等标准化协议。
5、可管理性
集成系统是一个网络,随着网络规模扩大,网络管理十分重要。要对这样的一个网络进行管理,要求:
同时支持网络监视和控制两方面能力,能监视控制到网络主要设备;
尽可能大的管理范围和尽可能小的系统开销;
网络管理标准化。
6、先进性
系统要采用与技术发展潮流相吻合的产品,建立一个可扩展的平台,保护前期工程和后继先进技术的衔接,使系统具有先进性。
7、经济性
经济成本是系统集成必须考虑的因素之一,要求系统设计者从系统目标和用户需求出发,在功能完善的基础上达到造价相对合理经济的优化设计。
8、高效率
系统效率高低,体现在系统性能中,主要包括以下几个方面:
系统实时响应与控制能力;
通信的传输速率和带宽;
服务器响应数据库请求的能力;
网络的吞吐能力。
9、可靠性
要采用各种措施建造一个高可用性系统。主要措施有冗余,可用性群集,共享数据群集等。
简言之,IBMS系统设计应引入最先进的技术,采用分层和模块化结构,以增加系统的可靠性、兼容性和可扩展性,同时应考虑系统效率,减小CPU和网络负荷,加快响应速度,提高服务能力。为管理者提供高效、便利、安全的工作环境。
(二) 系统功能-
1、集成各种子系统
楼宇的各种子系统:楼宇自控系统(BAS)、火灾报警系统(FAS)、综合保安管理系统(SMS)、广播系统(PAS)、停车场管理系统(CPS)、综合智慧卡系统(SCS)、办公自动化系统(OAS)以及通讯与网络系统(CNS),集成成为一个“有机”的统一系统,其接口界
面标准化、规范化,完成各子系统的信息交换和通讯协议转换,实现五个方面的功能集成:所有子系统信息的集成和综合管理,对所有子系统的集中监视和控制,全局事件的管理,流程自动化管理。最终实现集中监视控制与综合管理的功能。
2、远程监控
无论是位于企业局域网LAN的站点计算机,还是位于广域网WAN通过拨号上网的各站点计算机,只要运行Internet Explore浏览器,输入Web服务器网址,再输入被授权的用户名和密码,进行登录和授权认证,即可浏览各种动态页面。
在企业局域网LAN上建立视频服务器,接收闭路电视监视系统的视频信号,并借助LAN或WAN网络,为监控站点计算机发送多媒体信息。视频画面与其他实时信息完全融合。
3、WEB信息发布
由Web服务器发布各种动态Web网页和各种实时信息,VISTA IBM显示界面可以用模拟图、表格、图表等方式表现,使用图像压缩、动态效果和ActiveX控件、COM/DCOM组件模块、OPC标准协议,VB Script脚本等互联网技术进行开发。用户通过浏览器可以监控设备运行、察
看动态视频、查询大楼内部的物业资料等。
4、ODBC数据库连接
数据服务器安装Windows 2000操作系统,运行SQL Server,存放系统配置,记录各种事件,并提供统计报表。数据的查询、报表、备份、安全、维护等功能均由数据库系统提供友好支持。与办公自动化系统实现信息共享,为物业管理和其他MIS提供资源。
5、电话语音查询
提供先进的电话界面,授权用户通过音频电话查询IBMS内部物业信息,并实现开关设备、开启关闭空调和照明等多种功能。
6、集成视频监控
可以通过CCTV视频窗口,直接监视大楼的动态图像。CCTV视频窗口与系统完全融合在一起,大大方便了管理,加强了透明度。
系统还给OA预留接口,便于对OA系统的集成。
(三) 设计标准-
为了保证系统的完整性以及符合上述要求,本系统采用了大量的信息管理标准、通信协议、软件集成模块等等,现列举如下:
1、软件
Windows 2000——本系统内所有的服务器及操作站均采用微软公司的Windows 2000操作系统,由于采用了微软的Windows介面,网络的管理以及所选用的应用软件均为开放式的。
ODBC(公开数据连接)兼容的数据库——各子系统,数据库,应用软件均采用标准的数据库交换以及连接格式。
DDE(动态数据交换协议)——本系统支持微软公司的动态数据交换协议,允许各应用程序之间简单数据存伫,同时网上动态数据允许数据通过网络进行交换。
应用编程接囗API(Application Programming Interface)——API是一些软件模块,由各系统供应公司编制,这些软件模块用于和其他子系统来进行数据交换。通过API,各系统并不需要很清楚了解其它系统数据库的格式及详细的指令格式。因为各系统是与API内一组 已公开的函数调用沟通,而各系统只需要按照这些公开的函数调用格式编写软件,就可以不理会那些各系统内的复杂指令,API会代为翻译。
OLE——微软的对象链接嵌入OLE(最先进的数据交换技术)已成为软件行业及微软最常普遍的标准方法。
COM/DCOM共用控件模型/分散式共用控件模型,微软的控件定义标准——控件由标准化的数据及内部定义组成,这一特点使它在应用程序通过编程进行数据交换非常容易。
CORBA(Common Object Request Broker Architecture),是一种语言中性的软件构件模型,提供基于文本的接口描述语言,可以跨越不同的网络,不同的机器和不同的操作系统,实现分布对象之间的互操作。
ActiveX——本服务器内部技术ActiveX控件,方便执行控制或将程序代码嵌入另一个ActiveX控件/文档。ActiveX控件的特性使得它在应用程序中完成在程序或调用其它程序中执行特定任务显得非常容易。微软的Word,Access及Visio等强大的桌面软件都得益于ActiveX 技术。
B/S结构——所有的应用, 包括操作介面,数据趋势,报警管理,联动控制都基于网络上的浏览器/服务器设置以保证数据的完整性,实时性及网络应用。
OPC用于过程控制——微软最新定义的标准OLE/COM用于同许多数据源通信。对于本项目,它主要用于方便不同系统之间的数据传输,例如BAS与IBMS,或SAS与IBMS的数据传输。它定义了如何与IBMS连接的标准。该标准描述了OPC COM控件,它们之间的介面由OPC服务器来完成。OPC数据访问允许数据访问服务器。它保留服务器的信息并且作为OPC控件组的包装。OPC同时定义了当OPC客户发生特殊事件及报警情况时,OPC客户将被服务器注意的技术。另外,OPC同时定义了历史记录的存取,允许数据记录及趋势检索及信息总汇。
2、网络
Ethernet IEEE802.3 (10/100Base-T) ——目前世界上最先进及普及的网络解决方案,本网络标准为广泛采纳的工业标准,已经过多次成功验证。支持多种传输介质,包括UTP/STP,同轴电缆,光纤及无线。网络的传输速率为10MB或100MB(自适应)及支持1G bit(千兆以太网)。大量新推出的网络产品将网络费用降低,并保证网络系统适应不同安装下的不同形势。
TCP/IP——传输控制协议/INTERNET协议,以太网上的该协议标准用于允许数据传输,遂道及路由。它提供在INTERNET/INTRANET上最基本的数据信息传输标准。
BACnet——一种通信协议由ASHRAE(美国标准空调工程协会)制定,用于楼宇自控及网络控制。它允许不同的楼宇自控及控制系统进行信息交换、发布命令及系统功能。安装BACnet设备可从硬件系统级即可进行集成,也可在以后的高级软件应用层进行连接。
LONwork——LONwork/LONmark由Echelon和LONmark通用连接标准协会定义,用于局域网络。它是符合SNVT及SCPT的标准的通讯协议,本项目将会主要使用FFT-10接收发送,为78K波特传输速率。其它的LONwork产品使用不同的接收器可通过路由器连接。支持标准功能简档
包括空间舒适功能简档。
MPEG4——最新的视频数据压缩标准,允许从CCTV系统出来的视频信号被压缩(编码)并通过多种介质网络传输。传输后视频将被解压(解码),并被显视所需工作站上。
以上所提及的技术及标准将会被不同部份的IBMS(楼宇建管系统)合理采纳,以确保完成系统操作数据、存取、系统集成及所定义的系统功能。
(四) 网络结构-
VISTA IBMS 通过 10M / 100M Ethernet 连接智能楼宇的各子系统或直接通过现场总线连接各种现场设备,综合集成系统通过 TCP/IP 、 BACnet 、 OPC 、 LONwork 等通讯协议与楼宇自控系统、安防系统、消防系统、办公自动化系统或现场设备之间相互通讯,实现所
有子系统的集成。系统的设计,完全基于企业内部网 Intranet 之上,通过 Web 服务器和浏览器技术来实现楼宇管理系统的实时信息交互、综合和共享,实现统一的人机交互界面和跨平台的数据库访问。因此可以真正做到局域和远程信息的实时监控,数据资源的综合共享,以及全局事件快速处理和一体化的科学管理。
VISTA IBMS 通过图象压缩卡,记录、显示并发布视频内容,便于管理人员通过浏览器观看实时视频内容。 IBMS 通过 RS485 总线控制视频切换,用户通过 IBMS 可以观看任意一路视频。视频压缩采用 MPEG4 压缩标准,压缩率高,传输 352*288 每秒 25 帧实时视频仅须 300K 网络带宽,所以在普通局域网内,视频传输可获得十分理想的效果。
VISTA IBMS 通过该网络交换各种实时信息,进行数据刷新。
VISTA IBMS 通过该网络记录各种报警事件,其数据库是专门的数据库服务器,所以数据库访问,是通过网络进行的。
VISTA IBMS 还通过该网络提供远程的 Web 服务,提供每个用户以实时信息和报警内容,提供每个用户以显示界面,同时接收用户的控制命令该网络还提供用户突发的数据库访问( OA 系统或事件查询)。
(五) 报警方案-
一旦发现异常事件, VISTA IBMS 即自动执行预定的控制策略,同时启动报警,报警可以有几种方式,如报警窗口、实时打印、语音提示、电话语音、 Email 、短信息等。如图所示。使用时,可以选择其中一种或多种报警;当有多个报警同时发生时,系统通过事件等级,排队报警事件,并逐一报警,其中的电话号码、手机号码由用户设置。
(六) 软件结构
VISTA IBMS 是一个系统组态平台,该平台由 Visual C++ 开发,平台同时支持 VBScript 作为二次开发工具,扩展系统应用、控制各种控件的行为,所以该 IBMS 提供三个层次的开发:第一层,采用 Visual C++ 作系统低层开发,扩展能力很强,并获得很大的灵活性和执行效率,但对软件人员的要求很高,开发的组件一定要保证其可靠性;第二层,采用 VBScript 语言开发,开发比较方便有效,对软件人员的要求不高,不会影响系统的稳定性;第三层,采用系统工具进行组态,通常由现场工程师,即可完成。这种分层机制确报了系统的稳定性,提高了可维护性、可扩充性,也保证了工程的可预测性,是完全符合软件工程的要求的。
VISTA IBMS 总体上由 IBMS 服务器和基于浏览器的远程端组成, IBMS 服务器一方面完成子系统集成,另一方面作为 Web 服务器,提供远程数据请求。
B/S 构架
VISTA IBMS 的服务器端和远程端具有完全一致的用户界面,两者之间的数据流动如图所示。
IBMS 服务器的实时数据直接来源于下属子系统或智能设备,两者之间通过多种协议接口进行会话,各种接口可动态链入,便于扩展,在这一层上, 核心决策层 通过各种协议接口取得各子系统的实时数据,并传送控制指令给各子系统,使之执行相应动作。
核心决策层 是系统的核心,详见“ 核心决策层 ”一节。
“用户操作界面”显示监控现场实时画面,其数据来自于 核心决策层 ,同时用户的操作,也通过接口传递给 核心决策层 ,后者将操作命令转交给适当的执行者。
实时数据处理线程同时维护与远程端的连接,定时发送实时数据和报警内容给连接着的管理站或浏览站。
远程端的实时数据来自于 IBMS 服务器,两者之间通过 TCP_IP 进行数据可靠传输。远程端“用户操作界面”与 IBMS 服务器完全一致,显示数据来自于“实时数据处理”,用户操作通过接口传递给“实时数据处理”,后者又将操作命令转交给 IBMS 服务器。
三层结构
IBMS 服务器 提供两种服务:实时数据服务及 Web 服务;实时数据服务应答显示界面的实时数据请求,同时提供 远程端 以实时数据; 远程端避免直接的数据库访问,所有数据请求均通过 DCOM 有 IBMS 服务器端完成,这种“三层结构”,一方面增加了系统的灵活性,另一方面确保系统的安全性 。 从内部组成上看, IBMS 服务器由以下几大模块组成:
设备通讯模块:通过现场总线与其所控制设备之间通讯。
网络通讯模块:通过 TCP/IP 与子系统数据通讯。
报警模块:分别完成各种报警任务,电话语音、实时打印、短信等
中心数据库:储存所有的系统配置、报警事件、日志、 OA 系统等。
Web 服务:提供基于浏览器的远程端的实时数据访问。
视频系统:交互式地发送压缩视频流到远程端,使了解各种现场真实状况。
实时调度:处理各种实时数据,调度通讯、报警、执行子系统间的联动。
用户界面:显示实时数据、接收用户命令、提供维护界面。还包括 事件浏览、报表、视频播放等功能。
所有模块有机地组织成三个层次:由低到高分别为通讯接口层、核心决策层、用户界面层。各层分别应用不同的软件技术解决不同的问题。其中 , 核心决策层 是枢纽,它调度其他线程(采集、报警、记录、传输等)的运行,给显示界面提供实时数据,处理用户的控制命令,响应远程用户的连接请求。
系统的模块结构如 图所示。
核心决策层
核心决策层调度 各种通讯过程,通讯都需要等待,为提高系统的总体效率,系统的每个接口、组件都是采用独立线程,整个系统是个相互协调、相互配合的整体。
核心决策层是整个系统的关键部分,主要攻作如下:
1、完成对由底层输入的各子系统的信息按内在的逻辑关系进行加工处理,将处理后的结果送到相应数据库,给用户界面层提供显示,调度各种处理过程,给远程连接提供 WEB 服务、视频服务。同时接收用户界面层授权操作人员的信息请求或控制,通知通讯接口层完成相应动作。
2、完成各子系统的联动,某一事件的发生不仅要引起该事件所属子系统的反应,而且会引起与之有关联的其他子系统采取相应动作,这种联动关系由 核心决策层处理。
3、人工智能专家决策处理,通过对收集到的历史信息和数据形成一定规律的知识或者是系统预定义的某子系统内专家知识进行推理和演绎,可以预知系统内可能发生的事件,通知相应子系统采取措施,做到防患于未然。
4、对上层或远程提供数据库访问服务和实时数据、视频服务。
核心决策层 外部提供清晰的接口:实时接口, 根据数据库的配置,加载相应的子系统接口,实现与下属子系统或现场设备的通讯;远程服务接口,侦听远程端的连接请求,并以一定周期发送实时数据给连接的站点;报警接口,管理报警组件,包括实时打印、电话语音、短信息等,一旦有报警发生,即根据其报警配置和事件级别,启动相应的报警过程;用户界面接口,使显示界面可以访问实时数据。
通过 实时接口, 核心决策层 可以调用各种通讯协议模块: OPC 、 DDE 、 BACnet 、 ODBC 、 COM/DCOM 、视频等,各协议模块以动态连接库形式( DLL ),由“实时数据处理”过程自动加载。
远程服务接口, 采用 TCP/IP 通讯协议,侦听远程计算机的连接请求,一旦建立连接以后, 远程服务即把 状态量,模拟量,以及报警信息等,源源不断的传输过去,远程端采用浏览器形式,与 IBMS 服务器的用户界面完全一样,只要权限许可,可以浏览到所有实时信息,并可发布控制指令给 IBMS 服务器,控制现场设备。
报警组件是定义统一接口的动态连接库( DLL ),报警接口根据配置加载各种报警组件,这些组件有 实时打印、电话语音、短信息、 Mail 、标示牌输出等,可以方便地扩充。
核心决策层 内部还进行各种处理: 周期性地刷新实时数据库,按一定时间间隔记录模拟量;记录发生的事件;智能判别和自动处理,实现子系统间的联动等。
通讯接口层
IBMS 服务器 的一个重要职能便是从下属子系统或各种现场设备中取得实时数据,并且设置其参数,由于子系统的连接方式、通讯协议各不相同,系统采用统一接口,对于不同的设备采用不同的设备驱动程序,将各子系统不同通讯协议和数据格式转换成统一的协议和格式,同时将核心层处理后的信息转换成相应子系统认可的协议和格式,来解决异种设备的接入问题。
设备驱动 程序是动态加载的程序模块,在 Windows NT 下有两种形式: ActiveX 或动态联结库 (DLL) 。由于这一层是面向高级用户的,在必要的情况下,他们需开发自己特殊的 驱动 程序,而动态联结库相对来说比较高效且易于理解,因而通常采用动态联结库的形式,该接口是简单而有效的,避免出错的可能性。
每类设备对应自己的设备驱动程序,它们封装了设备通讯协议的复杂性,提供统一接口以访问该设备的开关量、模拟量、字符量以及执行控制操作。系统动态调用设备驱动程序访问相应设备。
设备驱动 程序是一个个独立模块,系统启动时,动态联入,编写新的 设备驱动 程序即可连接新的协议、访问新的设备,因而系统是开放的。
为提高运行效率,避免相互影响,每个 设备驱动 程序运行在一个独立线程中,执行子系统或现场设备的数据采集和控制,利用 WINDOWS NT 的多线程和异步 I/O 机制,使每个设备 驱动 程序独立全速工作,从而使 吞吐量达到最大, 极大地提高了系统的效率。
设备驱动程序采用各种通讯协议,有基于现场总线的: BITBUS 、 CANBUS 、 Lonworks 、 JBUS 、 MODBUS ;有基于网络通讯的: OPC 、 DDE ; 也可以采用各种软件标准 ODBC 、 COM/DCOM 、 CORBA 等。其中视频处理也作为独立组件 。
针对每一种协议的驱动程序当然有不同的实现,总体结构一致,由通讯守侯线程和和接口组成,协议不同,通讯守侯线程也不一样。
用户界面层
用户界面 层 提供正常的显示框架,提供实时画面、实时数据显示,提供报警窗口显示报警内容,一方面将核心层处理过的信息用明了、形象、直观的方式显示出来,便于用户实时监视和控制整个大楼的所有现场信息;另一方面,通过该层界面,用户 可以了解系统工作状态、控制系统运行,进行子系统的功能配置和设定,完成联动的设置和对系统的综合管理 。
显示框架包括菜单、工具栏、状态栏, VISTA IBMS 允许通过拖放的形式定制菜单、工具栏,通过集成开发环境( IDE )扩展系统功能,由于系统支持完整的 VBScript ,开发人员可以方便地扩展系统功能
监控界面可以归结为许多基本控件,利用这些控件可以组织成各种各样的显示画面,这个组织过程,称为界面组态。 系统提供不少 控件 ,有文字、直线、圆、方块、多边形等基本 控件 ,有各种特殊的开关及电气设备等,有数字显示,还有棒图、曲线等较为复杂的控件 。各种 控件 有各自的属性和方法等,从使用者的角度,他只要选择界面元素在作图区拖动,以调整大小和位置,并修改其颜色、闪烁、运动等属性,经过适当的组合即可配置出所需的显示界面。
一个复杂的监控画面, 控件之间是相互关联的,为了灵活地定义这种相互关系,需要编程语言支持, 考虑到目前的流行程度及语言的易用性,系统提供 VBScript ,就是说用户可以通过 VBScript 扩充系统功能。用户通过 VBScript ,还可以扩展菜单、工具栏,给系统带来极大的灵活性。 由于 IBMS 牵涉面广,需要各种各样可能的显示和处理模块,为确保系统的扩充性,便于许多人员的协同工作,系统采用 COM/DCOM 模型,支持各种控件( ActiveX )的插入,并通过 VBScript 操纵其运行,开发人员在 VISTA 开发平台上可以如同 VB 一样开发出各种各样的应用,可以是实时监控系统,也可以是数据库管理系统,或者是两者结合。
用户界面层支持 WEB 技术,可通过浏览器在 INTERNET/INTERNET 环境中浏览所有信息,并通过授权完成系统的远程控制和管理。
视频集成
视频系统在整个系统中所处的位置,是属于 通讯接口层 的一个组件,概念上视为一个子系统接口,主要处理视频的实时压缩、显示等,并提供本地和远程视频服务,包括实时视频传送和录像文件动态传送等。
VISTA IBMS 的视频系统与其他的视频系统相比有很大的优点:它作为一个控件完全融合在整个系统中,而非独立程序;视频显示可以在显示界面中任意组态;其本地显示和远程浏览器中显示具有完全一致的界面;其球机控制、视频矩阵切换异常方便。
视频系统采用 MPEG4 视频压缩方式,集多画面浏览、录像回放、视频远传、触发报警、球机控制、设备联动于一体,并首次在业界提出“视频组态”概念。
在系统的组态页面中,视频实时窗口、录像回放窗口、远程接受窗口、球机(云台)控制窗口都作为控件无缝嵌入在组态页面中,用户可自行定义视频窗口的数目、摆放位置、窗口大小、播放器界面等,满足不同用户的个性化需要。
系统具有丰富的报警联动功能 ,视频系统可由外部的输入信号触发录像,如双鉴探头、门磁,或者由本身支持的 “ 移动报警 ” 功能触发。录像时段也可以由用户自行设定,任意一路视频均可实现远程传输。视频一旦报警,可拨打电话、发送手机短信,也可同时与其它设备进行联动,输出相应的控制信号。
视频系统完全的 Web 化,远程用户在浏览器中看到的是与本地监控系统完全一样的组态界面,实现完全一样的监控功能,由于远程视频窗口和本地视频窗口采用同一个控件,保证了界面的一致性。其它功能,比如事件浏览、录像回放、云台控制、报警精度设置等都与本地监控站完全一致。
集成开发环境
为满足不断发展的需要,系统划分成核心代码层和扩展代码层两部分。核心代码因执行效率的需要,由 VC++6.0 编写;后者为便于扩展和客户化,以广为接受的 VB SCRIPT 编写。系统集成完整的 VB 语言,提供专业的集成开发环境,支持各种控件,可以方便地扩充系统功能,例如:组织数据查询显示,组态显示画面,剪裁或增加菜单项、工具条、按钮等,修改或扩充相关的执行代码等。用户 ( 系统管理员 ) 可以在集成环境下直接修改已有的代码、设计新的功能模块。
支持完整的扩展语言、支持各种控件以及集成开发环境是本系统的一大特色,使系统功能得到极大的提升,便于集成各种子系统,如视频系统、 OA 系统等。
由于集成强大的程序开发语言, 支持各种控件, 并提供便利的集成开发环境,所以用户可以方便地实现功能的扩展,扩展的功能模块,用户界面等可挂接到菜单、工具条或图形界面上,是一套真正意义上的开发平台。通过 集成开发环境,开发人员可以简单、高效地扩展各种 WEB 应用,使楼宇各子系统、办公自动化系统无逢集成在一起。
支持集成开发环境,提供二次开发能力,便于开发人员在不同的应用层上工作,控件开发、通讯协议开发等工作可以让高级程序员通过 Visual C++ 等语言编程,在集成开发环境下的二次开发由普通程序员即可完成,纵向不同层面和横向不同组件的分工协作,可以同时让许多编程人员相互协作,有条不紊地完成大工程,而且系统的健壮性可以得到充分保证。
基于 WEB 的办公自动化系统
上面的讨论主要侧重于集成各种实时系统,如 BA 、 FA 、 CCTV 等,而办公系统涉及大量数据库操作、邮件传输以及各种报表显示,其实现上与实时系统有很大的差异。
通常的实时系统,其用户界面,通过简单组态,即可实现各种状态、各种数据在电子地图上的显示,给用户提供一个亲切友好的监控界面。而办公系统通常需要编程实现。
VISTA IBMS 提供的集成开发环境对于集成办公系统是一个强大的工具,系统采用三层结构的数据库访问,远程数据请求通过 DCOM 访问 IBMS 的数据库,通过 IBMS 一致的权限管理系统,保障系统安全性。
系统提供各种数据表格控件,利用这些控件和系统支持的 VBScript 语言,可以开发出各种各样的表格显示界面,最终构成一个完整的办公自动化系统。
系统内置 WEB 支持,开发完的办公自动化系统,可以直接通过远程浏览器访问,本地和远程显示界面是完全一致的。
系统内置的全局事件查询、系统配置等界面,就是在集成开发环境下二次开发实现的,由于系统内置许多数据访问服务和各种功能强大又简单易用的控简,所以系统开发工作量小,系统稳定可靠。
在同一个系统内集成的优点是各种信息可以共享,用户需要最少的培训,权限管理方便易行。
异种操作系统和组件模型
VISTA IBMS 系统由服务器和远程桌面系统组成,远程桌面系统是基于浏览器的用户界面,用户通过远程桌面系统操作整个 IBMS ,服务器完成数据采集、数据库访问、子系统间的联动、提供桌面系统以数据和显示。服务器运行在 Windows 2000 平台上,而桌面系统可以
运行在 Windows95/98/NT/2000 等各种平台上。
服务器由显示层、核心处理层和设备驱动程序层(数据网关)组成。
协议层通过各种通讯协议( TCP/IP, OPC, DDE, JBUS 等)或者组件技术 (DCOM, CORBA 等 ) ,与运行在 Window N 或 UNIX 平台上的各子系统接口,在核心处理层和各个子系统之间传输数据和控制命令,协议层主要功能在于屏蔽不同操作系统、不同通讯协议、不同对象模型之间的数据表述、通讯、接口层的差异。
核心处理层是整个 IBMS 的中枢,它通过调用设备驱动程序层的各种组件与相应子系统连接,访问其实时数据;它处理来自各子系统的实时信息,调度系统间的联动,如发现异常行为,及时调度各种报警组件进行报警;它支持标准 TCP/IP ,提供远程桌面系统和本地显示层以显示页面和实时数据并处理操作人员的控制指令;它通过 ODBC 管理数据库,该数据库可以运行在 Window NT 或 UNIX 上,核心处理层本身提供 COM/DCOM 和 CORBA 接口,供其他系统直接访问核心数据。
显示层与用户交互,用户通过友好的显示界面浏览 IBMS 的各种实时或统计信息,也可以控制各种设备的运行,当然用户能浏览的内容和能控制的设备取决于他的权限。显示层考虑其界面的友好性,在 Window2000 下运行,给管理人员提供最直观的、最友好的显示和操作界面。
远程桌面系统提供基于浏览器的用户界面,管理人员在办公室或任何具有网络连接的地方通过浏览器访问整个 IBMS 系统(在授权范围内),管理人员可以随时随地了解整个大楼的运行状态。远程桌面系统的界面与服务器显示层具有完全一致的界面,只要权限许可,可以访问 IBMS 的任何内容。
显示层采用 COM/DCOM 、 ActiveX 、 VBScript 等各种新技术,便于显示各种信息,给用户带来极大方便。
(七) 安全性及实时性-
安全性
在网络上运行的软件需要通过网络收发数据,要确保数据安全就必须采用一些安全保障方式。
1、加密。监控系统是一个跨网络的运行平台,授权用户可以在网络的任何位置,登录该监控系统,检查机房设备的工作状况,控制设备运行。为防止非法人员的侵入,权限管理特别重要,为此系统采用优秀的加密算法,通过密文传输,以防止密码被人窃取。
2、权限管理。权限管理分两层:用户管理和组管理。每个用户组可以设定该组成员特定的权限,包括允许查看的内容、允许控制的设备等;每个用户可以属于一个或多个用户组,用户享有所属用户组的所有权限。通过这种关系,可以非常明确地规定每个管理人员可以操作的范围,系统安全性得到可靠保障。添加用户或权限更改只能由系统管理员完成,其它用户只能修改个人密码。
3、访问记录。作为安全管理的重要组成部分,每个远程用户的登录,其登录时间、主机IP及用户名都被完整记录下来,其所进行的操作,包括:修改系统配置、控制设备运行、切换视频画面等,都被完整记录,系统管理员可以随时检查每个用户所作的操作。对日志的分析可用于预防入侵,提高网络安全。例如,如果分析结果表明某用户某日失败注册次数高达20次,就可能是入侵者正在尝试该用户的口令。
实时性
实时性主要体现在两个方面:实时数据刷新速率、联动的响应速率、报警速率。
1、实时数据刷新
不同数据量可以配置不同的数据刷新速率,最快的刷新速度为0.6秒,其他可以为1秒、2秒、4秒或者更长。
浏览站的数据刷新速度为2S,服务器端数据或发生的事件,2S内必然送至浏览站上。
2、 联动的响应速率
联动是当事件发生时,IBMS决策的跨子系统的实时控制指令,例如当FA系统发出火警信号时,立即驱动BA系统采取停止送风,切断火警处的电源等紧急措施,同时SA系统中的CCTV立即转向报警点,把现场情况传到控制室。
在VISTA IBMS中,不同控制可以配置不同的响应速率,最快的联动在0.6秒完成,但实际动作还依赖于子系统的执行。
3、 报警速率
报警响应速率通常与实时数据刷新速率一致,报警的实际完成还取决于不同的报警方式,如电话语音报警需要约5秒才拨通电话,短信也需传输和处理过程。
网络负荷
视频压缩采用MPEG4压缩标准,压缩率高,视频传输采用组播方式,在多人同时浏览的情况下,只需发送一份视频流,大大减少带宽占用,传输352*288每秒25帧实时视频仅需300K网络带宽。
与各子系统交换信息,假定每秒处理10K个数据刷新,其实时数据占据带宽通常不大于300K,考虑到实际通讯过程中的对话过程和可能的数据表述,其通讯带宽假定以三倍估算,所以实际带宽需1M。可以配置不同量的刷新周期,使每秒的刷新数据远小于系统总容量,通常远小于10K。
记录各种报警事件,其数据库是专门的数据库服务器,访问数据库时,也需要占据网络带宽,由于真正的报警事件不多,通讯量不大,以300K计算已绰绰有余。
提供远程的Web服务,提供每个用户以实时信息和报警内容,提供每个用户以显示界面,同时接收用户的控制命令,由于传输中采用压缩算法,并且只传输变化量(开关量变位、模拟量变化越限),所以服务每个用户的带宽通常不大于5K,以同时连接100个管理人员计算,传输带宽仅500K,当然这里只考虑实时系统的带宽,用户突发的数据库访问(OA系统或事件查询)没有考虑在内。
从上述分析可以了解到,一套IBMS,假定有10K个测点,一路视频(该路视频可以动态地切换倒任何一路摄像头上),其稳太网络带宽不大于2M,对于10M/100M以太网来说,可以有很多的带宽余量用于突发的网络访问。所以整套系统从网络结构上来说,是高效的。
(八) 软件特点
VISTA IBMS 利用了近年所有可以运用的先进软件技术,将每一个不同层面的子系统和智能设备结合起来,并发挥其最大的效力。它以开放式设计,能与很多第三方产品进行无缝的联接及集成,它的 设备驱动 程序 接口采用 OPC 、 DDE 、 SNMP 、 JBUS 、 U_TALK 等协议,已令 100 多种智能设备和子系统联上,该系统在相关领域已有上百个应用。 VISTA IBMS 系统还可通过 Ethernet 网可与消防报警系统、安全防盗系统、闭路电视监视系统、停车场管理系统等系统联网,实现数据共享,集中管理和连锁控制,并可通过 MODEM 与广域网互连。
从网络设计方面,它可以通过结构化布线系统,与任何一个共用布线系统的设备联上而无须增加任何辅件,使其与其他系统的结合功能更为方便。从网络设计方面,它采用标准的基于 Ethernet 的 TCP/IP 方式。
软件方面, VISTA IBMS 是一个开放的系统,可以通过各种协议跟其它软件交换资料,通过标准的通讯方式或组件模型与运行在各种操作系统( Windows , Linux , UNIX )上的软件协同工作。最先进的技术 VISTA IBMS 采用最先进的技术,实现受控设备综合集成,其中 WIN98/NT/2000 、 COM/DCOM 、 TCP/IP 、 SNMP 、 JBUS 、 ODBC 、 OPC 、 ActiveX 、 Bacnet 、 CORBA 等技术已经成功与系统相结合,安装运行已有一百多套,并且又有自主版权和强大的开发队伍,使得 VISTA IBMS 是其它厂家无法比拟。
标准的兼容性
VISTA IBMS 开放的构架,可以 集成支持包含目前楼宇自控及信息产业中的各种标准,因此我们的系统具备了灵活性、互操作性以及同其它楼控系统甚至企业内部信息网络的可连接性等特点。
完全 WEB 化
通过 Web 浏览器访问 IBMS 的各种信息,实现远程监控功能,其功能和界面与本地站完全一致。
可扩展性
通过分层设计,提供亲切友好的集成开发环境、完成各种监控或仿真系统的组态工作,实现真正的客户化。支持完整的 VBScript 语言,提供丰富的内部函数接口及完整的编程界面,极大地扩展系统功能。开发人员通过 VISTA IBMS 开发应用系统就如同采用 InterDev开发网页一样方便。
内置上百种智能设备驱动程序,使用相同通讯协议的设备可以直接接入,无须任何编程,保障系统可靠性。系统提供简洁明了的接口,便于扩展新的设备驱动程序,支持新的通讯协议。
易于施工、安装、操作和维护
一个好的系统就应该保证它运行的简便稳定性,通过分层设计,允许高级编程人员、普通编程人员和现场工程师分头协作,有计划、有步骤地完成整个工程,让其达到最佳的运行状态。
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