智能建筑的集成技术应用研究

蔡小利

摘    要：面对智能建筑的快速发展趋势，本文重点探讨智能建筑中的集成技术的应用和实现，并将物联网技术融入到智能建筑集成系统之中，进行智能建筑资源的优化配置，实现智能建筑的智能化、集成化设计和管理，较好地提高智能建筑的管理服务能力，改善人们的生活品质。

关键词：智能建筑;集成技术;应用

1  引言

随着建筑智能化的蓬勃发展，智能建筑的集成技术日益引起人们的重视，可以在智能建筑中引入数据集成、接口集成、界面集成等技术，解决智能建筑子系统之间的集成问题，实现智能建筑的数据共享、全面感知、实时监控和高效分配，确保智能建筑集成化系统的准确、实时、可靠运行。

2  智能化建筑系统集成技术概述

2.1  智能化建筑系统集成的概念

在智能化建筑中，系统集成是指通过信息化技术的应用提高智能化建筑管理系统的集成化水平。将这种技术应用到建筑中，能够提高建筑信息系统的集成管理水平，通过信息共享对建筑进行高效的监控与管理，充分发挥智能化建筑的功能。

2.2  系统集成技术的特点

系统集成电子技术能够对多个子系统进行有效整合，形成一个有机整体，各个子系统之间存在相互依托、相互操作、协同工作的关系，完成各项智能化操作，满足人们对智能化建筑的需求。系统集成电子技术的特点在于其能够充分利用系统检测到的信息，实现资源共享，对管理过程进行优化，根据智能化建筑的实际情况建立高线的信息化系统，满足智能化建筑的需求。

2.3  智能化建筑系统集成技术的构成

智能化建筑系统集成电子技术是建筑行业未来的发展方向，这项技術主要由以下几个部分构成：（1）信息反馈系统。在建筑中应用智能化技术，通过计算机技术获取建筑中的各项信息，并对其进行有效整理，为建筑的使用者提供建筑的各项信息。与此同时，还能够实现智能化监督管理，通过完善的监控系统保证信息的安全性。（2）网络管理系统。通过计算机技术在智能化建筑中的应用，能够实现对建筑的整体控制，能够有效减少工作量，提高管理效率。（3）问题发布与处理系统。计算机网络技术是智能化建筑系统集成技术中的核心技术，通过网路技术的应用，可以收集并处理大量的信息，通过对这些信息的分析发现其中存在的问题，及时采取有效的解决方案。（4）服务命令执行系统。为了有效提高服务水平，智能化建筑系统集成电子技术还能够对用户的反馈信息进行收集与整理，全面掌握建筑使用者的需求，并通过服务命令执行系统对相关问题进行妥善处理。

3  智能建筑的集成技术

3.1  基于本体的异构数据集成技术

智能建筑数据集成技术能够较好地解决数据源之间的异构，如：系统异构、语义异构、数据模式异构等，通过对异构数据的抽取、对照、交换、加载等方式，实现用户层与数据源的信息交互、高度共享和集成应用。常用的异构数据集成方法包括有：（1）联邦式法。主要是指多个数据库系统之间自治与合作关系的集合。（2）中间件法。该法实现分解全局查询、统一数据格式和统一检索服务，体现出良好的扩展性。（3）数据仓库法。通过ETL方式进行各个数据源的抽取、转换，并对数据进行定期筛选和更新，再将数据存储载入数据仓库。（4）基于本体的数据集成法。该法能够将数据进行有效集成，实现更深层次的分析、共享和挖掘，有效屏蔽底层数据的异构性，提高数据的查询效率。具体方法包括有：单一本体法、多本体法、混合本体法。

3.2  通信接口技术

可以采用基于TCP/IP协议的Socket通信方式，实现数据库与现场采集设备之间的通信，由Web Service接口实现数据集成模块、交互界面、第三方程序之间的数据通信。例如：可以在能耗与环境监测系统中采用ModBus通信协议，完成环境监测数据信息的采集。

3.3  用户界面集成技术

采用统一的门户系统进行逻辑集成，由标准界面替代多系统界面，采用不同角色的不同访问机制实现系统用户的访问，并实现一点登录的集中式用户访问。

4  智能建筑中的集成技术应用分析

4.1  智能建筑中的异构数据集成技术应用

（1）数据库设计和应用。在SQL Server2012环境下搭建关系型数据库，包括智能照明子系统数据库、空调子系统数据库、电梯子系统数据库、能源数据库等，清晰地把握智能建筑设备信息状态，进行后期设备健康度的数据预测和分析。如：照明系统的回路信息及模式切换信息等。（2）用户层设计和应用。该层实现对全局本体库的统一界面检索和查询，包括有浏览器客户端、APP等，通过数据层和中间件层的集成技术支撑，使用户能够快速准确地进行底层数据源的查询，获得软件平台应用的良好体验。例如：在查询智能建筑能耗与环境监测系统的仪表设备信息中，可以呈现出用户层查询界面，使用户能够清晰地看到能耗仪表、环境仪表等相关信息数据。

4.2  智能建筑的接口技术应用

智能建筑采用两种通信接口，即：现场采集设备与实时数据库之间的接口、数据集成模块与交互界面、第三方程序之间的接口。智能建筑的底层设备与实时数据库之间采用Socket方式进行数据通信，数据集成模块与交互界面之间采用Web Service接口进行通信。具体来说，智能建筑各子系统的接口方式分别为：（1）空调系统。该子系统的数据接口采用以太网物理接口和OPC软件接口。本文中的智能建筑采用VRV多联机中央空调控制系统，现场设备通过RS485串行连接，再通过OPC读取采集的实时数据，借助于TCP/IP网络进行数据传输，并通过Web Service接口实现用户层与数据集成层间的通信。（2）电梯系统。该子系统的数据接口采用RJ45物理接口和OPC软件接口。通过RS485连接电梯设备和电梯控制器，并通过ModBus进行用户与电梯控制器间的数据通信，通过Web Service接口实现用户层与数据集成层的通信。（3）能耗与环境监测系统。该子系统的数据接口采用以太网物理接口和ModBus软件接口。智能电表通过RS485进行数据采集和传输，能耗采集器通过DLT645-2007协议进行数据传输。环境采集模块通过RS485进行连接，再经由ModBus协议采集实时数据并加以存储。（4）门禁系统。该子系统的数据接口采用以太网物理接口和API软件接口。通过RS485实现门禁控制主机与门禁控制器之间的连接，再经由OPC接口将数据开放到局域网，实现数据交互和通信。（5）视频监控系统。该子系统的数据接口采用以太网物理接口和API软件接口。（6）智能照明系统。该子系统的数据接口为以太网物理接口，并采用ModBus软件接口。通过智能灯具实现RS485信号接收、数据处理和智能输出。

5  结束语

综上所述，智能建筑将所有子系统集成到统一的集成界面，实现子系统模块之间的统合管控和设备的协调运行，采用多源异构数据集成技术实现智能建筑相关数据的查询和管理，将各个子系统模块有效集成到一起，实现彼此之间的互联互通和信息共享，实现智能建筑对外通信接口的统一。未来还要结合BIM的三维可视化技术，进行智能建筑集成化界面的优化设计，使用户获得真实的交互体验。并引入大数据、机器学习等前沿技术进行智能建筑数据的分析和预测，采用数据高度加密算法，实现对智能建筑敏感数据信息的存储，确保智能建筑数据的集成和安全。

参考文献：

[1] 高攀祥.物联网技术在智能建筑系统集成中的应用[J].现代建筑电气，2014（4）：37～40.

[2] 杨秉陆.物联网技术在建筑智能化系统中的运用研究[J].居舍，2018（22）：246+250.