智能建筑系统集成技术展望

近几年来，在业内的同仁中，系统集成问题是个争论的焦点。除了一些技术细节之外，往往涉及那对一些宏观的技术问题上取得共识，不少问题上的争论将迎忍而解。 

1 以太网及TCP／IP协议已经成为智能区筑系统集成的基础 

　　智能建筑系统集成尽管有其特殊件，但归根结底应该是计算机网络系统集成的重要组成部分。所以我们在讨论智能建筑系统集成的时候，不能脱离计算机网络及其系统集成技术的发展。 

1．1 国特网的普及和延伸．使TCP/IP协议成为事实上的国际标准 

　　 因特网是美国门防部1969年建成的计算机网络系统，ARPAnet。1979年推出了TCP/IP体系结构和协议规范。1986年ARPAnet正式分为两部分，一部分为独立的国防数据网，另一部分为美国国家基金会资助的NSFnet。很多单位使用TCP／IP协议互相连接的所有网络的总称。1993年因浏览器的开发成功，使因特网进入了大发展时期。1993年美国政府提出了信息高速公路计划，即NⅡ计划，1995年西方七国通过GⅡ建设若干共识。这些使因特网成为街盖全世界的超级计算机网络，横向正在向全世界的每个国家、每个家庭延伸。自90年代因特网进入我国以来，其用户每年都以惊人的速度发展。2001年底，在中国的用户已达1500万。随着因特网的普及，TCP/IP协议得到了广泛采用。大家知道，ISO（国际标准化组织）于1977年提出了OSI（开放系统互连）参考模型，即七层参考模型。而实际上采用（OSI参考模型的产品并不多。TCP/IP协议，其开放型可以把现行的各种局域网互连，统一地址规则、IP地址与域名的唯一性、高层协议基本标准化。TCP/IP协议也采用分层的体系结构。但是它与ISO／OSI参考模型并不完全一致。TCP/IP分为四层：链路层、网际层、传输层、应用层。  字串7

1．2 Intranet的发展与千兆位以太网的成功应用，使以太网成为智能建筑系统集成的基础

　　 随着Internet技术的日益普及和迅速发展，人们想把Internet的技术应用于集团企业的信息管理系统和政府部门的办公系统，人们称之为Intranet。Intranet现在还没有标准的翻译名词，有的叫内部网，有的叫企业网，我们暂且叫企业网。现在国内外的大型企业集团都有已经或正在建设Intranet网络，以实现一个单位内部网络与外部网络的互连。Intranet使用统一的TCP／IP协议，技术成熟，客户端软件简单统一，可以连到Intranet共享人类丰富的信息资源。利用Intranet企业对内可提供一个灵活、高效、宽松、可靠的办公环境，以便于信息交流、信息共享，对外可宣传和发布产品信息，可以开展以下基于标准的服务文件共享、信息浏览、目录查询、打印共享、电子邮件、网络管理、远程登录、文件传输等，逐步实现无纸化办公，实现企业管理的科学化和自动化，提升企业的竞争力。 

　　 随着计算机网络的普及和发展，人们对网络带宽提出了更高的要求，例如：多媒体通信、视频点播、电子商务、电视会议、高清晰度电视、远程医疗、远程教育、CAD／CAM等。进入90年代人们就开始千兆位以太网的研究，1998年IEEE批准了IEEE802·32标准，从此千兆位以太网正式进入应用时代。千兆位以太网与10M、100M以太网的帧结构相同，采用全双工或半双工方式对传输介质进行访问，采用载波扩展和数据包分组技术来解决网络直径问题。千兆位以太网定义了三种设备：简单中继器、网络交换机、缓冲分配器。千兆位以太网具有以下特点：简单性：保留了以太网的简单性；兼容性：保留了以太网的基本技术、采用相同的协议、相同的帧格式、支持全双工／半双工方式，确保网络升级平滑过渡。千兆位以太网成为局域网和Intranet的主干网，已经成为人们不争的事实。  字串5

表1 以太网帧结构 

前同步 目的同步 源地址 数据字段长度 数据 帧校验 

8 6 6 2 48-1500 4 

　　因此，Intranet的发展及千兆位以太网的成功应用，使每座智能建筑必然要有自己的Intranet主干网。在目前情况下这个网络 

必然是千兆位以太网，必然是采用TCP／IP协议。这个网络也就是IBMS集成系统的主干网络。 

1．3 现场总线技术的发展，使以太网正在从管理层、控制层向现场层延伸 

　　 TCP／IP协议，解决了网络互连和异构计算机之间的通信协议，是事实上的国际标准。信息领域的以大网对自动化领域各层面产生了很大影响。已经从建筑自动化系统的管理层延伸到了控制层，而且现在正在向现场层延伸。 

　　 2000年初，IEC公布了现场总线国际标准IEC－61158，这个标准在当今世界上30多种现场总线中，采纳了8种现场总线。这8种总线，有8种协议，互不兼容、距离统一的现场总线还有很远的距离。其中HZ－HSE总线就是百兆以太网。工业自动化开放式网络联盟IAONA，就是专门就HSE进行开发研究的国际组织。以太网作为现场总线可能存在两个问题一个是采用CSMA／CD的信息发送方式，存在“不确定性”问题，无法确定发送测控信息的时间，担心影响实时控制；另一个是线路利用率低，因为以太网数据帧中，不代表实际数据的字节较大，而自动化领域实际数据很短，效率较低。例如：DI20个字节、DO16个字节、AIAO200个字节、通信接口500个字节、PID运算500个字节、计数器4个字节等。这样，当使用以太网信息包包装时，大量信号还需加上填充符才能满足数据段最小长度48个字节的要求，如DI、DO、计数器。为了解决第一个问题，通过提高以太网的传输能力，能够适应实时控制的需要。为了解决第二个问题，可以用数据报协议UDP/IP取代TCP/IP。由于采用了高速以太网，这些问题迎刃而解。随着以太网技术的发展，在建筑自动化领域中有可能出现以太网一网到底、因特网与控制网融为一体的局面。  字串4

　　 综上所述，以太网、TCP／IP协议已经成为智能建筑系统集成的基础。 

2 浏览器/服务器计算模式将成为智能建筑集成系统主要的计算模式，中间作将成为智能建筑系统集成的桥梁 

　　 由于个人计算机PC机的普及和发展，使计算机网络的计算模式从以大型机为主的集中计算模式过渡到了客户机/服务器计算模式。由于浏览器的发展，使计算机网络的计算模式开始向浏览器／服务器计算计算模式 
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