计算机房集中监控系统

2007-08-09 00:00:00 责任编辑: boxer8888 收藏本文

    1. BMS集成管理系统
    1.1. 集成系统的概述
    进入二十一世纪，人们对建筑的要求不再停留在安身，随着信息技术的发展，人们对建筑智能化的要求越来越高，为满足用户需求，智能建筑所要实现的功能也越来越多。这些功能的实现涉及多种学科、多种技术、多种系统、多种设备，而且有相当一些功能必需由几个系统，多种不同设备共同协作完成的，这样需要对原来互不相干的多个系统进行集成系统来实现。因为用户的情况不同，需求不同，对集成系统的要求也不相同。集成系统，不是系统间联网，不是单纯的自控，专业人士要根据项目情况与用户商谈需求，根据需求决定集成的子系统和集成方法，整体搭建网络；在原有集成软件平台上，结合用户需求选择功能模块，调整原有软件，并为某些系统间的集成开发软件。在这个过程中，完成各子系统的功能是前提，信息技术是保障建筑智能化实现的关键。
    1.2. 需求分析
    顺应当前计算机网络和自动控制技术的最新发展，为满足建筑物开发商和物业管理单位的不断提升的要求，我们在智能楼宇业内率先提出了Internet/Intranet集成的技术发展框架并付诸实施。在这一发展框架指导之下，我们根据Internet本身技术的发展和楼宇自控领域新技术和新方案不断出现，继续进行大量的实际工程应用研究与开发工作。
    无论是已经完成的或在建之中的智能化系统，楼宇实时管理普遍存在着“信息孤岛”。各系统厂家，如BAS、FAS、SAS、OAS、CNS等，是针对不同的专业要求和功能独立进行系统开发的，信息交互界面和通讯接口千差万别。因此楼宇实时管理集成系统和信息共享一直是未能很好解决的技术问题。我们认为在当前可以致力于普及应用开发的是Intranet网络化智能建筑集成管理系统（IBMS），即将楼宇机电设备与安全报警装置的监控和管理建立在企业内部网Intranet信息集成平台上，围绕建立网络化BMS，实现实时监控和信息管理的功能。
    对于楼宇实时管理系统的集成，通常有以下几种情形：
    1） 由于技术档次要求不高和资金短缺，无集成系统，各子系统独立运行。
    2） 扩充某一个子系统（如BA系统）的范围，将其他子系统的集成信息送入该子系统中，在该子系统中开发有关集成的画面。这样不仅缺少向上的开放能力,而且将接口设备和接口软件限制于特定产品、特定型号，因此集成系统的能力有限，且维护、升级成本高。由于所集成的子系统捆绑太紧，一旦扩充子系统发生故障，其它子系统也将失去工作能力，造成整个系统的瘫痪，系统缺乏对全局事件的掌握和处理能力。
    3） 由专业集成厂家以专用的客户机/服务器（Client/Server）系统开发集成系统，业主实际上又多了一套专业子系统。Client/Server的应用必须开发专用的客户端软件，用户界面由客户端软件决定，其使用的方法和界面各不相同，这样不仅增加开发和运行成本，而且对专业技术要求高，用户界面操控和参数设定复杂，系统操作与管理人员使用较困难；需经专业技术培训。同时，在Client/Server系统中由于客户机直接与数据库服务器进行连接，用户可以很轻易地改变服务器上的数据，无法保证系统的安全性。
    4） 由专业集成系统商以完全开放的浏览器/服务器（Browser/Server）体系结构，在建筑物内建立基于互联网/内联网络（Internet/Intranet）和Web技术及真正开放的标准（如OPC），采用子系统平等方式，同时通过Intranet网络实现与自动化控制网络互联的综合一体化集成系统应用平台。这就是所谓网络化、信息化、自动化的智能建筑集成管理系统（IBMS）。
    Browser/Server体系结构具有统一开放的标准，客户端采用界面友好的浏览器。远程访问端需经过Web服务器才能与数据库服务器进行连接，从而有效地防止用户的非法入侵。随着Internet的飞速发展，采用Web技术的系统应用是大势所趋。基于子系统平等方式进行集成系统，采用标准接口规范，系统结构易于扩展，适用于各种不同设备制造商的子集成系统。
    1.3. 集成系统的设计目标
    系统的目标是要对建筑物内所有机电设备采用现代化技术进行全面有效的监控和管理。确保建筑物内所有机电设备处于高效、节能、最佳运行状态。提供一个安全、舒适、快捷的工作环境。具体可分解为如下子目标：
    1.3.1. 集中管理
    可对各子系统进行集中统一式监视和管理，将各集成子系统的信息统一存储、显示和管理在同一平台上，并为其他信息系统提供数据访问接口。重点是要准确、全面地反映各子系统运行状态。并能提供建筑物内关键场所的各子系统综合运行报告。
    1.3.2. 分散控制
    各子系统进行分散式控制保持各子系统的相对独立性，以分离故障、分散风险、便于管理。
    1.3.3. 系统联动
    以各集成子系统的状态参数为基础，实现各子系统之间的相关软件联动。
    1.3.4. 优化运行
    在各集成子系统的良好运行基础之上，提供设备节能控制、节假日设定等功能。
    1.4. 集成系统的设计原则
    楼宇综合管理系统的工程设计将遵循以下技术目标和原则：
    1.4.1. 安全性和可靠性
    安全和可靠是对智能建筑的基本要求，是本弱电集成系统工程设计所追求的主要目标。
    1.4.2. 满足业主需求
    本工程设计将以业主需求分析着手，并以得到业主认可的需求为目标来开展工作。
    1.4.3. 合理性和经济性
    在保证先进性的同时，以提高工作效率，节省人力和各种资源为目标进行工程设计，充分考虑系统的实用和效益，争取获得最大的投资回报率。
    1.4.4. 标准化
    工程设计及其实施将按照国家和地方的有关标准进行。我们所开发的系统软件将尽可能符合工业标准或主流模式。
    1.4.5. 先进性
    工程的整体方案及各子系统方案将保证具有明显的先进特征。考虑到电子，信息技术的迅速发展，本设计在技术上将适度超前，所采用的设备，产品和软件不仅成熟而且能代表当今世界的技术水平。
    1.4.6. 结构化和可扩充性
    集成网络系统的总体结构将是结构化和模块化的，具有很好的兼容性和可扩充性，既可使不同厂商的设备产品综合在一个系统中，又可使系统能在日后得以方便地扩充，并扩展另外厂商的设备产品。
    1.5. 集成系统的解决方案
    GJ2000 IBMS采用开放、统一和先进的集成系统技术，将一个（甚至多个）智能化系统内的楼宇自动化系统、参数检测系统或智能设备、安全报警系统、防灾保护系统、多媒体监视系统等各子系统的运行信息，通过实时数据网关或直接通过局域网汇集到中央集成系统平台上。 IBMS系统结构图如图1。
    图1 IBMS系统结构图
    GJ2000 IBMS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。
    智能化监控网络系统采用Internet/Intranet技术，以TCP/IP 协议为基础，以Web浏览和集成系统SQL数据库为核心应用，构成智能化系统内统一和便捷的信息交换平台，各个自动化和信息子系统的实时运行信息可通过网关上传到网络中心的集成系统服务器，开设智能化监控网络站点。各监控管理人员均可以在授权下通过Web工具方便地浏览企业内部网Intranet上丰富的实时信息，监控和管理各子系统的实时情况。还可以通过开放数据库互联(ODBC)技术将集成系统SQL数据库与办公自动化(0AS)和管理信息数据库互联，提供综合全面的信息与数据。
    GJ2000 IBMS系统通过在服务器集群中采用分布式处理的基于美国微软公司的COM/DCOM全球开放性协议的DCOM模块，并通过基于DCOM技术的OPC协议访问楼宇自动化子系统、综合保安子系统等各子系统的控制主机，这样网络上的桌面系统用户就能够方便地通过浏览器中的Java Applet及ActiveX控件与服务器中的DCOM组件通库及OPC协议有效地访问和控制各下层监控子系统。
    GJ2000 IBMS的软件系统结构如图2。
    图2 IBMS的软件系统结构
    由于选择了Intranet技术进行集成系统，智能化监控网络系统的技术模式具有以下的先进性与优越性：
    1） 通过简单统一的浏览器界面，可访问监控系统网络上的所有Web实时信息。
    2） 采用开放的网络传输协议TCP/IP和HTTP，用浏览器/服务器体系结构取代了客户机/服务器模式，可简化系统的复杂性，可大大降低了系统的投资费用。
    3） 可提高工作效率和管理质量，提高系统管理层决策与全局事件协调和处理的能力。
    4） 可以实现远程的监控和管理操作及数据库访问。
    5） 能增强与办公自动化系统和管理信息系统之间的数据交换能力，与国际互联网Internet可通过防火墙实现无缝连接。
    6） 集成系统可直接使用综合布线系统，网络扩展和升级十分容易，维护和培训工作量小。
    1.6. 集成系统的要求和定位
    GJ2000 IBMS集成实现后，Intranet网上的BMS管理系统，可将各子系统的实时信息资源有机地组合起来，响应各监控浏览器的请求，把集成信息传递到需要的地方。监控人员通过信息导航和分析，可快速作出决策，并对整个系统进行优化控制，以达到高效、经济、节能、协调和安全的系统运行状态。
    GJ2000 IBMS建立于符合标准的高速局域网LAN上，因而区别于种类繁多、协议各不相同的工业总线和串并口通信。集成信息的共享采用国际通用的标准网络传输协议TCP/IP和HTTP，从而使各种不同的楼宇实时控制系统均可实现集成。集成系统实现后，能根据要求通过公众远程网WAN将集成的信息传送到其它远离中央服务器的地方，在远程浏览器上通过授权应能进行操控和管理、监督和维护整个系统的运行状况。由于网络通信协议的一致性，监控网络集成系统还为企业的办公自动化和管理信息系统留有接口。
    集成系统并不取代各个楼宇控制子系统的功能，而是要最大限度地发挥各个子系统的专业功能以及各个系统与集成系统平台联网运行后所具备的新生组合功能。在现阶段，我们按如下原则要求为各子系统分工和为集成系统定位的：
    1） 子系统通常不受集成的影响，以实时检测和控制为主，集成系统以监控和管理为主；
    2） 子系统CRT安装在专业控制室里，集成系统则可将Web页面送到任何地点、包括远程地点的桌面CRT上；
    3） 子系统由专职值班人员监管操作，集成系统是供系统主管和上级领导查看；
    4） 子系统CRT只要求最少配置，集成系统的浏览器可通过接入任意多个；
    5） 集成系统可设置一部分子系统的状态和参数，实现控制超越功能。
    1.7. 集成系统的构成
    1.7.1. 子系统协议转换网关服务器
    为了实现基于Intranet网络的智能化集成楼宇管理系统，每个子系统就必须由RS-485/RS-232串行接口、TCP/IP网络或其它工业现场总线网络传送实时信息，如温度、压力、水位、开度、电流、电压、电功率、报警探测器状态、门禁读卡机运行状态、身份卡号、车号车位、车位占用情况、火灾探头报警等信息，通过实时网关计算机上的协议转换程序，转化为符合TCP/IP协议的网络数据。网关计算机接有多种工业信号通讯网络，运行Windows操作系统。
    1.7.2. 集成数据库管理
    网络中心的监控网络集成数据服务器安装Windows 操作系统，运行SQL Server 6.5 关系数据库，可以根据工业系统监控和管理的需要，建立集成系统数据库表单和视图，数据记录根据网关传来的值进行更新。网络中心数据的查询、共享、报表、备份、安全、维护等功能均由数据库系统提供很好的支持。数据库系统运行在一台高档服务器上。同时，该数据服务器还作为Web服务器使用。
    1.7.3. 集成信息发布
    网络中心运行IIS 4.0的信息发布Web服务器系统，为监控系统专门制作动态Web网页，并与数据库连接，将实时的集成系统数据信息在Web网页上发布。信息发布系统运行在作为数据服务器的同一台服务器上。楼宇系统的监控和管理数据可以用模拟图、表格、图表等方式表现，使用压缩图像、动态效果、热字连接和ActiveX控件、ASP动态页面、Java应用件、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。
    1.7.4. 监控信息浏览
    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，在浏览器的统一资源地址URL上输入监控网络集成系统的Web服务站点首页网址，再输入被授权的用户名和密码，进行登录和授权认证，即可开始监控网络集成系统信息浏览。在每个可实时更新的页面，都要安装下拉功能控件，显示被监控系统的实时数值或状态。
    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。视频画面的选取是由集成页面浏览器交互实现的。
    1.8. 集成系统的特点
    1.8.1. 采用Internet/Intranet技术
    系统建立在符合标准的高速局域网LAN上，采用国际通用的标准网络传输协议TCP/IP，系统平台通用性很好，能满足不同监控领域的集成系统需求。系统可通过公众远程网WAN将集成的信息传送到其它远离监控中心的地方。通过授权应能进行操控和管理、监督和维护整个系统的运行状况。由于网络通信协议的一致性，监控网络集成系统还为企业的办公自动化和管理信息系统留有接口，确保系统的可扩充性。系统占用资源少。
    1.8.2. 完全的组态界面
    采用组态系统扩充无须编程，系统组建和维护更加容易，组建过程无需编程人员，最大限度地降低工程成本，系统有极优的性能价格比。设计过程简单易学，用户可根据需要修改画面，设计完全用户化的界面，可满足不同用户要求。
    1.8.3. 完整的集中监控平台
    根据不同的监控领域系统特点，实现基于Intranet网络的设备监控集成管理，为智能化集成系统商提供最专业的集成系统软件平台。
    1.8.4. 完整的语言支持
    支持面向VC6.0的高级开发人员，可开发针对不同监控领域的WINDOWS控件；支持面向VBSCRIPT的中级开发人员，应用控件及VB语言组成复杂的逻辑及界面；支持应用工程师，应用开发组态工具，组建不同应用工程；支持最终用户，为其提供整体解决方案。
    1.8.5. 系统开放性
    系统支持RS-485/RS-232/RS422串行接口、TCP/IP、SNMP网络或其它工业现场总线网络设备。软件结构完全模块化，使扩充新的被控设备或子系统，只需做少量针对新设备或系统通讯协议的动态链接库开发并维护数据库，就可实现子系统或设备的统一监控管理。系统支持ODBC数据库结构，使系统数据库支持更加广泛。
    1.8.6. 稳定性和可靠性保证
    系统支持平台采用WINNT4.0或Windows2000，加之运行系统采用组态方式生成，系统内部保持充分的一致性，整体上确保系统运行的稳定。 BMS系统经过几十个项目的测试和应用，系统成熟可靠。
    1.8.7. 完善的设备管理功能
    对设备原始文档、运行文档、维护文档有全面的管理功能，能迅速发现设备故障和报警信息，并通过专家系统提示解决方案，帮助管理人员迅速排除故障。
    1.8.8. 管理终端
    随时介入的管理终端，使用户可以及时全面的掌握楼宇的所有情况，包括视频信息，对发生事件做出快速反应。
    1.8.9. 丰富的报警提示功能
    系统具有电话话音报警、BB机留言、本机语音报警提示等多种报警手段。
    1.9. 东莞市某办公综合大楼集成系统设计方案
    东莞市某办公大楼概况（略）。
    基于Intranet网络的智能化集成管理系统，是新世纪智能建筑行业的发展趋势，也是最普遍和最流行的一种解决方案。我们在东莞市某办公综合大楼智能化系统中设计BMS，力争建成在全国范围内有影响和代表性的智能建筑自动化监控领域实现Intranet集成系统的一个标志性工程。为适应现代化信息时代的要求，在计算机网络技术与建筑楼宇控制技术紧密结合的基础上，将东莞市地方税务局办公综合大楼建成一座新世纪的自动控制功能齐全的智能化示范型建筑，为大厦使用者和管理者提供一个经济、安全、灵活和可持续发展的优良系统环境。
    1.9.1. 系统整体结构
    本方案采用基于Intranet的网络化智能建筑集成管理系统 BMS，其系统互联网络硬件拓朴结构如下图。
    图3 系统互联网络硬件拓朴结构
    1.9.1.1. 系统层次结构
    本系统分三层：现场管理(监控)站，中央管理站（浏览站）及现场管理站所管理的各设备（系统），如图3所示，系统配置具有可伸缩性。根据用户提出的需求，并且结合现场实际情况，在监控管理中心配置一台中央管理站，完成对所有设备的监控和报警功能，并由中央管理站统一管理，所有集成画面可以在中央管理站上看到，所有报警信息由中央管理站统一输出。如果在中央管理站上同时安装Web服务，并作相应配置，管理人员即可在远程通过浏览器了解现场的实际状况。
    现场管理站完成如下任务：1）. 完成下属子系统（设备）的数据采集、视频记录；2）. 事件和历史数据记录；3）. 报警处理；4.） 显示集成画面、接受执行管理人员的操作命令；5）. 以统一格式主动上传实时信息、报警信息、视频信息；6）. 接受并执行中央管理站和浏览站的控制命令；7）. 界面组态功能。现场管理站是整个系统的数据来源，它通过相关协议取回所有设备的数据，转换成统一格式，再利用TCP/IP把数据传给连接的中央管理站和浏览站；现场管理站允许动态地扩充新的通讯协议，便于接入不同的系统（设备）。现场管理站可以关闭报警向外发布，交由中央管理站统一处理。
    中央管理站完成如下任务，1）. 接收现场管理站传来的实时信息、报警信息和视频信息；2）. 显示集成画面和视频内容；3）. 处理所有的报警信息；4）. 发送管理人员的控制命令给现场管理站；5）. 报警事件记录；6）. 提供远程浏览的支持。中央管理站与现场管理站采用同一集成界面，数据直接来自于现场管理站，结构比较明了，中央管理站和现场管理站的网络连接由中央管理站主动建立，之后，由现场管理站主动发送实时数据，现场管理站一旦检测到数据改变或报警，即主动发送数据或报警，比之于询问-应答方式，网络负荷更小、实时性更好。
    浏览站的功能与管理站类似，区别在于，1). 浏览站与浏览器无逢结合，用户直接在浏览器内浏览实时信息、进行系统维护；2）. 浏览站仅显示报警信息，而不会以电话或短信息的形式对外发布报警内容。
    现场管理站与中央管理站、浏览站之间采用TCP/IP连接，保证关键信息的可靠传输。实时信息和报警信息可以在2秒以内传到中央管理站，正常情况下，实时信息和报警内容占用1-2K的带宽，通过Modem连接，即可保证实时数据刷新，获得理想的效果。
    1.9.1.2. 现场管理站网络方案
    现场管理站，直接连接各子系统、网络设备、视频系统等。
    现场管理站可以通过TCP/IP、数据库访问、SNMP、DCOM、动态数据交换等方法取得其实时数据，报警状态等。软件结构上确保了其下挂子系统的数量和类别都是易扩充的。
    现场管理站也可以通过SNMP协议，连接支持SNMP的各种设备，如网络设备等，通过MIB库，取得各种信息，保障设备安全可靠工作。
    现场管理站通过图象采集卡，记录、显示并发布视频内容，便于管理人员在中央管理站或浏览站上，观看实时视频内容。传输较好画质的视频流须占据300K-400K的网络带宽，所以在普通局域网内，视频传输可获得十分理想的效果。
    1.9.1.3. 报警网络方案
    系统报警可以由现场管理站直接对外发布，也可以由中央管理站发布，决定于具体配置。
    报警可以有几条途径，如信息框、语音、电话语音、留言、短信息等。如图4所示。使用时，可以选择其中一种或多种报警，同时报警方法决定于事件等级，只有当报警等级大于5级(共10级)时，才会启动电话语音、留言、短信息等报警，其中的电话号码、手机号码由用户设置。
    1.9.2. 数据流向
    无论对于现场管理站或则中央管理站（浏览站），实时数据处理线程是枢纽，它调度其他过程：采集、报警、记录、传输等的运行，给用户界面提供实时数据，处理并分发用户的控制命令。
    现场管理站与中央管理站（浏览站）之间的数据流动，如图5所示。
    1.9.2.1. 现场管理站
    其实时数据直接来源于下属子系统，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，实时数据处理线程通过各种协议接口取得各子系统的实时数据，并传送控制指令给子系统，使之执行相应动作。
    数据流动也发生在实时数据处理线程内部，包括判别、分发和处理，详见“现场管理站设计”。
    用户操作界面显示现场情况和实时画面，其数据来自于实时数据处理线程，同时用户在显示界面上的操作，也通过接口传递给数据处理线程，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中央管理站或浏览站的连接，并定时发送实时数据和报警内容给连接着的中央管理站或浏览站。
    1.9.2.2. 中央管理站（浏览站）
    其实时数据来自于现场管理站，两者之间通过TCP_IP进行数据可靠传输。
    中央管理站（浏览站）实时数据处理线程维护与多个现场管理站的连接，接收实时数据、进行报警处理、传输控制命令给现场管理站。
    中央管理站的用户操作界面与下属各现场管理站完全一致，显示数据来自于实时数据处理线程，用户操作通过接口传递给数据处理线程，后者将操作命令转交给适当的现场管理站。
    1.9.3. 软件结构
    系统总体上分为三个功能集合：现场管理站、中央管理站、浏览站。每个集合从功能上可以分为实时信息和系统维护两个部分。站点之间可以通过TCP/IP传输实时信息，界面是完全一致的；而维护部分，涉及到数据库的操作，为在一致的界面下实现远程维护，这里采用IIS+ASP的方式，在浏览器内进行系统维护。如图6所示。现场管理站事实上提供两种服务：实时信息服务、IIS；实时服务应答显示界面的实时数据请求，同时提供中央管理站（浏览站）的实时数据；而维护功能，无论是现场管理站或中央管理站，均在IE内部通过后台的IIS完成，形成一个清晰的软件框架。
    系统的三个功能集合，其数据显示和操控界面是完全一致的，数据处理略有区别，下面就分项讨论。
    1.9.3.1. 用户界面及数据显示
    这里首先考虑多文挡和单文挡显示的选择，假如采用多文挡界面，则要求用户主动关闭不再需要的文档页，不然文档页越来越多，而操作人员可能不知道后台的文档页，这样占用大量的系统资源，导致效率下降，就是说采用多文挡界面的后果是，系统性能依赖于操作人员的正确操作；考虑到操作人员的专业知识的差异，对操作人员的要求显得过分，所以这里实时界面的显示采用单文档界面。
    用户界面除了正常的实时数据显示以外，还提供动态的报警窗口，以显示报警内容。
    集成界面可以归结为许多图元，利用这些图元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。
    用户界面元素，是构成显示界面的基本单元，系统提供不少界面元素，有文字、直线、圆、方块、多边形等基本图素，有各种特殊的开关及电气设备等，有数字显示，还有棒图、曲线等较为复杂的显示元素。各种元素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。
    可以感觉到组织现场显示界面对于用户而言确实非常方便，但为了实现这一方便性，从系统分析和程序设计角度，考虑了不少问题，由于界面元素的类结构很能体现本系统设计中的面向对象的特点，下面给予简要说明，其他如作图过程的实现、文档格式、文档和视的关系、视的坐标影射与放大缩小、打印、复制粘贴等内容将不在本文中予以讨论。
    一个集成系统可以由许多显示页面组成，每个页面可以反映现场的不同视角或不同侧面，每一个页面可以包含各种形式的文本、设备符号、曲线、棒图、表格、图片等用户界面元素，页面之间、页面和界面元素之间、界面元素之间，具有各种空间和逻辑关系，把空间并列的界面元素显示于同一页面，而把页面与界面元素的相关性由用户自己定义在关联于各界面元素的浮动菜单上，当该浮动菜单只有一个菜单项时，此界面元素即相当于Web页面中的热点。通过这种相关性实现现场之间的巡回，是一种很好的组织方式。
    尽管用户界面元素外观上千差万别，有动态数值显示、状态显示、图片等，但他们还是存在许多相似的特征：它们都有大小、空间位置、颜色、字体等属性；都要管理自己的浮动菜单，都要有移位改变大小的能力等，都要管理自己的显示及属性的修改等，所以它们都可以从一个虚基类派生出来。
    这里只提到一些代表性的类，系统的类库中还有许多，可以拖到工具盒中使用，类元素也是可扩充的。
    1.9.3.2. 现场管理站设计
    从大的方面来说，系统可分为用户界面和实时数据处理两部分，两者通过用户界面接口，相互交流。
    现场管理站是一个完整的独立执行单元，它根据数据库的配置，生成相应的数据采集线程，实现与下属子系统的交互；初始化用户界面接口，使显示界面可以通过该接口访问实时数据；初始化TCP/IP通讯，侦听中央管理站（浏览站）的连接请求，并以一定周期发送实时数据给连接的站点；初始化报警通道，包括电话语音卡、短信息等，一旦有报警发生，即根据不同事件级别，启动相应的报警过程。系统的模块结构如图8所示，由数据管理主线程、端口访问线程、数据记录线程、报警线程、动态画面线程等组成，系统还提供了通讯的诊断以及事件浏览、报表、视频播放等辅助工具。
    u 数据库现场管理站的配置信息都记录在SQL Server内，采用SQL Server，是因为其可靠性、安全性，使用也较为广泛。使用时，根据监控规模，可以把数据库安装在现场管理站上，也可以安装在独立的服务器上，以分担系统压力。
    系统的所有报警信息，除发送给各站点之外，也记录在数据库内，管理人员可以通过IE查看报警信息。
    系统维护也在IE内进行，其设置通过IIS+ASP记录到数据库内。系统对数据库的访问采用开放性数据接口(ODBC)，所以通过配置ODBC连接，可以访问几乎所有的流行数据库，如Oracle，SQL Server，Sybase，Access，Fox等，这套系统本身携带着一个Access数据库，选用这样的桌面数据库是因为其轻便性。下面对数据表的讨论中为论述清楚，其结构作了适当简化。该数据库中最重要的一个表(Equip)是描述现场设备及其通讯参数的，连接的端口，使用的通讯协议，通讯参数，以及通讯的时间参数等。根据这些参数，系统即可配置通讯模块，实现对设备的访问。设备所能提供的实时数据大体上有模拟量（如温度、压力、电压、电流等）、状态量（如开关、启停、事故正常等，可以数字0或1表达）、报警量等，这里简单讨论模拟量和状态量的配置，套用SCADA系统的术语，模拟量一般称为遥测量，对应数据表YCP，状态量一般称为遥讯量，对应数据表YXP。
    u 实时数据采集现场管理站的一个重要职能便是从下属的各子系统中取得实时数据，并且设置其参数，由于各子系统的连接方式、通讯协议各不相同，系统采用统一的接口(TCP/IP)，对于采用现场总线通讯方式的子系统，可以采用专用协议网关转换的方式解决接入问题。
    1）．设备驱动程序（广义）
    设备驱动程序（广义）是动态加载的程序模块，在Windows NT下可以有两种形式：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易于理解，因而这里的驱动程序采用动态联结库的形式，一般情况只要实现两条接口函数就可实现完整的数据访问，因而这一接口是简单而有效的，避免出错的可能性。
    设备驱动程序是一个个独立模块，系统启动时，动态联入，编写新的驱动程序即可连接新的协议、访问新的系统或设备，因而系统是开放的。
    2）．现场网络通讯协议
    现场网的通讯协议，从物理层、数据链路层和网络层的角度划分，可以分成几类：基于RS-485串行总线的各种协议、BITBUS、CANBUS、Lonworks，这些标准可以在Internet上查到，大多数场合都采用RS-485串行总线，上面定义了各种各样的对话协议，JBUS、MODBUS、U_TALK等，目前我们已经接触并为之编写了驱动程序的通讯协议就不下几十种。
    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，但接口是一致的。
    u 动态画面线程
    该线程根据实时数据周期性地刷新屏幕显示，如有事件发生，即推出该监控现场，事件点变色闪烁，并给出语音和文字信息。
    u 数据记录线程
    该线程周期性地刷新实时数据库，按一定时间间隔记录模拟量，并把发生的事件记录下来。它是其他辅助工具(曲线显示、报表、事件浏览)的数据来源。
    u 网络守侯线程
    该线程采用TCP/IP通讯协议，监听远程计算机的连接请求，一旦建立连接以后，远程机即成为一个新的用户界面，监控的内核把该刷新的状态量，模拟量，以及报警信息等，源源不断的传输过去，远程机跟本地用户界面一样，可以浏览到所有实时信息，并可发布控制指令给当地站，使控制现场设备。
    u 组态
    利用这套系统定制特定监控系统的过程，称为组态过程，包括结构组态和显示页面组态两部分，结构组态主要定义现场总线上现场设备的通讯参数，及各设备的模拟量、状态量极其获取方式，配置过程事实上完成配置数据库的三个数据表，他们是Equip、Ycp、Yxp，根据这些配置，系统内核即可生成相应的实时数据结构，数据采集和监控主线程，可加载适当的驱动模块，实现对现场设备的访问，强调准确性。
    显示页面组态是指利用系统提供的用户界面元素，编辑统的用户界面(Shell)，用于显示实时信息、提供操作界面，对于整个系统而言，信息组织是否合理、界面是否美观、操作是否方便，关系不大，这里重要的是内核(Kernel)，而用户界面(Shell)是次要的，但是用户界面是用户观测到的唯一内容，其美观与否对用户的影响还是挺大的，这里强调的是美观实用性，多一些时间投入还是值得的。
    编辑用户界面首先考虑的是整个系统应有怎样的层次结构、所有信息应划分成多少个显示页面、页面之间的关系、页面与其他页面内对象的关系以及页面内信息的组织。结构确定下来以后，就可以一页页地组态现场界面，为美观和突出重点，适当的装饰也是必须的。
    为方便用户编辑，页面的编辑完全采用拖放方式，移动位置和改变大小，君可通过鼠标的拖动完成，同时大量采用弹出式菜单和属性对话框来修改各对象的属性，使编辑直观方便，提高工作效率。
    系统提供块操作，包括块的标志、复制、删除等，大多数的具有相似的结构，块操作可以极大的提高编辑速度。
    系统还提供“平直”、“捕获”、“内嵌”等编辑选项，它们在某些情况下非常有效。
    系统提供冻结功能，或以把一组对象冻结为一个整体可对之进行缩放操作，也可把它定义成新的对象。
    组态的详细过程，包括对象在视中的生成，改变其大小和位置，各用户界面元素的属性及其修改等，不作细致的讨论，这方面的内容，使用强于说教。
    u Script语言支持
    系统中已经支持完整的C表达式，在已有框架内对于计算或状态的显示，这种方式已经很灵活很强大了；但对于过程控制或者功能的扩充，表达式方式则还不够，为使其具有极大的扩展性，需支持Script语言，目前标准的Script语言有很多，如VBScript、JavaScript、Perl、Tcl/Tk等，考虑到目前的流行程度及语言的易用性，系统目前支持VBScript，就是说用户可以通过VBScript扩充系统的控制和显示能力。
    1.9.3.3. 中央管理站设计
    中央管理站启动以后，主动向所有现场管理站握手，双方建立会话，交换实时信息；对于现场管理站传来的报警信息，管理站根据报警级别，输出报警，同时将报警记入数据库，以备查阅；中央管理站的用户界面接口，使显示界面获取实时数据；两个管理站之间也建立TCP/IP连接，相互之间互为热备，中央管理站一启动，首先成为备份机，备份机周期地访问另一台的工作状态，如果另一台回答处于主机状态，则备份机仍处于备份状态，否则，报告异常并转为主机状态；同时主机也周期地访问另一台的工作状态，如果另一台回答处于备份状态，则主机仍处于主机状态，否则，报告异常并转为备份状态。主机状态和备份状态几乎完全一致，唯一的差别在于，主机须发送报警信息给适当报警通道，而备份状态则不必。
    1.9.3.4. 浏览站设计
    浏览站与中央管理站的工作模式类似，差别在于，浏览站只与其中一个现场管理站建立连接，显示其实时与报警信息；浏览站也不用记录事件，不用与数据库发生关系；同时浏览站除了在信息框中报警之外，不用处理如电话拨号、短信息等其他报警过程。
    浏览站不与数据库发生关系，其现场管理站的位置信息从哪里来？可以从浏览器得到，浏览站本身是一个Active Document，可以内嵌入互联网浏览器(IE)，从互联网浏览器中可以得到现场管理站的地址，并与现场管理站建立连接。
    在IE中浏览实时信息，使用户有一个一致的环境，使用更加简洁，减少用户培训。
    1.9.4. 实时数据传输
    实时数据传输，采用TCP/IP连接，在这个过程中，中央管理站或浏览站主动与现场管理站建立连接，相互认证以后，一次会话结束，经过这一轮的连接，相互之间知道了对方的IP。之后，双方有数据发送，即主动与对方建立连接，完成传送以后，结束会话，循环往复。其连接示意如图11所示。其中的每一条虚线代表一个TCP/IP连接。实时数据传输是一个独立模块，其内部管理着IP链表及数据的接受和发送，与实时数据处理过程的接口，相对简单。
    1.9.5. 视频传输
    模拟的视频信号经视频捕捉卡转换、压缩以后，其数据流通过组播方式，发送出去，中央管理站或浏览站加入该组以后，即可收到视频信号，在局域网的任意位置，观看现场的实际状况。
    视频压缩方式是采用最新的MPEG4技术，传输质量非常理想（25帧/秒，分辨率352*288），每通道只占据300K带宽；还可以通过降低帧数来减小网络带宽——当每秒传输为10帧时，带宽只占用120K。即使客户要求采用每天24小时录像，记录7天的方式，每路视频的记录也可以达到10帧/秒（画面的连续性不受影响）；画面存储量为60M/路，8路则为480M。
    为便于管理人员随时随地了解现场的实际工作状况，便于实现管控一体化，系统将提供远程监控模块。管理人员将可以通过远程模块直接观看监控画面，并且该监控画面应与当地监控站一致，可以通过该界面远程控制设备运行，同时远程访问站也能浏览其它信息。
    ① 在监控站的一个屏幕上，可以同时显示任意选择一个、二个、四个、八个图像画面。此外，通过点击选中的其中任意一个画面，可对该画面进行放大监控，每个监控站还可通过轮巡来进行监控。
    ②本系统的视频信号有移动报警功能，一旦采集的视频信号有物体移动，系统将自动启动录像。所有报警的录像都将包含有报警信号发出的一分钟之前的录像画面，以方便对其鉴别。视频录像有远程浏览功能，即在远程端，在本地站监控的同时，可回放指定的录像事件，由于采用的是MPEG4，远程浏览视频文件对带宽压力将变小。
    系统的时间响应，本地站将在1S内发现任何设备异常状况，并通知管理人员，并将在4S内作出相应的处理，包括报警、电话拨号等。
    在这套系统中实时数据信息和视频信息集成在同一框架下，组成一个完整的集成系统。
    1.9.6. 集成系统总体功能实现
    1.9.6.1. 用户操作界面
    本方案的集成系统采用完全组态生成用户界面，可按用户需求生成各种监控界面，从而满足用户的多样性、多任务管理。同时，由于采用了组态方式，可确保系统的稳定性；并且系统的扩展和维护简单容易，从系统结构层彻底解决可能发生的问题。
    1.9.6.2. 联动设置
    本方案设置了如下的联动功能：消防报警联动，综合保安报警联动。
    联动关系如下图所示：
    东莞市地方税务局办公综合大楼智能化工程系统集成实现以后，原本相对独立运行的子系统（楼宇自控系统BAS、闭路电视监控系统CCTV、一卡通系统、消防报警系统等）在集成平台的角度来看，就如同一个系统一样，无论信息点和受控点是否在一个子系统内都可以建立联动关系，大大提高了大楼的自动化水平。
    例如：当有人上班进入办公室，用非接触式卡开门时，楼宇自控系统将办公室的灯光打开、空调自动打开；保安系统立刻对工作区撤防；门禁、考勤系统能够记录上下班人员和时间；同时CCTV系统也可由摄像机记录人员出入的情况。当大楼发火灾报警时，楼宇自控系统关闭相关区域的照明、电源及空调；门禁系统打开房门的电磁锁；CCTV系统将火警画面切换给主管人员和相关领导。这些事件的综合处理，极大地提高了大楼的集成管理水平。
    BMS跨系统的联动，有效地对大楼内的各类事件进行全局联动管理，这样节省了人力，也提高了大楼对突发事件的响应能力，以减少事故带来的危害和损失。采用集成智能建筑物业管理系统，系统间的联动方式几乎是任意的，联动方式可以编程，能够根据用户的需求设定。如：
    u 火灾报警联动
    消防报警系统本身除了具备国家规定的联动功能以外，还能够实现与其它弱电系统的全面联动。在BMS平台上，可以观察到FAS系统的相关信息，同时在消防控制平台上也可以浏览显示相关的、实时的BMS系统信息。
    A）.与消防主机硬联动设备的状态进行校验
    检验空调电源，防火阀是否关闭；
    检验排烟风机和排烟阀是否启动；
    检验防火门，防火卷帘门是否关闭；
    检验自动灭火系统是否启动；
    检验非消防电源是否切断；
    检验消防广播是否接通。
    B）.与BA系统的联动校验
    1）对BA系统中给水设备的运行状态进行检验。如有影响系统正常供水的设备故障，低水位报警等情况，通过专家系统给出操作建议。
    2）对BA系统中报警楼层空调设备进行检验，如未关闭，通过专家系统给出警告和操作建议。
    3）对BA系统中报警楼层排烟设备进行检验，如未开启，通过专家系统给出警告和操作建议。
    4)对BA系统中报警楼层供电情况进行检验，如未切断供电，通过专家系统给出警告和操作建议。
    5)联动控制所有电梯归停首层，并切换窗口监视消防电梯的运行状态。
    C）与门禁系统进行联动
    1)联动控制门禁系统打开所有的消防通道门。
    2)联动CCTV系统，找出最近的摄像头锁定发生报警的区域，并将摄像头的画面切换到监视画面上。
    u 综合保安报警联动
    CCTV系统与门禁系统联动
    当有人进入房门读卡时，摄像机也可将这一过程切换到控制室，并进行录像。
    在特殊场合，进入房门需经保安人员认可时，CCTV将图像切换到指定的监视器上，由保安人员认可后才可以通过读卡器打开房门。
    1.9.6.3. 楼层平面图
    在每张AutoCAD楼层平面图中，都标有该楼层的弱电设备的所在位置，以及楼层的房间的实际分割情况。当操作者利用鼠标点击某一设备后，画面会自动切换到该设备的运行状态图，以便管理人员查看和控制该设备。
    通过楼层平面图，管理人员能随意的选择进入大厦的任何楼层和子系统，并能按需要再深入地进入更深及更详细的系统环境。在有报警或异常状态的情况下，有问题的系统及楼层将以画中画的方式显示出来，并启动专家系统，给管理人员提示信息。
    1.9.6.4. 设备运行监控
    u 对冷水机组的监控功能
    监视冷水机、生活水泵、冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵等设备的工作状态、水流状态、故障报警及手自动状态等等；可实现对各水泵、冷水机组和冷却塔的启停控制。
    u 对供配电系统的监控功能
    监视发电机、变压器、低压计量柜、母联开关柜的运行参数（如：三相电流、三相电压、有功功率、功率因素、频率、开关状态、超负荷报警等），同时还可实现对各路开关的启停控制。
    u 对智能照明系统的监控功能
    监视各灯具的运行状态，手自动状态及故障报警等，同时实现对各灯具的开关控制功能。
    u 对闭路电视监控系统的监控功能
    集成系统平台采用直接控制矩阵的方式来切换视频和实现对球机的控制。通过厂家提供的通讯协议和智能通讯接口，可实时监视前端摄像机传输过来的视频画面和实现远端浏览及控制。
    还可通过设置电子地图功能来准确定位每个摄像机的位置，选中相应的摄像机，点击一下即可弹出视频窗口。同时，选择菜单功能进入任何一层平面图，从而实现快速查找被监视的画面。
    u 一卡通系统
    本集成系统平台可实时监控一卡通的运行状态与报警事件，采集各控制器的运行参数。若用户提供正确的通讯协议，可随时增加兼容更多品牌产品和系统。
    1）．门禁系统
    a)电子地图功能
    从电子地图上可以清楚地定位每个读卡器的位置（如哪一个办公室或哪一个部门），选中相应的读卡器位置，点击它即可进入查询界面。同时，在菜单上还可以选择进入任何一层平面图，从而实现快速查询各门禁读卡器的状态和报警事件。
    b)统计查询功能
    查询功能可以按日期和类别（如：没关门、软件开门、按键开门、消防开门、异常开门、开时间开门、合法进、非法关门和非法开门）进行查询，如下图所示。每项查询事件包括时间、卡号、人名、部门、门牌号和状态。
    2）．停车场管理系统
    查询功能可以按日期和类别（车辆入库和车辆出库）进行查询，如下图所示。每项查询事件包括时间、通道号、描述、车号和车类型。
    如需要增加进出口视频图像比较，可采用以下模式：
    3）．巡更系统
    监视巡更系统的各巡更点的工作记录及报警事件等。
    1.9.6.5. 查询功能
    u 楼宇设备查询
    可以查询到楼宇中各系统的各种设备的名称，编号，位置，型号等信息。
    u 设备故障查询
    可以查询到楼宇中各系统发生过故障报警的设备的名称，编号，位置，故障发生时间等信息。
    u 设备启停查询
    可以查询到楼宇中各系统的各种发生过启停动作的设备的名称，编号，位置，启停发生时间，启停次数等信息。
    u 报警事件查询
    可以查询到楼宇中各系统中触发过联动程序执行的报警事件的触发源设备的名称，编号，位置，触发时间，确认人，解除时间等信息。
    u 操作人员查询
    可以查询到该楼宇BMS系统的操作人员登录、启停操作等信息。
    1.9.6.6. 报表
    生成某些设备的报表:
    1.9.6.7. 报警打印
    可查询各系统中某些设备和目标的报警记录
    1.9.7. 系统维护
    关于系统维护，这里考虑了以下几个方面：
    1）．扩展的需要
    系统功能在实践中需要不断的扩充，但如果整个系统处于不断的流动、变革之中，其稳定性、一致性难于保障，难于满足变化着的需要，培训工作也难于实施。为此系统设计中，给出一个相对稳定的内核，主要完成调度功能，而数据处理和显示等可以组态实现，甚至由内置的VB Script语言作复杂的功能扩充。另一方面，通信模块是可扩充，系统根据实际配置装载相应的通信模块，新设备的通信模块可以无缝链入。因而系统具有极好的可扩充性。
    2）．满足不同领域的需要
    系统除了用于智能建筑集成系统以外，还可以用于变电仿真，对于不同领域的需要，只是以VB Script语言给出一组功能模块即可，不用对系统核心作较大的修改。
    3）．满足不同应用的需要
    不同的工程实施，只要利用系统提供的组态工具，进行实际组态即可，不用修改系统设计，保障其稳定性。
    4）．数据库维护
    这里采用ASP作系统维护，以及事件浏览等，给出一个一致的用户界面。
    5）．操作级别管理
    所有的操作都可以设定操作权限，只有当操作员的级别大于操作权限时，该操作才被许可。
    动可由软件实现，成本低，便于修改、扩充。
    1.9.8. 系统性能
    1.9.8.1. 安全性
    我们的系统设计中安全性从两方面考虑。
    物理上，分为现场、控制中心、任意终端三级优先级，级别由高到低，即当三级控制主机同时向设备发出控制信号时，设备首先响应高优先级的控制信号，并屏蔽优先级较低的控制信号，只有当高优先级的控制信号确认解锁后，才响应其他信号。这样才能保证系统的实时性和安全性，避免上层控制由于对现场情况了解不及时而造成的误操作或过期操作，尤其当出现紧急情况时，这一点显得尤为重要。
    逻辑上，安全性主要通过对有关人员权限的规定来保证。系统管理员拥有最高的权限级别，包括最大范围的使用权限和对系统操作的最终决定权，以及对其他人员的权限设定权。而一般维护人员的相关权限由系统管理员授予和更改，至于一般人员，由其具体的工作职能授予一定的权限。需要说明的是，系统中的所有操作都由系统自动存入日志文件中，而日志文件的查阅和审查由专门人员进行，与操作权限分开，用于考核操作人员的工作，在事故处理中也便于调查原因及做出处理。
    1.9.8.2. 实时性
    实时性主要体现在各子系统间的联动上，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。
    子系统的联动，有两种实现方式，一种由各子系统间直接通讯，而不经过BMS主机，这种方式的优点是实时性好，反应速度快，但是各子系统是各自独立的，尤其对于不同厂商的子系统，这种相互联接的难度很大，对于现场的布线，子系统的设计等要求都很高，而且系统安装完毕后，调整、扩充都很难。另一种方式是各子系统先与BMS通信，再有BMS驱动相应的子系统做出响应，这种方式的实时性不如前一种，但这种方式便于BMS统一调度指挥，避免底层设备独立动作造成的混乱，而且这种方式下，系统联动可由软件实现，成本低，便于修改、扩充。