摘要： 本文對智能建筑系統集成技術作一概要論述，通過采用計算機網絡控制，結合國際標準通信協議，分析了以太網現場總線技術及軟件技術在智能建筑集成中的應用。
    關鍵詞： 智能建筑 局域網 計算機網絡
    近幾年來，在業內的同仁中，系統集成問題是個爭論的焦點。除了一些技術細節之外，往往涉及那對一些宏觀的技術問題上取得共識，不少問題上的爭論將迎忍而解。
    1  以太網及TCP／IP協議已經成為智能區筑系統集成的基礎
    智能建筑系統集成盡管有其特殊件，但歸根結底應該是計算機網絡系統集成的重要組成部分。所以我們在討論智能建筑系統集成的時候，不能脫離計算機網絡及其系統集成技術的發展。
    1.1  國特網的普及和延伸。使TCP/IP協議成為事實上的國際標準
    因特網是美國門防部1969年建成的計算機網絡系統，ARPAnet.1979年推出了TCP/IP體系結構和協議規范。1986年ARPAnet正式分為兩部分，一部分為獨立的國防數據網，另一部分為美國國家基金會資助的NSFnet.很多單位使用TCP／IP協議互相連接的所有網絡的總稱。1993年因瀏覽器的開發成功，使因特網進入了大發展時期。 1993年美國政府提出了信息高速公路計劃，即NⅡ計劃，1995年西方七國通過GⅡ建設若干共識。這些使因特網成為街蓋全世界的超級計算機網絡，橫向正在向全世界的每個國家、每個家庭延伸。自90年代因特網進入我國以來，其用戶每年都以驚人的速度發展。2001年底，在中國的用戶已達1500萬。隨著因特網的普及，TCP/IP協議得到了廣泛采用。大家知道，ISO（國際標準化組織）于1977年提出了OSI（開放系統互連）參考模型，即七層參考模型。而實際上采用（OSI參考模型的產品并不多。TCP/IP協議，其開放型可以把現行的各種局域網互連，統一地址規則、IP地址與域名的唯一性、高層協議基本標準化。TCP/IP協議也采用分層的體系結構。但是它與ISO／OSI參考模型并不完全一致。TCP/IP分為四層：鏈路層、網際層、傳輸層、應用層。
    1.2  Intranet的發展與千兆位以太網的成功應用，使以太網成為智能建筑系統集成的基礎
    隨著Internet技術的日益普及和迅速發展，人們想把Internet的技術應用于集團企業的信息管理系統和政府部門的辦公系統，人們稱之為Intranet.Intranet現在還沒有標準的翻譯名詞，有的叫內部網，有的叫企業網，我們暫且叫企業網。現在國內外的大型企業集團都有已經或正在建設Intranet網絡，以實現一個單位內部網絡與外部網絡的互連。Intranet使用統一的TCP／IP協議，技術成熟，客戶端軟件簡單統一，可以連到Intranet共享人類豐富的信息資源。利用 Intranet企業對內可提供一個靈活、高效、寬松、可靠的辦公環境，以便于信息交流、信息共享，對外可宣傳和發布產品信息，可以開展以下基于標準的服務文件共享、信息瀏覽、目錄查詢、打印共享、電子郵件、網絡管理、遠程登錄、文件傳輸等，逐步實現無紙化辦公，實現企業管理的科學化和自動化，提升企業的競爭力。
    隨著計算機網絡的普及和發展，人們對網絡帶寬提出了更高的要求，例如：多媒體通信、視頻點播、電子商務、電視會議、高清晰度電視、遠程醫療、遠程教育、CAD／CAM 等。進入90年代人們就開始千兆位以太網的研究，1998年IEEE批準了IEEE802.32標準，從此千兆位以太網正式進入應用時代。千兆位以太網與 10M、100M以太網的幀結構相同，采用全雙工或半雙工方式對傳輸介質進行訪問，采用載波擴展和數據包分組技術來解決網絡直徑問題。千兆位以太網定義了三種設備：簡單中繼器、網絡交換機、緩沖分配器。千兆位以太網具有以下特點：簡單性：保留了以太網的簡單性；兼容性：保留了以太網的基本技術、采用相同的協議、相同的幀格式、支持全雙工／半雙工方式，確保網絡升級平滑過渡。千兆位以太網成為局域網和Intranet的主干網，已經成為人們不爭的事實。
    因此，Intranet的發展及千兆位以太網的成功應用，使每座智能建筑必然要有自己的Intranet主干網。在目前情況下這個網絡
    必然是千兆位以太網，必然是采用TCP／IP協議。這個網絡也就是IBMS集成系統的主干網絡。
    1.3  現場總線技術的發展，使以太網正在從管理層、控制層向現場層延伸
    TCP／IP協議，解決了網絡互連和異構計算機之間的通信協議，是事實上的國際標準。信息領域的以大網對自動化領域各層面產生了很大影響。已經從建筑自動化系統的管理層延伸到了控制層，而且現在正在向現場層延伸。
    2000年初，IEC公布了現場總線國際標準IEC－61158，這個標準在當今世界上30多種現場總線中，采納了8種現場總線。這8種總線，有8種協議，互不兼容、距離統一的現場總線還有很遠的距離。其中HZ－HSE總線就是百兆以太網。工業自動化開放式網絡聯盟IAONA，就是專門就HSE進行開發研究的國際組織。以太網作為現場總線可能存在兩個問題一個是采用CSMA／CD的信息發送方式，存在“不確定性”問題，無法確定發送測控信息的時間，擔心影響實時控制；另一個是線路利用率低，因為以太網數據幀中，不代表實際數據的字節較大，而自動化領域實際數據很短，效率較低。例如：DI20個字節、 DO16個字節、AIAO200個字節、通信接口500個字節、PID運算500個字節、計數器4個字節等。這樣，當使用以太網信息包包裝時，大量信號還需加上填充符才能滿足數據段最小長度48個字節的要求，如DI、DO、計數器。為了解決第一個問題，通過提高以太網的傳輸能力，能夠適應實時控制的需要。為了解決第二個問題，可以用數據報協議UDP/IP取代TCP/IP.由于采用了高速以太網，這些問題迎刃而解。隨著以太網技術的發展，在建筑自動化領域中有可能出現以太網一網到底、因特網與控制網融為一體的局面。
    綜上所述，以太網、TCP／IP協議已經成為智能建筑系統集成的基礎。
    2  瀏覽器/服務器計算模式將成為智能建筑集成系統主要的計算模式，中間作將成為智能建筑系統集成的橋梁
    由于個人計算機PC機的普及和發展，使計算機網絡的計算模式從以大型機為主的集中計算模式過渡到了客戶機/服務器計算模式。由于瀏覽器的發展，使計算機網絡的計算模式開始向瀏覽器／服務器計算計算模式
    2.1  計算機網絡的計算模式開始向瀏覽器/服務器計算模式轉變，瀏覽器/服務器計算模式將成為智能建筑集成系統主要的計算模式
    計算機網絡的初始通常采用大型計算機作為生機，眾多的終端用戶共享大型機的CPU資源和數據存儲功能。這種模式稱為集中計算模式或分時共享模式。這種模式主要缺點是主機負擔太重、設備昂貴，系統可靠性、可用性依賴于主機，功能擴展困難等。
    隨著個人計算機PC機的普及和發展，客戶機／服務器計算模式逐步取代了集中計算模式。在C／S計算模式下，一個或更多的客戶機與一個或更多的服務器相連，組成一個分布計算系統。在該模式下，應用分為前端的客戶機部分和后端的服務器部分。客戶端負責與用戶的交互、收集用戶信息，可以請求服務器完成大型計算或大型應用，然后把服務器返回的結果提交給用戶。優化網絡利用率，因為客戶機只把請求的內容傳給服務器，服務器也只是返回最終結果。
    由于瀏覽器的發展，計算機網絡的計算模式開始向瀏覽器/ 服務器模式、即B／S模式轉變。把傳統的C／S模式中的服務器分解為一個Web服務器和一個或多個數據庫服務器。客戶端不再與服務器直接相連，而是與 Web服務器相連。Web服務器再與數據庫服務器相連。用戶的請求送到Web服務器，再由Web服務器通過CGI送到數據庫服務器，Web服務器將結果格式化為HTML格式，反饋給用戶。采用這種三層結構的Intranet網絡，使用統一的TCP／IP技術標準、技術成熟，客戶端軟件簡單，通過瀏覽器查看信息。性能價格比優越，能充分利用現有的資源。
    目前，雖然是C／S模式與B／S模式兩種模式并存，但因B／S模式開發、應用、維護、升級簡單，組成內部網容易，成為網絡計算模式的首選。因此瀏覽器/服務器計算模式將成為智能建筑集成系統主要的計算模式。