CN104678773B - 基于公共云服务的智能化建筑群及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于公共云服务的智能化建筑群，其包括部署在智能建筑中的接入系统和云计算中心，接入系统包括核心平台、协议组件、联动预案组件、设备调度组件、数据分析组件及数据库，云计算中心设有与所述的接入系统对应的功能模块，云计算中心与各个接入系统之间深度联网，实时接受来自各接入系统的监测数据。本发明还公开了该智能化建筑群的控制方法，解决了IBMS的建设必须依赖于现场子系统的尴尬局面，通过云计算中心自动同步的协议组件，共享的联动预案，完成建筑群的应急协同，并可在云计算中心进行能耗分析、数据挖掘、决策分析等高级应用。

Description

基于公共云服务的智能化建筑群及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能建筑集成领域，尤其是一种基于公共云服务的智能化建筑群及其控制方法。

背景技术

智能建筑（Intelligent Building）是建筑技术和信息技术相结合的产物，利用系统集成的方法，将计算机技术、自动控制技术、网络通讯技术信息技术与建筑艺术进行有机地整合，通过对设备的自动监控，对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其功能与建筑的优化组合，达到安全、高效、舒适、便利和灵活的建筑目标。它已经成为建筑行业和信息技术共同关注的新领域。

在我国上世纪80年代，在北京、上海、深圳等地的一些单位已经开始兴建智能建筑。根据现有的资料，到目前为止具有综合管理自动化系统模式的仍然不到20%。受限于管理理念和国内建筑行业的发展现状，与之配套的智能建筑管理系统（IntelligentBuilding Management System，简称IBMS），多借用国外的BA系统，进行部分扩展或二次修改，使之能够容纳其他子系统。由于受到基本软件平台的限制，许多IBMS应当具有的功能无法实现，结果只能勉强集成有限的几个子系统，没有完全体现和达到智能建筑的优势和目的。另一方面，由于技术的先进性，IBMS的使用和维护对管理和操作人员的基本素质要求较高。而IBMS基本上由各单位独立建设系统，无法做到统一的人员培训，无法共享各智能建筑之间在管理经验上的经验，也无法做到应急状态下各个建筑群之间的协同响应。

IBMS是建筑智能化的方向，但以上种种现状，制约了IBMS的发展。

发明内容

本发明的目的在于解决IBMS的建设必须依赖于现场子系统的尴尬局面，提供一种可以使IBMS的安装实施和维护升级变得更加方便的基于公共云服务的智能化建筑群。

本发明公开了基于公共云服务的智能化建筑群，其包括部署在智能建筑中的接入系统和云计算中心，所述的接入系统包括核心平台、协议组件、联动预案组件、设备调度组件、数据分析组件及数据库，所述的云计算中心设有与所述的接入系统对应的功能模块：软件版本中心、协议组件中心、预案知识库、调度知识库、数据挖掘与决策分析中心及数据安全中心，所述的云计算中心与各个接入系统之间深度联网，实时接受来自各接入系统的监测数据。

其中，所述的云计算中心连接有监控设备。

本发明还公开于基于公共云服务的智能化建筑群的控制方法：

S1.在建筑群现场安装部署接入系统，核心平台按照集成项目需要从云计算中心下载需要的功能模块，根据各子建筑建设进展在云端定制协议组件；

S2.预先定义核心平台与功能模块之间的调用接口，核心平台自动从云端协议组件中心内下载协议组件；

S3.开发人员通过预案编制、预案上传、预案下发至预案知识库，预案知识库实现与各接入系统的联动共享；

S4.紧急状况下，各子建筑接入系统发出相应的数据指令至云计算中心的数据挖掘与决策分析中心模块，云计算中心根据数据挖掘与决策分析中心的数据与调度知识库数据分析计算得到调度指挥指令，向所有的接入系统发出调度指挥指令；

S5.子建筑接入系统将能耗数据同步到云计算中心，由云计算中心根据商业智能算法集中计算各子建筑的各项能耗数据，并将结果发布到相关单位或个人；

S6.子建筑接入系统将设备运行参数、建筑性能指标的原始数据同步到云计算中心，由数据挖掘与决策分析中心进行全面分析，在寿命评测、效能评估、设备优化方面提供分析；

S7.云端数据定期备份至数据安全中心。

其中，所述的协议组件提供开放的API接口及面向标准协议的通用组件。

采用本发明的控制方法建立基于公共云服务的智能化建筑群，可产生如下有益效果：

1、接入系统除了具有一般IBMS的功能，承担建筑内部的监测与控制任务以外，还能够与云计算中心进行深度交互，从而获得云计算中心在软件版本、协议组件、预案和调度知识库、数据挖掘与决策分析、数据安全等各个方面的全方位支持。能够在云计算中心的统一指挥下，完成重大事件的协同响应。

2、只需在现场安装部署核心平台，通过认证和授权之后，即可按照集成项目需要从云计算中心（简称“云端”）下载需要的功能模块；根据各个子系统建设进度，在云端定制协议组件。极大地方便了IBMS的实施工作，无需等到各个子系统都建设完工，才能开始IBMS的建设，从而彻底摆脱了IBMS依赖于现场子系统的尴尬局面。

3、协议组件提供API接口，由厂家开发人员开发符合规范的协议组件并上传到云端，通过安全检测及性能测试后，即可加入到协议组件库。

4、同一种建筑类型的智能建筑的联动预案，其联动预案往往是相同或类似的。本发明实现PCSB-IBC接入系统之间的预案完全自主共享。

5、本发明基于建筑群的集成数据，在云计算中心进行能耗分析、数据挖掘、决策分析等高级应用，无需现场使用人员参与，大大降低了人员投入和培训费用。

附图说明

图1为本发明在现有技术中所处的位置示意图；

图2为本发明的网络结构示意图；

图3为本发明的系统架构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

本发明公开了一种基于公共云服务的智能化建筑群（PCSB-IBC）,它是现有的智能建筑管理系统（IBMS）与云计算技术的深度结合，构建出下一代的“智能建筑云”，PCSB-IBC在现有技术中所处的位置如图1所示，其网络结构如图2所示。

如图3所示，基于公共云服务的智能化建筑群（PCSB-IBC）包括部署在智能建筑中的接入系统和云计算中心（简称云端），接入系统包括核心平台、协议组件、联动预案组件、设备调度组件、数据分析组件及数据库，所述的云计算中心设有与接入系统对应的功能模块：软件版本中心、协议组件中心、预案知识库、调度知识库、数据挖掘与决策分析中心及数据安全中心，云计算中心与各个接入系统之间深度联网，实时接受来自各接入系统的监测数据。云计算中心还连接有监控设备，便 于管理人员全面掌握监控其所辖区域内的智能建筑运行状况。

本发明还公开于基于公共云服务的智能化建筑群的控制方法，如下所述：

S1.在建筑群现场安装部署接入系统，核心平台按照集成项目需要从云计算中心下载需要的功能模块，根据各子建筑建设进展在云端定制协议组件。这是PCSB-IBC提出的一种“最小实施”的概念，只需安装核心平台，并下载功能模块，定制协议组件，IBMS即可实施工作，无需等到各个子系统都建设完工，才能开始IBMS的建设，从而彻底摆脱了IBMS依赖于现场子系统的尴尬局面。

S2.预先定义核心平台与功能模块之间的调用接口，核心平台自动从云端协议组件中心内下载协议组件。协议组件提供开放的API接口及面向标准协议的通用组件：面向标准协议的通用组件支持OPC, BACnet, ODBC, TCP/IP, UDP, Modbus, COM等多种建筑自动化标准协议，任何符合标准协议的子系统都可以从云端下载对应的协议组件，实现PCSB-IBC接入系统对现场设备的监控；对于各个厂家的私有协议（如霍尼韦尔公司的IP2000防盗报警协议），PCSB-IBC提供开放的API开发规范，由厂家开发人员开发符合规范的协议组件并上传到云端，通过安全检测及性能测试后，即可加入到协议组件库。

S3.开发人员通过预案编制、预案上传、预案下发至预案知识库，预案知识库实现与各接入系统的联动共享。同一种建筑类型的智能建筑的联动预案，其联动预案往往是相同或类似的。PCSB-IBC根据这个原理，建立智能建筑的联动预案知识库，通过预案编制、预案上传、预案下发等一系列动作，实现PCSB-IBC接入系统之间的预案完全自主共享。

S4.紧急状况下，各子建筑接入系统发出相应的数据指令至云计算中心的数据挖掘与决策分析中心模块，云计算中心根据数据挖掘与决策分析中心的数据与调度知识库数据分析计算得到调度指挥指令，向所有的接入系统发出调度指挥指令。

在发生紧急状况的情况下，应急处理往往涉及到现场周边的指挥与调度。而现有的IBMS无法与其临近的系统协同工作，导致IBMS在协同处理紧急事件的局限性。PCSB-IBC由于其接入系统与云计算中心联网的特性，使得在紧急状况下可以发挥应急协同指挥调度的功能，根据事件性质，同时向紧急事件发生区域内所有PCSB-IBC接入系统发出相应的调度指挥指令，并同时通知相关单位处置紧急状态。

一实施例如下：某CBD写字楼发生重大火灾，PCSB-IBC云计算中心接到火灾事件上报，立即下发调度指令，指挥附近商场广播疏散消息，打开消防逃生通道，释放停车场出入口道闸；通知附近小区进行防火戒备，防止火灾蔓延；同时推送紧急事件到市区级消防队，立即处理火灾事件。

S5.子建筑接入系统将能耗数据同步到云计算中心，由云计算中心根据商业智能算法集中计算各子建筑的各项能耗数据，并将结果发布到相关单位或个人。云端的能耗分析使得在PCSB-IBC范围内的智能建筑，无需重复开发能耗分析模块。

S6.子建筑接入系统将设备运行参数、建筑性能指标的原始数据同步到云计算中心，由数据挖掘与决策分析中心进行全面分析，在寿命评测、效能评估、设备优化方面提供分析。

数据挖掘与决策分析中心根据搜集到的海量数据，从纵向和横向等不同角度，使用各种与行业相适应的高级算法，进行数据挖掘。数据挖掘工作把孤立的建筑信息数据统合处理，对智能建筑在寿命评测、效能评估、设备优化等各个方向进行全面分析，为城市规划、建筑布局、弱电施工等决策提供数据支撑。

S7.云端数据定期备份至数据安全中心。云端数据备份的特性，保证接入系统与云计算中心之间可进行无缝的数据备份，大幅增强了接入系统的系统容灾能力。

PCSB-IBC同步功能，可以让性质相同的智能建筑直接将数据从云端复制到接入系统，完成同质接入系统之间的数据“复制”，减少重复设置的工作量。

通过本发明PCSB的架构及控制，结合地理信息系统GIS,可打造“城市级智能建筑管理中心”。根据智能建筑的功能、特征、所处位置等因素，可编制特定的职能建筑群，以下结合6个实施例进一步说明：

1.城市核心建筑群：

以火车站、汽车站、政府机构等建筑为主，负责维系城市的基本运行。通过PCSB-IBC同步推送公共广播信息，由专职人员设定响应级别最高的联动指挥预案，并可与人防系统对接。

2.教育学区建筑群

以大学校园、中学校园等教育职能建筑为主，在园区范围内实现教学区、实验区、宿舍区、教工区的有机联动，同时整合校园内已有的教育系统，实现日常教学活动与园区建筑之间的紧密结合。例如：高考时，校园内所有建筑均进入高考预案状态；寒暑假时，进入低能耗预案状态。

3.居民社区建筑群

以小区内相关建筑为主，整合小区内各个独立建筑的门禁呼叫系统、三表集抄系统、访客管理系统、物业管理系统、停车管理系统、安全防范系统，打造一个统一的小区智能建筑群，将社区协同完全数字化、信息化。

4.城市高层建筑群

以城市内重点高层建筑及周边为主，根据高层建筑的特点，重点建设统一的消防、综合安防联动预案。实现以高层建筑为中心，周边建筑为辅助的高效防御体系，提升高层建筑应对火灾、风灾、地震等事故和灾害的即时响应能力。

5.同一业主建筑群

根据智能建筑所属业主单位进行编制，方便业主对其建筑进行集中式监控、管理，实现统一策略的调度。

6.同一物业建筑群

根据智能建筑所属物业单位进行编制，方便物业单位对其所管理的建筑进行集中式管理，实现标准化、规范化的物业服务。

以上各种建筑群的管理人员，从监控中心可全面掌握其所辖区域内的智能建筑运行状况，获取各自接入系统的实时数据。在保证数据安全性的情况下，接入系统的部分运维工作，可以由管理人员在远程通过云计算中心完成，有效地降低IBMS一线操作人员数量，节约使用成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于公共云服务的智能化建筑群，其包括部署在智能建筑中的接入系统和云计算中心，其特征在于：所述的接入系统包括核心平台、协议组件、联动预案组件、设备调度组件、数据分析组件及数据库，所述的云计算中心设有与所述的接入系统对应的功能模块：软件版本中心、协议组件中心、预案知识库、调度知识库、数据挖掘与决策分析中心及数据安全中心，所述的云计算中心与各个接入系统之间深度联网，实时接受来自各接入系统的监测数据。

2.如权利要求1所述的基于公共云服务的智能化建筑群，其特征在于：所述的云计算中心连接有监控设备。

3.权利要求1或2所述的基于公共云服务的智能化建筑群的控制方法，其特征在于：

S1.在建筑群现场安装部署接入系统，核心平台按照集成项目需要从云计算中心下载需要的功能模块，根据各子建筑建设进展在云计算中心定制协议组件；

S2.预先定义核心平台与功能模块之间的调用接口，核心平台自动从云计算中心的协议组件中心内下载协议组件；

S3.开发人员通过预案编制、预案上传、预案下发至预案知识库，预案知识库实现与各接入系统的联动共享；

S4.紧急状况下，各子建筑接入系统发出相应的数据指令至云计算中心的数据挖掘与决策分析中心模块，云计算中心根据数据挖掘与决策分析中心的数据与调度知识库数据分析计算得到调度指挥指令，向所有的接入系统发出调度指挥指令；

S5.子建筑接入系统将能耗数据同步到云计算中心，由云计算中心根据商业智能算法集中计算各子建筑的各项能耗数据，并将结果发布到相关单位或个人；

S6.子建筑接入系统将设备运行参数、建筑性能指标的原始数据同步到云计算中心，由数据挖掘与决策分析中心进行全面分析，在寿命评测、效能评估、设备优化方面提供分析；

S7.云端数据定期备份至数据安全中心。

4.如权利要求3所述的基于公共云服务的智能化建筑群的控制方法，其特征在于：所述的协议组件提供开放的API接口及面向标准协议的通用组件。