CN108989293A - 一种智能建筑管理平台适配系统及适配方法 - Google Patents

一种智能建筑管理平台适配系统及适配方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能建筑管理平台适配系统及适配方法，该适配系统包括应用层接口单元、数据转换与逻辑处理单元、主控单元和接口通信单元；数据转换与逻辑处理单元用于对设备属性数据进行格式转换和逻辑转换处理，生成设备的属性调节指令；接口通信单元包括多种以动态库形式设置的协议解析模块，用于将属性调节指令进行协议解析以使其转换为对应的协议格式后下发到厂商设备；主控单元用于根据设备属性数据所属的子系统以及映射关系，通过反射加载接口通信单元中与子系统对应的协议解析模块以对属性调节指令进行协议解析；本发明解决了管理平台适配多厂商设备时扩展不灵活引起的代码复用率低、开发量大的问题。

Description

一种智能建筑管理平台适配系统及适配方法
技术领域
本发明属于智能建筑技术领域，更具体地，涉及一种基于配置的智能建筑管理平台适配系统及适配方法。
背景技术
智能建筑管理平台是通过统一的软件平台对建筑物内的所有机电设备以及子系统进行监视、控制和管理，提供集中管理、一键控制、协同联动和智慧运维等功能，确保系统内所有设备处于安全、高效、节能、最佳运行状态，为人们创造安全、舒适、便捷、高效的生活、工作环境，一般应用于写字楼、社区、企业园区等建筑区。智能建筑管理平台通过与空调、给排水、供配电设备、通风、消防、周界、巡更、广播、视频监控、停车管理、门禁等子系统及设备进行通讯，采集各子系统及设备的运行状态及参数，且能够根据逻辑分析和关联关系对各子系统及设备的运行参数进行智能控制；
适配系统作为智能建筑综合管理平台的重要组成部分，主要负责与各子系统及设备进行通信，读取或者修改设备的属性值；子系统及设备种类繁多，涉及厂商也不同，通讯过程涉及多种协议，包括ModBus、BACnet、KNX、OPC、HTTP、RS-232/RS-485及各厂商自定义的SDK等协议；
现有的适配系统多采用整体设计模式，在构造软件系统时，主体程序的源代码都静态编译到整个应用程序EXE文件中，不仅增加了应用程序的大小，占用了更多的磁盘空间，程序运行时也会消耗较大的内存空间，造成系统资源的浪费；另外，增加或者减少子系统、子系统更换厂商、子系统或者设备升级以及通信协议的变更等都将引起主程序代码逻辑的变动，增加代码开发量、延长开发周期、浪费人力财力，且导致现有的适配系统和智能建筑管理平台出现复用性差的问题。
发明内容
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种智能建筑管理平台适配系统及适配方法，其目的在于解决现有的智能建筑管理平台适配多厂商多设备时扩展不够灵活引起的代码复用率低开发量大的问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种智能建筑管理平台适配系统，包括应用层接口单元、数据转换与逻辑处理单元、主控单元和接口通信单元；
所述应用层接口单元用于接收应用层下发的设备属性数据；
所述数据转换与逻辑处理单元用于对所述设备属性数据进行格式转换和逻辑转换处理，生成设备的属性调节指令；
所述接口通信单元包括多种以动态库形式设置的协议解析模块，所述协议解析模块用于将所述属性调节指令进行协议解析以使其转换为对应的协议格式后下发到厂商设备；
所述主控单元用于读取配置文件以获取所述配置文件中记载的子系统名、厂商名、协议解析类名和动态库名的映射关系；并用于根据设备属性数据所属的子系统以及所述映射关系，通过反射的方法加载所述接口通信单元中与所述子系统对应的协议解析模块以对数据转换与逻辑处理单元生成的属性调节指令进行协议解析。
优选的，上述智能建筑管理平台适配系统，还包括数据库接口单元，所述数据库接口单元用于从数据库中获取所述设备属性数据与设备所属的模块、子系统之间的对应关系；
数据转换与逻辑处理单元根据所述对应关系确定应用层接口单元发送的设备属性数据所属的模块和子系统；并根据所述模块内的各设备之间的关联关系对设备属性数据进行格式转换和逻辑转换处理。
优选的，上述智能建筑管理平台适配系统，其接口通信单元还用于通过与厂商设备对应的协议解析模块获取各子系统的厂商设备数据；
所述数据转换与逻辑处理单元对接口通信单元获取的厂商设备数据进行逻辑处理和分析并转换为与应用层匹配的数据格式；格式转换后的厂商设备数据经所述应用层接口单元上传到应用层。
优选的，上述智能建筑管理平台适配系统，其接口通信单元包括但不限于OPC协议解析模块、BACNET协议解析模块、KNX协议解析模块、HTTP协议解析模块、ModBusTCP协议解析模块、RS485/232协议解析模块和厂商私有SDK协议解析模块。
优选的，上述智能建筑管理平台适配系统，其配置文件的格式为txt格式、csv格式、xml格式中的任意一种。
按照本发明的另一个方面，还提供了一种基于上述智能建筑管理平台适配系统的适配方法，包括以下步骤：
S1：接收应用层下发的厂商设备属性数据；
S2：对所述设备属性数据进行格式转换和逻辑转换处理，生成设备的属性调节指令；
S3：读取配置文件以获取子系统名、厂商名、对应代码中的协议解析类名和动态库名的映射关系；根据设备属性数据所属的子系统以及所述映射关系，通过反射的方法加载与所述子系统对应的协议解析模块以对所述属性调节指令进行协议解析；
S4：将属性调节指令转换为设备对应的协议格式后下发到厂商设备。
优选的，上述适配方法，其步骤S2中具体包括以下子步骤：
S21：获取所述设备属性数据与设备所属的模块、子系统之间的对应关系，以及模块内各设备之间的关联关系；
S22：根据所述对应关系确定设备属性数据所属的模块和子系统；并根据所述子系统的特性和所述关联关系对设备属性数据进行格式转换和逻辑转换处理。
优选的，上述适配方法，其步骤S1之前还包括以下步骤：
S01：建立厂商设备的设备属性与设备所属的模块、子系统之间的对应关系，以及模块内各设备之间的关联关系；
S02：建立子系统名、厂商名、对应代码中的协议解析类名和动态库名的映射关系并生成配置文件。
优选的，上述适配方法，其配置文件的格式为txt格式、csv格式、xml格式中的任意一种。
优选的，上述适配方法，其协议格式包括但不限于OPC协议、BACNET协议、KNX协议、HTTP协议、ModBusTCP协议、RS485/232协议和厂商私有SDK协议。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明提供的智能建筑管理平台适配系统及适配方法，能够通过修改预先设置的配置文件或增加协议解析动态库可灵活支持多协议多厂商多子系统接入；接口通信单元中配置了多种以动态库形式设置的协议解析模块，主控单元根据设备属性数据所属的子系统以及预先配置的映射关系通过反射的方法加载接口通信单元中与子系统对应的协议解析模块以对设备属性数据进行协议解析，将其转换为对应的协议格式后下发到厂商设备，实现智能建筑管理平台与各种通信协议厂商设备的数据转换与适配；当智能建筑管理平台应用于不同的项目或者同一项目中涉及到增减子系统、更换厂商、设备升级等问题，不需要重新开发主程序，只需修改配置文件，重启管理平台即可；当涉及到厂商设备通信协议的变更时，只需增减协议解析动态库即可，避免繁杂的工作量，节省开发成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的智能建筑管理平台适配系统的逻辑框图；
图2是本发明实施例提供的接口通信单元的逻辑框图。
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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明实施例提供的智能建筑管理平台适配系统的逻辑框图；如图1所示，该智能建筑管理平台适配系统包括应用层接口单元、数据库接口单元、数据转换与逻辑处理单元、主控单元和接口通信单元；
应用层接口单元用于与应用层进行通信，接收应用层下发的统一格式的设备属性数据并发送至数据转换与逻辑处理单元；
数据库接口单元用于与数据库进行通信，获取数据库中存储的设备属性与设备所属模块、子系统之间的对应关系，以及模块内各设备之间的关联关系；数据库中存储有多个子系统表、模块表、设备表和属性表以及他们之间的关联关系；例如：暖通空调(子系统)—空调模块(模块)—2号楼三楼A区空调(设备)—送风温度(属性)；根据该关联关系易于找到某子系统下的所有模块、设备和设备属性，也很容易确定某个属性所属的设备、模块和子系统。
数据转换与逻辑处理单元用于根据数据库接口单元获取的对应关系确定应用层接口单元发送的设备属性数据所属模块和子系统；并根据该子系统的特性和上述关联关系对设备属性数据进行格式转换和逻辑转换处理，生成设备的属性调节指令；例如：暖通空调子系统的冷源模块中，冷却阀、冷却泵、冷水机组三种设备按照工作原理具有固定的开机顺序和依赖关系，如果应用层下发的命令是开启冷却泵，则首先需要检查相关的冷却阀门是否开启，若没有开启则需要先开启冷却阀门后再开启冷却泵，关闭则顺序相反。
接口通信单元用于对数据转换与逻辑处理单元生成的属性调节指令进行协议解析以使其转换为设备对应的协议格式后下发到厂商设备；图2是本发明实施例提供的接口通信单元的逻辑框图，接口通信单元包括但不限于OPC协议解析模块、BACNET协议解析模块、KNX协议解析模块、HTTP协议解析模块、ModBusTCP协议解析模块、RS485/232协议解析模块和厂商私有SDK协议解析模块；
其中，OPC协议解析模块用于解析采用OPC协议的不同厂家不同子系统的属性数据，BACNET协议解析模块用于解析采用BACNET协议的不同厂家不同子系统的属性数据，KNX协议解析模块用于解析采用KNX协议的不同厂家不同子系统的属性数据，HTTP协议解析模块用于解析采用HTTP协议的不同厂家不同子系统的属性数据，ModBusTCP协议解析模块用于解析采用ModBusTCP协议的不同厂家不同子系统的属性数据，RS485/232协议解析模块用于解析采用RS485/232协议的不同厂家不同子系统的属性数据；厂商私有SDK协议解析模块用于解析各厂商私有数据协议；上述各协议解析模块均以动态库的方式存在，可以灵活地增减；当智能建筑管理平台应用于不同的项目或者同一项目中涉及到增加设备协议时，只需在通信接口单元中配置相应的协议动态库即可，无需修改主程序。
主控单元用于读取配置文件以获取配置文件中记载的子系统名、厂商名、对应代码中的协议解析类名和动态库名的映射关系；并用于根据设备属性数据所属的子系统以及该映射关系，通过反射的方法加载接口通信单元中与上述子系统对应的动态库以对数据转换与逻辑处理单元生成的属性调节指令进行协议解析；
配置文件的格式可以是：普通文本(txt)格式，逗号分隔(csv)格式，扩展标记语言(xml)格式；本实施例中，配置文件是根据具体项目不同特征手动配置的，根据项目中实际存在的子系统和厂商情况，为每一个子系统的每一个厂商配置子系统名、厂商名、对应代码中的协议解析类名和动态库名的对应关系并生成配置文件；若多厂商采用同一种标准协议，则可以配置为相同的协议解析类名和动态库名；主控单元根据配置文件中的映射关系，利用反射的方法加载对应的动态库，并为每一个厂商每一个子系统生成具体类对象，从而实现不同项目只需修改配置文件不修改代码就可达到对多厂家多子系统多协议的接入。下面以周界、能耗和暖通空调三个子系统为例对配置文件进行示例说明：
以xml格式文件为例，子系统名、厂商名、协议解析类名和动态库名对应关系如下：
<vendor>
<周界子系统>
<周界厂商A>
<vendorName>周界厂商A</vendorName>
<interfaceClass>HXCT.IBMS.Adapter.Vendor.OIAS.FD_OIASVendorProxy</interfaceClass>
<dllName>HXCT.IBMS.Adapter.Vendor.OIAS.dll</dllName>
</周界厂商A>
<周界厂商B>
<vendorName>周界厂商B</vendorName>
<interfaceClass>HXCT.IBMS.Adapter.Vendor.AiLiAn.FD_EsLibVendorProxy</interfaceClass>
<dllName>HXCT.IBMS.Adapter.Vendor.AiLiAn.dll</dllName>
</周界厂商B>
</周界子系统>
<能耗子系统>
<能耗厂商A>
<vendorName>能耗厂商A</vendorName>
<interfaceClass>HXCT.IBMS.Adapter.Vendor.ModbusTcp.ModBusSubSystem</interfaceClass>
<dllName>HXCT.IBMS.Adapter.Vendor.ModbusTcp.dll</dllName>
</能耗厂商A>
</能耗子系统>
<暖通空调子系统>
<暖通厂商A>
<vendorName>暖通厂商A</vendorName>
<interfaceClass>HXCT.IBMS.Adapter.Vendor.ModbusTcp.ModBusSubSystem</interfaceClass>
<dllName>HXCT.IBMS.Adapter.Vendor.ModbusTcp.dll</dllName>
</暖通厂商A>
<暖通厂商B>
<vendorName>暖通厂商B</vendorName>
<interfaceClass>HXCT.IBMS.Adapter.Vendor.FengWen.FengWenVendorProxy</interfaceClass>
<dllName>HXCT.IBMS.Adapter.Vendor.FengWen.dll</dllName>
</暖通厂商B>
</暖通空调子系统>
</vendor>
周界子系统对接周界厂商A和周界厂商B，能耗子系统对接能耗厂商A，暖通空调子系统对接暖通厂商A和暖通厂商B。其中，能耗厂商A与暖通厂商A均采用同一种标准协议Modbus，因此可复用同一种协议解析类和动态库。
进一步的，接口通信单元还用于通过与厂商设备对应的协议解析模块获取各子系统的厂商设备数据，并将该厂商设备数据发送到数据转换与逻辑处理单元；
数据转换与逻辑处理单元将接收的厂商设备数据进行逻辑处理和分析，并转换为与应用层匹配的统一格式的设备数据；
应用层接口单元将数据转换与逻辑处理单元格式转换后的厂商设备数据上传到应用层；
数据库接口单元用于将数据转换与逻辑处理单元进行格式转换后的厂商设备数据写入数据库。应用层与数据库之间相互通信，用户可通过操作应用层读取数据库中存储的设备数据以获知各厂商设备的运行状态。
本发明还提供了一种智能建筑管理平台与多厂商设备的适配方法，分为下行数据适配和上行数据适配方法；其中，下行数据适配方法包括以下步骤：
S1：建立厂商设备的属性与其所属的设备、模块和子系统的对应关系，以及模块内各设备之间的关联关系并存储在数据库中；
S2：建立子系统名、厂商名、对应代码中的协议解析类名和动态库名的映射关系并生成配置文件；
S3：通过应用层接口单元接收应用层下发的统一格式的设备属性数据；获取数据库中存储的厂商设备的属性与其所属的设备、模块和子系统的对应关系，以及模块内各设备之间的关联关系；
S4：数据转换与逻辑处理单元根据上述对应关系确定设备属性数据所属的设备、模块和子系统；并根据该子系统的特性和上述关联关系对设备属性数据进行格式转换和逻辑转换处理，得到设备的属性调节指令；
S5：主控单元读取配置文件以获取配置文件中记载的子系统名、厂商名、对应代码中的协议解析类名和动态库名的映射关系；根据设备属性数据所属的子系统以及该映射关系，通过反射的方法加载接口通信单元中与子系统对应的协议解析模块以对属性调节指令进行协议解析；
S6：协议解析模块将属性调节指令转换为设备对应的协议格式后下发到厂商设备。
上行数据适配方法包括以下步骤：
S1：接口通信单元通过与厂商设备对应的协议解析模块接收或主动读取各子系统的厂商设备数据，并将该厂商设备数据发送到数据转换与逻辑处理单元；
S2：据转换与逻辑处理单元对接收的厂商设备数据进行逻辑分析和处理，并将其转换为与应用层匹配的数据格式，数据库接口单元将转换后的厂商设备数据写入数据库；
S3：应用层接口单元将数据转换与逻辑处理单元格式转换后的厂商设备数据上传到应用层。
相比于现有的适配系统，本发明提供的智能建筑管理平台适配系统及适配方法，能够通过修改预先设置的配置文件或增加协议解析动态库灵活支持多协议多厂商多子系统接入；接口通信单元中配置了多种以动态库形式设置的协议解析模块，主控单元根据设备属性数据所属的子系统以及预先配置的映射关系通过反射的方法加载接口通信单元中与子系统对应的协议解析模块以对设备属性数据进行协议解析，将其转换为对应的协议格式后下发到厂商设备，实现智能建筑管理平台与各种通信协议厂商设备的数据转换与适配；当智能建筑管理平台应用于不同的项目或者同一项目中涉及到增减子系统、更换厂商、设备升级等问题，不需要重新开发主程序，只需修改配置文件，重启管理平台即可；当涉及到厂商设备通信协议的变更时，只需增减协议解析动态库即可，避免繁杂的工作量，节省开发成本。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能建筑管理平台适配系统，其特征在于，包括应用层接口单元、数据转换与逻辑处理单元、主控单元和接口通信单元；
所述应用层接口单元用于接收应用层下发的设备属性数据；
所述数据转换与逻辑处理单元用于对所述设备属性数据进行格式转换和逻辑转换处理，生成设备的属性调节指令；
所述接口通信单元包括多种以动态库形式设置的协议解析模块，所述协议解析模块用于将所述属性调节指令进行协议解析以使其转换为对应的协议格式后下发到厂商设备；
所述主控单元用于读取配置文件以获取所述配置文件中记载的子系统名、厂商名、协议解析类名和动态库名的映射关系；并用于根据设备属性数据所属的子系统以及所述映射关系，通过反射的方法加载所述接口通信单元中与所述子系统对应的协议解析模块以对数据转换与逻辑处理单元生成的属性调节指令进行协议解析。
2.如权利要求1所述的智能建筑管理平台适配系统，其特征在于，还包括数据库接口单元，所述数据库接口单元用于从数据库中获取所述设备属性数据与设备所属的模块、子系统之间的对应关系；
数据转换与逻辑处理单元根据所述对应关系确定应用层接口单元发送的设备属性数据所属的模块和子系统；并根据所述模块内的各设备之间的关联关系对设备属性数据进行格式转换和逻辑转换处理。
3.如权利要求1或2所述的智能建筑管理平台适配系统，其特征在于，所述接口通信单元还用于通过与厂商设备对应的协议解析模块获取各子系统的厂商设备数据；
所述数据转换与逻辑处理单元对接口通信单元获取的厂商设备数据进行逻辑处理和分析并转换为与应用层匹配的数据格式；格式转换后的厂商设备数据经所述应用层接口单元上传到应用层。
4.如权利要求1或2所述的智能建筑管理平台适配系统，其特征在于，所述接口通信单元包括但不限于OPC协议解析模块、BACNET协议解析模块、KNX协议解析模块、HTTP协议解析模块、ModBusTCP协议解析模块、RS485/232协议解析模块和厂商私有SDK协议解析模块。
5.如权利要求4述的智能建筑管理平台适配系统，其特征在于，所述配置文件的格式为txt格式、csv格式、xml格式中的任意一种。
6.一种智能建筑管理平台适配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：接收应用层下发的厂商设备属性数据；
S2：对所述设备属性数据进行格式转换和逻辑转换处理，生成设备的属性调节指令；
S3：读取配置文件以获取子系统名、厂商名、对应代码中的协议解析类名和动态库名的映射关系；根据设备属性数据所属的子系统以及所述映射关系，通过反射的方法加载与所述子系统对应的协议解析模块以对所述属性调节指令进行协议解析；
S4：将属性调节指令转换为设备对应的协议格式后下发到厂商设备。
7.如权利要求6所述的适配方法，其特征在于，步骤S2中具体包括以下子步骤：
S21：获取所述设备属性数据与设备所属的模块、子系统之间的对应关系，以及模块内各设备之间的关联关系；
S22：根据所述对应关系确定设备属性数据所属的模块和子系统；并根据所述子系统的特性和所述关联关系对设备属性数据进行格式转换和逻辑转换处理。
8.如权利要求6或7所述的适配方法，其特征在于，步骤S1之前还包括以下步骤：
S01：建立厂商设备的设备属性与设备所属的模块、子系统之间的对应关系，以及模块内各设备之间的关联关系；
S02：建立子系统名、厂商名、对应代码中的协议解析类名和动态库名的映射关系并生成配置文件。
9.如权利要求8所述的适配方法，其特征在于，所述配置文件的格式为txt格式、csv格式、xml格式中的任意一种。
10.如权利要求8所述的适配方法，其特征在于，所述协议格式包括但不限于OPC协议、BACNET协议、KNX协议、HTTP协议、ModBusTCP协议、RS485/232协议和厂商私有SDK协议。
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