（控制理论与控制工程专业论文）工作流技术在智能楼宇联动控制的研究.pdf

华南理工大学 洲 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：赖厚重 日期：2 。口f 年扩月知e t 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密留，在f 牟解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“ ) 作者签名：赖辱浆 日期：2 。s 年5 - , q 如日 导师签名：勿【掳 日期驯，年夕月列日 摘要 摘要 建筑智能系统设计的核心是“集成。当今集成技术的主流是第三层次为一体 化，在横向集成的基础上，建立智能楼字管理系统( i b m s ) ，即建立一个实现网络 集成、功能集成、软件界面集成的高层监控系统。对智能建筑进行系统集成除了 实现各子系统间的资源共享，提高对建筑物的综合管理能力外，有一个主要的功 能是完成系统间复杂的联动控制。 绝大多数的智能建筑是为了大厦的某种功能将各个子系统下的一些硬件设备 简单的连接起来进行联动控制。这种方式不但不能满足整个智能大厦的复杂联动 控制需求，而且为将硬件设备连接起来造成硬件接入点极其繁多，给布线施工造 成很大的困难。 工作流技术是实现企业业务过程建模、业务过程仿真、业务过程优化、业务 过程管理与集成，从而实现业务过程的自动化核心技术。尽管工作流技术主要是 面向企业业务过程重组，但在本文中将工作流技术与智能楼宇联动控制有效的结 合，可以使智能楼字的联动控制管理具有高度的灵活性，可以按智能楼宇联动控 制的具体需求，建立相应的联动控制过程，以满足系统集成商与客户的需求。 本文研究了工作流技术在智能楼字联动控制中的应用，设计并开发了基于工 作流技术的智能楼宇联动控制管理系统，并通过测试验证，证明了该系统更加灵 活有效的解决智能楼宇中复杂的联动控制。 本文研究特点如下：尽管现在有些智能大厦的i b m s 涉及了联动控制，但绝大 多数不是在i b m s 基础上实现联动的。为此本人提出了在i b m s 基础之上开发智能 楼宇的联动控制模块。该思想可以为今后智能大厦的联动控制提供参考。在明确 智能楼宇联动控制的策略后，将工作流技术应用到智能楼宇的联动控制中。智能 建筑的联动控制主要由“软控制 实现，而工作流技术又将是“软控制 的一个 重要方向。提出了适合智能楼宇联动控制系统的参考模型，并实现了联动控制系 统中的过程定义、解释定义、创建过程实例并控制其执行等功能。 关键词：i b m s 智能楼宇联动控制工作流技术 华南理工大学硕七学位论文 a b s t r a c t t h ec o r eo fb u i l d i n g i n t e l l i g e n ts y s t e md e s i g n i s i n t e g r a t i o n t h e m a i n t e c h n o l o g yo fi n t e g r a t i o ni st om a k et h et h i r dl a y e ri n t e g r a t eo nt h eb a s eo ft r a n s v e r s e i n t e g r a t i o n ，b u i l d i n gi n t e l l i g e n tb u i l d i n gm a n a g e m e n ts y s t e m ，i e ，t ob u i l do n et o p c o m p l i c a t e d s y s t e mt oi m p l e m e n tn e t w o r ki n t e g r a t i o n ，f u n c t i o ni n t e g r a t i o na n d s o f t w a r ei n t e r f a c ei n t e g r a t i o n i n t e g r a t i n gt h ei n t e l l i g e n tb u i l d i n gi sb e s i d e st os h a r e t h es y s t e m sr e s o u r c e ，i m p r o v et h eg e n e r a lm a n a g e m e n tp o w e ro fi n t e l l i g e n tb u i l d i n g ， t h e r ei so n ep r i m a r yf u n c t i o nt oi m p l e m e n tt h ec o m p l i c a t e dl i n k a g ec o n t r o lo f s y s t e m s m o s to fl i n k a g ec o n t r o lo fi n t e l l i g e n tb u i l d i n gi st om a k et h es o m eh a r d w a r e e q u i p m e n t so fs y s t e m sc o n n e c ts i m p l yf o rs o m ef u n c t i o no ft h eb u i l d i n g t h i sw a y c a n tm e e tt h ec o m p l i c a t e dl i n k a g ec o n t r o ln e e do fi n t e l l i g e n tb u i l d i n g ，a n da d ds o m u c ht r o u b l et ol a yl i n ef o rc o n n e c t i n gt h eh a r d w a r ee q u i p m e n t st oa d ds om a n y c o n n e c tp o i n t so fh a r d w a r e w o r k f l o wt e c h n o l o g yi st h ec o r et e c h n o l o g yt oi m p l e m e n te n t e r p r i s eb u s i n e s s p r o c e s sm o d e l i n g ，b u s i n e s sp r o c e s se m u l a t i o n ，b u s i n e s sp r o c e s so p t i m i z a t i o n ， b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ta n di n t e g r a t i o n ，a c c o r d i n g l yt oi m p l e m e n ta u t o m a t i o n o fb u s i n e s sp r o c e s s a l t h o u g hw o r k f l o wt e c h n o l o g ym a i n l yf a c et oe n t e r p r i s eb u s i n e s s p r o c e s sr e c o m b i n a t i o n ，i nt h ep a p e r ，t oc o m b i n ew o r k f l o wt e c h n o l o g yw i t hl i n k a g e c o n t r o lo fi n t e l l i g e n tb u i l d i n gc a nm a k el i n k a g ec o n t r o lo fi n t e l l i g e n tb u i l d i n gm o r e f l e x i b l e ，a n dc a nb u i l dc o r r e s p o n d i n gl i n k a g ec o n t r o lp r o c e s st om e e tt h es y s t e m i n t e g r a t i o nb u s i n e s s m e na n dc l i e n t s n e e da c c o r d i n gt o t h ed e t a i l e dd e m a n d so f l i n k a g ec o n t r o lo fi n t e l l i g e n tb u i l d i n g i nt h ep a p e r , ir e s e a r c hw o r k f l o wt e c h n o l o g ya n dt h ea p p l i c a t i o no fw o r k f l o w t e c h n o l o g yi nl i n k a g ec o n t r o lo fi n t e l l i g e n tb u i l d i n g ，d e s i g na n de x p l o i tt h el i n k a g e c o n t r o lm a n a g e m e n ts y s t e mo fi n t e l l i g e n tb u i l d i n gb a s e do nw o r k f l o wt e c h n o l o g y , a n d t e s t i f y t h es y s t e mc a nr e s o l v et h ec o m p l i c a t e dl i n k a g ec o n t r o ln e e do fi n t e l l i g e n t b u i l d i n gm o r ef l e x i b l eb yt e s t i n g t h er e s e a r c hc h a r a c t e r i s t i cp o i n t si nt h ep a p e ra sf o l l o w s ：a l t h o u g hs o m e i n t e l l i g e n tb u i l d i n gi b m st r e a t so fl i n k a g ec o n t r o l ，m o s to ft h e md o n ti m p l e m e n t l i n k a g ec o n t r o lb a s e do ni b m s s oib r i n g i n gf o r w a r de x p l o i t i n gt h el i n k a g ec o n t r o l m o d u l eb a s e do ni bms t h et h i n k i n gc a no f f e rr e f e r e n c ef o r t h el a t e rl i n k a g ec o n t r o l a b s t r a c t o f i n t e l l i g e n tb u i l d i n g a f t e ru n d e r s t a n d i n g t h es t r a t e g yo fl i n k a g ec o n t r o lo f i n t e l l i g e n tb u i l d i n g ，ib r i n gf o r w a r dt oa p p l yw o r k f l o wt e c h n o l o g yt ol i n k a g ec o n t r o l o fi n t e l l i g e n t l i n k a g ec o n t r o lo fi n t e l l i g e n tb u i l d i n gi sm a i n l yi m p l e m e n t e db ys o f t c o n t r o l ，w o r k f l o wt e c h n o l o g yi st h ei m p o r t a n tw a yt os o f tc o n t r 0 1 b r i n g i n gf o r w a r d t h er e f e r e n c em o d e la d a p tt ol i n k a g ec o n t r o lo fi n t e l l i g e n tb u i l d i n g ，a n di m p l e m e n t i n g t h ef u n c t i o n so ft h ep r o c e s sd e f i n i t i o n ，i n t e r p r e t i n gd e f i n i t i o n ，b u i l d i n gp r o c e s s i n s t a n c ea n dc o n t r o l l i n gi t si m p l e m e n t a t i o no fl i n k a g ec o n t r o ls y s t e m k e yw o r d s ：i b m si n t e l l i g e n tb u i l d i n gl i n k a g ec o n t r o lw o r k f l o wt e c h n o l o g y i l l 目录 目录 摘要i a b s t r a c t 。ii 目录v 第一章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 课题研究的内容与成果2 1 3 论文的组织结构3 第二章相关知识介绍5 2 1 智能楼宇中的联动控制5 2 1 1 智能建筑管理系统( i b m s ) 的功能概述及系统结构图5 2 1 2 通信网络系统( c n s ) 6 2 1 3 办公自动化系统( o a s ) 6 2 1 4 建筑管理自动化系统( b m s ) 6 2 1 5 智能楼宇中的联动控制8 2 2 工作流技术的概述1 2 2 2 1 工作流定义及有关概念1 2 2 2 2 工作流管理系统参考模型1 3 2 3 本章小结1 6 第三章工作流技术在智能楼宇联动控制中的应用17 3 1 工作流建模方法研究1 7 3 1 1 工作流模型1 7 3 1 2 几种常见的工作流模型1 7 3 1 3 基于状态转换的有向图的工作流建模方法2 2 3 2 基于工作流技术的智能楼宇联动控制管理系统的设计与实现2 5 3 2 1 基于工作流技术的联动控制模型2 5 3 2 2 系统结构2 7 3 2 3 联动控制建模工具l d w f p d 的设计与实现2 7 3 2 4 联动控制执行模块的设计与实现3 6 3 3 本章小结4 0 第四章智能楼宇联动控制管理系统的测试4 1 4 1 测试目的4 1 v 华南理工人学硕十学位论文 4 2 测试环境4 1 4 3 测试结果4 2 4 4 本章小结4 3 结论与展望4 4 参考文献4 6 攻读硕士学位期间发表的论文4 8 致谢4 9 v i 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 我国智能建筑权威机构一中国智能建筑专业委员会将“智能建筑定义为：智能 建筑是利用系统集成方法，将智能型计算机、通信技术、信息技术与建筑艺术有机 结合，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与建 筑的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会需要并且安全、高效、舒适、便 利和灵活特点的建筑物。 建筑物智能系统设计的核心是“集成”，它包括三个层次的含义：功能集成， 技术集成，信息集成。其中功能集成是指为完成某一具体的系统建设目标，而将一 些相互独立的功能子系统聚集在一起：技术集成是利用先进的技术、方法和产品进 行功能集成：而信息集成是实现子系统间资源的高度共享和任务全局一体化的综 合管理，它可提高对建筑物的综合管理能力。在1 9 9 8 年北京智能建筑技术研讨会 上，明确提出了智能建筑系统的主要目标是“信息集成1 ”。 智能建筑采用的集成技术主要有： ( 1 ) 以硬接点方式进行系统集成 这种方式是系统集成最初的手段，通过增加一个设备的输入输出接点或传感器， 接入另一个设备或子系统的输入输出接点进行集成。 ( 2 ) 以串行通讯方式进行系统集成 将现场控制器加以改造，增加串行通讯接口，使之可以与其它设备子系统进行通 讯。设备子系统之间的信息交换通过通讯协议的转换实现。 ( 3 ) 以b a s 为平台进行系统集成 b a s 制造商将产品和电脑技术紧密结合起来，使b a s 可以通过计算机网络联接其 它设备或子系统，b a s 可以监测、控制和管理其它设备或子系统，由此产生了以 b a s 为平台的系统集成方式。这种集成方式相对于前两种集成方式是一个很大的 进步，系统集成程度和功能明显得到提高。 然而，以b a s 为平台进行系统集成的方式仍然存在明显的缺点： 1 ) b a s 是个相对封闭的体系，缺少向上的开放能力。 2 ) b a s 与其它设备或子系统的接口设备和接口软件常常局限于特定产品的特定 型号，集成能力比较有限，维护、升级成本相对较高。 以b a s 为平台的系统集成方式不是真正意义上的智能建筑系统集成，但它的 集成程度确实向前推进了一大步。 华南理工人学硕+ 学位论文 ( 4 ) 基于子系统平等方式进行系统集成 该方式是一种更为先进的解决方案。这种系统集成方式的核心思想是：建立系统 集成管理网络，将各子系统视为下层现场控制网，它们均以平等的方式接入；系 统集成管理网络运行系统集成高性能实时数据库( 系统集成数据库) ，各子系统 的实时数据通过开放的工业标准接口( 如o p c 接口) 转换成统一的格式存储在系 统集成数据库中；系统集成管理网络通过系统核心调度程序对各子系统实现统一 管理、监控及信息交换。 这种集成模式采用了符合工业标准的软硬件技术和接口标准、规范，开放的 系统结构易于扩展，容易实现g b t 5 0 3 1 4 2 0 0 0 国家标准中“对集成的各子系统实 行统一的管理和监控 、“实现各智能化系统之间信息交换 的设计要求。 对智能建筑进行系统集成除了实现各子系统间的资源共享，提高对建筑物的 综合管理能力外，有一个主要的功能是完成系统间复杂的联动控制功能，。 现在部分已经投入使用的智能大厦的i b m s 在集成的基础上涉及实现了必要 的联动控制，如上海震旦大厦h ，：广州市劲锋智能系统开发公司提出的中央集成系 统总体思路也涉及了各子系统的互操作与快速响应与联动控制，；南京东大智能 系统有限公司与东南大学自动化研究所联合开发的i b m s 对智能建筑的各子系统 实现了联动哺，等。但更多的智能楼宇是就具体功能而实现的联动，比如说火灾联 动、安防联动等，这些公司有：北京隆盛房地产开发有限公司开发的五栋大楼： 重庆光大银行智能系统r e ，等。还有在某些公司的智能管理系统的投标书中也涉及 了子系统的联动，如广东省信息工程公司在珠海联动新时空大厦智能化系统。 由于公司资料保密，暂时无法查到它们实现智能楼宇联动控制的技术。 我省某市兴建行政办事中心及人民大会堂。要求利用计算机网络和通信技术， 以b m s ( 建筑管理自动化系统) 、o a s ( 办公自动化系统) 、c n s ( 通信网络系统) 作为集成核心，构建出功能完整的现代化智能建筑管理系统一智能建筑管理系统 总集成i b m s ，能实现系统间复杂的联动控制。 1 2 课题研究的内容与成果 智能楼宇的联动控制按照联动控制的需求和控制流程的顺序或并行执行，实 现智能楼宇的联动控制的目标。智能楼宇的联动控制过程可以描述如下： 联动控制的过程要做什么? 即其目的或想达到的目标是什么? 这个控制过程是如何完成的，有哪些任务并经过哪些步骤完成? 这个联动控制过程有哪些子系统参与完成，有哪些设备参与? 这个联动控制过程用了哪些方式或手段来完成? 基于智能楼宇的联动控制的过程描述，本人利用工作流技术来设计智能楼宇的 2 第一章绪论 联动控制系统，主要从三个方面研究探索。 第一、研究现代智能楼宇中的联动控制。 楼宇实时管理普遍存在着“信息孤岛”。各系统厂家，如b a s ( 楼字自动化系 统) 、f a s ( 消防自动化系统) 、s a s ( 安防自动化系统) 、o a s ( 办公自动化系统) 、 c n s ( 通讯网络系统) 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。 智能大厦弱电系统包括各类子系统十多个，它们各自独立工作，相互之间又 有密切得联系，如何规划、设计好每个子系统，解决它们之间的联动问题，并有 效地收集各子系统地原始信息，形成一个完整的集成平台，为大厦的信息管理系 统提供原始、有效的数据，这是大厦智能化建设是否成功的关键 1 0 1 。 针对如何妥善解决智能大厦的联动控制问题，本人提出了在i b m s 集成的基 础之上开发联动控制系统，用来解决智能楼宇中各子系统的联动控制问题。 第二、研究工作流技术。 工作流是通过将工作分解成定义良好的任务、角色，按照一定的规则和过程 来执行这些任务并对它们进行监控，达到提高办事效率、降低生产成本、提高企 业生产经营管理水平和企业竞争力的目标。 在明确智能楼宇联动控制的策略后，本人尝试将工作流技术应用到智能楼宇 的联动控制中。尽管工作流管理技术已成功地运用到图书馆、医院、保险公司、 银行等行业，甚至工业领域，但还没有运用到智能楼字联动控制的案例。 第二、研究工作流技术在智能楼宇联动控制中的具体应用。 在对国际工作流管理联盟( w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o n ，w f m c ) 提出的 参考模型进行深入研究之后，本人提出了适合智能楼字联动控制系统的参考模型， 设计并开发了建模工具与联动控制引擎，实现了联动控制系统中的过程定义、解 释定义、创建过程实例并控制其执行等功能。 1 3 论文的组织结构 本文的组织结构如下： 第一章：绪论。综述了本文的研究背景；课题研究的内容、目标及意义；论 文的组织结构。 第二章：相关知识介绍。智能楼宇中联动控制和工作流技术的概述。在智能 楼宇联动控制中，介绍了智能楼宇的概念；分析了智能楼宇总集成i b m s 的定义、 功能特性和组成，介绍了i b m s 重要系统b m s 下各子系统的功能；最后分析了衡 量智能楼宇建设成败的关键因素之一一智能楼宇的联动控制，重点分析了火灾报 3 华南理工人学硕士学位论文 警时的联动控制与安防自动化的联动控制。工作流技术的概述中，介绍了工作流 技术的起源及研究现状；给出了工作流技术的有关概念；重点分析了工作流管理 系统参考模型及核心功能 第三章：工作流技术在智能楼宇联动控制的应用。比较常用的几种工作流建 模方法，通过对这几种建模方法的选择比较，提出了本文的建模方法。提出了基 于工作流技术的智能楼宇联动控制管理系统的设计与实现。重点对联动控制管理 系统的建模工具和执行模块进行了详细的分析设计并实现。 第四章：智能楼宇联动控制管理系统的测试。 4 第二章相关知识介绍 第二章相关知识介绍 2 1 智能楼宇中的联动控制 智能建筑的系统集成从集成层次上讲，分为三个层次的集成： ( 1 ) 第一层次为子系统纵向集成，目的在于各子系统具体功能的实现。如b a s ( 楼宇自动化系统) ，对电梯系统，生活饮水供应设备，锅炉控制系统等智能化设 备进行部分网关开发工作。 ( 2 ) 第二层次为横向集成，主要体现在各子系统的联动和优化组合。在确立各 子系统重要性的基础上，实现几个关键子系统的协调优化运行，如报警联动控制 等再生功能。尤其是b m s ( 建筑管理自动化系统) 的横向集成较为复杂 ( 3 ) 第三层次为一体化集成，在横向集成的基础上，建立智能建筑管理系统 ( i b m s ) 。即建立一个实现网络集成、功能集成、软件界面集成的高层监控管理 系统。它是构成智能大厦或其他智能建筑物的最高层系统集成 1 1 1 。目前，一体化 信息集成的实现，已成为智能建筑业界公认的前言技术。 2 1 1 智能建筑管理系统( i b m s ) 的功能概述及系统结构图 i b m s ( i n t e l l i g e n tb u i l d i n gm a n a g e m e n ts y s t e m ) 即智能建筑管理系统，是通 过相应的软件设计和开发将楼宇内的3 s ( b m s ，o a s ，c n s ) 系统进行统一的集 成。其系统结构图如下图2 1 所示： 图2 1i b m s 系统结构图 f i g 2 1s y s t e m sf r a m e w o r ko fi b m s 智能建筑管理系统的功能是对下层3 s 系统功能的智能集成，并通过对3 s 系 统的综合管理，进行大楼内全局性的协调和管理。 i b m s 的主要功能为： ( 1 ) 对所有子系统信息的集成、共享与综合管理： 5 华南理f 人学硕十学位论文 ( 2 ) 对大楼内所有子系统的集中监视； ( 3 ) 对大楼内所有子系统的集中控制； ( 4 ) 对全局事件的管理和跨子系统的联动控制； ( 5 ) 实现流程自动化管理； ( 6 ) 集成其它企业级应用系统 2 1 2 通信网络系统( c n s ) 通信网络系统是智能建筑的主要系统之一，通信网络系统1 1 2 1 ( c o m m u n i c a t i o n n e t w o r ks y s t e m ，c n s ) 是楼内的语音、数据、图像传输的基础，同时与外部通 信网络( 如公用电话网、综合业务数字网、计算机互联网、数据通信网及卫星通 信网等) 相联，确保信息畅通。 2 1 3 办公自动化系统( o a s ) 办公自动化系统是智能建筑的重要系统之一。办公自动化系统1 1 2 1 ( o f f i c e a u t o m a t i o ns y s t e m ，o a s ) 是应用计算机技术、通信技术、多媒体技术和行为科 学等先进技术，使人们的部分办公业务借助于各种设备，并由这些办公设备与办 公人员构成服务于某种办公目标的人机信息系统，以实现办公活动的科学化、自 动化。 2 1 4 建筑管理自动化系统( b m s ) 建筑管理自动化系统( b m s b u i l d i n gm a n a g e m e n ts y s t e m ) ，是体现建筑智能 化的关键系统。b m s 系统处于i b m s 的基础设备控制层和信息管理层之间。它的 作用是面向信息管理系统，提供对楼宇基础设备的管理和控制，其具体任务如下： 1 ) 管理上集成各个控制子系统( 空调、电梯、火警、照明、保安和广播系统等) 。 2 ) 监视各个子系统的关键设备和关键点。 3 ) 执行上层应用下达的管理方面的控制指令 4 ) 综合各个控制子系统的历史和当前状态信息，提供相关报告； 5 ) 提供准实时的系统间联动功能； 6 ) 系统内优化和联动控制。 整个b m s 系统包括以下各子系统：楼宇自动化系统( b a s ) 、安防自动化系 统( s m s ) 和消防自动化系统( f a s ) ，其系统结构图如图2 2 所示： 1 楼宇自动化系统( b a s l 6 第二章相关知识介绍 智能建筑的楼宇自动化系统( b a s - b u i l d i n ga u t o m a t i o ns y s t e m ) 是建立在 计算机技术基础上的采用先进的通信技术和控制技术的分布式集散型控制系统， 对建筑物内的各种机电设备进行分散控制、集中监视和管理。 图2 - 2b m s 系统架构图 f i g 2 2s y s t e mf r a m e w o r ko fb m s 楼宇自动化系统监控和管理的设备种类比较多，如果按功能划分可以包括以 下一些子系统：空调、冷水、供热、给排水、电梯、照明和供电系统。b a s 将作 为一个整体对这些系统进行监控和管理。 b a s ( 楼宇自动化系统) 的结构如图2 - 3 所示 图2 - 3b a s 结构图 f i g 2 - 3s t r u c t u r eo fb a s 2 安防自动化系统( s a s ) 安防自动化系统 1 2 1 ( s e c u r i t ya u t o m a t i o ns y s t e m ，s a s ) 是为了达到防入侵、 防盗、防破坏等目的，采用了电子技术、传感器技术、通信技术、自动化技术、 计算机技术为基础的安全防范技术的器材与设备，并将其构成的系统。 s a s 主要包括以下几部分：防盗报警、巡更管理、c c t v 监视、出入口控制( 门 禁系统) 、访客对讲( 可视) 、求助和停车库管理系统。 为了进一步发挥安全防动范系统的作用，必须实现上述各子系统的联动协调 控制和系统集成，而系统集成则是联的先决条件。实现功能集成，可以更充分发 挥系统的潜在能力，进步提高系统的安全性、完善性。 s a s ( 安防自动化系统) 的结构如图2 - 4 所示： 3 消防自动化系统( f a s ) 消防自动化系统( f i r e p r o t e c t i o na u t o m a t i o ns y s t e m ，f a s ) 以计算机作为系 统的信息警报和自动控制中心。该系统利用各种探头采集烟浓度和温度对时间变 化的综合信息数据，通过分析，迅速而准确地发出实时地火警状态报警。实现火 7 华南理一r 人学硕+ 学位论文 灾监测、报警、灭火、抽烟和自动排气等功能；该系统还可以与楼宇自动化系统 ( b a s ) 和安防自动化系统( s a s ) 集成，并将有关信息及时传送给b a s 和s a s 系统，使b a s 和s a s 系统采取相应地措施。 图2 4s a s 结构图 f i g 2 - 4s t r u c t u r eo fs a s 消防自动化系统主要包括以下几个子系统：火灾报警控制、消防自动灭火、 防排烟和、背景音乐及紧急广播系统以及消防专用电话。 f a s 结构如图2 5 所示： f a s 消防自动化系统 刻降 2 1 5 智能楼宇中的联动控制 智能大厦弱点系统包括各类子系统十多个，它们各自独立工作，相互之间又 有密切得联系，如何规划、设计好每个子系统，解决它们之间的联动问题，并有 效地收集各子系统地原始信息，形成一个完整的集成平台，为大厦的信息管理系 统提供原始、有效的数据，这是大厦智能化建设是否成功的关键 1 0 l 。 联动控制功能遍布整个智能建筑中的各个系统，从单个子系统中内部的联动， 到各子系统之间的联动。如第一座智能建筑一c i t yp l a c e 大厦里的一个员工“使用 i d 卡乘上电梯便可收到天气预报及股市行情；一走进自己的办公室，照明灯便自 动打开；走到自己的办公桌，语言信箱、电子信箱的号码就显示出最近的收件情 况。，随后他用电话和同事商量问题，说话的同时，需要的资料就用传真机发送过 8 第二章相关知识介绍 来了；工作记录，计算机可以自动输入。当外面的天气变化时，室内照明跟着相 应改变，始终保持桌面所需的照度。该持午饭了，当天的菜单就显示在显示器上， 一天紧张的工作结束了，当他离开办公室1 2 分钟后，室内照明灯自动关闭 1 1 3 1 。 其联动控制流程图如图2 - 6 所示： 图2 - 6 联动控制流程图 f i g 2 6f l o wc h a r to fl i n k a g ec o n t r o l 一个员工的一天工作就涉及到了s a s 、b a s 、c n s 、o a s 间的联动控制。因 此，从智能建筑的实现目标来看，衡量大厦智能化建设的是否成功的关键问题之 一就是如何解决智能大厦里各子系统的联动控制。 b m s 系统处于i b m s 的基础设备控制层和信息管理层之间，在整个i b m s 中 是承上启下的通道，是沟通控制系统与信息管理系统的桥梁，因此如何解决b m s 系统中各子系统的联动又是i b m s 中的关键。所以，本文中只探讨在b m s 系统中 的联动控制，而在b m s 系统中最重要的，衡量智能建筑是否安全的就是火灾报 警时和安防自动化系统的联动控制。具体分析如下。 1 火灾报警时的联动控制 所谓火灾联动控制是指一旦发生火灾后，各种消防设备根据事先拟定的逻辑 关系，进行不同的动作，以扑灭相应的火灾区域。 根据国家g b j l l 5 8 8 所规定的逻辑关系1 1 4 1 ，当有火警时，智能建筑能实施 一系列的联动动作，包括在消防自动化系统( s a s ) 子系统的联动已经消防自动 9 华南理 人学硕十学位论文 化系统( f a s ) 与楼宇自动化系统( b a s ) 、安防自动化系统( s a s ) 之间的联动。 详细表述如下。 1 ) 消防自动化系统( f a s ) 内部各子系统间的联动 a ) 火灾报警控制系统 当火灾探测器发现火灾发生时，或现场的人发现火灾，敲碎手动报警盒上“击 碎报警 玻璃，立即在消防控制室的报警装置上发出音响盒闪光报警信号，并显 示报警位置，同时将火警信号传送到f a s 系统中。 b ) 消防自动灭火系统 当消防自动灭火系统收到来自f a s 的火警信号时，立即启动消防泵和自动喷 淋系统，同时启动信号和消防泵状态信号传回给f a s c ) 防排烟系统 当防排烟系统收到来自f a s 的火警信号时，自动开启相应的排烟口、送风口。 当排烟口、送风口开启后自动启动相应的排烟机、送风机，同时将排烟机、送风 机的状态信号传送回f a s 。在开启排烟机、送风机的同时，使防火卷帘自动下降 到距离地面1 2 米处，延时一段时间后自动下降到底 d ) 背景音乐紧急广播系统 当紧急广播系统收到来自f a s 的火警信号时，自动将报警层( 区) 和与其相 邻的上下层( 区) 的消防扬声器接通，实现定向广播。在接通消防广播的同时切 断正常广播及其背景音乐。 e ) 消防专用电话 当收到来自f a s 的火警信号时，立即拨通火警电话接通消防局( 中心) ，报 告火警的情况。 2 ) f a s 、b a s 和s a s 之间的联动 当火警发生后，f a s 按预先定义好的流程使其下的各子系统联动的同时，将 火警信号传送给b m s 。 a ) f a s 与b a s 的联动 当b a s 接到来自b m s 的火警信号时，供电系统立即切断起火层非消防电源； 照明系统全部打开有关部位的消防应急照明灯及紧急疏散标志灯；空调系统关闭 有关系统空调机、新风机、普通送风机；给水系统停止生活用水系统，开启消防 用水系统：电梯系统将所有一般电梯依次停于首层，并切断其电源，消防电梯投 入消防使用。 b )f a s 与s a s 的联动 当s a s 收到来自b m s 的火警信号时，s a s 立即启动c c t v 监视系统，把镜头 切换到相应位置并录像以便分析火情；同时出入口控制系统打开相应的通道供大 厦人员疏散 1 0 第一二章相关知识介绍 发生火灾报警时的联动控制如图2 - 7 所示： 火灾报警控制系统 i 消防自动化系统丛萱 f a s l 号 火割情号 防啊刁广i 立即 火系统n 颥 防排烟系统 酾钢警匝 羔笪堡- i l 塑譬雨丽孺 排烟机 送风机 图2 7 火灾联动控制流程图 f i g 2 - 7f l o wc h a r to ff i r el i n k a g ec o n t r o l 2 安防自动化系统的联动控制 安全防范系统主要功能时防止外部人员的非法入侵，对某些重要的地点、物 品以及内部工作人员或重要人员实施包含，以及作为案件发生后的辅助破案的重 要手段和依据。因此，如何解决安放自动化系统的联动控制是保障智能建筑安全 性的关键因素之一。 安防自动化系统内各子系统的联动控制具体如下： ( 1 ) 当防盗报警系统产生报警信号时，s a s 立即开启c c t v 系统，并将镜头 切换到相应位置，同时控制门禁系统，将相应通道关闭。 ( 2 ) 当保安人员巡更时s a s 将c c t v 监视系统的镜头切换至相应位置；若巡 更人员未按规定到达巡更点时，s a s 启动报警系统，产生报警。 ( 3 ) 当有人进入防范区域的通道时s a s 把c c t v 监视系统的镜头切换到相应 位置 番 华南理工大学硕士学位论文 2 2 工作流技术的概述 2 2 1 工作流定义及有关概念 自从工作流开始进入人们研究的视野，不同的研究者从不同的角度给出了工 作流的定义。比较有代表性的几种定义如下： 工作流管理联盟( w f m c ，w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o n ) 的定义f 1 5 】：由计算 机支持或自动处理的全部或部分业务过程。在其中，文档、信息或任务根据一系 列程序规则在不同的参与者之间传递与执行 i b ma l m a d e nr e s e a r c hc e n t e r 的定义【1 6 1 ：工作流是业务过程的一种计算机的 表示模型，定义了完成整个过程所需要用到的各种参数。这些参数包括对过程每 一单独步骤的定义、步骤的执行者，步骤见执行的顺序和条件、数据流的建立以 及每个活动所设计的应用程序等 w m e v a nd e r a a l s t 的定义 1 7 1 ：工作流是一系列工作的片序集。工作流的序列 可以由多种形式，例如：工作x 与y 满足x 联动控制的过程要做什么? 即其目的或想达到的目标是什么? 这个控制过程是如何完成的，有哪些任务并经过哪些步骤完成? 这个联动控制过程有哪些子系统参与完成，有哪些设备参与? 这个联动控制过程用了哪些方式或手段来完成? 华南理t 大学硕十学位论文 该过程描述正体现了工作流技术“w h om u s td ow h a t ，w h e na n dh o w 的思想。 因此，我提出了基于工作流技术设计智能楼宇联动控制管理系统模块。 根据广东省某市人民大会堂的建筑智能化的需求，在构建出功能完善的现代 智能建筑管理系统i b m s 的基础上，我自行设计开发了联动控制模块一基于工作 流技术的联动控制管理系统l d - - w o r k f l o w ( 自定义) 。该系统力争实现对智能楼 宇联动控制建模与运行的全面支持，遵守w f m c 提出的接口规范，具有合理的分 布式多引擎结构。如图3 - 9 所示： 智能楼宁管理系统( i b m s ) 系统l l l i b m s 核心功能模块 l 系统 黧 身份 圈 设备 露 争同 露 数据 霪 日志 蹬 l b k sio a sc n s 配置 权限联动事件 服务服务 奠 l 管_ f 甲控制服务 模块模块模块 模块模块模块 ：n ：篓竺二j 。一：塞兰三三篓三。上 嘲n e t 驱动器量训w s 服务接口基其它通用服务接口釜 曩蓍善鬈彗i 鬈眢l 鬟答i 捌 躲础删络系统i 图3 - 9i b m s 核心模块之一一联动控制模块 f i g 3 9o n eo fc o r em o d u l eo fi b m s - l i n k a g ec o n t r o lm o d u l e 参照工作流联盟的参考模型，我提出了适于智能楼字联动控制管理系统的参 考模型，如图3 1 0 所示： 流程监控 跟踪日志 界面展示 联动榨制 流程管理 广_ + 图形化定义 l 正作流实体类生成 卜条件解析 ，上 联动控制 ， 联动控制、 塑望 一消息系统 火灾联动系统 安防系统 数据库访问组件 图3 1 0 智能楼宇联动控制参考模型 f i g 3 1 0r e f e r e n c em o d e lo fl i n k a g ec o n t r o lo fi n t e l l i g e n tb u i l d i