IBMS智慧楼宇综合管理平台总体设计方案

IBMS系统是将建筑内各个弱电子系统的总集成，通过物联网基础平台，全面地集中楼宇自控系统、视频监控系统、入侵报警系统、电子巡更系统、消防报警系统、能源管理系统的监测数据与控制信息，以及微信小程序，使各个子系统之间的数据进行交互，实现各系统信息的互连、互通、互用，为管理者提供一种高效、集中、优化的管理手段。

本平台是弱电智能化系统的专业综合管理平台，用于建筑的智慧化统一管理，实现统一平台管理建筑所有资源、设备设施、空间，支撑建筑不同部门使用需求，以利于节约管理成本和使用成本，统一服务，铸造智慧建筑。

基于物联网基础平台的接入能力，平台提供物联设备数据接入、各子系统数据接入，使不同子系统厂商的产品通过统一的插件形式实现数据接口信息的接入及系统间的功能集成。

平台提供统一告警中心，系统通过自定义设定预警和报警的阈值实现对系统内各个子系统中的设备数据进行实时监控告警，平台集成大屏，实现实时动态地显示各个子系统的工作状况、各子系统内设备运行情况，每个子系统一个主画面，含多层功能画面。

本平台打破传统建筑智能化各子系统的单独建设的模式，采用“云+管+端”重新定义建筑末端的设备和传感器等，拆分重组，通过统一的物联网IOT 把不同专业的设备生产数据融合，通过rabbitMQ或kafka等消息中间件以及标准的API接口向上支撑应用服务，结合云计算、物联网、可视化等技术的建筑动态管理系统，以人为本的服务方式，以数据驱动建筑内各场景的智慧。

本平台技术架构设计遵循“总体规划、分步实施”和“从上而下设计，从下往上实施”的原则，采用“云，管，端”技术架构。

要求具有安全可靠性、高可用性、容错性和可维护性和快速的响应。

统一管理平台汇集项目内外各种相关设备、空间和管理消息，对各种类型的子系统应具有智能的信息采集及数据通信能力。

2.1整体架构系统整体分为四层，主要由：设施/系统层、支撑层、应用服务层、展示层。

设施/系统层：设施/系统层主要是园区现目前已有的各类智能传感器设备以及园区、楼宇自控系统组成，设施例如：摄像头、门禁等直连物联网数据中台设备；系统例如：照明系统、能源监测系统、消防报警系统等。

支撑层：支撑层主要由物联网平台、数据接入平台组成，利用边缘计算网关将园区内不支持联网的利旧设备进行接入，利用物联网平台将园区内新安装或支持TCP/IP通讯的利旧设备设施进行统一接入并管控，利用数据接入平台将园区内已存有或新部署的各操作系统内的数据进行对接，做到所有系统数据融合存储，利用可视化平台对系统内各组态、数据大屏提供支持。

应用服务层：通过支撑层将园区内的设备设施、系统进行统一分类实时展示，如设备设施出现异常报警时，平台将第一时间进行报警提示，并实现园区内所有系统实时监控。

展示层：利用自定义可视化工具，实现对园区内的动态实时监控，加入小程序应用可对设备设施以及各系统出现的异常报警进行实时处置。

2.2业务架构2.3架构设计IBMS系统默认采用SpringBoot + MyBatis + Vue + Element-UI 等主流成熟开源技术实现，系统采用前后端分离架构，后台和前端被拆分为了两个单独的应用，独立启动运行。

MyBatis特性：1.无侵入：只做增强不做改变，引入它不会对现有工程产生影响，如丝般顺滑2.损耗小：启动即会自动注入基本 CURD，性能基本无损耗，直接面向对象操作3.强大的 CRUD 操作：内置通用 Mapper、通用 Service，仅仅通过少量配置即可实现单表大部分 CRUD 操作，更有强大的条件构造器，满足各类使用需求4.支持 Lambda 形式调用：通过 Lambda 表达式，方便的编写各类查询条件，无需再担心字段写错5.支持主键自动生成：支持多达 4 种主键策略（内含分布式唯一 ID 生成器 - Sequence），可自由配置，完美解决主键问题6.支持 ActiveRecord 模式：支持 ActiveRecord 形式调用，实体类只需继承 Model 类即可进行强大的CRUD操作7.支持自定义全局通用操作：支持全局通用方法注入（Write once, useanywhere）8.内置代码生成器：采用代码或者 Maven 插件可快速生成 Mapper、Model、 Service、Controller 层代码，支持模板引擎，更有超多自定义配置等您来使用9.内置分页插件：基于MyBatis物理分页，开发者无需关心具体操作，配置好插件之后，写分页等同于普通List查询10.分页插件支持多种数据库：支持 MySQL、MariaDB、Oracle、DB2、H2、HSQL、SQLite、Postgre、SQLServer等多种数据库11.内置性能分析插件：可输出 Sql 语句以及其执行时间，建议开发测试时启用该功能，能快速揪出慢查询12.内置全局拦截插件：提供全表delete、update 操作智能分析阻断，也可自定义拦截规则，预防误操作Element-UI设计原则：✧一致性：1.与现实生活一致：与现实生活的流程、逻辑保持一致，遵循用户习惯的语言和概念；2.在界面中一致：所有的元素和结构需保持一致，比如：设计样式、图标和文本、元素的位置等。

✧反馈：1.控制反馈：通过界面样式和交互动效让用户可以清晰的感知自己的操作；2.页面反馈：操作后，通过页面元素的变化清晰地展现当前状态。

✧效率：1.简化流程：设计简洁直观的操作流程；2.清晰明确：语言表达清晰且表意明确，让用户快速理解进而作出决策；3.帮助用户识别：界面简单直白，让用户快速识别而非回忆，减少用户记忆负担。

✧可控：1.用户决策：根据场景可给予用户操作建议或安全提示，但不能代替用户进行决策；2.结果可控：用户可以自由的进行操作，包括撤销、回退和终止当前操作等。

2.4微服务设计IBMS系统除支持普通单服务架构外还支持引入Java Spring Cloud微服务，将智能化不同场景中的各个功能封装成多个相对独立运行的服务，以微服务的方式将相应的功能交付给用户使用。

微服务是一种架构模式，提倡将单一应用程序划分为一组小的服务，服务之间相互协调，相互配合，为用户提供最终价值，每个服务运行在独立的进程中，服务间采用轻量级的通信机制相互沟通(通常是基于http的restful api)，每个服务围绕自己的具体业务构建，可以独立部署，应尽量避免统一的，集中式的服务管理机制，对于具体的一个服务而言，应根据业务上下文，选择合适的语言工具来进行构建，也就是：通过对特定业务领域的分析和建模，将复杂的应用分解成小而专一的，耦合度低并且高度自治的一组服务，每一个服务都是一个小的应用。

在单块架构中，应用程序的代码虽然被分成逻辑上的3层或者4层，但并非物理上的分层，所有的功能经过编译，打包，部署后还是会运行在同一个进程中，这就意味着对应用部署时必须停掉正在运行的服务，部署完成后再重新启动进程，无法独立部署。

但在微服务架构中，应用程序由多个服务组成，每个服务都是一个具有高度自治的独立业务实体，每个服务可以运行在一个独立的进程中，不同的服务可以轻易的部署到不同的主机上。

2.5泛业务类型设计本项目中涉及的智能化应用功能，均遵守架构中的模块设计原则，可通过统一认证模式，在项目实施过程中独立拆分和组合使用，同时在业务功能设计上不拘泥于具体项目的特定需求，而是满足现有智能化应用的泛型功能，并提供模块化的定制方式，即使其中某个业务子系统在项目中发现需求变更，亦可实现整个平台的平滑升级。

整体特点包括：1.低耦合性2.可按模块分阶段进行实施的优势3.灵活性高4.可复用性高综上，在部署资源充足情况下，负载均衡可伸缩，可根据实时业务场景，扩大或收缩集群规模，实时调配整个系统的并发承载压力，高并发业务场景系统整体响应时间可实现低于正常响应时间的150%；设备数据可实现实时类消息处理延时小于2s，非实时类消息处理时延小于10s，设备指令下发时延小于2s，设备信息上传丢包率小于3%；设备端网关可实现设备需保证365*24小时全天运行，设备稳定性不少于99.9%；系统可实现稳定性高于99.9%，并发量高于5000并发。

2.6系统接入步骤2.6.1.1子系统接入第一步：使用标准的API编写对应需接入系统的SDK，SDK中包含第三方子系统认证方式、数据读取（物模型属性）、功能调用等相关配置，将SDK编写完成后打包成jar包。

第二步：将编译好的jar上传至系统内，物联网数据中台将自动识别对应的jar文件。

第三步：创建设备接入网关，选择“插件设备接入”，绑定系统内已有的插件。

第四步：插件、接入网关均已配置完成后，需在产品中新增对应的产品。

第五步：产品新增完成后，选择对应的接入方式，接入方式绑定已配置好的设备接入网关，选择配置后系统将自动识别网关绑定的插件信息，将插件内所需配置自动可视化展示，实现动态配置，并且支持插件物模型配置与系统物模型配置相互比较，如平台内已内置部分物模型，系统会自动提示用户选择合并物模型或忽略合并操作。

2.6.1.2物联设备接入第3章系统特点3.1多元化数据接入IBMS系统有很强的前瞻性设计，考虑到智慧楼宇中不仅存在各子系统还存在部分智能直连设备，平台集成自研物联网平台实现多协议接入，并支持使用自主研发边缘计算网关接入类似于RS485等串口协议。

➢网络协议接入方式：MQTT、WebSocket、CoAP、TCP 、HTTP、UDP、MQTT Broker、OCP-UA、Modbus/TCP；➢云平台接入方式：Ctwing 设备接入、OneNet 设备接入方式；➢子系统接入：插件接入；➢标准接入方式：GB/T 28181视频接入。

3.2可视化展示能力IBMS系统建设基于可视化展示平台将IBMS系统数据以及其他数据进行结构化、图表化的展示，帮助用户通过图形化的界面，拖拉拽的方式轻松搭建专业水准的可视化场景应用。

IBMS支持二维矢量电子地图和VR、AR实景电子地图，建筑智能化子系统的设备以图标的方式标注到电子地图上，可以跟随电子地图旋转、缩放、平移，鼠标点击后，通过物联网数据中台，读取并显示各子系统设备的实时数据，能更准确、更全面反映各子系统实时运行信息、历史数据及运行趋势，并对重要部位的运行信息实时动态监视，实现事前预警，提高突发事件的响应能力，同时可以发送设备控制指令。

可视化平台优势：丰富的组件：提供多种地图、表盘、图表等不同分类的2D/3D组件，总数超过300个（注* 行业拓展包需另购）。

数据无缝对接： 10分钟快速生成物联网展示应用。

快速应用开发/部署：拖拽式编辑、10分钟快速完成展示应用搭建；灵活部署方式，支持轻量化大屏部署。

2D/3D组件互调：可在3D场景内调用2D面板组件（组合），亦可在2D编辑器中一键嵌入3D场景，灵活应用。