谈可视化智能集成控制系统的应用与开发

摘要：可视化智能集成控制系统国内外现状、水平和发展趋势；系统开发的目的、意义；本系统达到的技术水平；系统主要内容、目标及关键技术；技术创新之处；主要技术路线。

关键词：可视化，集成控制、无缝集成

Abstract: the visual intelligent integrated control system situation at home and abroad, the development level and the trend. The purpose of system development, meaning; This system to technical level; The main content, the goal and the system key technology; Technology innovation places; The main technical route.

Keywords: visualization, integrated control, seamless integration

中图分类号：TN915.5文献标识码：A 文章编号：

可视化智能集成控制系统是指在原有的智能化系统集中控制软件基础上，把被控系统所在的建筑物或空间立体化、虚拟化，使得被控对象直观的分布在虚拟出来的立体图象上，通过触摸屏可进行控制的一种新型的控制系统。这种系统目前在国外应用的较多，领域也很广，如军事、气象、遥测、科学探险等。但在国内应用的不多，应用在智能化系统集中控制上就更少了，目前才刚处于起步阶段，国内已经开发出此类产品的公司也寥寥无几。但是现在随着现在计算机科学技术的迅猛发展，使得这种控制系统走向实际应用成为现实，并且必将朝着傻瓜化、人性化方向发展。

目前传统的智能化系统集中控制软件市场上有很多，如新基点。它是基于二维空间也就是平面上的一种计算机控制软件。它虽然也能把建筑物图形化，把控制对象标入图中，但那仅是把信号在图形上的简单叠加，形成一副简单的电子地图。如果建筑物楼层高，面积大的话，要由很多付电子地图组成，就更加不直观了。

所以本系统开发的目的就是要使得原本比较复杂的集中控制系统通过三维立体图象显示，变得更加直观明了，更加容易控制。能够让操作人员短时间地学会使用，并且提高工作效率，降低人员管理成本。通过这套直观易操作的控制系统，可以及时掌握整个智能化系统的应用情况、各个子系统的运行情况及出现的异常情况。

根据调查，最适合可视化智能集成控制系统的是智能化子系统多，系统复杂的高层大厦或建筑群。目前很多大厦的业主由于对智能化系统不是很熟悉，他们迫切需要智能化系统高度集成化，并且简单易懂，易于操作。这套系统正好迎合了他们的这种需求。同时这也是对智能化系统集成技术的一种创新和突破，代表了未来智能化系统集成技术发展方向。

这套控制系统对于推广智能化系统集中控制软件也有着重大的实际意义，使得智能化系统集中控制软件不再成为摆设，特别适用于大型的和特大型的建筑智能化集成控制系统。

据调查尽管目前市场对这套系统的实际需求还较少，但随着国内大型建筑物数量的不断增多，他们对提高管理水平的需求以及对智能化系统集成的不断认识，会促使可视化智能集成控制系统迎来广阔的市场空间。

可视化智能集成控制系统可以真实和直观地展现智能化系统所在建筑物或空间的三维景观，能够使用户直接浏览到分布在前端的设备的运行状态和数据，并对前端设备进行控制，及时发现和处理系统运行出现的异常情况。能够通过触摸屏控制点击三维景观实现图象的切换、录象的回放、设备的启停及系统布撤防等一系列的操作。

它的目标是使智能化系统集中控制系统能通过人性化的人机交互界面，真正应用到日常的物业管理当中，使得用户能够及时掌握大楼各系统的运行情况，实现真正的智能化。

可视化智能集成控制系统的研究开发工作主要集中在以下几个方面：

1. 采用3D MAX软件完成场景及建筑物和主要设备的建模工作，通过OPENGL在VC++环境中实现对模型进行读取、渲染、控制和提取等交互操作；

2. 实现场景终端漫游，使用者能够根据需要灵活控制并浏览场景的不同部分；

3. 完成地物空间数据和属性数据之间的连接，实现三维地物的空间查询，按照面向对象的思想，完成三维空间数据模型的设计和三维空间数据库的构建；

4. 完成三维空间数据库与智能化系统集中软件数据库之间的连接，并实现动态交互功能。

5. 实现在三维场景里打开控制软件的页面，完成直接控制功能。

6. 实现视频控制模块、电视墙控制模块、报警处理模块、出入口控制管理模块、语音对讲模块、安防资源共享模块，综合管理模块等与软件的无缝集成。

7. 采用一体化触摸屏控制技术实现基本的操作。

其中第4项和第6项为本系统的关键技术，尤为重要。

本系统最大的亮点是在三维立体动态画面上实现了对整个智能化系统的监测、控制。比原集成软件中二维电子地图有了质的飞跃，使得用户操作更加直观，简便，人机界面更加友好，实现了真正的智能化。难点主要集中在三维空间数据库如何实现与智能化系统集中软件数据库实现动态交互。

本系统涵盖并且有机的整合了视频控制模块、电视墙控制模块、报警收集处理模块、出入口控制管理模块、语音对讲模块、安防资源共享模块，电子地图（三维立体）模块，综合管理模块、触屏控制模块等。另外还有一定数量的基础功能模块。上述的所有功能模块即可独立运作亦可相互协同工作，并且可以按用户的需求及应用场景进行个性化定制组装。

其它模块为对于基础功能模块的外延应用模块。基础功能模块的功能主要为保卫部门工作人员日常使用。而外延应用模块中的功能可以为业务部门工作人员，保卫部门管理员及领导使用。

平台中的所有功能模块都被集中在一个统一的三维立体操作界面下，而且有着清晰的功能区域划分，三维立体地图采用透视化处理，对整个控制的区域有着直观的认识，可以任意虚拟到达你想要看的地方。所有的操作界面的颜色，控件布局及界面风格都可由用户去自定义组装调配。

整个系统目前可接入的设备包括以下类型：

报警系统、 门禁系统、 监控系统、 语音对讲系统、 短信网关、 大屏拼接控制器、 环境检测设备、 ＬＥＤ等。

主要核心功能

1、监控：实时视频的预览、手动/自动（编程）启停录像、录像数据的本地存储、录像数据的本地回放、对前端可控云镜设备的控制、视频移动侦测、实现对电视墙控制等。

2、 报警：报警输入的手动/自动布撤防操作、联动输出的手动启停、报警联动输出的自定义、报警联动录像的自定义等。

3、门禁：可以实现远程监控门的开关状态，并进行远程开启。可以实现刷卡人员远程图象联动。

4、三维立体电子地图：实现DEM数据的加载、把创建好的地物模型集成到地形当中、能显示前端设备的运行状态和运行数据、实现漫游、飞行和动画功能、简单的三维分析功能，如坐标查询、通视分析、面积计算、体积计算等。

5、触摸屏控制：整个系统除基本设置外，全部采用一体化触摸屏控制，界面美观，方便，人机互动非常友好。

由于本系统涉及到了很多子系统的集成，除了对于各个子系统相关协议的获取和部分软硬件开发，主要工作还是集中在智能化系统数据库与三维立体数据库之间的动态交互传输开发、三维场景建模工作和对模型进行读取、渲染、控制和提取等交互操作。触屏控制技术由于目前市场已经应用比较成熟则不在开发，可沿用现在已有的成熟技术。

本系统的研发工作可分成三部分进行：

1、 在原有控制软件基础上（也可重新开发），进一步完善对智能化各子系统及各硬件设备的控制，制定各子系统接入的标准，提供接入接口和协议，并预留开放式接口，做到最大限度地能接入目前市场上大多数的智能化子系统设备。 开发的核心要件包括： 操作平台、 核心服务器、接入服务器、视频网关、客户端、 应用服务及布局。

2、 可视化智能集成控制系统要实现控制界面的三维立体图象，实现人机互动，首先要通过OPENGL渲染出一个三维场景，然后再利用3DMAX建立三维场景模型，将模型导入OPENGL中并且进行绘制，最后设计一个人机交互模块，实现场景的控制和三维地物的查询。本系统的三维模型均是由3D MAX构造而成，但由于3D MAX交互性方面不强，而且3D MAX默认存储格式为.max，而OPENGL交互性灵活，但不易读取.max文件。因此该系统利用3D MAX 模型的另一种易于OPENGL读取的文件格式3DS作为三维模型的存储格式，然后将模型导入OPENGL中生成三维场景和实现交互性操作。

3、完成三维空间数据库与智能化系统集中软件数据库之间的连接，并实现数据动态交互功能。完成此项功能需要在二个数据库之间建立统一的数据格式，规定数据的统一的命名格式及一系列统一的标准。建立临时存储表，作为一个数据中继站，使二个数据库都能读取，来实现数据互动功能。

该项目完成后，系统可向全国推广，应用于大型商业广场、高楼大厦、火车站和机场等公共场所，也可应用于高档小区。本系统可以大幅降低这些建筑物在人员、设备维护方面所投入的成本，能为他们产生良好的经济效益，并为快速处理突发事件赢得时间。另外，还可以将本系统设计到新建的智能化大楼中，能大大提高大楼的智能化水平，提升整个建筑物的档次。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。