面向智能建筑的实时数据库系统设计与实现

摘要

自从1984年美国建成世界上第一座智能建筑，世界各国纷纷效仿，智能建筑迅速在世界各地展开。随着工业控制技术、通信技术、网络技术的发展以及社会信息化的需要，资源共享在智能建筑管理系统中起着十分重要的作用。而传统的智能建筑中各智能子系统和管理系统相互独立，所以信息共享的程度很低。为了充分发挥智能建筑的投资效益，满足其使用的功能特点与管理需求，对智能建筑各子系统进行系统集成是很有必要的。智能建筑系统集成是将建筑物内不同功能的子系统按系统之间的相互关联关系在逻辑上、功能上、物理上进行融合，以实现资源共享、集中监控和管理。在这种情况下，研究和开发面向智能建筑系统集成的实时数据库系统对推动国内智能建筑集成系统的发展具有十分重要的意义。 论文首先介绍了智能建筑系统集成的发展和系统集成的必要性，分析了国内外实时数据库系统的发展概况，并讨论了实时数据库系统在智能建筑系统集成中的应用及其优势。在借鉴这些优秀产品成功经验基础上，完成了系统的整体框架和各个功能模块的设计：实时数据库管理层设计、实时数据库应用层设计、数据通讯接口层设计等。系统设计预计完成的功能包括：各智能子系统的实时数据集成管理、实时数据的动态传输、实现联动控制功能、历史数据保存功能、Web图形页面监控功能、设备组态功能等。用户可以在同一管理界面采集各设备的数据，进行分析、处理，给出报警信息，实现对建筑物内各种设备的运行状态进行集中监视，并对一定设备进行控制。从而解决各子系统之间的异构互连、信息共享和集中管理的问题，提升智能建筑的信息化管理水平。 按照系统的模块化、可移植性、开放性、扩展性强的设计思想，本文详细介绍了使用Java、JavaScript编程语言，Socket通讯技术、LiveConnect技术等完成实时数据库内核、实时数据采集模块、历史数据存取模块、联动控制模块、实时数据接口模块、Web图形监控页面的设计与编程实现。论文最后结合DMXC-IBMS实际工程项目来介绍该实时数据库系统在智能建筑系统集成中的应用。 本系统通过数据通讯接口程序的设计可以很方便的集成了中央空调子系统、智能照明子系统、防盗报警子系统、变配电自动监控子系统、消防报警子系统的异构数据，能够通过Web图形页面对各子系统的设备状态进行集中监控，并能对部分子系统进行手动控制甚至联动控制。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1论文的研究背景

1.1.1智能建筑系统集成

1.1.2实时数据库系统

1.1.3实时数据库系统在智能建筑系统集成的应用

1.2研究的目的和意义

1.3作者的研究工作

1.4论文的结构

第二章实时数据库技术

2.1实时数据库的时间特性

2.1.1实时数据库的时间限制

2.1.2实时数据库的一致性限制

2.2实时数据库的数据处理

2.2.1实时数据库的数据模型

2.2.2实时数据安置

2.2.3实时内存数据库技术

2.2.4实时数据库的故障恢复

2.3实时数据库的事务处理

2.3.1实时事务的特征

2.3.2实时事务分类

2.3.3实时事务的正确性

2.3.4实时事务处理

2.4实时数据库的并发控制

2.4.1加锁的并发控制

2.4.2乐观的并发控制

2.4.3基于时标的并发控制

2.5本章小结

第三章面向智能建筑的实时数据库系统的设计

3.1实时数据库系统的设计目标

3.1.1需求与现状分析

3.1.2实时数据库系统的设计目标

3.2实时数据库系统的设计思想

3.2.1实时数据的管理策略

3.2.2系统事件

3.2.3数据的安全性和一致性

3.2.4数据结构设计

3.3实时数据库系统软件结构

3.3.1实时数据库整体软件结构

3.3.2系统方案介绍

3.4实时数据库系统的数据流

3.5实时数据库系统的特点

3.6本章小结

第四章面向智能建筑的实时数据库系统的实现

4.1开发工具和环境的选择

4.2嵌入式实时数据库SQLite

4.2.1 SQLite的特征

4.2.2 SQLite的体系结构

4.2.3 SQLite的第三方java接口

4.3实时数据库管理层的实现

4.3.1实时数据库内核

4.3.2实时数据采集模块

4.3.3联动控制模块

4.3.4实时数据接口模块

4.3.5历史数据库存取模块

4.3.6组态管理模块

4.4实时数据库系统应用层监控页面

4.4.1 Java Applet技术

4.4.2 Applet小程序与实时数据接口模块的通讯

4.4.3 Applet与监控界面的交互

4.5本章小结

第五章实时数据库系统在智能建筑系统集成的应用

5.1动漫星城集成系统(DMXC-IBMS)项目简介

5.2.1系统集成特点

5.3实时数据库系统在DMXC-IBMS项目的应用

5.3.1中央空调子系统的集成

5.3.2智能照明子系统实时数据的集成

5.3.3 DMXC-IBMS的联动控制

5.3.4系统的性能指标

5.4本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

研究生学习期间参与科研与实践工作

致谢