文/曾松鸣

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智能布线管理系统应采用通用接口实现结构化

文/曾松鸣

智能布线管理系统一般由三部分（监测/显示单元、控制器、系统软件）组成，现在流行的结构是这三部分形成了一个密不可分的整体。如果能建立这三部分之间的两个接口，并将接口标准化，智能布线管理系统的发展将不再是各自为政，而会走向通用化，使更多的各类专业公司能够加入研发、设计和生产的行列，使智能布线管理系统的功能更为完善，使智能布线管理系统的发展更为顺畅。

智能布线管理系统，接口，监测，标准化

智能布线管理系统（过去称为“电子配线架”）已经发展了20年，从当年的数个厂商，现在已经发展到了相当多的厂商都能够研发和制造，而且市场的需求也在不断地走向理性化。

纵观现在市场上出现的智能布线管理系统产品，会发现每个厂商都是从传感器（监测单元中的核心部件）、控制器到系统软件自成体系，这就导致了各个厂商的智能布线管理系统都是从监测传感器到软件必须形成一个完整的系列化产品，使得各个厂商的智能布线系统产品研发周期变得很长，各类专业人才的投入会非常大，一旦成型后再要想调整的难度也变得很大。

是否有可能将智能布线系统产品像安防、楼控、工控产品一样，走向分块独立、总体合成的道路？在理论上这是可行的。本文将阐述智能布线管理系统拆分的一个核心问题，采用标准接口方式使监测/显示单元、控制器和系统软件三大部分分离，使复杂的问题简单化，使各家公司能够发挥自己的强项，为完善智能布线管理系统的功能、打造能够流行的智能布线管理系统而共同出力。

1［ 产品的现状是大而全］

当前的智能布线管理系统主要用于配线架之间的跳线监测，一旦跳线重新插拔，系统中都将会留下临时记录。而在智能布线管理系统中，主要分有三部分。

（1）位于配线架内的跳线监测/显示部件。这些监测部件的数量与跳线的数量一一对应，它们借助于各种接触式或非接触式监测手段，对跳线的插头是否插入模块/光纤耦合器进行监测，当然其中有些监测方法需要在跳线上具有检测的传输或感应线路。

（2）控制器。一台控制器可以管理多个配线架，向配线架内众多的监测/显示部件发出指令、接收来自各监测/显示部件的信息。并将这些信息进行整理后通过计算机网络传递给后台的管理软件。

（3）管理软件。管理软件在收到控制器发来的信息后，进行必要的加工和处理，并将其中已经更改后的记录信息写入数据库，并显示在屏幕上。同时，管理软件也会定期或不定期地将来自操作者或系统的指令下载到控制器，进而下载到监测/显示部件上。

现在，行业中流行的做法是：从专用跳线、配线架、控制器到管理软件均由同一个厂商完成设计和产品制造，导致研发周期长、厂商必须同时拥有自动检测技术、电子技术、软件技术和模具设计的设计人员，而且还需要有同时掌握前三项技能的核心人员担任总体设计或在各种设计师之间进行技术协调。

其实，在智能布线管理系统的设计中，还需要有精通综合布线系统标准和工程的设计师参与，而且如果想要将系统在工程中真正能够发挥作用，综合布线系统工程师应该在设计时扮演极其重要的角色。

问题是：在一个厂商中，真正能够拥有这些领域中的设计高手吗？答案是：难。即使是拥有了所需的全部人才，更难的是每个专业都会站在自己的角度提出自己的观点，各方争论不休，几乎无法拧成一股绳去真正设计出一个理想的智能布线管理系统。如果能采用通用接口，可以将各个专业的注意力集中到能够发挥各自才能的部分，例如：监测/显示单元需要传感器人才和长线传输人才、控制单元需要电子硬件和固件人才、系统软件需要软件人才，而综合布线人才则提出功能需求……

2［采用接口技术分解智能布线 管理系统］

在软件工程学中，有一个设计方法，称为“结构化设计方法”（SP），它的基本原理是将一个复杂的系统分解成若干个子系统，每个子系统与其他子系统独立，而子系统之间的接口越简化越好。在各个子系统构成完毕后，通过接口将各子系统连接，形成一个完整的系统。

根据这一观念，智能布线管理系统也可以分解为三大子系统：监测/显示单元（安装在配线架和跳线上）、控制器和系统软件。这3个子系统之间含有2个接口。

（1）监测接口

监测接口位于控制器与监测单元之间。当所有的监测单元采用统一的协议时，控制器面向监测单元的监测接口可以与监测单元通信，读取监测单元中的跳线信息，也可以将显示/控制信息写入监测单元。

事实上，监测接口中的协议仅包含有电源电压/电流/纹波、线序排列和通信协议三大内容。

（2）网络接口

控制器与系统软件之间采用计算机网络通信，所以网络接口是指控制器与系统软件之间的网络协议和编码协议。其中，网络协议在目前基本上都是采用IEEE 802.3中的百兆以太网或千兆以太网，而编码协议则需要定义。

编码协议是控制器与系统软件之间传输的信息流的编写原则。目前，各厂商的编码协议都是自用协议，各厂商之间无法互通，这就导致了控制器硬件和系统软件都只能出自一家。

事实上，如果参考ISO 18598—2015（讨论稿）第七章（解决方案：数据交换框架）中的内容，可以很容易地确定网络接口中编码协议的基本传输内容/规则、字节数。今后如果对该接口进行编码协议升级，仅需添加相应的内容/规则和字节即可。

如果这两个接口的协议能够统一，那么各种检测单元的设计将完全独立、控制器和系统软件也将可以由不同的厂商，甚至是综合布线行业以外的厂商在熟悉了综合布线系统的应用流程后，发挥他们的想象力实现。这样形成的产品系列将是功能强大的，而对于工程而言，也具有了灵活、机动的选择性，也就是说具有了对各部分产品的选择权。

而且，当监测接口协议确立后，由各种传感器、各种机理形成的监测/显示单元将展现在客户和施工方面前，他们将根据现场的实际情况进行选择，甚至还会出现多种传感器同时出现在一个检测/显示单元中的“双鉴”结构，以进一步减少误动作的可能性。

更有甚者，当监测接口协议确立、且监测/显示单元的尺寸相同时，每根跳线可以分别选择不同的检测和显示机理，以达到最佳的检测或显示效果。例如：如果有些跳线采用的是长距离的跨地域、跨控制器跳线，则可以为这些跳线专门配备远程监测/显示单元，由于这样的跳线数量极少，所以为这样的跳线专门形成电子配线架和控制器是没有意义的。

同理，一旦网络接口确立，各家的软件将秉承“百花齐放”的特点，形成可供选择的各类布线管理软件，彻底调动软件开发商的积极性，在竞争中造就更为理想的布线管理软件结构。

3［智能布线管理系统的发展需要建立通用接口协议］

智能布线管理系统进入中国已有20年的历史，现在能够看到的智能布线管理系统还是每个品牌都有一个完整的系统，在该品牌以外的人员根本不知道系统内部各个接口的协议。这样就反过来限制了智能布线管理系统的全面发展和快速推广。

智能布线管理系统的研发主要涉及5类技术：综合布线系统应用技术、自动检测技术、电子技术、软件技术和模具加工。但任何一个厂商都难以在这5个领域中做到高手云集，同时各个专业的高手往往很少会是其他专业的高手，他们提出的技术观点、重要性观点在本专业角度上看是可行的、是专业的、是必须的，但放到整个系统整体上看，其中有些观点会阻碍整个系统的发展，但很少有专业人士能够意识到，而跨多个专业的综合性高手（尤其是还懂得综合布线工程应用的高手）极其难得，这就使得各个厂商的产品在研发、测试和应用时发现大量的问题，至今为止这些问题已经阻碍了智能布线管理系统的应用推广。

如果能够有一个系列的通用接口协议，将配线架、控制器、软件之间的接口规范化，则可以大大简化系统的结构，使三大部分分别由不同的企业完成，使各个企业各自发挥其所长，在各自形成产品后，通过产品的组合，共同形成一个个比现在更为完整的智能布线管理系统。而各厂商的人力资源也不再需要“高手云集”，因为这样的人员高度集中对于研发是必须的，但在研发完毕后将处于无用武之地的境地。因为后续的系统Bug修复和系统扩展对人员的数量要求和素质要求并没有那么高。

当接口问题解决后，各个专业的人才将会把自己的注意力集中到自己的专业领域，这时才能够有时间进行专业化的分析，从中找到系列化的产品组成，使智能布线管理系统中的产品系列更加丰富、更加完善。

通用接口的另一个功能是面向未来，这将涉及以下几个问题。

（1）产品故障更换

智能布线管理系统作为有源电子系统，发生零部件损坏将是不可避免的，所以在20年乃至更长的使用周期中会出现部分零部件的损坏。现在的通用招标要求厂商能够保留足够数量的备品备件，但很明显，对于智能布线系统这样的有源电子系统而言，硬件长时间留有备品备件是有一定难度的。

（2）项目扩容

有些工程项目会在使用若干年后由于应用规模扩大而出现系统扩容的现象，例如在园区中新建了一栋建筑（主楼旁建配楼……），但系统软件已经用熟不想更换，这时就希望新的控制器能与系统软件兼容；又如有些楼层上因人员增加而导致综合布线系统扩容，就需要在原有的电子配线架和控制器基础上增加能够兼容的电子配线架和控制器。

问题是，过了几年或十几年，还能买到同样的产品吗？扩容不会出现在当年的合同之中，所以不会有厂商备有足够数量的产品。

综合布线系统的产品一直在不断的升级换代，智能布线管理系统也不会例外，10多年前的智能布线管理系统与现在的产品已经有了很大的差异，这是产品升级的必然结果。如果要求现今的产品能够完全兼容10多年前的产品，那会有些困难。而一旦产品升级时，为了产品的简化和功能的强大而放弃兼容性，就会形成截然不同的两代产品，使相互之间无法互换。

当通用接口协议形成后，只要符合接口协议的产品都能接入系统。由于接口协议一旦确定，将不会轻易修改。所以，在同一个项目中，可以使用不同时期生产的同类产品、可以很容易地进行不同厂商产品的“混搭”、可以轻松地完成项目扩容，也无需再提前考虑产品的备品备件问题。

4［接口统一的前景展望］

一旦接口统一，并如果能通过规范或标准将这一通用协议公开，则硬件与软件之间将彻底分离。这时，电子设备供应商提供控制器、软件公司提供系统软件，而传感器厂商将会在建立检测/显示单元部分更有优势。当这样的局面构成时，各个厂商都将能够将自己的强项用于自己计划研究的设备或软件中，现在那种接受一个系统就必须同时接受它的优点和弱点的“无可奈何”现象将会被彻底打破。

（1）监测/显示单元

现有的点检测型（触电开关、主动红外、磁感应等）、线感应型（9针、10针等）、链路检测型等都将能够处于同一个电源电压/电流、同样的传输回路和同样的传输协议中。

当接口通用后，监测/显示单元的设计师将集中精力思考监测的方法和显示的内容。在他们的努力下，各种新的检测技术（往往离不开光、电、磁、机、声这些介质）会不断地形成，因为它们的出现不再因接口所限而难以存活。也许在哪一天，监测接口将突破目前的点监测型和跳线链路监测型，而走向永久链路和完整的信道。

各种检测技术都可能会存在着故有的缺陷，所以如果真正要想达到智能布线管理系统所追求的“保留真实的记录”这一目标，就需要考虑借用安防系统中的“双鉴”式探测器方案，使用两个或更多的检测元件同时对一根跳线进行监测，采用“或”、“和”等判别体系，识别出真实的记录信息。这样的双鉴式或三鉴式监测单元完全可以在接口不变、控制器不变的前提下得以实现。

（2）控制器

控制器是一套电子硬件设备，其中会装有多个MPU完成运算、处理、转换和传输等功能，它事实上就是监测接口和网络接口的数据暂存、预处理和转换设备。

前列地尔是临床上广泛使用的改善微循环的药物，具有扩张毛细血管，恢复红细胞变形能力，改善微循环，增加动脉血流量，促进侧枝循环开放，降低血液粘度的作用[5，6]。如今前列地尔已广泛用于脑梗死，糖尿病并发症，耳鸣及慢性肝炎等疾病[7]，但未见前列地尔治疗高血压视网膜病变的报道，为观察治疗效果，现将本研究结果报道如下。

当两边的接口确定后，具有综合布线工程经验的电子设备制造商将会形成比现行更为理想和小巧的设备。而其中的电路功能也将会更为齐全、速度更快、效率更高。同时，当控制器发展到一定阶段后，监测接口和网络接口都可能会进一步修改和完善，使整个智能布线管理系统变得更为强大和理想。

（3）系统软件

当网络接口规范化后，系统软件不再是面向某个控制器而单独开发，而是将走向通用化，当年的离线式通用布线管理软件也将再度启用，配以网络接口，升级为智能布线管理软件。

一旦系统软件独立于硬件（控制器），拥有综合布线系统工程经验的软件开发商将充分发挥他们的软件特长，开发出各种各样的软件，其中不乏优质的软件。而这些软件一旦像工业控制、楼宇自控、安全防范等系统软件一样，形成了多级管理平台、多层次保护系统等以后，将会使综合布线系统的智能管理跳出大楼、走向区域、迈向全国、通往全球。

通用接口可以有多种不同的协议，类似于以太网标准（IEEE 802.2系列标准）的模式，可以将各家所提出的接口协议归纳提炼后，形成系列型接口规范予以公开，在市场竞争中优胜劣汰，最终形成几种主流的接口结构。而这些接口中还可以相互融合或分解，以形成更好的接口结构。

事实上，也可以在通用接口中融入多种接口协议，使更多的有特殊要求的接口能够融合到同一个接口之中。例如：对于长距离的跨地域、跨控制器跳线，则可以为这些跳线专门配备远程监测/显示单元，由于它的接口协议与常规的短程接口协议会有差异，所以当同一个接口中能够兼容多个接口协议时，系统将会变得更为合理。

5［通用接口能降低产品售价］

当智能布线管理系统形成“大而全”的构造，而且各个厂商的产品都不兼容时，产品售价中的研发摊销（包括人力、材料、模具、测试等）将会很高，无疑这笔费用将会在若干年内摊销到产品上，使产品价位难以下降。

当接口通用化以后，大多数厂商仅需关注系统中的几个产品，而不必投入大量的人力和物力去构建整个系统，使开发投资明显下降，与此同时通用接口又使产品的产能得以上升，投资下降。而产能上升，这将会使每件产品上的成本明显下降，使智能布线管理系统真正成为能够使客户用得起的综合布线系统产品。

6［未来的趋势不可避免］

此刻，全球的标准化人员正在讨论智能布线管理系统（AIM）的标准，其中包括国际标准ISO 18598等，但是在这份已经颁布的美国标准TIA 606B-2012中，都只有与其他管理系统之间的接口，而没有智能布线管理系统内部各设备/软件之间的接口，这说明各个厂商目前还处于各自为政、相互之间还没有能够到达资源共享的层次。

从安防行业的发展历程可以看出，20世纪七八十年代，中国的安防行业刚刚兴起时，各个厂商都制作从传感器到控制器、软件的全系列产品。而现在，各种类型的传感器、控制器和软件之间已经有了相应的接口标准，各个厂商根据自己的强项各自生产传感器、控制器和软件，在通过了检测中心的认证后，可以与其他产品/设备互联，而在工程中，也可以采购不同的设备，相互组合后形成完整的安防系统。

同样，在楼宇自控、计算机网络、有线电话、有线电视、公共广播等系统中，这一趋势都已经成为必然。以此类推，智能布线管理系统终将走向接口公开、子系统独立的道路。

当通用接口能够为各个厂商所接受时，智能布线管理系统的各大组成部分供应商将会像其他行业的厂商一样，在产品资料中列出所支持的通用接口协议、能够支持的其他厂商/型号清单。而设计师、客户也将会根据项目的实际需求，灵活地选择最能满足项目需求部件组成实际的应用系统。一旦今后系统规模扩大时，也将不必再寻找过去的产品，而是直接购买新的产品即可完成智能布线管理系统的扩容。

1 《INFORMATION TECHNOLOGY - Automated infrastructure management （AIM）-requirements， data exchange and applications》（ISO/IEC 18598-2015，讨论稿）

2 《Information technology - Implementation and operation of customer premises cabling - Part 2： Planning and installation》（ISO 14763-2-2014，讨论稿）

3 《Administration Standard for Telecommunications Infrastructure》（ANSI/TIA-606-B-2012）

4 《智能布线管理系统的核心思维：保留真实的记录》（曾松鸣）