物聯網IP控制對智慧建筑的影響和應用
概述:
物聯網的英文名稱為"The Internet of Things” ,簡稱:IOT。由該名稱可見,物聯網就是“物物相連的互聯網”。這有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎之上的延伸和擴展的一種網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。其基本的架構分為:感知層、網絡層、應用層。
在1995年,比爾蓋茨在《未來之路》中初次提及物聯網,2009年美國政府配合IBM“智慧地球”理念開始在此領域進行戰略化發展。同年,中國在溫家寶總理的推動下將物聯網上升到國家戰略。
物聯網用途廣泛,在智能建筑、智能家居、智能交通、環境保護、公共安全等多個領域都廣泛應用。
物聯網技術對建筑智能化領域的影響:
在建筑智能化領域,物聯網的技術將會對其產生變革性的深遠影響,將改變現有建筑智能化技術和產品的基本架構,且使建筑智能化實現系統大融合。
在可預見的2-3年內,現有建筑智能化以“5A”(樓控系統BA、安全防范系統SA、消防系統SA、通訊自動化CA、辦公室自動化OA、)獨立系統做分類、且難以相互兼容子系統為特點的狀況將會發生巨大變化,未來建筑智能化系統將會出現以物聯網技術為核心、以功能做分類、相互通訊兼容為主要特點的建筑“智慧化”大控制系統產品。
此類系統將會具有以下的主要特點:
1、完全呈現物聯網的整體架構,并且最上層以云計算技術實現整體的管理和控制;
2、感知層將會由各類網絡傳感器組成,包括現樓控系統中的所有傳感器,行業認知的攝像頭、紅外\輻射傳感器、各類門禁傳感器、智能水\電\氣表、消防探頭等等全部將以網絡化結構形式組成建筑“智慧化”大控制系統的傳感網絡;
3、網絡層將由傳輸媒介和IP功能控制器組成,通俗說---以綜合布線系統作為傳輸介質,通過物聯網標準的通訊協議將感知層信號傳遞給相應的IP功能控制器。
通訊方式包括:無線、有線、3G、GPRS、藍牙等等,通訊協議可兼容現有控制協議BACnet、Lonworks、Modbus、C-bus、OPC、RS-485等等,但其將逐步被IT領域的標準協議部分或全部取代:包括TCP/IP、OBIX、Sedona、XML、SNMP、XML、HTTP、FTP 或新一代M2M通訊協議。
IP功能控制器將逐步實現標準化和通用化,內部結構將高度趨同,僅僅是根據功能需求、應用環境、使用習慣的不同呈現不同外觀結構,具體的發展將會經過類似個人電腦(PC)機的發展歷程。
4、應用層將以集中管理[FS:PAGE]和分散應用的功能軟件組成,仍舊符合“集散控制原則”。功能軟件決定著IP功能控制器的應用范圍和控制功能,并且在同一個管理軟件層面實現不同功能控制需求,實現大融合的集成控制模式。
5、建筑級別的大容量現場存儲設備,包括大量歷史數據存儲設備--(現主要是建筑能耗采集服務器、存儲服務器和分析服務器等)、視頻存儲設備--(現主要是硬盤錄像機等)將會逐步被網絡備份系統----“云存儲”平臺替代;
6、云計算作為最上端的集中管理和控制平臺,實現建筑群的整體管控功能,使“集散控制”原則由單棟建筑的“小集散控制”系統擴展至建筑群的“大集散控制”系統,滿足了建筑群整體的傳感單元(感知層的傳感器)、控制單元(應用層的IP功能控制器和功能控制軟件)、執行單元(應用層的IP功能控制器和現場執行設備)、反饋單元(感知層的反饋機構和傳感器)組成大控制回路,實現建筑群的大閉環控制和管理。
朗德華自控公司已將上面未來技術變成現實系統產品,下面以“WinSmart”系列IP物聯網自適應控制系統為例做詳細說明。
下圖為“WinSmart”系列IP物聯網自適應控制系統架構圖

“WinSmart”系列IP物聯網自適應控制系統包括以下子系統:
1、“Dewdrop” 系列IP DDC組成的IP BAS系統,其結構和功能與常規樓控系統保持一致。但最大區別在于朗德華DDC是基于IT物聯網自動化技術----美國Tridium公司的Niagara\Sedona協議開發而成,內嵌Linux系統,符合IPV4和IPV6互聯網規劃,且實現與所有主流樓控廠家系統產品的兼容;
2、“LC”系列IP CCTV系統,其功能實現網路攝像監控功能,系統直接進入“WinSmart”控制平臺,以功能模塊方式實現監控管理,并且采用“云存儲”模式實現無限量視頻存儲功能;
3、“LS”系列IP門禁和電梯控制系統,實現對門禁和電梯系統的IP網絡化管理和控制,系統直接進入“WinSmart”控制平臺,以功能模塊方式實現管控,并且采用“云存儲”模式實現無限量歷史數據的存儲、管理和分析;
4、與“Skypiea”云計算建筑能源管控平臺配合,實現建筑群的節能降耗管理和控制。
“WinSmart”系列IP物聯網自適應控制系統集成架構圖示

“WinSmart”系列IP物聯網自適應控制系統的功能特點:
1、利用云計算和物聯網IT先進技術,適應INTERNET的未來發展方向,提供基于IP技術的自控產品,進入云計算和物聯網管理化平臺;
2、提供能夠實現真正技術開放性的產品,提供與所有主流自控廠家互通、互聯、互[FS:PAGE]換的IP 控制產品,使用戶可以擺脫自控廠家的技術制約,實現較大自主性管理;
3、供公開的開放性系統集成協議,利用成熟IT技術對現有自控技術進行升級,能夠無縫兼容目前所有主流自控廠家的系統和產品,實現管理平臺的統一化的系統集成;
4、在同一控制平臺下實現對其他品牌的無縫兼容和集成功能,凡是采用智能化結構的所有控制系統都可以驅動模塊方式進行兼容和集成,除可兼容和集成常見的智能化系統外,甚至包括智能化消毒柜、智能化洗衣機、智能化吸塵系統、智能化醫療系統、企業ERP系統等等。
5、利用“Skypiea”云計算能源管控平臺在實現建筑智慧化管控的基礎上,實現建筑群的整體化節能管理和控制。具體來講“WinSmart”系列IP物聯網自適應控制系統在完成建筑現場級智能化控制和系統集成的基礎上,通過“物聯網”網絡將大量分散的單棟建筑聯接成建筑群整體,并將建筑群內部的所有能耗、控制等多種信號和參數,傳輸至“Skypiea云計算建筑能源管控平臺”,由平臺進行數據統計、分析和處理后,反饋至IP物聯網自適應控制系統,實現整體化的能源管理和智能化控制功能,同時可通過B/S方式進行監督和管理,從而構建“智慧建筑”去實現最大限度建筑節能降耗目標。
總結:我們相信云計算和物聯網技術將會影響未來生活的各行各業,朗德華自控公司一貫堅持自主創新的發展戰略,愿意和各位同仁借助云計算和物聯網賦予的巨大發展機遇,共同為推動中國建筑智能化行業發展奉獻自己的一份力量。
參考文獻:
《2010朗德華自控節能產品手冊》
《Skypiea云計算建筑能源管控平臺技術白皮書》
《Longdhua--朗德華智慧建筑(SmartBuilding)技術白皮書》
《IBM智慧地球技術白皮書》
《SUN技術白皮書》
《Tridium公司Niagara技術手冊》
《Tridium公司Sedona協議開發手冊》
《OBIX協議開發手冊》
《BACnet協議開發手冊》
《Lonworks協議開發手冊》
《云計算》 劉鵬教授
《物聯網技術框架與標準體系》
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