物聯網與綠色智能建筑

1、物聯網與綠色智能建筑從樓宇自控到綠色智能建筑 早期的樓宇自動化系統(tǒng)（BACS）通常只有以HVAC 樓宇設備為主的自控系統(tǒng)，隨著通訊與計算技術，尤其是互聯網技術的發(fā)展，其他樓宇中的設備也逐漸地被集成到樓宇自動化系統(tǒng)中，如消防自動報警與控制、安防、電梯、供配電、供水、智能卡門禁、能耗監(jiān)測等等系統(tǒng)，實現了基于IT 的物業(yè)管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)等與控制系統(tǒng)的融合，形成智能建筑綜合管理系統(tǒng)（IBMS）?，F代智能建筑綜合管理系統(tǒng)是一個高度集成、和諧互動、具有統(tǒng)一操作接口和界面的“高智商”的企業(yè)級信息系統(tǒng)，為用戶提供了舒適、方便和安全的建筑環(huán)境，“智能建筑”概念由此大約于80 

2、;年代初形成。在1973 年石油危機之前，美國的建筑物往往采用寬敞夸張的設計，尤其在通風方面，基本不考慮能耗方面的可持續(xù)性。建筑節(jié)能的概念在危機之后開始在美國得到關注， 一批廠家開始推出基于DDC、PLC、DCS、HMI、SCADA 等技術的能耗管理系統(tǒng)（EMS），對建筑物的HVAC 系統(tǒng)實施自動排程等管理，這也成為推動BACS 發(fā)展的關鍵因素，由此可見，EMS一直是BACS 和IBMS 系統(tǒng)的關注點。在今天節(jié)能減排的大趨勢下，建筑物的可持續(xù)性（Sustainability）受到廣泛關注，綠色智能建筑（Green 

3、Intelligent Buildings）的概念重新被提上日程。綠色智能建筑的可持續(xù)性概念不僅僅包含了節(jié)能，還包括減排，以及建筑物的選址、朝向等考量，周邊環(huán)境，交通狀況，水資源利用，以及建筑材料的精心選擇和循環(huán)利用等等（這些都是美國的USGBC 提出的 LEED 綠色建筑分級系統(tǒng)中列舉的衡量指標），是一個系統(tǒng)工程。 綠色智能建筑是構建智慧城市的基本單元，許多行業(yè)如智能交通、市政管理、應急指揮、安防消防、環(huán)保監(jiān)測等業(yè)務中，智能建筑都是其“物聯”的基本單元。國內外許多企業(yè)都在從事智能建筑業(yè)務，如華為，Honeywell, Johnson 

4、;Controls 等等，在物聯網，智慧城市熱潮推動下，以CISCO 為代表的企業(yè)提出了“智能互聯建筑”的口號。綠色智能建筑業(yè)務包含建筑智能化和建筑節(jié)能兩大部分（下圖），同方泰德國際科技有限公司是國內綠色智能建筑領域領先的企業(yè)，在海外成功收購了加拿大Distech Controls 和法國的Acelia 和Comtec 幾家公司，成為了該領域國際領先的全方位“綠色智能建筑軟硬件產品和服務提供商”。  從智能建筑到物聯網 已成為老生常談的物聯網概念之爭，巨大的產業(yè)規(guī)模，第三次IT革命，各國的廣泛關注，提升為國家戰(zhàn)略等等這里就不

5、再去細說了。 從上述智能建筑技術發(fā)展的描述中，處處體現“物聯”的理念，早已存在的SCADA 技術和理念，就已經初步實現了“兩化融合”的物聯網理念，與其說是現在是把物聯網理念和技術在智能建筑中應用，還不如說智能建筑技術的發(fā)展豐富了物聯網技術和理念。同方和筆者對物聯網/M2M 理念和技術的探索，起始于2003 年提出的 ezIBS 智能建筑綜合集成軟件的開發(fā)，在做了相關的研究以后，就正式提出了M2M（物聯網）理念，是國內提出物聯網理念最早的企業(yè)之一，并于2005 年提出物聯網DCM 產業(yè)發(fā)展口號。 在

6、0;ezIBS 軟件平臺的基礎上，我們開發(fā)了更通用的 ezM2M 物聯網業(yè)務基礎中間件及一系列行業(yè)套件產品，這正是因為物聯網與智能建筑技術和理念有很多的共性。 ezM2M平臺的應用被延伸到軌道交通，消防安防，市政管理，管網監(jiān)控，工業(yè)自控，節(jié)能減排，水資源管理，能源環(huán)境等領域，已用到國內外600 多個項目中，包括奧運RFID 票務管理，中國移動M2M 平臺，國家應急平臺，中移動e 物流，中影集團移動放映機管理，上海虹橋交通樞紐，央視新址智能建筑集成，伊朗地鐵，新加坡UBS 大樓管理等等。同方在推動中國物聯網

7、產業(yè)發(fā)展過程中可以說起到了重要的作用，也因此在2009 年底被推選為“中關村物聯網產業(yè)聯盟”理事長單位，隨后成立了物聯網產業(yè)本部。 由筆者撰寫的物聯網： 技術、應用、標準和商業(yè)模式一書，作為國內第一本全面介紹物聯網的技術專著在國內出版（年底繁體字版也將在臺灣出版，同時已簽約國外某知名出版社開始英文翻譯版出版工作）。書中提出的物聯網主要由四大產業(yè)群組成的劃分（下圖），“中國式”物聯網定義以及數據交換標準與中間件架構，也都源于智能建筑技術和理念，反過來，物聯網的技術和理念又對智能建筑的發(fā)展起到了提升的作用。 定義物聯網：物聯網(Internet of

8、0;Things)理念指的是將無處不在（Ubiquitous）的末端設備（Devices）和設施（Facilities），包括具備“內在智能”的傳感器、移勱終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等、和“外在使能”(Enabled)的，如貼上RFID 的各種資產（Assets）、攜帶無線終端的個人或車輛等“智能化物件或動物”或“智能塵?！保∕ote），通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網絡實現互聯互通（M2M)、應用大集成（Grand Integration,也就是 MAI, M2M Application I

9、ntegration, vs. EAI)、以及基于云計算的SaaS 營運等模式，在內網（Intranet）、專網（Extranet）、和/或互聯網（Internet）環(huán)境下，采用適當的信息安全保障機制，提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯勱、調度指揮、預案管理、進程控制、安全防范、進程維保、在線升級、統(tǒng)計報表、決策支持、領導桌面（Dashboard）等管理和服務功能，實現對“萬物”（Things）的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮?、控、營”一體化TaaS（everyThing as a Service）服務。筆者把物

10、聯網技術、業(yè)務范圍、和存在形式，以及與其他技術的關系歸納為下圖。筆者預計，物聯網及其相關的 TaaS 業(yè)務，在基于Semantic Web 技術的Web 3.0 基礎上，將構成Web 4.0 的主體，與互聯網渾然一體，綠色智能建筑的發(fā)展也將與之融合，相互補充并受益。 目前中國物聯網的發(fā)展主要是政府推動型，許多地級市乃至縣級市都把物聯網作為“一把手”工程，由書記和市長親自抓，無錫，北京，重慶的領先的城市都在爭奪國內物聯網產業(yè)“制高點”。筆者認為，美國物聯網產業(yè)的發(fā)展及服務對象是企業(yè)應用和服務，而中國物聯網應用的主要服

11、務對象和商業(yè)機會在于公共設施及服務的建設，這也就是智慧城市，或者說是各地“數字城市二期工程”的建設，智慧城市是中國物聯網產業(yè)的靶心(下圖)，而綠色智能建筑是智慧城市的最基本單元，是靶心的靶心。不過，物聯網要全面走向面向公眾消費和服務（如物聯智能家居等業(yè)務）還有較長的市場培育期。 大集成應用與營運是目標和愿景  上述物聯網定義所描繪的藍圖和預期，正好也完全符合綠色智能建筑的藍圖與預期。 MAI 大集成應用（ezIBS）與TaaS 大聯網營運(前文圖中所示的類似與Google PowerMeter 的能耗監(jiān)測門戶)是物聯網，也是綠色智能建

12、筑業(yè)務發(fā)展的目標和愿景。 筆者認為，大規(guī)模的物聯網/綠色智能建筑應用需要首先建立統(tǒng)一的數據交換標準以及打造開放的業(yè)務基礎中間件平臺，這無疑是核心技術，是一個“面“的問題，但這屬于集成創(chuàng)新，體現總體“軟實力”，難度在產品化，不亞于發(fā)明一項新的“顛覆性”（disruptive）技術。 同時要發(fā)展傳感器，控制器，RFID 等末端技術及產品化，規(guī)模化生產，在中國這屬于“上量”和創(chuàng)造產值的主體，但這屬于“點”的問題，在一些傳感器（據有關研究指出，中國在傳感器技術方面大約落后國外發(fā)達國家10 年）等核心技術研發(fā)等難“點”上，可能需要技術攻關才能有所突破，但不會阻礙整

13、個產業(yè)及應用的發(fā)展。物聯網及綠色智能建筑整體產業(yè)的發(fā)展，都需要通過以“面”帶“點”的方式推動發(fā)展，這在同方多年的業(yè)務實踐（例如 ezIBS 智能建筑集成系統(tǒng)在一些總包項目中起到的作用）中已得到證實。 中國物聯網及綠色智能建筑產業(yè)，要發(fā)展到美國企業(yè)那種以軟件（例如Honeywell 旗下的Tridium, Invensys 旗下的Wonderware,以及把物聯網業(yè)務上升到DRM（Device Relation Management）、 ERP 的Axeda，專做MMO 物聯網營運的Aeris, JasperWireless 等等，“全能型”的IBM 智慧地球戰(zhàn)略，微軟的OPC/.NET 等基礎技術自然不必多說）為業(yè)務和產值主體