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文檔簡介
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
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