智能建筑崛起進(jìn)行時(shí)
樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)正在突破人們對(duì)它的傳統(tǒng)定義，成為一種IT基礎(chǔ)設(shè)施，特別是當(dāng)它把傳統(tǒng)上被認(rèn)為是屬于IT領(lǐng)域的技術(shù)，如IP、Web服務(wù)等技術(shù)吸納進(jìn)來(lái)以后，它們之間的差異日益模糊。
位于北美的松下總部正在進(jìn)行大廈維護(hù)，其中一項(xiàng)工作是拆下安裝在墻上的溫度調(diào)節(jié)器，代之以計(jì)算機(jī)控制的、單獨(dú)的、虛擬的溫度調(diào)節(jié)器。為了節(jié)約能源，舊金山的房屋管理公司Kenmark建立了一個(gè)控制中心，對(duì)它所管理的所有辦公大樓進(jìn)行集中監(jiān)控和管理。該中心建立了通用的Web門戶，使用XML和IP骨干網(wǎng)來(lái)與各建筑物中的各種設(shè)備進(jìn)行“對(duì)話”。在多倫多皮爾森國(guó)際機(jī)場(chǎng)，正在把航班信息數(shù)據(jù)庫(kù)與每個(gè)登機(jī)通道的供熱、燈光和空調(diào)系統(tǒng)集成起來(lái)，如果某個(gè)通道沒有使用，無(wú)謂的能源消耗將減少到最少。
今天的樓宇自控系統(tǒng)依賴于開放的、針對(duì)特定行業(yè)的協(xié)議，如LonTalk和BACnet，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備級(jí)的通信，但以太網(wǎng)和TCP/IP在控制系統(tǒng)的應(yīng)用正在逐步增多。有些系統(tǒng)，如樓宇安全系統(tǒng)，已經(jīng)支持端到端的IP應(yīng)用，而Web服務(wù)不僅為樓宇系統(tǒng)之間的集成提供了極大的方便，而且也為它們與應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成打下了基礎(chǔ)。
樓宇控制系統(tǒng)與IT系統(tǒng)正在融合
隨著控制供熱、空調(diào)、燈光和其他有關(guān)設(shè)備的樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)（Building Automation Systems，BAS）越來(lái)越智能化，它們與IT基礎(chǔ)設(shè)施的融合日益明顯。逐漸增多的標(biāo)準(zhǔn)使得樓內(nèi)的系統(tǒng)除了可以與各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)共享信息，也可以相互之間共享信息。這種信息的共享提高了工作的效率，也有利于控制運(yùn)營(yíng)成本。而另一方面，對(duì)信息安全的關(guān)注、標(biāo)準(zhǔn)的不成熟、不愿意放棄專有技術(shù)的供應(yīng)商、IT人員對(duì)這種融合的忽視又阻礙了這種融合的腳步。不過(guò)，無(wú)論如何，這種趨勢(shì)不可阻擋。
融合在所難免
設(shè)備管理人員需要更開放的系統(tǒng)，這個(gè)需求正是這種改變的主要?jiǎng)恿ΑＫ鼈兺苿?dòng)著樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)供應(yīng)商從過(guò)去封閉的專有技術(shù)，轉(zhuǎn)向運(yùn)行在符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的IP網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)向支持Web的應(yīng)用，使得樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的管理看起來(lái)越來(lái)越像IT系統(tǒng)。
“IT人正進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代里幾乎每一個(gè)東西最終都和IT有關(guān)，”一位分析人士如此評(píng)價(jià)，“盡管IT不會(huì)直接運(yùn)行樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)，但它將把設(shè)備管理人員作為客戶，為他們提供服務(wù)，正如今天的IT為財(cái)務(wù)以及其他部門所做的那樣。”
為了對(duì)整個(gè)大型建筑物或者校園中的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視和控制，許多大的企業(yè)或?qū)W校已經(jīng)建立了集中控制的BAS系統(tǒng)。同時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)正在和越來(lái)越多開放的IT基礎(chǔ)設(shè)施融合，正如電話系統(tǒng)和IT網(wǎng)絡(luò)之間的融合一樣。
現(xiàn)在，將控制系統(tǒng)融入IP網(wǎng)絡(luò)的呼聲很高。通常，BAS包括一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)、與控制器相連的其他設(shè)備、大廈或者校園的主控制器、監(jiān)控建筑內(nèi)各種系統(tǒng)的Web服務(wù)器前臺(tái)、存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。但是，隨著執(zhí)行器（或者馬達(dá)）、冷卻器、監(jiān)控?cái)z像頭、傳感器和建筑物的其他設(shè)備越來(lái)越智能，這些設(shè)備正在作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)Web服務(wù)進(jìn)行通信，從而使BAS可以更靈活、也可以更好地與其他系統(tǒng)進(jìn)行集成。
“下一代的建筑將不僅僅是使用IT網(wǎng)絡(luò)來(lái)部署樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)，”一位建筑專家認(rèn)為，“長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)是，我們能夠基于個(gè)人的偏好、標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)規(guī)則控制房間里的任何設(shè)備。但目前，真正向這個(gè)方向努力的公司并不多?！?
開放的標(biāo)準(zhǔn)還處在逐步完善階段，但未來(lái)完全可能使建筑中的各種系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)信息共享，從人身安全到電梯控制。來(lái)自樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將能與各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如財(cái)務(wù)系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)信息共享。一旦開發(fā)出的系統(tǒng)能利用這些整合的數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)訪問，建筑物將變得更節(jié)能，效率也更高。
“如果兩個(gè)系統(tǒng)都符合同一標(biāo)準(zhǔn)，就能在它們之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，隨后就能在這些數(shù)據(jù)之上做出各種更合理的決策，” 歐洲樓宇自動(dòng)化協(xié)會(huì)（Continental Automated Buildings Association，CABA）總裁Ron Zimmer說(shuō)，“但是，這種趨勢(shì)卻沒有引起IT組織的注意，很大程度上，這種趨勢(shì)還只是由建筑領(lǐng)域這一方推動(dòng)的?！?
過(guò)去，如果要調(diào)整建筑物內(nèi)的供熱系統(tǒng)，需要與地下室的設(shè)備管理人員聯(lián)系，由他們調(diào)整閥門的大小以調(diào)整樓內(nèi)的溫度。而現(xiàn)在的自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器來(lái)偵測(cè)建筑物內(nèi)的溫度，如果偏離了人們感覺舒適的溫度，系統(tǒng)會(huì)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)閥門大小。
“這些系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化以后，為其他的應(yīng)用提供了很好的基礎(chǔ)。” 開放樓宇信息交換委員會(huì)（Open Building Information Exchange (OBIX) committee）主席Toby Considine說(shuō)。這個(gè)于2003年成立的組織專門開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的、基于Web的樓宇控制系統(tǒng)界面。
網(wǎng)絡(luò)的融合
標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)從底層開始了。最近幾年，連接各樓層傳感器和控制設(shè)備的專有網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸被兩種相互競(jìng)爭(zhēng)、開放的協(xié)議BACnet和LonTalk所取代，各樓層的控制器正在逐步向IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移。
LonMark公司執(zhí)行總經(jīng)理Barry Haaser認(rèn)為，BACnet和LonTalk在設(shè)備控制層面流行的主要原因是成本和技術(shù)?！氨緛?lái)只需一個(gè)人就可以的，為什么非要兩個(gè)人來(lái)分別管理IP網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)呢！事實(shí)上，我們已經(jīng)在設(shè)備控制層看到IP網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用了。”
但設(shè)備層共享IP網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)帶來(lái)安全隱患，這是網(wǎng)絡(luò)管理員們必須關(guān)心的問題。耶魯大學(xué)正在開展一個(gè)研究項(xiàng)目，他們把耶魯大學(xué)內(nèi)控制著210幢建筑的樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)整合到IP網(wǎng)絡(luò)上。耶魯大學(xué)還計(jì)劃把它的樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)集成到房間計(jì)劃系統(tǒng)中，從而使得新的系統(tǒng)能根據(jù)房間是否被使用自動(dòng)控制能源的消耗。出于安全方面的考慮，耶魯大學(xué)部署的是一個(gè)獨(dú)立的、并行的IP網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)防火墻和不能路由的IP地址與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行隔離，從而保證數(shù)據(jù)安全。
“安全極為重要，”耶魯大學(xué)系統(tǒng)工程師Jerry Hill說(shuō):“我們不希望某位學(xué)生偷偷進(jìn)入我們的大樓管理系統(tǒng)，而只是為了展示他能?！?
現(xiàn)在的困難在于，為了方便收費(fèi)管理，耶魯大學(xué)需要把BAS與大學(xué)的財(cái)務(wù)系統(tǒng)整合到一起。而一般情況下，那些遠(yuǎn)程登錄的設(shè)備管理人員根本無(wú)法從互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商那里得到靜態(tài)IP地址。
事實(shí)上，在各個(gè)層面上都有安全問題。“一些控制系統(tǒng)使用的是最基本的密碼驗(yàn)證安全機(jī)制，而更多的連最起碼的安全意識(shí)都沒有，” 一位專家說(shuō)，“我就聽說(shuō)，有一幢大樓的控制系統(tǒng)很容易就能闖入，進(jìn)而打開大廳的門鎖?！?
對(duì)Web服務(wù)的支持
要成功地把IT和BAS系統(tǒng)進(jìn)行整合，還有些工作要做?！盀榱税褬怯钕到y(tǒng)整合到業(yè)務(wù)系統(tǒng)，很多XML組織都在開發(fā)XML Schema，”CABA技術(shù)總監(jiān)Kirk McElwain說(shuō)，“但是，到目前為止，缺少驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備的工業(yè)級(jí)編程語(yǔ)言仍然是一個(gè)障礙?！彼J(rèn)為，XML Schema還要進(jìn)一步完善，但可以先提出基本的接口規(guī)范。目前，最需要的是建立一個(gè)抽象層，這樣編程人員就可以不用理解控制系統(tǒng)了。
例如，江森控制為多倫多皮爾森國(guó)際機(jī)場(chǎng)開發(fā)的系統(tǒng)，可以根據(jù)空中交通控制器傳來(lái)的航班最新信息自動(dòng)地讓機(jī)場(chǎng)的交通信息管理系統(tǒng)控制登機(jī)通道燈光和供熱系統(tǒng)。交通信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)SOAP把加密的XML消息傳送給控制系統(tǒng)，由它們來(lái)控制登機(jī)通道的燈管和供熱。
OBIX計(jì)劃開發(fā)一個(gè)允許傳感器以及其他設(shè)備能即插即用的服務(wù)，而OASIS正在開發(fā)警報(bào)服務(wù)，它可以為報(bào)警提供一個(gè)通用接口，以及為房間歷史溫度的記錄提供服務(wù)。專門針對(duì)特點(diǎn)行業(yè)的服務(wù)也在討論之中，Considine說(shuō)，“如果OBIX能夠完成計(jì)劃，那么與OBIX有關(guān)的Web服務(wù)將比其他所有Web服務(wù)都多?！?
人們已經(jīng)開始體驗(yàn)基于Web的接口和XML了。Kenmark公司通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了對(duì)LonTalk網(wǎng)絡(luò)上的傳感器和其他設(shè)備的訪問，最新的數(shù)據(jù)保存在它運(yùn)營(yíng)中心的集中數(shù)據(jù)庫(kù)中。
Estructures公司提供一種BAS租賃服務(wù)，該服務(wù)通過(guò)LonTalk網(wǎng)關(guān)使用SOAP和XML與客戶樓宇控制系統(tǒng)進(jìn)行交互。“這個(gè)接口設(shè)計(jì)得很簡(jiǎn)單，但令人倍感以外的是客戶們對(duì)此卻非常喜歡，” Estructures公司前副總裁Scholten說(shuō)。不過(guò)，大多數(shù)與客戶樓宇控制系統(tǒng)的整合卻進(jìn)行得并不像想象的那么容易，“由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)，很多東西都要我們自己來(lái)設(shè)計(jì)，”他說(shuō)。
盡管BAS供應(yīng)商們還在小心而固執(zhí)地使用他們的那些非標(biāo)準(zhǔn)的接口，但專家們認(rèn)為，不管供應(yīng)商是否愿意，標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢(shì)將不可避免。“我認(rèn)為未來(lái)領(lǐng)導(dǎo)這個(gè)市場(chǎng)的將不是控制系統(tǒng)供應(yīng)商，而是IT制造商?！?Scholten說(shuō)。
那些把IT管理外包給像IBM這樣的公司的企業(yè)經(jīng)常會(huì)問，是否IBM也可以把BAS外包給他們，IBM咨詢顧問Robert Frazier說(shuō)。今天的系統(tǒng)實(shí)在太不標(biāo)準(zhǔn)，每一類規(guī)模都不大，很難實(shí)現(xiàn)贏利，不過(guò)，越來(lái)越多的標(biāo)準(zhǔn)有望改變這一局面，未來(lái)將可以在IT管理框架內(nèi)統(tǒng)一管理這些系統(tǒng)。
“這種局面確實(shí)正在出現(xiàn)，”Honeywell市場(chǎng)部經(jīng)理Mark Cherry說(shuō)，“IT基礎(chǔ)設(shè)施把這些系統(tǒng)聯(lián)系到了一起，IT正在變成萬(wàn)能的膠水。”（本文譯自《Computerworld》）
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何謂智能建筑
智能建筑系統(tǒng)是建立在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)之上、具有完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及通信網(wǎng)絡(luò)。全球第一座智能大廈建成于1984年，位于美國(guó)康涅狄格州哈福德市。1985年，位于日本東京的一座智能大廈也相繼落成。日本于1985年末成立了國(guó)家智能建筑專業(yè)委員會(huì)。英國(guó)、法國(guó)、加拿大、瑞典、德國(guó)在上世紀(jì)80年代末及90年代初都已落成富有自己特色的智能建筑。美國(guó)也宣稱，1995年以后要大幅度增加智能型大樓的比例。
位于美國(guó)華盛頓特區(qū)的智能化大廈研究機(jī)構(gòu)把智能大廈定義為：通過(guò)對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理四個(gè)基本要素及它們的內(nèi)在關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化考慮，來(lái)提供一個(gè)投資合理，而又擁有高效率的舒適、便利的環(huán)境。在傳統(tǒng)的大樓布線中，采用的傳輸媒介是普通電話線、粗同軸電纜、屏蔽雙絞線STP，保安監(jiān)控設(shè)備用的是同軸電纜，局域網(wǎng)既可使用雙絞線也使用同軸電纜等，各種不同設(shè)備使用的接插件及跳線架互不相同。
由于傳輸媒介的多樣化，各系統(tǒng)相互獨(dú)立，互不兼容，這就造成了占用大量樓內(nèi)豎井空間，并耗費(fèi)大量精力進(jìn)行不同布線系統(tǒng)工程的協(xié)調(diào)。而且如果電話機(jī)、終端設(shè)備要更換或者大樓搬進(jìn)了新的客戶，必須重新進(jìn)行布線，重新安裝插座，從而造成大量人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)。因此，美國(guó)ETA和TIA組織共同對(duì)智能大廈提出了一套規(guī)范化布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，這套標(biāo)準(zhǔn)主要是將所有語(yǔ)音、圖像、消防、監(jiān)控等布線組織在一套標(biāo)準(zhǔn)塊的布線系統(tǒng)上，使建筑物中各種通信自動(dòng)化（CA）、辦公自動(dòng)化（OA）和樓宇自動(dòng)化（BA）、系統(tǒng)設(shè)備的連續(xù)線材接插件、跳線架使用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格的產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)線路、保安監(jiān)控視像等無(wú)需重新拉線，只在配線間或主控機(jī)房的線路板上做對(duì)應(yīng)的接口跳線轉(zhuǎn)換即可。
現(xiàn)在，國(guó)際智能建筑正朝著兩個(gè)方面發(fā)展。其一，智能建筑已不再限于智能化辦公樓，正向酒店、公寓、商場(chǎng)、地下工程甚至住宅擴(kuò)展。其二，智能建筑由單體向區(qū)域性規(guī)劃發(fā)展，從而導(dǎo)致上世紀(jì)90年代中后期“智能廣場(chǎng)”、“智能小區(qū)”概念的完善及工程的實(shí)現(xiàn)。以電腦住宅為例，電腦系統(tǒng)可根據(jù)溫濕及風(fēng)力等情況自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開閉、空調(diào)器的開關(guān)；若看電視，電話鈴響了，則電視音量會(huì)自動(dòng)降低；夜晚的立體聲過(guò)大，房間的窗戶會(huì)自動(dòng)關(guān)閉以不擾民；若有陌生人進(jìn)入房間，各種測(cè)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)生特殊警告。丹麥未來(lái)研究所的研究報(bào)告設(shè)計(jì)出了4種明日家庭主人的夢(mèng)想愿望，都體現(xiàn)出智能化思想。家庭市場(chǎng)是智能化建筑市場(chǎng)的基礎(chǔ)，它具有無(wú)窮的發(fā)展?jié)摿?。如：家庭多樣化的娛樂信息決定了對(duì)多媒體技術(shù)的依賴；家庭遠(yuǎn)程通信更需要衛(wèi)星辦公室、聯(lián)接許多衛(wèi)星辦公室的辦公中心區(qū)等。
中國(guó)政府也正在發(fā)展智能化建筑。在國(guó)家科委組織的《21世紀(jì)的住宅科技產(chǎn)業(yè)工程》的課題中，已提出發(fā)展智能建筑的政策。
位于北美的松下總部正在進(jìn)行大廈維護(hù)，其中一項(xiàng)工作是拆下安裝在墻上的溫度調(diào)節(jié)器，代之以計(jì)算機(jī)控制的、單獨(dú)的、虛擬的溫度調(diào)節(jié)器。為了節(jié)約能源，舊金山的房屋管理公司Kenmark建立了一個(gè)控制中心，對(duì)它所管理的所有辦公大樓進(jìn)行集中監(jiān)控和管理。該中心建立了通用的Web門戶，使用XML和IP骨干網(wǎng)來(lái)與各建筑物中的各種設(shè)備進(jìn)行“對(duì)話”。在多倫多皮爾森國(guó)際機(jī)場(chǎng)，正在把航班信息數(shù)據(jù)庫(kù)與每個(gè)登機(jī)通道的供熱、燈光和空調(diào)系統(tǒng)集成起來(lái)，如果某個(gè)通道沒有使用，無(wú)謂的能源消耗將減少到最少。
今天的樓宇自控系統(tǒng)依賴于開放的、針對(duì)特定行業(yè)的協(xié)議，如LonTalk和BACnet，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備級(jí)的通信，但以太網(wǎng)和TCP/IP在控制系統(tǒng)的應(yīng)用正在逐步增多。有些系統(tǒng)，如樓宇安全系統(tǒng)，已經(jīng)支持端到端的IP應(yīng)用，而Web服務(wù)不僅為樓宇系統(tǒng)之間的集成提供了極大的方便，而且也為它們與應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成打下了基礎(chǔ)。
樓宇控制系統(tǒng)與IT系統(tǒng)正在融合
隨著控制供熱、空調(diào)、燈光和其他有關(guān)設(shè)備的樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)（Building Automation Systems，BAS）越來(lái)越智能化，它們與IT基礎(chǔ)設(shè)施的融合日益明顯。逐漸增多的標(biāo)準(zhǔn)使得樓內(nèi)的系統(tǒng)除了可以與各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)共享信息，也可以相互之間共享信息。這種信息的共享提高了工作的效率，也有利于控制運(yùn)營(yíng)成本。而另一方面，對(duì)信息安全的關(guān)注、標(biāo)準(zhǔn)的不成熟、不愿意放棄專有技術(shù)的供應(yīng)商、IT人員對(duì)這種融合的忽視又阻礙了這種融合的腳步。不過(guò)，無(wú)論如何，這種趨勢(shì)不可阻擋。
融合在所難免
設(shè)備管理人員需要更開放的系統(tǒng)，這個(gè)需求正是這種改變的主要?jiǎng)恿ΑＫ鼈兺苿?dòng)著樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)供應(yīng)商從過(guò)去封閉的專有技術(shù)，轉(zhuǎn)向運(yùn)行在符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的IP網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)向支持Web的應(yīng)用，使得樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的管理看起來(lái)越來(lái)越像IT系統(tǒng)。
“IT人正進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代里幾乎每一個(gè)東西最終都和IT有關(guān)，”一位分析人士如此評(píng)價(jià)，“盡管IT不會(huì)直接運(yùn)行樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)，但它將把設(shè)備管理人員作為客戶，為他們提供服務(wù)，正如今天的IT為財(cái)務(wù)以及其他部門所做的那樣。”
為了對(duì)整個(gè)大型建筑物或者校園中的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視和控制，許多大的企業(yè)或?qū)W校已經(jīng)建立了集中控制的BAS系統(tǒng)。同時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)正在和越來(lái)越多開放的IT基礎(chǔ)設(shè)施融合，正如電話系統(tǒng)和IT網(wǎng)絡(luò)之間的融合一樣。
現(xiàn)在，將控制系統(tǒng)融入IP網(wǎng)絡(luò)的呼聲很高。通常，BAS包括一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)、與控制器相連的其他設(shè)備、大廈或者校園的主控制器、監(jiān)控建筑內(nèi)各種系統(tǒng)的Web服務(wù)器前臺(tái)、存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。但是，隨著執(zhí)行器（或者馬達(dá)）、冷卻器、監(jiān)控?cái)z像頭、傳感器和建筑物的其他設(shè)備越來(lái)越智能，這些設(shè)備正在作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)Web服務(wù)進(jìn)行通信，從而使BAS可以更靈活、也可以更好地與其他系統(tǒng)進(jìn)行集成。
“下一代的建筑將不僅僅是使用IT網(wǎng)絡(luò)來(lái)部署樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)，”一位建筑專家認(rèn)為，“長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)是，我們能夠基于個(gè)人的偏好、標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)規(guī)則控制房間里的任何設(shè)備。但目前，真正向這個(gè)方向努力的公司并不多?！?
開放的標(biāo)準(zhǔn)還處在逐步完善階段，但未來(lái)完全可能使建筑中的各種系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)信息共享，從人身安全到電梯控制。來(lái)自樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將能與各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如財(cái)務(wù)系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)信息共享。一旦開發(fā)出的系統(tǒng)能利用這些整合的數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)訪問，建筑物將變得更節(jié)能，效率也更高。
“如果兩個(gè)系統(tǒng)都符合同一標(biāo)準(zhǔn)，就能在它們之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，隨后就能在這些數(shù)據(jù)之上做出各種更合理的決策，” 歐洲樓宇自動(dòng)化協(xié)會(huì)（Continental Automated Buildings Association，CABA）總裁Ron Zimmer說(shuō)，“但是，這種趨勢(shì)卻沒有引起IT組織的注意，很大程度上，這種趨勢(shì)還只是由建筑領(lǐng)域這一方推動(dòng)的?！?
過(guò)去，如果要調(diào)整建筑物內(nèi)的供熱系統(tǒng)，需要與地下室的設(shè)備管理人員聯(lián)系，由他們調(diào)整閥門的大小以調(diào)整樓內(nèi)的溫度。而現(xiàn)在的自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器來(lái)偵測(cè)建筑物內(nèi)的溫度，如果偏離了人們感覺舒適的溫度，系統(tǒng)會(huì)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)閥門大小。
“這些系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化以后，為其他的應(yīng)用提供了很好的基礎(chǔ)。” 開放樓宇信息交換委員會(huì)（Open Building Information Exchange (OBIX) committee）主席Toby Considine說(shuō)。這個(gè)于2003年成立的組織專門開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的、基于Web的樓宇控制系統(tǒng)界面。
網(wǎng)絡(luò)的融合
標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)從底層開始了。最近幾年，連接各樓層傳感器和控制設(shè)備的專有網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸被兩種相互競(jìng)爭(zhēng)、開放的協(xié)議BACnet和LonTalk所取代，各樓層的控制器正在逐步向IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移。
LonMark公司執(zhí)行總經(jīng)理Barry Haaser認(rèn)為，BACnet和LonTalk在設(shè)備控制層面流行的主要原因是成本和技術(shù)?！氨緛?lái)只需一個(gè)人就可以的，為什么非要兩個(gè)人來(lái)分別管理IP網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)呢！事實(shí)上，我們已經(jīng)在設(shè)備控制層看到IP網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用了。”
但設(shè)備層共享IP網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)帶來(lái)安全隱患，這是網(wǎng)絡(luò)管理員們必須關(guān)心的問題。耶魯大學(xué)正在開展一個(gè)研究項(xiàng)目，他們把耶魯大學(xué)內(nèi)控制著210幢建筑的樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)整合到IP網(wǎng)絡(luò)上。耶魯大學(xué)還計(jì)劃把它的樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)集成到房間計(jì)劃系統(tǒng)中，從而使得新的系統(tǒng)能根據(jù)房間是否被使用自動(dòng)控制能源的消耗。出于安全方面的考慮，耶魯大學(xué)部署的是一個(gè)獨(dú)立的、并行的IP網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)防火墻和不能路由的IP地址與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行隔離，從而保證數(shù)據(jù)安全。
“安全極為重要，”耶魯大學(xué)系統(tǒng)工程師Jerry Hill說(shuō):“我們不希望某位學(xué)生偷偷進(jìn)入我們的大樓管理系統(tǒng)，而只是為了展示他能?！?
現(xiàn)在的困難在于，為了方便收費(fèi)管理，耶魯大學(xué)需要把BAS與大學(xué)的財(cái)務(wù)系統(tǒng)整合到一起。而一般情況下，那些遠(yuǎn)程登錄的設(shè)備管理人員根本無(wú)法從互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商那里得到靜態(tài)IP地址。
事實(shí)上，在各個(gè)層面上都有安全問題。“一些控制系統(tǒng)使用的是最基本的密碼驗(yàn)證安全機(jī)制，而更多的連最起碼的安全意識(shí)都沒有，” 一位專家說(shuō)，“我就聽說(shuō)，有一幢大樓的控制系統(tǒng)很容易就能闖入，進(jìn)而打開大廳的門鎖?！?
對(duì)Web服務(wù)的支持
要成功地把IT和BAS系統(tǒng)進(jìn)行整合，還有些工作要做?！盀榱税褬怯钕到y(tǒng)整合到業(yè)務(wù)系統(tǒng)，很多XML組織都在開發(fā)XML Schema，”CABA技術(shù)總監(jiān)Kirk McElwain說(shuō)，“但是，到目前為止，缺少驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備的工業(yè)級(jí)編程語(yǔ)言仍然是一個(gè)障礙?！彼J(rèn)為，XML Schema還要進(jìn)一步完善，但可以先提出基本的接口規(guī)范。目前，最需要的是建立一個(gè)抽象層，這樣編程人員就可以不用理解控制系統(tǒng)了。
例如，江森控制為多倫多皮爾森國(guó)際機(jī)場(chǎng)開發(fā)的系統(tǒng)，可以根據(jù)空中交通控制器傳來(lái)的航班最新信息自動(dòng)地讓機(jī)場(chǎng)的交通信息管理系統(tǒng)控制登機(jī)通道燈光和供熱系統(tǒng)。交通信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)SOAP把加密的XML消息傳送給控制系統(tǒng)，由它們來(lái)控制登機(jī)通道的燈管和供熱。
OBIX計(jì)劃開發(fā)一個(gè)允許傳感器以及其他設(shè)備能即插即用的服務(wù)，而OASIS正在開發(fā)警報(bào)服務(wù)，它可以為報(bào)警提供一個(gè)通用接口，以及為房間歷史溫度的記錄提供服務(wù)。專門針對(duì)特點(diǎn)行業(yè)的服務(wù)也在討論之中，Considine說(shuō)，“如果OBIX能夠完成計(jì)劃，那么與OBIX有關(guān)的Web服務(wù)將比其他所有Web服務(wù)都多?！?
人們已經(jīng)開始體驗(yàn)基于Web的接口和XML了。Kenmark公司通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了對(duì)LonTalk網(wǎng)絡(luò)上的傳感器和其他設(shè)備的訪問，最新的數(shù)據(jù)保存在它運(yùn)營(yíng)中心的集中數(shù)據(jù)庫(kù)中。
Estructures公司提供一種BAS租賃服務(wù)，該服務(wù)通過(guò)LonTalk網(wǎng)關(guān)使用SOAP和XML與客戶樓宇控制系統(tǒng)進(jìn)行交互。“這個(gè)接口設(shè)計(jì)得很簡(jiǎn)單，但令人倍感以外的是客戶們對(duì)此卻非常喜歡，” Estructures公司前副總裁Scholten說(shuō)。不過(guò)，大多數(shù)與客戶樓宇控制系統(tǒng)的整合卻進(jìn)行得并不像想象的那么容易，“由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)，很多東西都要我們自己來(lái)設(shè)計(jì)，”他說(shuō)。
盡管BAS供應(yīng)商們還在小心而固執(zhí)地使用他們的那些非標(biāo)準(zhǔn)的接口，但專家們認(rèn)為，不管供應(yīng)商是否愿意，標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢(shì)將不可避免。“我認(rèn)為未來(lái)領(lǐng)導(dǎo)這個(gè)市場(chǎng)的將不是控制系統(tǒng)供應(yīng)商，而是IT制造商?！?Scholten說(shuō)。
那些把IT管理外包給像IBM這樣的公司的企業(yè)經(jīng)常會(huì)問，是否IBM也可以把BAS外包給他們，IBM咨詢顧問Robert Frazier說(shuō)。今天的系統(tǒng)實(shí)在太不標(biāo)準(zhǔn)，每一類規(guī)模都不大，很難實(shí)現(xiàn)贏利，不過(guò)，越來(lái)越多的標(biāo)準(zhǔn)有望改變這一局面，未來(lái)將可以在IT管理框架內(nèi)統(tǒng)一管理這些系統(tǒng)。
“這種局面確實(shí)正在出現(xiàn)，”Honeywell市場(chǎng)部經(jīng)理Mark Cherry說(shuō)，“IT基礎(chǔ)設(shè)施把這些系統(tǒng)聯(lián)系到了一起，IT正在變成萬(wàn)能的膠水。”（本文譯自《Computerworld》）
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何謂智能建筑
智能建筑系統(tǒng)是建立在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)之上、具有完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及通信網(wǎng)絡(luò)。全球第一座智能大廈建成于1984年，位于美國(guó)康涅狄格州哈福德市。1985年，位于日本東京的一座智能大廈也相繼落成。日本于1985年末成立了國(guó)家智能建筑專業(yè)委員會(huì)。英國(guó)、法國(guó)、加拿大、瑞典、德國(guó)在上世紀(jì)80年代末及90年代初都已落成富有自己特色的智能建筑。美國(guó)也宣稱，1995年以后要大幅度增加智能型大樓的比例。
位于美國(guó)華盛頓特區(qū)的智能化大廈研究機(jī)構(gòu)把智能大廈定義為：通過(guò)對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理四個(gè)基本要素及它們的內(nèi)在關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化考慮，來(lái)提供一個(gè)投資合理，而又擁有高效率的舒適、便利的環(huán)境。在傳統(tǒng)的大樓布線中，采用的傳輸媒介是普通電話線、粗同軸電纜、屏蔽雙絞線STP，保安監(jiān)控設(shè)備用的是同軸電纜，局域網(wǎng)既可使用雙絞線也使用同軸電纜等，各種不同設(shè)備使用的接插件及跳線架互不相同。
由于傳輸媒介的多樣化，各系統(tǒng)相互獨(dú)立，互不兼容，這就造成了占用大量樓內(nèi)豎井空間，并耗費(fèi)大量精力進(jìn)行不同布線系統(tǒng)工程的協(xié)調(diào)。而且如果電話機(jī)、終端設(shè)備要更換或者大樓搬進(jìn)了新的客戶，必須重新進(jìn)行布線，重新安裝插座，從而造成大量人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)。因此，美國(guó)ETA和TIA組織共同對(duì)智能大廈提出了一套規(guī)范化布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，這套標(biāo)準(zhǔn)主要是將所有語(yǔ)音、圖像、消防、監(jiān)控等布線組織在一套標(biāo)準(zhǔn)塊的布線系統(tǒng)上，使建筑物中各種通信自動(dòng)化（CA）、辦公自動(dòng)化（OA）和樓宇自動(dòng)化（BA）、系統(tǒng)設(shè)備的連續(xù)線材接插件、跳線架使用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格的產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)線路、保安監(jiān)控視像等無(wú)需重新拉線，只在配線間或主控機(jī)房的線路板上做對(duì)應(yīng)的接口跳線轉(zhuǎn)換即可。
現(xiàn)在，國(guó)際智能建筑正朝著兩個(gè)方面發(fā)展。其一，智能建筑已不再限于智能化辦公樓，正向酒店、公寓、商場(chǎng)、地下工程甚至住宅擴(kuò)展。其二，智能建筑由單體向區(qū)域性規(guī)劃發(fā)展，從而導(dǎo)致上世紀(jì)90年代中后期“智能廣場(chǎng)”、“智能小區(qū)”概念的完善及工程的實(shí)現(xiàn)。以電腦住宅為例，電腦系統(tǒng)可根據(jù)溫濕及風(fēng)力等情況自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的開閉、空調(diào)器的開關(guān)；若看電視，電話鈴響了，則電視音量會(huì)自動(dòng)降低；夜晚的立體聲過(guò)大，房間的窗戶會(huì)自動(dòng)關(guān)閉以不擾民；若有陌生人進(jìn)入房間，各種測(cè)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)生特殊警告。丹麥未來(lái)研究所的研究報(bào)告設(shè)計(jì)出了4種明日家庭主人的夢(mèng)想愿望，都體現(xiàn)出智能化思想。家庭市場(chǎng)是智能化建筑市場(chǎng)的基礎(chǔ)，它具有無(wú)窮的發(fā)展?jié)摿?。如：家庭多樣化的娛樂信息決定了對(duì)多媒體技術(shù)的依賴；家庭遠(yuǎn)程通信更需要衛(wèi)星辦公室、聯(lián)接許多衛(wèi)星辦公室的辦公中心區(qū)等。
中國(guó)政府也正在發(fā)展智能化建筑。在國(guó)家科委組織的《21世紀(jì)的住宅科技產(chǎn)業(yè)工程》的課題中，已提出發(fā)展智能建筑的政策。
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