楼宇自控系统　智能建筑“崛起”进行时

楼宇自动控制系统正在突破人们对它的传统定义，成为一种IT基础设施，特别是当它把传统上被认为是属于IT领域的技术，如IP、Web服务等技术吸纳进来以后，它们之间的差异日益模糊。
　　位于北美的松下总部正在进行大厦维护，其中一项工作是拆下安装在墙上的温度调节器，代之以计算机控制的、单独的、虚拟的温度调节器。为了节约能源，旧金山的房屋管理公司Kenmark建立了一个控制中心，对它所管理的所有办公大楼进行集中监控和管理。该中心建立了通用的Web门户，使用XML和IP骨干网来与各建筑物中的各种设备进行“对话”。在多伦多皮尔森国际机场，正在把航班信息数据库与每个登机通道的供热、灯光和空调系统集成起来，如果某个通道没有使用，无谓的能源消耗将减少到最少。
　　今天的楼宇自控系统依赖于开放的、针对特定行业的协议，如LonTalk和BACnet，来实现设备级的通信，但以太网和TCP/IP在控制系统的应用正在逐步增多。有些系统，如楼宇安全系统，已经支持端到端的IP应用，而Web服务不仅为楼宇系统之间的集成提供了极大的方便，而且也为它们与应用系统之间的集成打下了基础。
　　楼宇控制系统与IT系统正在融合
　　随着控制供热、空调、灯光和其他有关设备的楼宇自动控制系统（Building Automation Systems，BAS）越来越智能化，它们与IT基础设施的融合日益明显。逐渐增多的标准使得楼内的系统除了可以与各种业务系统共享信息，也可以相互之间共享信息。这种信息的共享提高了工作的效率，也有利于控制运营成本。而另一方面，对信息安全的关注、标准的不成熟、不愿意放弃专有技术的供应商、IT人员对这种融合的忽视又阻碍了这种融合的脚步。不过，无论如何，这种趋势不可阻挡。
　　融合在所难免
　　设备管理人员需要更开放的系统，这个需求正是这种改变的主要动力。它们推动着楼宇自动控制系统供应商从过去封闭的专有技术，转向运行在符合工业标准的IP网络，转向支持Web的应用，使得楼宇自动控制系统的管理看起来越来越像IT系统。
　　“IT人正进入一个新时代，在这个时代里几乎每一个东西最终都和IT有关，”一位分析人士如此评价，“尽管IT不会直接运行楼宇自动控制系统，但它将把设备管理人员作为客户，为他们提供服务，正如今天的IT为财务以及其他部门所做的那样。”
　　为了对整个大型建筑物或者校园中的环境进行监视和控制，许多大的企业或学校已经建立了集中控制的BAS系统。同时，这个系统正在和越来越多开放的IT基础设施融合，正如电话系统和IT网络之间的融合一样。
　　现在，将控制系统融入IP网络的呼声很高。通常，BAS包括一个传感器网络、与控制器相连的其他设备、大厦或者校园的主控制器、监控建筑内各种系统的Web服务器前台、存储历史数据的后台数据库。但是，随着执行器（或者马达）、冷却器、监控摄像头、传感器和建筑物的其他设备越来越智能，这些设备正在作为一个节点通过Web服务进行通信，从而使BAS可以更灵活、也可以更好地与其他系统进行集成。
　　“下一代的建筑将不仅仅是使用IT网络来部署楼宇自动控制系统，”一位建筑专家认为，“长远的目标是，我们能够基于个人的偏好、标准和业务规则控制房间里的任何设备。但目前，真正向这个方向努力的公司并不多。”
　　开放的标准还处在逐步完善阶段，但未来完全可能使建筑中的各种系统都可以实现信息共享，从人身安全到电梯控制。来自楼宇自动控制系统的数据将能与各种业务系统（如财务系统）实现信息共享。一旦开发出的系统能利用这些整合的数据和对数据实时访问，建筑物将变得更节能，效率也更高。
　　“如果两个系统都符合同一标准，就能在它们之间实现数据共享，随后就能在这些数据之上做出各种更合理的决策，” 欧洲楼宇自动化协会（Continental Automated Buildings Association，CABA）总裁Ron Zimmer说，“但是，这种趋势却没有引起IT组织的注意，很大程度上，这种趋势还只是由建筑领域这一方推动的。”
　　过去，如果要调整建筑物内的供热系统，需要与地下室的设备管理人员联系，由他们调整阀门的大小以调整楼内的温度。而现在的自动控制系统通过传感器来侦测建筑物内的温度，如果偏离了人们感觉舒适的温度，系统会控制执行机构来调节阀门大小。
　　“这些系统实现了计算机化以后，为其他的应用提供了很好的基础。” 开放楼宇信息交换委员会（Open Building Information Exchange (OBIX) committee）主席Toby Considine说。这个于2003年成立的组织专门开发标准化的、基于Web的楼宇控制系统界面。
　　网络的融合
　　标准化已经从底层开始了。最近几年，连接各楼层传感器和控制设备的专有网络已经逐渐被两种相互竞争、开放的协议BACnet和LonTalk所取代，各楼层的控制器正在逐步向IP网络转移。
　　LonMark公司执行总经理Barry Haaser认为，BACnet和LonTalk在设备控制层面流行的主要原因是成本和技术。“本来只需一个人就可以的，为什么非要两个人来分别管理IP网络和控制网络呢！事实上，我们已经在设备控制层看到IP网络的应用了。”
　　但设备层共享IP网络可能会带来安全隐患，这是网络管理员们必须关心的问题。耶鲁大学正在开展一个研究项目，他们把耶鲁大学内控制着210幢建筑的楼宇自动控制系统整合到IP网络上。耶鲁大学还计划把它的楼宇自动控制系统集成到房间计划系统中，从而使得新的系统能根据房间是否被使用自动控制能源的消耗。出于安全方面的考虑，耶鲁大学部署的是一个独立的、并行的IP网络，通过防火墙和不能路由的IP地址与互联网进行隔离，从而保证数据安全。
　　“安全极为重要，”耶鲁大学系统工程师Jerry Hill说:“我们不希望某位学生偷偷进入我们的大楼管理系统，而只是为了展示他能。”
　　现在的困难在于，为了方便收费管理，耶鲁大学需要把BAS与大学的财务系统整合到一起。而一般情况下，那些远程登录的设备管理人员根本无法从互联网服务提供商那里得到静态IP地址。
　　事实上，在各个层面上都有安全问题。“一些控制系统使用的是最基本的密码验证安全机制，而更多的连最起码的安全意识都没有，” 一位专家说，“我就听说，有一幢大楼的控制系统很容易就能闯入，进而打开大厅的门锁。”
　　对Web服务的支持
　　要成功地把IT和BAS系统进行整合，还有些工作要做。“为了把楼宇系统整合到业务系统，很多XML组织都在开发XML Schema，”CABA技术总监Kirk McElwain说，“但是，到目前为止，缺少驱动控制设备的工业级编程语言仍然是一个障碍。”他认为，XML Schema还要进一步完善，但可以先提出基本的接口规范。目前，最需要的是建立一个抽象层，这样编程人员就可以不用理解控制系统了。
　　例如，江森控制为多伦多皮尔森国际机场开发的系统，可以根据空中交通控制器传来的航班最新信息自动地让机场的交通信息管理系统控制登机通道灯光和供热系统。交通信息管理系统的数据库通过SOAP把加密的XML消息传送给控制系统，由它们来控制登机通道的灯管和供热。
　　OBIX计划开发一个允许传感器以及其他设备能即插即用的服务，而OASIS正在开发警报服务，它可以为报警提供一个通用接口，以及为房间历史温度的记录提供服务。专门针对特点行业的服务也在讨论之中，Considine说，“如果OBIX能够完成计划，那么与OBIX有关的Web服务将比其他所有Web服务都多。”
　　人们已经开始体验基于Web的接口和XML了。Kenmark公司通过网关实现了对LonTalk网络上的传感器和其他设备的访问，最新的数据保存在它运营中心的集中数据库中。
　　Estructures公司提供一种BAS租赁服务，该服务通过LonTalk网关使用SOAP和XML与客户楼宇控制系统进行交互。“这个接口设计得很简单，但令人倍感以外的是客户们对此却非常喜欢，” Estructures公司前副总裁Scholten说。不过，大多数与客户楼宇控制系统的整合却进行得并不像想象的那么容易，“由于缺乏标准，很多东西都要我们自己来设计，”他说。
　　尽管BAS供应商们还在小心而固执地使用他们的那些非标准的接口，但专家们认为，不管供应商是否愿意，标准化的趋势将不可避免。“我认为未来领导这个市场的将不是控制系统供应商，而是IT制造商。” Scholten说。
　　那些把IT管理外包给像IBM这样的公司的企业经常会问，是否IBM也可以把BAS外包给他们，IBM咨询顾问Robert Frazier说。今天的系统实在太不标准，每一类规模都不大，很难实现赢利，不过，越来越多的标准有望改变这一局面，未来将可以在IT管理框架内统一管理这些系统。
　　“这种局面确实正在出现，”Honeywell市场部经理Mark Cherry说，“IT基础设施把这些系统联系到了一起，IT正在变成万能的胶水。”（本文译自《Computerworld》）
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　　何谓智能建筑
　　智能建筑系统是建立在楼宇自动化系统基础之上、具有完善的计算机系统及通信网络。全球第一座智能大厦建成于1984年，位于美国康涅狄格州哈福德市。1985年，位于日本东京的一座智能大厦也相继落成。日本于1985年末成立了国家智能建筑专业委员会。英国、法国、加拿大、瑞典、德国在上世纪80年代末及90年代初都已落成富有自己特色的智能建筑。美国也宣称，1995年以后要大幅度增加智能型大楼的比例。
　　位于美国华盛顿特区的智能化大厦研究机构把智能大厦定义为：通过对建筑物结构、系统、服务、管理四个基本要素及它们的内在关联的最优化考虑，来提供一个投资合理，而又拥有高效率的舒适、便利的环境。在传统的大楼布线中，采用的传输媒介是普通电话线、粗同轴电缆、屏蔽双绞线STP，保安监控设备用的是同轴电缆，局域网既可使用双绞线也使用同轴电缆等，各种不同设备使用的接插件及跳线架互不相同。
　　由于传输媒介的多样化，各系统相互独立，互不兼容，这就造成了占用大量楼内竖井空间，并耗费大量精力进行不同布线系统工程的协调。而且如果电话机、终端设备要更换或者大楼搬进了新的客户，必须重新进行布线，重新安装插座，从而造成大量人力、物力、财力的浪费。因此，美国ETA和TIA组织共同对智能大厦提出了一套规范化布线系统标准，这套标准主要是将所有语音、图像、消防、监控等布线组织在一套标准块的布线系统上，使建筑物中各种通信自动化（CA）、办公自动化（OA）和楼宇自动化（BA）、系统设备的连续线材接插件、跳线架使用统一标准、规格的产品，计算机线路、保安监控视像等无需重新拉线，只在配线间或主控机房的线路板上做对应的接口跳线转换即可。 深圳建筑弱电工程师培训szsdhy.soxsok.com/深圳电源工程师培训
　　现在，国际智能建筑正朝着两个方面发展。其一，智能建筑已不再限于智能化办公楼，正向酒店、公寓、商场、地下工程甚至住宅扩展。其二，智能建筑由单体向区域性规划发展，从而导致上世纪90年代中后期“智能广场”、“智能小区”概念的完善及工程的实现。以电脑住宅为例，电脑系统可根据温湿及风力等情况自动调节窗户的开闭、空调器的开关；若看电视，电话铃响了，则电视音量会自动降低；夜晚的立体声过大，房间的窗户会自动关闭以不扰民；若有陌生人进入房间，各种测控系统会发生特殊警告。丹麦未来研究所的研究报告设计出了4种明日家庭主人的梦想愿望，都体现出智能化思想。家庭市场是智能化建筑市场的基础，它具有无穷的发展潜力。如：家庭多样化的娱乐信息决定了对多媒体技术的依赖；家庭远程通信更需要卫星办公室、联接许多卫星办公室的办公中心区等。
　　中国政府也正在发展智能化建筑。在国家科委组织的《21世纪的住宅科技产业工程》的课题中，已提出发展智能建筑的政策。