1 项目概况
随着全球对环境的日益重视，低碳的、绿色的生活越来越受到大家的认可，故此绿色城市也越来越多地被大家提起。对于绿色城市，大家所关注的是如何实现城市“绿化”。通常，实现“绿化”的手段包含以下几种：
◆ 提升城市人居密度；
◆ 引入雨水管理；
◆ 减少“特权道路”的使用；
◆ 采用互动式街道照明；
◆ 采用城区供热网络及生物燃料锅炉；
◆ 采用气动废料回收系统；
◆ 优化建筑能源效率；
◆ 进行电信级集成，即Internet、IP电话及IPTV级的集成
住宅是城市不可或缺的重要组成部分，而谈起绿色城市就离不开智能家居。智能家居就是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术，对与家居生活有关的设施进行集成，构建高效的住宅设施与家庭日常事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并营造环保节能的居住环境。
位于加拿大魁北克的绿色城市项目是一个可持续发展的房地产项目，它利用Delta公司的enteliSYSTEM对840个住户的热负荷（大约10MWh的能源消耗）进行监测及管理，通过对空调及照明的控制来达到舒适及节能目标，与门禁监控系统集成来提高家居的安全性。该项目以实现区域共同发展为目标，是一个完全遵循了LEED的认证条例而实施的绿色智能家居的典范。
该项目的锅炉房位于其中一栋公寓楼内。供热网络由4套生物燃料锅炉（使用木屑颗粒燃料，共5MW供热能力）、两套5500加仑熔料热水储备罐，以及一套5.2MW供热能力的生物柴油紧急锅炉组成。循环热水网络是由大约2英里长的1”~8”热水管路、2套20马力功率的变频水泵组成的大温差网络，供水温度为90℃，回水温度为50℃，供回水温差为40℃。该项目共有44个15~1400kW供热能力的区域供热子站，每年大约消耗1600吨燃料（相当于95辆卡车的装载量），产生9吨燃料废料。为了节约能源及降低环境污染，方便物业及业主的管理及监测，我们采取了如下措施：
◆ 引入锅炉控制；
◆ 引入燃料运输及仓储控制；
◆ 引入烟囱监测及排风量调节；
◆ 引入分区热网压力控制；
◆ 引入分区热网监控站；
◆ 引入能源管理及账单制作；
◆ 实施测量系统与控制系统的集成；
◆ 采用“仪表盘式界面”；
◆ 引入能源消耗数据存储。
2 能源监测及控制
2.1 测量系统与控制系统的集成
加拿大魁北克的绿色城市项目利用Delta公司的enteliSYSTEM对公寓里每个住户的HVAC控制系统、智能照明系统、门禁系统（摄像头），以及能源管理系统进行系统集成，使绿色的智能家居成为了现实。
控制器通过对空调系统的温度调节、对照明系统的亮度调节和开关控制，以及对住户外环境安全情况的监视，通过网关、无线或Zigbee的方式将数据上传到人机界面接口——DHMI触摸屏，再通过以太网上传到数据库服务器，将数据备份保存，方便用户的调用查看及物业的管理。图1为测量系统与控制系统的集成架构图。
图1 测量系统与控制系统的集成架构图
2.2 能源管理及账单制作
在我们的日常生活中，与我们的生活密切相关的能源消耗是电消耗、热消耗、生活热水消耗、饮用水消耗。所以，我们通过测量仪表采集数据，对其进行汇总分析。加拿大魁北克绿色城市的电表是脉冲式电表，由Hydro-Québec提供。每栋楼的电表成组装配在一个盘箱内，可通过M-Bus总线形式、无线形式或者Zigbee形式上传到网关或控制器，再通过以太网网络上传到数据库里，通过互联网，使业主在世界的任何角落都能观察到家里的电力能源使用情况。不只是电表，其他的测量仪表也都可以通过总线的方式利用有线或无线网络将各种能源信息上传到操作终端，使用户可以通过触摸屏看到各种能源的数据及其数据分析和趋势，从而提醒用户注意（也可以打印出账单提醒用户缴费），方便物业管理。这些信息包括能源的总量、采暖热水总量、生活热水总量、饮用水总量、供水温度、回水温度和水流量等。图2所示为数据测量的流程。
图2 数据测量流程图
2.3 仪表盘式界面
在加拿大魁北克的绿色城市项目里，每套住宅都配置了一套触摸屏终端。它能够以计量单位及货币单位的形式实时显示能耗数据，并提供能耗历史数据查看服务，使业主可以了解自己的能源消耗并加以控制；它还能够显示房间温度及房间温度设定点，显示室外温度及天气预报数据，使业主能够根据天气变化及时更改房间温度设定点，对温度进行控制，或者根据雨雪天气设定自动关窗等功能；它支持根据光照度对照明进行亮度及开关控制，例如在人刚进屋时使灯光逐渐变亮，使人的眼睛从黑暗逐渐适应光明，以保护眼睛，从而达到既舒适又节能的目标；它还支持查看物业公告信息、查看主入口视频，从而提高居家的安全性，方便业主的日常生活。
通过触摸屏显示的主界面，业主可以点击进入天气预报页、物业电子信息公告栏，以及电量消耗、热力消耗、生活热水消耗的历史数据对比等自己想了解的信息界面。
2.4 能源消耗数据存储
在日常生活中，会产生大量的关于能源消耗的数据，通过这些数据可以进行历史数据的分析，绘制历史趋势图，打印出报表等，方便业主及物业实时调整对能源的消耗，所以对这些数据安全存储是很有必要的。加拿大魁北克的绿色城市项目里设置了三级数据安全存储。
第一级是智能仪表。近期监测到的数据可以暂时存储在仪表里。
第二级是DHMI网络。在每套公寓楼设置一个VLAN（虚拟局域网），VLAN间进行逻辑隔离处理；DHMI彼此间不进行直接通信，通信仅在服务器端与DHMI间进行。配备8套交换机，可以分割成1024个VLAN，远远大于860个用户的通信安全需求。
第三级是冗余热备份。通过创建虚拟环境，实现2套用于进行能源消耗数据存储和Web服务的服务器完全冗余。因为这些主机不需要硬件驱动，所以大大降低了硬盘损坏的风险。而NAS型存储单元包含4个硬盘驱动器，提供1.5Tbyte的数据存储能力。此外，它还配置了一台Vcenter服务器。这台服务器可以对虚拟服务器的运行状态进行监测，如果虚拟服务器出现故障，它能在5分钟之内重启这台虚拟服务器，保障系统的运行。
3 结束语
通过加拿大魁北克绿色城市项目利用Delta公司的enteliSYSTEM进行能源监测及控制的案例，我们可以看到，随着物联网的兴起和IPv6对地址空间的重新定义，每一件物品都将有一个自己的IP地址，家居中的任何物品都将可以与互联网相连接，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理——我们的生活会更方便、更快捷。
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