先進技術的飛速發展,對建筑環境有很大的好處。建筑系統技術的進步已經導致了智能建筑的廣泛發展。智能建筑是一種使用技術來自動化建筑系統運行的智能建筑,以提高乘客的安全性,效率和舒適度。智能建筑物利用技術監測設施系統并進行必要的調整。智能建筑的目標是通過單個計算機界面使用計算機和軟件來控制照明,報警系統,暖通空調(暖氣,通風,空調)和其他系統。
雖然沒有一個智能建筑的通用標準,但是大多數智能建筑都有一些共同的特征。智能建筑通常提供:
控制主要建筑系統的能力。智能建筑所需的最基本功能是控制影響安全性,效率和乘客舒適度的主要建筑系統。這些系統包括暖通空調,消防和人身安全系統,報警,
門禁控制,或被認為對設施運行至關重要的任何其他系統。
執行復雜管理任務的能力。智能建筑能夠根據預設和可變的時間表,環境條件和緊急事件主動管理系統。
協調多個系統之間的動作的能力。智能建筑必須能夠協調一致地控制多個系統,以實現單一協調的行動。
溝通和報告的能力。智能建筑系統能夠使用現代連接實踐(例如基于IP的xml)生成定制的詳細信息和報告。該信息由設施經理用來監控設施。智能建筑系統可以生成綜合報告,發送自動
電子郵件警報,并生成設施經理要求的其他定制報告。此外,智能建筑系統與外部系統,設施,利益相關者,遠程或總部辦公室或設施經理識別的任何其他實體進行通信。
網絡設計
現代設施系統使用與中央控制系統相連的傳感器和控制裝置。這些傳感器和控制裝置安裝在整個設施中。在過去,每個單獨的系統將有自己的一套電纜,使其能夠與中央控制系統進行通信。在許多設施中仍然如此,但較新的建筑物正在實施融合網絡,作為多個系統的單一通信骨干網。
基于互聯網協議(IP)的網絡系統越來越普遍,作為設施系統的通信骨干網。許多設施現在開始在單個基于IP的網絡上部署多個智能建筑系統以及管理局域網。BAS和相關傳感器和控制器的大多數制造商正在設計其產品以在IP網絡上運行。
使用單個網絡的一些主要優點包括:
成本效益。可以在單個網絡上運行多個系統,如BAS,公司局域網(局域網),VoIP(因特網協議語音),甚至
視頻信號。而不是多個電纜組,只需要一個。POE(以太網供電)可以通過
網絡電纜為低壓設備供電,而無需單獨的
電源供應。這消除了另一種布線系統。一些門禁和
視頻監控系統現在每個設備只使用一根CAT6電纜,從而消除了單獨的電源。
更高的數據容量。IP系統可以在舊的布線系統上以10 MB /秒的速度進行通信; 大多數系統都是100 MB /秒。這通常比以前在非IP布線上的通信快幾百甚至幾千倍。這種額外的容量允許您在單個網絡上操作多個系統。
更大的靈活性 較新的基于IP的網絡可以輕松升級,速度更快,通常不需要更換電纜。同樣,新系統也可以輕松地添加到現有網絡中。
許多供應商選項。IP是獨立于供應商的,因此設施經理可以從各種不同的制造商的產品中選擇構建網絡。
估計網絡負載
網絡系統非常復雜,通常不直觀。估計系統將放在網絡上的負載是一項非常復雜的任務,對系統的成功將產生巨大的影響。建議您聘請網絡設計師(最好使用CCNA
認證)來設計和實施網絡。同樣重要的是,監控視頻可以強調IP網絡遠遠超過訪問控制系統或BAS。
在IP網絡上使用視頻可以使用比接入控制系統更多的數百甚至數千個帶寬。在將視頻添加到運行關鍵建筑系統的網絡之前,請務必徹底了解您的網絡容量。
正確的網絡布線
單一的融合IP網絡的最大障礙之一是設備中安裝的布線類型。許多設施仍然使用CAT5布線,這不足以運行一些較新的高帶寬系統,如視頻和VoIP。即使CAT5E提供比CAT5更高的帶寬,在新開發的,高度先進的系統及其大量數據容量要求的影子中,也很快就過時了。CAT7強烈推薦用于今天的系統,并可以適應未來的系統開發。如果您正在升級到新的布線或在新設施中安裝布線,與長期優勢相比,CAT7的額外成本是最小的。光纖電纜提供最高的容量,目前高達10 GB /秒,但與CAT7相比,成本過高,
在單個數據網絡上運行所有智能建筑系統可能是一種風險。但是,您可以通過投資于可以安全地處理您的需求并確保冗余系統到位的設備來減輕這種風險。像所有的技術一樣,IP網絡有可能會失敗一天,所以有一個網絡服務提供商可以用于緊急情況。
無線通信
一些BAS設備制造商正在通過使用標準802.11通信無線局域網通信的無線電連接進行通信。這些系統的優點是它們不需要網絡布線,這可能難以安裝在某些機械區域,屋頂和BAS系統所在的其他地方。
無線通信帶來的挑戰來自于以下幾個方面:
物理材料的干擾 鋼,木,混凝土或幾乎任何材料都會吸收或反映無線設備的一些信號。這可以將信號減少到不可用的位置。
電磁干擾。無線電源,熒光燈,電氣設備和電纜可能會干擾無線信號。
太少(或太多)無線接入點。為了使無線工作,它需要接入點的正確數量和位置將無線信號連接到有線網絡。
如果存在這些因素,則由于信號質量低或干擾而導致慢速通信。因此,無線設備可能無法正常工作。要確定這些因素是否存在于您希望使用無線BAS傳感器和設備的地區,建議您在安裝前進行無線調查。調查結果將告訴您,存在什么干擾(如果有的話),以及您的連接速度。如果連接速度不夠快,您可能需要安裝無線中繼器來提高信號強度和質量,并提高連接速度。
智能建筑設備通信
智能建筑通過數據網絡在通信協議中發送信號與設備進行通信。將協議視為系統所說的“語言”,網絡是攜帶對話的“
電話線”(雖然網絡比電話線復雜得多)。
智能建筑系統通過網絡向傳感器,執行器和控制軟件發送信號進行通信。這些信息是以細分的方式發送的,被稱為數據包。將數據包作為傳真機,一次一頁通過傳真機有幫助,并在發送每個頁面后返回確認信息。當然,這一切都比傳真機運行得快得多。數據包以幾秒鐘的速度發送和確認。每個包含有以協議書寫的信息,發送者和接收者都理解的語言。
協議
在BAS的早期,每個供應商都有一個專有的協議,他們單獨使用。因此,除了BAS制造商提供的產品以外,不可能使用任何產品。然而,隨著開放源碼的普及,BAS制造商使其產品更為通用。這允許客戶選擇來自不同制造商的不同產品,并且仍然有組件協同工作。兩個最受歡迎的開源協議是BACnet和LonWorks。
BACnet的
BACnet是專為HVAC和BAS設計的獨立于供應商的開源通信協議。BACnet是一種靈活和全面的控制語言,也可用于控制照明,安全,訪問控制,
火災報警等許多系統。它得到了大多數主要的BAS制造商以及其他設備系統的制造商的支持。BACnet已被ASHRAE(美國供暖,制冷和空調工程師協會)和ANSI(美國國家標準協會)批準和認可。
LonWorks技術
LonWorks設備網絡平臺由Echelon Corporation創建,并被廣泛應用于世界各地。它是建筑物BACnet控制標準的一部分,并已被包括在EIA-709.1 EIA(電子工業聯盟)控制網絡協議規范中。在概念上與BACnet標準類似,它使用與使用BACnet進行通信的設備不兼容的不同通信協議。LonWorks通信協議是免費的,盡管Echelon公司制造的芯片需要所有使用LonWorks的設備。
選擇一個協議
關于BACnet或LonWorks是否是上級協議,設備所有者和經理,工程師和架構師都有一些爭議。關于“開源”的定義以及系統真正開放的問題,仍然存在一些爭論。BACNet完全與供應商無關,不需要其設備中的專有芯片。然而,LonWorks系統被廣泛使用,并已在行業范圍內得到認可。許多BAS制造商通過設計他們的系統與BACnet或LonWorks設備通信并在多種類型的網絡上運行,從而在兩種協議之間進行了妥協。
盡管BACnet和LonWorks正在成為行業標準,但還存在許多其他協議。然而,在設備的一部分或全部中,使用舊協議(如RS232或Modbus)的設備仍然很常見。COBA(連接開放式樓宇自動化)是一種基于Linux的操作系統,其成功有限。許多BAS制造商提供與使用這些協議的設備通話的能力。