【正文】 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用與發(fā)展目前日益流行的智能建筑是建筑技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是信息社會(huì)的需要，也是未來(lái)建筑發(fā)展的方向。智能建筑主要由樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)(CAS)和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OAS)三大系統(tǒng)組成。其中，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是智能建筑中最基本和最重要的組成部分。 　　上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)(FCS)。它是一種全數(shù)字化的、全分散的、全開(kāi)放、可互操作和開(kāi)放式互連的新一代控制系統(tǒng)。目前，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)成為自動(dòng)化技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn)，備受?chē)?guó)內(nèi)外自動(dòng)化設(shè)備制造商與用戶(hù)的關(guān)注。FCS極大地簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)繁瑣且技術(shù)含量較低的布線工作量，使其系統(tǒng)檢測(cè)和控制單元的分布更趨合理。與傳統(tǒng)的DCS(分布式控制系統(tǒng))相比，F(xiàn)CS具有可靠性高、可維護(hù)性好、成本低、實(shí)時(shí)性好、實(shí)現(xiàn)了控制管理一體化的結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)總線的出現(xiàn)，為工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)了一場(chǎng)深層次的革命，從而開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)自動(dòng)控制的新紀(jì)元，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。鑒于FCS的許多優(yōu)點(diǎn)，控制專(zhuān)家們紛紛預(yù)言“FCS將取代DCS成為2l世紀(jì)控制系統(tǒng)的主流。”現(xiàn)在，F(xiàn)CS已經(jīng)被應(yīng)用到樓宇自動(dòng)化控制領(lǐng)域。 一、用于樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域的幾種現(xiàn)場(chǎng)總線 　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)際上有40種宣稱(chēng)為開(kāi)放型的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線只是用其中的一、二和七層協(xié)議。于是現(xiàn)場(chǎng)總線呈現(xiàn)雜亂紛呈的局面。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等現(xiàn)場(chǎng)總線在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域獲得了較廣泛的應(yīng)用。 　　 LonWorks 　　美國(guó)Echelon公司1991年推出了LON(Local 0penation Networks)技術(shù)，又稱(chēng)Lonworks技術(shù)。它得到了眾多計(jì)算機(jī)廠家、系統(tǒng)集成商、儀器儀表以及軟件公司的大力支持，已經(jīng)在樓宇自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化、電力系統(tǒng)供配、消防監(jiān)控、停車(chē)場(chǎng)管理等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。具體地說(shuō)LonWorks具有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、組網(wǎng)方便。它支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?，包括總線型、星型、樹(shù)型、自由拓?fù)湫偷?，這樣可適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，方便現(xiàn)場(chǎng)布線；⑵支持多種傳輸介質(zhì)。包括雙絞線、同軸電纜、電力線、光纖、無(wú)線射頻等；兩種傳輸速率：78bps和1．25Mbps，最大傳輸距離由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问胶蛡鬏斀橘|(zhì)決定，一般可從500m到2700m?？山尤说墓?jié)點(diǎn)最多為32385個(gè)。⑶完善的玨發(fā)工具。提供完善的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用開(kāi)放的NEURON C語(yǔ)言，它是ANSI C語(yǔ)言的擴(kuò)展；⑷無(wú)主的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。LonWorks網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的地位相同，網(wǎng)絡(luò)管理可設(shè)在任一節(jié)點(diǎn)處，并可安裝多個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理器；⑸開(kāi)發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間較短，也易于維護(hù)。LonWorks采用的LonTalk協(xié)議固化在Echelon公司的Neuron芯片中，這樣可以節(jié)省開(kāi)發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，也方便維護(hù)。 　　同其它現(xiàn)場(chǎng)總線一樣，LonWorks也有自身的缺點(diǎn)。首先，LonWorks的實(shí)時(shí)性、處理大量數(shù)據(jù)的能力有些欠缺；其次，由于LonWorks依賴(lài)于Echelon公司的Neuron芯片，所以它的完全開(kāi)放性也受到一些質(zhì)疑。盡管LonWorks存在一些不足，但是LonWorks的FCS還在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。世界上有2萬(wàn)多家OEM廠商生產(chǎn)LonWorks相關(guān)產(chǎn)品，其中種類(lèi)已達(dá)3500多種。目前世界上已安裝有500多萬(wàn)個(gè)LonWorks節(jié)點(diǎn)，LonT~k協(xié)議也被接納為歐洲CENTC24CEN TC205的一部分。自1996年以來(lái)，LonWorks也開(kāi)始在國(guó)內(nèi)獲得大量的應(yīng)用。在建設(shè)部的支持下，國(guó)內(nèi)一些研究所和企業(yè)開(kāi)始陸續(xù)開(kāi)發(fā)出基于LonWorks的樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并在一些新建智能大廈和建設(shè)部智能化小區(qū)試點(diǎn)工程中得到應(yīng)用。 　　ACnet 　　BACnet是作為世界上第一個(gè)樓宇自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。它代表了智能建筑發(fā)展的主流趨勢(shì)。BAet不是軟件或硬件，也不是固件，嚴(yán)格地說(shuō)，BAet并不是現(xiàn)場(chǎng)總線，而是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即通信規(guī)則。為不同商家產(chǎn)品的系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交流提供平臺(tái)和支持。BACnet詳細(xì)闡述了系統(tǒng)組成單元相互分享數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的途徑、使用的通信介質(zhì)、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規(guī)則。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS／TP、PTP、LonTalk五種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行通信?？筛鶕?jù)系統(tǒng)通信是和通信速度選擇不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。相對(duì)其它現(xiàn)場(chǎng)總線，BACnet標(biāo)準(zhǔn)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以與Etherent、LonWorks等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)縫集成。不過(guò)BACnet主要為解決不同廠家的樓宇自控系統(tǒng)相互間的通訊問(wèn)題設(shè)計(jì)，并不太適用于智能傳感器、執(zhí)行器等末端設(shè)備。BACnet標(biāo)準(zhǔn)已在全球得到了廣泛的應(yīng)用，全球生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)樓宇設(shè)備和樓宇自控設(shè)備的主要廠商均支持BACnet標(biāo)準(zhǔn)。BACnet在不到10年的時(shí)間內(nèi)就從一個(gè)行業(yè)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)迅速成為樓宇自控領(lǐng)域中唯一的ISO標(biāo)準(zhǔn)。雖然我國(guó)是WTO和ISO成員國(guó)，但是BACnet在我國(guó)建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍還是相對(duì)較小，而且在工程中采用的BACnet產(chǎn)品和技術(shù)也基本上全部是從國(guó)外引進(jìn)的，還沒(méi)有真正意義上的國(guó)產(chǎn)化BACnet相關(guān)產(chǎn)品。 　　CAN 　　CAN總線最初是德國(guó)Bosch公司為汽車(chē)監(jiān)控控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出的，現(xiàn)在它已經(jīng)成為一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在電力、石化、空調(diào)、建筑等行業(yè)均有應(yīng)用。CAN具有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴采用8字節(jié)的短幀傳送，故傳輸時(shí)間短、抗干擾性強(qiáng)：⑵具有多種錯(cuò)誤校驗(yàn)方式，形成強(qiáng)大的差錯(cuò)控制能力。而且在嚴(yán)重錯(cuò)誤的情況下，節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)離線，避免影響總線上其它節(jié)點(diǎn)；⑶采用無(wú)損壞的仲裁技術(shù)；⑷CAN芯片不但價(jià)格低而且供應(yīng)商多。CAN缺點(diǎn)是：CAN總線上最多可掛接110個(gè)節(jié)點(diǎn)，這不完全能滿(mǎn)足整個(gè)智能建筑的需要。不過(guò)可以通過(guò)利用中繼器進(jìn)行擴(kuò)展，相對(duì)其它一些現(xiàn)場(chǎng)總線，CAN總線技術(shù)比較簡(jiǎn)單，CAN相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)費(fèi)用也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)費(fèi)用。因此，很早國(guó)內(nèi)就有一些企業(yè)推出了基于CAN總線的樓宇自控的相關(guān)產(chǎn)品。如獅島、索龍集團(tuán)開(kāi)發(fā)出了$2000樓宇自控系統(tǒng)。 二、以太網(wǎng)開(kāi)始進(jìn)入樓宇自控領(lǐng)域 　　以太網(wǎng)發(fā)展至今已有20年歷程，作為局域網(wǎng)組網(wǎng)的主要技術(shù)，以其簡(jiǎn)單、價(jià)廉、高帶寬、維護(hù)方便以及不斷發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)一直在局域網(wǎng)領(lǐng)域中牢牢占據(jù)著統(tǒng)治地位。近年來(lái)，以太網(wǎng)技術(shù)獲得了快速地發(fā)展。交換型和全雙功以太網(wǎng)的出現(xiàn)，克服了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的共享公共傳輸媒體和半雙功傳輸?shù)娜觞c(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了站點(diǎn)獨(dú)占傳輸媒體并同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)，也減少了網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)碰撞。以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)不斷更新和擴(kuò)展，目前的以太網(wǎng)不僅在物理層(包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸速率、傳輸媒體)，并且在數(shù)據(jù)鏈路層與原來(lái)的傳統(tǒng)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)有了很大的進(jìn)步，以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)系列已擴(kuò)展成20余個(gè)。現(xiàn)在以太網(wǎng)不但由局域網(wǎng)向著接入網(wǎng)和城域網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展，同時(shí)開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)控制和樓宇自控領(lǐng)域。，它消除了以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)控制領(lǐng)域的一個(gè)嚴(yán)重障礙。美國(guó)VDC調(diào)查報(bào)告指出，Ethemet在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，市場(chǎng)占有率將從2000年的ll％增加到2005年的23%。 　　伴隨著以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的成功應(yīng)用，以太網(wǎng)技術(shù)也必將越來(lái)越多地滲透到樓宇自控領(lǐng)域。目前，以太網(wǎng)多用于基于現(xiàn)場(chǎng)總線的樓宇自控網(wǎng)絡(luò)集成到智能建筑中的信息網(wǎng)，在一些新開(kāi)發(fā)的樓宇自控系統(tǒng)中，以太網(wǎng)直接進(jìn)入了控制層。一般的空調(diào)、照明等系統(tǒng)通過(guò)ENC參量控制模塊集成到以太網(wǎng)上；帶有RS232或RS485接口的系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換模塊集成到以太網(wǎng)上；IP電話以及IP攝像機(jī)直接連接到以太網(wǎng)上。 　　在樓宇自控網(wǎng)絡(luò)中采用以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了從管理層(信息網(wǎng))到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層(控制網(wǎng))的“一網(wǎng)到底”，即實(shí)現(xiàn)人們期望的通信協(xié)議的兼容和統(tǒng)一；這樣系統(tǒng)擴(kuò)展起來(lái)也比較方便；與智能建筑中其它系統(tǒng)(信息網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)和辦公自動(dòng)化系統(tǒng))集成起來(lái)更加容易。其缺點(diǎn)是：首先，目前開(kāi)發(fā)基于以太網(wǎng)的控制系統(tǒng)產(chǎn)品的難度較大，開(kāi)發(fā)費(fèi)用和成本相對(duì)還是較高，用戶(hù)可以選擇的廠商也很有限，壟斷利潤(rùn)較高，研發(fā)成本還沒(méi)有被消化，這些都導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格過(guò)高。其次，以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性、可靠性等方面還有待進(jìn)一步完善。 　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，建筑和社區(qū)的數(shù)字化建設(shè)正在興起，F(xiàn)CS和以太網(wǎng)都必將在樓宇自控領(lǐng)域中獲得更廣泛的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用也會(huì)隨著需要和經(jīng)濟(jì)發(fā)展得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也會(huì)隨著社會(huì)的進(jìn)步迅猛發(fā)展。更智能的城市 IBM提出未來(lái)城市五大預(yù)測(cè)未來(lái)的城市將更加智能，無(wú)論醫(yī)療、建筑、交通、運(yùn)輸還是對(duì)緊急情況的處理，IBM提出了未來(lái)5年內(nèi)城市的5項(xiàng)預(yù)測(cè)，通過(guò)IBM技術(shù)的力量，這些預(yù)測(cè)可能會(huì)變成現(xiàn)實(shí)?！　?shí)際上，目前全球每年有大概6000萬(wàn)的人口搬到城市，城市人口在以很快的速度增長(zhǎng)，專(zhuān)家預(yù)測(cè)到2050年全球城市人口還會(huì)增加一倍。城市管理者和公民都在尋找讓城市更好運(yùn)作的方法。IBM提出了第四個(gè)“Next 5 in 5”，包括了IBM預(yù)測(cè)在未來(lái)5年將改變城市基礎(chǔ)架構(gòu)的5項(xiàng)革新技術(shù)。IBM“Next 5 in 5”基于對(duì)市場(chǎng)和社會(huì)的發(fā)展預(yù)期，結(jié)合IBM全球?qū)嶒?yàn)室的技術(shù)，將這些潛在的可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)?！　☆A(yù)測(cè)一：城市將具有更健康的免疫系統(tǒng)　　鑒于人口密度，城市仍將是傳染病的溫床。但是未來(lái)，公共衛(wèi)生官員將確切地知道病毒在何時(shí)、何地以及如何在蔓延——甚至了解誰(shuí)將會(huì)被下一個(gè)傳染?？茖W(xué)家將為市政官員、醫(yī)院、學(xué)校和工作地點(diǎn)提供恰當(dāng)?shù)墓ぞ?，更好的檢測(cè)、跟蹤、準(zhǔn)備和預(yù)防病毒感染，如H1N1病毒或季節(jié)性流感。我們還將會(huì)看到一個(gè)“健康網(wǎng)絡(luò)”的出現(xiàn)，電子病歷中包含匿名的醫(yī)療信息，將被安裝的共享，以避免病毒的傳播并保人們的健康...　　預(yù)測(cè)二：城市建筑將感知回應(yīng)人類(lèi)　　當(dāng)人們迅速的涌向城市，城市建筑將更加智能。而今，建筑由很多的部分組成，包括供暖、供水、污水排放、電力等等，各個(gè)部分都是獨(dú)立的。未來(lái)，技術(shù)會(huì)讓管理設(shè)施的運(yùn)作就像一個(gè)有機(jī)體，能夠快速的感知并作出回應(yīng)，有序的保護(hù)城市，節(jié)省資源、降低二氧化碳排放量。建筑內(nèi)數(shù)以千計(jì)的傳感器將對(duì)一切進(jìn)行監(jiān)控，溫度、濕度、行動(dòng)和光線等。未來(lái)的建筑并不僅僅與自然共存，還可以對(duì)自然加以保護(hù)。比如對(duì)能源消耗和碳排放進(jìn)行監(jiān)控，適時(shí)地采取行動(dòng)，降低排放。智能的降低能源消耗、碳排放、增加運(yùn)營(yíng)效率，未來(lái)的建筑讓人們更加舒適安全...　　預(yù)測(cè)三：城市小轎車(chē)和公共汽車(chē)將更加綠色　　未來(lái)，越來(lái)越多的小轎車(chē)和城市公共汽車(chē)將不再依賴(lài)于礦物燃料，汽車(chē)將采用新的電池技術(shù)，并且不需要數(shù)天或者數(shù)月充電一次，而是取決于駕駛的頻率。IBM科學(xué)家們以及合作伙伴正在設(shè)計(jì)新的電池，讓電動(dòng)汽車(chē)可以一次運(yùn)行300到500英里，而現(xiàn)在普遍是50至100英里。此外，城市智能網(wǎng)格讓汽車(chē)可以在公共場(chǎng)所充電，并采用可再生能源，如風(fēng)能，而不再依賴(lài)于燃煤的發(fā)電廠...　　預(yù)測(cè)四：更智能的系統(tǒng)解決城市用水并節(jié)省能源　　今天，全球有五分之一的人無(wú)法獲得安全的飲用水，并且滲漏的供水系統(tǒng)甚至能浪費(fèi)城市50%的水。更重要的是，人們對(duì)水的需求日趨增加，在未來(lái)的 50年中水需求將增加6倍。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，城市將安裝職能的水系統(tǒng)來(lái)降低50%的水浪費(fèi)，并安裝智能的凈水系統(tǒng)，不僅防止污染河流和湖泊，并凈化污水重復(fù)利用。現(xiàn)今的污水凈化技術(shù)將幫助城市重復(fù)利用本地的水資源，并降低20%水運(yùn)輸過(guò)程中消耗的能源...　　預(yù)測(cè)五：在未接到報(bào)警電話之前應(yīng)對(duì)城市犯罪　　未來(lái)的城市將降低甚至組織諸如犯罪和災(zāi)害的緊急情況。IBM已經(jīng)幫助執(zhí)法機(jī)構(gòu)在正確的時(shí)間對(duì)信息進(jìn)行正確的分析，這讓警務(wù)人員可以在犯罪發(fā)生之前就展開(kāi)行動(dòng)。紐約的市消防局已經(jīng)選擇IBM來(lái)建立一個(gè)“堪稱(chēng)藝術(shù)”的智能系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)收集和共享信息，來(lái)防止?jié)撛诘幕馂?zāi)并保護(hù)救援人員。IBM還在設(shè)計(jì)智能的堤壩系統(tǒng)，防止城市遭受洪澇災(zāi)害。世博園孵化智能城市華夏時(shí)報(bào)MSCBSC 移動(dòng)通信論壇。y%x,Y7LD!j0n+\(H1f　　本報(bào)記者 胡 鈺 北京報(bào)道39。E Q*^$[.uhMSCBSC 移動(dòng)通信論壇:`:]/`,xu!h0V2Y(I　　電燈、電話、汽車(chē)、蒸汽機(jī)、橡膠、混凝土、摩天大樓、航天飛機(jī)……世博會(huì)的科技創(chuàng)新濃縮了人類(lèi)文明的發(fā)展史。當(dāng)時(shí)鐘漸漸撥至2010年5月時(shí)，一次前所未有的科技革命將在中國(guó)上海拉開(kāi)序幕。B!M7n7@7B8O8A)Q/^9X)YMSCBSC 移動(dòng)通信論壇*a(L)p/