梁伯峰
【摘要】由于城市化進(jìn)程的發(fā)展,在城市中,用地緊張問題導(dǎo)致高層建筑越來越多,而高層建筑的內(nèi)部構(gòu)建越來越復(fù)雜必然導(dǎo)致必須有高效的信息技術(shù)來支撐其發(fā)展,因此智能建筑的樓宇控制系統(tǒng)有著良好的發(fā)展空間。針對于智能建筑樓宇控制系統(tǒng)的研究和分析是為了更好的更有效率的實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理,進(jìn)一步研究和發(fā)展系統(tǒng)集成技術(shù)。系統(tǒng)集成技術(shù)是智能建筑的關(guān)鍵。而被稱為系統(tǒng)集成則是一個(gè)優(yōu)化配置的過程,從而達(dá)到具有更好的功能,具有更好的效果,進(jìn)一步達(dá)到更高的要求。要想減低在建筑生命周期方面的成本,最好的辦法就是運(yùn)用高效的集成系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】智能建筑;系統(tǒng)架構(gòu);標(biāo)準(zhǔn)化
一、智能建筑的基本論述
在過去的20多年,智能建筑有的較快的發(fā)展,而隨著社會的不斷進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)也在日新月異的發(fā)展著,大家慢慢的更加了解和接受了這種新鮮的技術(shù)。智能建筑具有安全性、高效性、便利性的特點(diǎn),能夠和周圍的環(huán)境和諧,也更有利于更好的發(fā)展科學(xué)發(fā)展觀,更好的與周圍的自然、社會、生態(tài)環(huán)境和諧的、可持續(xù)的發(fā)展。
以計(jì)算機(jī)技術(shù)為其發(fā)展基礎(chǔ)的智能建筑具有的智能性,其發(fā)展很大程度上取決于計(jì)算機(jī)和IT技術(shù)的發(fā)展,因此我們可以將其發(fā)展分為以下幾個(gè)階段,第一,單功能系統(tǒng)階段。此階段發(fā)展于上個(gè)世紀(jì)八十年代初,由于建筑設(shè)備中計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了直接數(shù)字控制系統(tǒng),并進(jìn)一步出現(xiàn)了所謂的孤立系統(tǒng),孤立系統(tǒng)是由閉路電視,火災(zāi)報(bào)警器等監(jiān)控設(shè)備組成。這種系統(tǒng)中的控制器可用于不同的系統(tǒng),因此具有通用性和交換性。第二,多功能系統(tǒng)階段。此階段發(fā)展于上個(gè)世紀(jì)九十年代中,由于微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,專用控制器(ASC)出現(xiàn)了,這種控制器是以微控制器為基礎(chǔ)的。控制器具有定制性的特點(diǎn),可以根據(jù)具體的要求進(jìn)行定制特性,因此也只能完成其設(shè)定的具體功能。第三,集成系統(tǒng)階段。此階段發(fā)展于上世紀(jì)九十年代末期,互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展使得過去單一的孤立系統(tǒng)不能滿足用戶需要,控制的智能系統(tǒng)以及其通信協(xié)議有了跨越的發(fā)展,從專有變?yōu)殚_放。第四,集成管理智能化系統(tǒng)。此階段的發(fā)展,是為了實(shí)現(xiàn)智能化的發(fā)展。 在集成方面,從基本的單機(jī)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)協(xié)同,在信息處理方面,從信息簡單組合到信息內(nèi)容的組合和處理以及多媒體技術(shù)的運(yùn)用。
二、智能建筑控制系統(tǒng)集成技術(shù)
在IT技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的日新月異的發(fā)展下,智能建筑控制系統(tǒng)集成技術(shù)也在不斷的前進(jìn)和發(fā)展,在這不斷發(fā)展的過程中,怎樣實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方面、信息方面、組織方面的高效融合與協(xié)調(diào)配合運(yùn)作,是行業(yè)內(nèi)和學(xué)界內(nèi)關(guān)注的重點(diǎn)。
(一)系統(tǒng)集成技術(shù)的原則
系統(tǒng)集成技術(shù)的目的就是在邏輯和功能上,將各種具有不一樣功能的建筑設(shè)備的子系統(tǒng),例如照明、空調(diào)等,聚集在一個(gè)系統(tǒng)中,達(dá)到統(tǒng)一運(yùn)行的目的,從而可以達(dá)到信息的共享和資源的分享,進(jìn)一步更好的實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)中不同建筑設(shè)備的功能。隨著過去20年的發(fā)展,不論是在信息技術(shù)方面還是在集成技術(shù)方面,人們對環(huán)境的要求越來越高,對建筑設(shè)備控制系統(tǒng)也有更高的要求,而為了到達(dá)這些要求,有以下設(shè)計(jì)原則必須遵守。
第一,實(shí)用原則。具體問題具體分析,具體情況具體制定安排,在制定方案時(shí),要根據(jù)按需分配實(shí)用的原則來制定集成方案。第二,可實(shí)施的原則。設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成時(shí),要考慮到當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的水平,設(shè)計(jì)方案必須可實(shí)施。第三,開放的原則。設(shè)計(jì)的方案必須是開放的,具體表現(xiàn)在接口的標(biāo)準(zhǔn)性上,互操作性也必須優(yōu)良。第四,經(jīng)濟(jì)的原則。這個(gè)原則要求在設(shè)計(jì)方案時(shí),充分考慮到在建筑生命周期中的經(jīng)濟(jì)性,這也是每個(gè)工程都需要考慮的問題。例如在設(shè)計(jì)具體設(shè)備控制系統(tǒng)時(shí),要充分計(jì)算在樓房建筑使用年限內(nèi),工程設(shè)計(jì)的費(fèi)用,不能超過一定比例,否則不符合經(jīng)濟(jì)的原則。第五,可靠的原則。在設(shè)計(jì)時(shí),必須讓人產(chǎn)生信任感,不信任會有不良的影響和后期問題,所以設(shè)計(jì)時(shí),可靠性和安全性非常重要。例如,在控制設(shè)備的設(shè)計(jì)中,要能和建筑內(nèi)的設(shè)計(jì)風(fēng)格一致,不能讓人產(chǎn)生突兀的感覺,讓人沒有安全感,而應(yīng)該能夠和建筑的環(huán)境融為一體,和諧統(tǒng)一。
(二)面向協(xié)議的系統(tǒng)集成
在前文中提到的,建筑設(shè)備控制技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的,而在建筑設(shè)備控制技術(shù)中,通信協(xié)議是重中之重。通信協(xié)議的發(fā)展過程中有許多不同的協(xié)議一起發(fā)展著,而其中的種種協(xié)議在市場機(jī)制的選擇與淘汰下,留下了兩種標(biāo)準(zhǔn),分別是BACnet國際標(biāo)準(zhǔn)與LonWorks技術(shù),但仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)兩種不同的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)并不能達(dá)到很好的兼容。所以在當(dāng)前情況下,眾多標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)存在的系統(tǒng)中,最原始的集成模式是網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議模式。這種模式在統(tǒng)一個(gè)協(xié)議中互操作不需要遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)而只有遵循自己的標(biāo)準(zhǔn),在不同的網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議中實(shí)現(xiàn)互操作則需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。隨著技術(shù)不斷的發(fā)展和競爭,標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議慢慢的代替的專用的協(xié)議,例如BACnet,它的開放性決定其沒有授權(quán)問題,建筑設(shè)備在安裝后的運(yùn)行、維護(hù)等不會受到影響。
(三)面向平臺的系統(tǒng)集成
上文討論的面向協(xié)議的系統(tǒng)集成有缺陷,進(jìn)一步發(fā)展看更高級的面向平臺的系統(tǒng)集成。這種集成的優(yōu)點(diǎn)在于采取無論何種模型和互操作模式,都可以在提供了集成接口的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息共享和互操作,但這種接口必須是標(biāo)準(zhǔn)的。目前這種技術(shù)以O(shè)PC技術(shù)為代表,正在快速發(fā)展中。
三、影響集成效果的因素分析
(一)系統(tǒng)架構(gòu)
建筑設(shè)備早期的控制技術(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,有了標(biāo)準(zhǔn)化的幾何結(jié)構(gòu)決定了控制設(shè)備可以互換,既有利于市場發(fā)展,也有利于技術(shù)發(fā)展。但技術(shù)的快速發(fā)展也導(dǎo)致了在設(shè)計(jì)過程中,軟件和硬件的專利所有者并沒有考慮到后續(xù)可替代問題,設(shè)計(jì)的設(shè)備出現(xiàn)問題需要維修時(shí)非常麻煩,不許找到原廠購買設(shè)備才能維護(hù)。
(二)協(xié)議
開放協(xié)議的出現(xiàn)使得不同廠家的產(chǎn)品可以進(jìn)行互聯(lián),但在其出現(xiàn)以前,互聯(lián)是相當(dāng)困難的。例如,這方面的市場已經(jīng)經(jīng)過了二十多年的發(fā)展后,市場中的比較核心的標(biāo)準(zhǔn)是BACnet標(biāo)準(zhǔn)和LonWorks,但這兩種技術(shù)也不具有兼容性,就說明這確實(shí)是一個(gè)主流問題,而因此導(dǎo)致的再資源共享方面的問題是系統(tǒng)集成的最大難題。
(三)安全環(huán)境
智能建筑系統(tǒng)建立在信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,信息技術(shù)是否安全決定了建筑系統(tǒng)的運(yùn)行,并且在網(wǎng)絡(luò)間的信息傳輸問題也是一個(gè)較大的風(fēng)險(xiǎn)。在集成系統(tǒng)連接到Internet后,任何人都可以通過Internet來訪問系統(tǒng)上的資源,因此網(wǎng)絡(luò)通信面臨了許多威脅,可能受到黑客的攻擊。所以只有創(chuàng)造一個(gè)安全的環(huán)境,才能夠保證集成系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
結(jié)束語
二十一世紀(jì)來,集成技術(shù)擁有良好的發(fā)展前景和空間,在逐步的發(fā)展的過程中,集成技術(shù)會慢慢的發(fā)展到需要信息溝通、資源共享的各種領(lǐng)域中。智能建筑領(lǐng)域則正好非常適合,而在這個(gè)領(lǐng)域中,系統(tǒng)集成是基礎(chǔ)與重點(diǎn)。通過集成后的系統(tǒng),能夠擁有更高效的管理維護(hù)能力,能夠節(jié)約資源和成本,尤其是建筑生命周期成本。為了進(jìn)一步更好的研究,有以下兩個(gè)方向可以繼續(xù)深挖,第一是智能建筑領(lǐng)域集成系統(tǒng)中的架構(gòu)研究。第二是智能建筑領(lǐng)域集成系統(tǒng)中的集成方法的研究。要以發(fā)展的眼光看待集成技術(shù)的成長,深入了解發(fā)展技術(shù)存在的問題,把握發(fā)展方向,進(jìn)而推進(jìn)智能建筑行業(yè)的發(fā)展。
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