分析物联网技术和理念力促智能建筑发展

时间:2011-08-30

  物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:,物联网的和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

  从楼宇自控到绿色智能建筑

  早期的楼宇自动化系统(BACS)通常只有以HVAC楼宇设备为主的自控系统,随着通讯与计算技术,尤其是互联网技术的发展,其他楼宇中的设备也逐渐地被集成到楼宇自动化系统中,如消防自动报警与控制、安防、电梯、供配电、供水、智能卡门禁、能耗监测等等系统,实现了基于IT的物业管理系统、办公自动化系统等与控制系统的融合,形成智能建筑综合管理系统(IBMS)。在1973年石油危机之前,美国的建筑物往往采用宽敞夸张的设计,尤其在通风方面,基本不考虑能耗方面的可持续性。建筑节能的概念在危机之后开始在美国得到关注,一批厂家开始推出基于DDC、PLC、DCS、HMI、SCADA等技术的能耗管理系统(EMS),对建筑物的HVAC系统实施自动排程等管理,这也成为推动BACS发展的关键因素,由此可见,EMS一直是BACS和IBMS系统的关注点。在今天节能减排的大趋势下,建筑物的可持续性受到广泛关注,绿色智能建筑的概念重新被提上日程。绿色智能建筑的可持续性概念不仅仅包含了节能,还包括减排,以及建筑物的选址、朝向等考量,周边环境,交通状况,水资源利用,以及建筑材料的精心选择和循环利用等等,是一个系统工程。

  透视:物联网技术和理念力促智能建筑发展

  绿色智能建筑是构建智慧城市的基本单元,许多行业如智能交通、市政管理、应急指挥、安防消防、环保监测等业务中,智能建筑都是其“物联”的基本单元。国内外许多企业都在从事智能建筑业务,如华为,Honeywell,JohnsonControls等等,在物联网,智慧城市热潮推动下,以CISCO为代表的企业提出了“智能互联建筑”的口号。绿色智能建筑业务包含建筑智能化和建筑节能两大部分(下图),在海外成功收购了加拿大DistechControls和法国的Acelia和Comtec几家公司,成为了该领域国际的全方位“绿色智能建筑软硬件产品和服务提供商”。

  从智能建筑到物联网

  已成为老生常谈的物联网概念之争,巨大的产业规模,第三次IT革命,各国的广泛关注,提升为国家战略等等这里就不再去细说了。

  从上述智能建筑技术发展的描述中,处处体现“物联”的理念,早已存在的SCADA技术和理念,就已经初步实现了“两化融合”的物联网理念,与其说是现在是把物联网理念和技术在智能建筑中应用,还不如说智能建筑技术的发展丰富了物联网技术和理念。同方和笔者对物联网/M2M理念和技术的探索,起始于2003年提出的ezIBS智能建筑综合集成软件的开发,在做了相关的研究以后,就正式提出了M2M(物联网)理念,是国内提出物联网理念早的企业之一,并于2005年提出物联网DCM产业发展口号。ezM2M平台的应用被延伸到轨道交通,消防安防,市政管理,管网监控,工业自控,节能减排,水资源管理,能源环境等领域,已用到国内外600多个项目中,包括奥运RFID票务管理,中国移动M2M平台,国家应急平台,中移动e物流,中影集团移动放映机管理,上海虹桥交通枢纽,央视新址智能建筑集成,伊朗地铁,新加坡UBS大楼管理等等。同方在推动中国物联网产业发展过程中可以说起到了重要的作用,也因此在2009年底被推选为“中关村物联网产业联盟”理事长单位,随后成立了物联网产业本部。由笔者撰写的《物联网:技术、应用、标准和商业模式》一书,作为国内本全面介绍物联网的技术专着在国内出版(年底繁体字版也将在台湾出版,同时已签约国外某出版社开始英文翻译版出版工作)。书中提出的物联网主要由四大产业群组成的划分(下图),“中国式”物联网定义以及数据交换标准与中间件架构,也都源于智能建筑技术和理念,反过来,物联网的技术和理念又对智能建筑的发展起到了提升的作用。

  定义物联网:物联网(InternetofThings)理念指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities),包括具备“内在智能”的传感器、移劢终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的,如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人或车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(GrandIntegration,也就是MAI,M2MApplicationIntegration,vs.EAI)、以及基于云计算的SaaS营运等模式,在内网(Intranet)、专网(Extranet)、和/或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联劢、调度指挥、预案管理、进程控制、安全防范、进程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(Dashboard)等管理和服务功能,实现对“万物”(Things)的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化TaaS(everyThingasaService)服务。笔者预计,物联网及其相关的TaaS业务,在基于SemanticWeb技术的Web3.0基础上,将构成Web4.0的主体,与互联网浑然一体,绿色智能建筑的发展也将与之融合,相互补充并受益。

  作为物联网发展的排头兵,射频识别技术(Radio Frequency Identification,简称 RFID)成为了市场为关注的技术。RFID是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,是目前比较先进的一种非接触识别技术。以简单RFID系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的,比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。

  RFID是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。

  目前中国物联网的发展主要是政府推动型,许多地级市乃至县级市都把物联网作为“一把手”工程,由书记和市长亲自抓,无锡,北京,重庆的的城市都在争夺国内物联网产业“制高点”。笔者认为,这也就是智慧城市,不过,物联网要全面走向面向公众消费和服务(如物联智能家居等业务)还有较长的市场培育期。

  大集成应用与营运是目标和愿景

  上述物联网定义所描绘的蓝图和预期,正好也完全符合绿色智能建筑的蓝图与预期。MAI大集成应用(ezIBS)与TaaS大联网营运(前文图中所示的类似与GooglePowerMeter的能耗监测门户)是物联网,也是绿色智能建筑业务发展的目标和愿景。同时要发展传感器,在一些传感器(据有关研究指出,中国在传感器技术方面大约落后国外发达国家10年)等技术研发等难“点”上,可能需要技术攻关才能有所突破,但不会阻碍整个产业及应用的发展。物联网及绿色智能建筑整体产业的发展,都需要通过以“面”带“点”的方式推动发展,这在同方多年的业务实践(例如ezIBS智能建筑集成系统在一些总包项目中起到的作用)中已得到证实。

  内认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为经济的复苏提供技术动力。目前,美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

  中国物联网及绿色智能建筑产业,要发展到美国企业那种以软件(例如Honeywell旗下的Tridium,Invensys旗下的Wonderware,以及把物联网业务上升到DRM(DeviceRelationManagement)、ERP的Axeda,专做MMO物联网营运的Aeris,JasperWireless等等,“型”的IBM智慧地球战略,微软的OPC/.NET等基础技术自然不必多说)为业务和产值主体的模式还有很长的路要走,但如果这条路走成功则潜力巨大,软件能力(软实力)是提升“话语权”的重要基础,软件强则IT强。物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。



  
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