智能建筑及樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)綜述

智能建筑是信息技術(shù)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的必然結(jié)果。隨著智能化技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，建筑化智能程度隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而逐步提高，近年來得到了迅速的發(fā)展和普及，也日益得到社會(huì)廣泛的認(rèn)同和重視。建筑智能化已經(jīng)成為現(xiàn)代高檔建筑的主要特征。

1智能建筑及樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)綜述

⑴智能建筑(Intelligent Building)是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS：Building Mn agement Automation System)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)(CAS：Communication Automation System)和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OAS：Office Automation System)三者的有機(jī)結(jié)合。

⑵樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是智能建筑的主要組成部分之一。樓宇自控系統(tǒng)是用來完成樓內(nèi)設(shè)備自動(dòng)控制的一套系統(tǒng)。它通過傳感器采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，然后將信號(hào)送至智能設(shè)備，對(duì)實(shí)際工況進(jìn)行邏輯分析，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器完成自動(dòng)控制。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)涉及空調(diào)制冷系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)及電梯等的計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理。智能建筑通過樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)的設(shè)備與建筑環(huán)境的全面監(jiān)控與管理，為使用者營造一個(gè)舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、便捷的工作和生活環(huán)境，為管理者提供方便的管理手段，為經(jīng)營者減少能耗并降低管理成本，為物業(yè)管理現(xiàn)代化提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 LONWORKS 技術(shù)

⑴早期的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中并沒有控制網(wǎng)絡(luò)?？刂葡到y(tǒng)只是由氣動(dòng)控制裝置和一束束電線組成，這樣的控制系統(tǒng)功能比較簡(jiǎn)單，靈活性也不好。傳統(tǒng)的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)就其本身而言是一種封閉的系統(tǒng)，主要表現(xiàn)在其通信協(xié)議上。不同廠商的產(chǎn)品采用不同的通信協(xié)議，互不兼容。后來固體物理技術(shù)的出現(xiàn)使邏輯電路取代了連線和繼電器，氣動(dòng)控制裝置和電子儀表板也讓位于直接數(shù)字控制器(Direct Digital Controllers-DDCs)。但當(dāng)客戶想要連接不同廠家的DDC 系統(tǒng)或設(shè)備時(shí)，無法兼容的問題就顯得特別突出了。由于系統(tǒng)封閉，不同子系統(tǒng)間無法共享相同意義的信息。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，封閉的系統(tǒng)限制了建筑物智能化產(chǎn)品的更新?lián)Q代，只有開放的系統(tǒng)才能為用戶提供真正的低成本產(chǎn)品。開放的、互操作的控制系統(tǒng)———LONWORKS技術(shù)是開放系統(tǒng)的一種完整的解決方案。它已經(jīng)成功地應(yīng)用于許多領(lǐng)域。LONWORKS 技術(shù)是支持完全分布式的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，是開放的、互可操作的控制系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)平臺(tái)。

⑶LONWORKS 樓宇自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)：LONWORKS 是一個(gè)低成本、互可操作的控制系統(tǒng)，它讓智能設(shè)備在簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行對(duì)等通信，形成開放式體系結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)安裝，便于編程、定制、操作、服務(wù)和擴(kuò)大。i.LON 100因特網(wǎng)服務(wù)器用作Web 服務(wù)器，從而不再需要單獨(dú)的PC 服務(wù)器。結(jié)果實(shí)資本投資降低，更為重要的是不再需要維護(hù)。

在智能建筑建設(shè)中應(yīng)用LONWORKS 技術(shù)，可以很容易地實(shí)現(xiàn)智能化建筑的所有功能，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)布線相對(duì)容易。對(duì)于用戶各種不同的功能要求，只需選用不同的控制節(jié)點(diǎn)，編寫相應(yīng)的程序，直接連接到住宅區(qū)的控制網(wǎng)絡(luò)上就完成了。在物理上不必對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作任何修改。而且LONWORKS 網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)充性極好，擴(kuò)充子系統(tǒng)，增加功能，連接兩個(gè)小區(qū)控制網(wǎng)等都很簡(jiǎn)便。LONWORKS 技術(shù)提供的高效開發(fā)平臺(tái)讓我們?cè)谶M(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊不再需要花費(fèi)時(shí)間，可以把精力集中到具體的系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)上。

以LONWORKS 技術(shù)為基礎(chǔ)的照明管理系統(tǒng)被選中了。因?yàn)樗粌H易于集成而且能滿足規(guī)定的一年半投資回報(bào)期。把供暖、通風(fēng)、安保和照明控制集成為單一的開放式網(wǎng)絡(luò)的決策，既節(jié)約了初期投資和經(jīng)常的運(yùn)營成本，也為大樓用戶和業(yè)主兩者創(chuàng)造了附加價(jià)值。如在所有辦公室安裝了經(jīng)過認(rèn)證的LR15133-10 Helio 多功能傳感器，將個(gè)別房間中的供暖控制器從待機(jī)狀態(tài)設(shè)置為舒適模式。而且，光傳感器檢測(cè)進(jìn)入房間的自然光并將此信息通過LONWORKS 網(wǎng)傳輸?shù)紿elio 控制器?？刂破髯詣?dòng)在相關(guān)區(qū)域內(nèi)調(diào)節(jié)光源，保持工作場(chǎng)所所恒定的亮度。Helio 控制器一當(dāng)有充足的自然光時(shí)，就能關(guān)閉燈具。還能配合個(gè)人愛好來調(diào)整光亮度和室溫，使住戶更加感到舒適。

⑶基于LONWORKS 技術(shù)的LONTALK 協(xié)議，LONTALK是各個(gè)LONWORKS 設(shè)備共同所有， 它是唯一實(shí)現(xiàn)ISO/OSI(開放系統(tǒng)互連模型)定義的全部七層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議：它支持在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中使用不同的通信介質(zhì)，它支持任意形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用它可組建INFRANET，與Interner，Intranet 無縫集成。LONWORKS技術(shù)的基本元件神經(jīng)元芯片包含3 個(gè)CPU，同時(shí)具備通信于控制功能，并固化了ISO/OSI 的全部七層通信協(xié)議和34 種常見的I/O 控制對(duì)象，改善了CSMA，使得在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。網(wǎng)絡(luò)通信采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，增加通信的可靠性。LONTALK 的公用性向制造商提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列的設(shè)計(jì)要求并使系統(tǒng)集成商應(yīng)用來自多個(gè)制造商的產(chǎn)品而無需要求特殊培訓(xùn)或特定制造商的軟件，這就使業(yè)主能開放他們的設(shè)施，接受競(jìng)爭(zhēng)性投標(biāo)和多廠商設(shè)備，無需權(quán)衡網(wǎng)絡(luò)的完整性和維護(hù)性。

⑷基于LONWORKS 技術(shù)的Honeywell 高級(jí)樓宇自控系統(tǒng)，控制著所有的暖通空調(diào)(HVAC)與照明設(shè)備。每套公寓都有自己的新風(fēng)處理單元和控制處理單元、制冷單元以及排風(fēng)扇，從而確保最理想的居住空間。這些系統(tǒng)與其他Honeywell 系統(tǒng)集成，包括智能卡門禁、防盜、消防報(bào)警以及閉路電視(CCTV)監(jiān)控系統(tǒng)等。必要時(shí)，在10個(gè)工作站上工作的物業(yè)管理經(jīng)理可以監(jiān)控和重啟整個(gè)樓宇管理系統(tǒng)。這套系統(tǒng)擁有35,000 個(gè)據(jù)點(diǎn)，是已安裝的LONWORKS 系統(tǒng)中規(guī)模最大的一個(gè)。

住戶回到家，只需在樓道門口的控制鍵盤上輸入安全代碼，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)HVAC 系統(tǒng)，提供舒適的室內(nèi)氣候，同時(shí)照明控制器將調(diào)節(jié)到主人最后一次離開前的狀態(tài)。居民外出時(shí)，再次輸入一個(gè)安全代碼，照明燈將自動(dòng)關(guān)閉，HVAC 系統(tǒng)則調(diào)節(jié)到最佳節(jié)能狀態(tài)。

Honeywell Excel 10 FCU 控制器負(fù)責(zé)將起居室與臥室的溫度保持在理想的范圍內(nèi)。根據(jù)房主的要求，采用PI 算法控制的FCU 與暖氣片會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行控制。在該項(xiàng)目中使用的FCU 控制器采用了特別設(shè)計(jì)的固件，以實(shí)現(xiàn)期望的暖通空調(diào)控制(FCU 用于制冷、暖氣片用于供熱)效果。

3 結(jié)束語

由此我們也看到LONWORKS 技術(shù)是一種嶄新的、非常有發(fā)展前途的技術(shù)，并且正處于不斷的變化革新之中，我們有理由相信它會(huì)愈來愈先進(jìn)，并會(huì)在更多的領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用。LONWORKS 技術(shù)已經(jīng)成為國際開發(fā)的跨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它包括控制網(wǎng)絡(luò)、輕軌交通，鐵路運(yùn)輸、電力、HVAC、樓宇、加油站、半導(dǎo)體生產(chǎn)等行業(yè)，說明了LONWORKS 技術(shù)平臺(tái)良好的開放性。LONWORKS 技術(shù)在實(shí)現(xiàn)智能樓宇監(jiān)控方面有較明顯的優(yōu)勢(shì)，相信隨著

LONWORKS 技術(shù)的推廣，在越來越多的領(lǐng)域會(huì)享受到其帶來的便捷。LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為新一代開放的、互操作的控制系統(tǒng)打開了一扇大門。LONWORKS系統(tǒng)為用戶帶來了BACnet 雖然承諾卻沒有實(shí)現(xiàn)的好處：更高的可靠性、更多的賣方選擇以及更低的生命周期成本。

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