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    智能建筑网络设计与管理

    设计模板2017年07月11日
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    先进技术的飞速发展,对建筑环境有很大的好处。建筑系统技术的进步已经导致了智能建筑的广泛发展。智能建筑是一种使用技术来自动化建筑系统运行的智能建筑,以提高乘客的安全性,效率和舒适度。智能建筑物利用技术监测设施系统并进行必要的调整。智能建筑的目标是通过单个计算机界面使用计算机和软件来控制照明,报警系统,暖通空调(暖气,通风,空调)和其他系统。


    虽然没有一个智能建筑的通用标准,但是大多数智能建筑都有一些共同的特征。智能建筑通常提供:

    控制主要建筑系统的能力。智能建筑所需的最基本功能是控制影响安全性,效率和乘客舒适度的主要建筑系统。这些系统包括暖通空调,消防和人身安全系统,报警,门禁控制,或被认为对设施运行至关重要的任何其他系统。
    执行复杂管理任务的能力。智能建筑能够根据预设和可变的时间表,环境条件和紧急事件主动管理系统。
    协调多个系统之间的动作的能力。智能建筑必须能够协调一致地控制多个系统,以实现单一协调的行动。
    沟通和报告的能力。智能建筑系统能够使用现代连接实践(例如基于IP的xml)生成定制的详细信息和报告。该信息由设施经理用来监控设施。智能建筑系统可以生成综合报告,发送自动电子邮件警报,并生成设施经理要求的其他定制报告。此外,智能建筑系统与外部系统,设施,利益相关者,远程或总部办公室或设施经理识别的任何其他实体进行通信。
    网络设计

    现代设施系统使用与中央控制系统相连的传感器和控制装置。这些传感器和控制装置安装在整个设施中。在过去,每个单独的系统将有自己的一套电缆,使其能够与中央控制系统进行通信。在许多设施中仍然如此,但较新的建筑物正在实施融合网络,作为多个系统的单一通信骨干网。

    基于互联网协议(IP)的网络系统越来越普遍,作为设施系统的通信骨干网。许多设施现在开始在单个基于IP的网络上部署多个智能建筑系统以及管理局域网。BAS和相关传感器和控制器的大多数制造商正在设计其产品以在IP网络上运行。

    使用单个网络的一些主要优点包括:

    成本效益。可以在单个网络上运行多个系统,如BAS,公司局域网(局域网),VoIP(因特网协议语音),甚至视频信号。而不是多个电缆组,只需要一个。POE(以太网供电)可以通过网络电缆为低压设备供电,而无需单独的电源供应。这消除了另一种布线系统。一些门禁和视频监控系统现在每个设备只使用一根CAT6电缆,从而消除了单独的电源。
    更高的数据容量。IP系统可以在旧的布线系统上以10 MB /秒的速度进行通信; 大多数系统都是100 MB /秒。这通常比以前在非IP布线上的通信快几百甚至几千倍。这种额外的容量允许您在单个网络上操作多个系统。
    更大的灵活性 较新的基于IP的网络可以轻松升级,速度更快,通常不需要更换电缆。同样,新系统也可以轻松地添加到现有网络中。
    许多供应商选项。IP是独立于供应商的,因此设施经理可以从各种不同的制造商的产品中选择构建网络。
    估计网络负载

    网络系统非常复杂,通常不直观。估计系统将放在网络上的负载是一项非常复杂的任务,对系统的成功将产生巨大的影响。建议您聘请网络设计师(最好使用CCNA认证)来设计和实施网络。同样重要的是,监控视频可以强调IP网络远远超过访问控制系统或BAS。

    在IP网络上使用视频可以使用比接入控制系统更多的数百甚至数千个带宽。在将视频添加到运行关键建筑系统的网络之前,请务必彻底了解您的网络容量。

    正确的网络布线

    单一的融合IP网络的最大障碍之一是设备中安装的布线类型。许多设施仍然使用CAT5布线,这不足以运行一些较新的高带宽系统,如视频和VoIP。即使CAT5E提供比CAT5更高的带宽,在新开发的,高度先进的系统及其大量数据容量要求的影子中,也很快就过时了。CAT7强烈推荐用于今天的系统,并可以适应未来的系统开发。如果您正在升级到新的布线或在新设施中安装布线,与长期优势相比,CAT7的额外成本是最小的。光纤电缆提供最高的容量,目前高达10 GB /秒,但与CAT7相比,成本过高,

    在单个数据网络上运行所有智能建筑系统可能是一种风险。但是,您可以通过投资于可以安全地处理您的需求并确保冗余系统到位的设备来减轻这种风险。像所有的技术一样,IP网络有可能会失败一天,所以有一个网络服务提供商可以用于紧急情况。

    无线通信

    一些BAS设备制造商正在通过使用标准802.11通信无线局域网通信的无线电连接进行通信。这些系统的优点是它们不需要网络布线,这可能难以安装在某些机械区域,屋顶和BAS系统所在的其他地方。

    无线通信带来的挑战来自于以下几个方面:

    物理材料的干扰 钢,木,混凝土或几乎任何材料都会吸收或反映无线设备的一些信号。这可以将信号减少到不可用的位置。
    电磁干扰。无线电源,荧光灯,电气设备和电缆可能会干扰无线信号。
    太少(或太多)无线接入点。为了使无线工作,它需要接入点的正确数量和位置将无线信号连接到有线网络。
    如果存在这些因素,则由于信号质量低或干扰而导致慢速通信。因此,无线设备可能无法正常工作。要确定这些因素是否存在于您希望使用无线BAS传感器和设备的地区,建议您在安装前进行无线调查。调查结果将告诉您,存在什么干扰(如果有的话),以及您的连接速度。如果连接速度不够快,您可能需要安装无线中继器来提高信号强度和质量,并提高连接速度。

    智能建筑设备通信

    智能建筑通过数据网络在通信协议中发送信号与设备进行通信。将协议视为系统所说的“语言”,网络是携带对话的“电话线”(虽然网络比电话线复杂得多)。

    智能建筑系统通过网络向传感器,执行器和控制软件发送信号进行通信。这些信息是以细分的方式发送的,被称为数据包。将数据包作为传真机,一次一页通过传真机有帮助,并在发送每个页面后返回确认信息。当然,这一切都比传真机运行得快得多。数据包以几秒钟的速度发送和确认。每个包含有以协议书写的信息,发送者和接收者都理解的语言。

    协议

    在BAS的早期,每个供应商都有一个专有的协议,他们单独使用。因此,除了BAS制造商提供的产品以外,不可能使用任何产品。然而,随着开放源码的普及,BAS制造商使其产品更为通用。这允许客户选择来自不同制造商的不同产品,并且仍然有组件协同工作。两个最受欢迎的开源协议是BACnet和LonWorks。

    BACnet的

    BACnet是专为HVAC和BAS设计的独立于供应商的开源通信协议。BACnet是一种灵活和全面的控制语言,也可用于控制照明,安全,访问控制,火灾报警等许多系统。它得到了大多数主要的BAS制造商以及其他设备系统的制造商的支持。BACnet已被ASHRAE(美国供暖,制冷和空调工程师协会)和ANSI(美国国家标准协会)批准和认可。

    LonWorks技术

    LonWorks设备网络平台由Echelon Corporation创建,并被广泛应用于世界各地。它是建筑物BACnet控制标准的一部分,并已被包括在EIA-709.1 EIA(电子工业联盟)控制网络协议规范中。在概念上与BACnet标准类似,它使用与使用BACnet进行通信的设备不兼容的不同通信协议。LonWorks通信协议是免费的,尽管Echelon公司制造的芯片需要所有使用LonWorks的设备。

    选择一个协议

    关于BACnet或LonWorks是否是上级协议,设备所有者和经理,工程师和架构师都有一些争议。关于“开源”的定义以及系统真正开放的问题,仍然存在一些争论。BACNet完全与供应商无关,不需要其设备中的专有芯片。然而,LonWorks系统被广泛使用,并已在行业范围内得到认可。许多BAS制造商通过设计他们的系统与BACnet或LonWorks设备通信并在多种类型的网络上运行,从而在两种协议之间进行了妥协。

    尽管BACnet和LonWorks正在成为行业标准,但还存在许多其他协议。然而,在设备的一部分或全部中,使用旧协议(如RS232或Modbus)的设备仍然很常见。COBA(连接开放式楼宇自动化)是一种基于Linux的操作系统,其成功有限。许多BAS制造商提供与使用这些协议的设备通话的能力。