物聯(lián)網(wǎng)與綠色智能建筑

1、物聯(lián)網(wǎng)與綠色智能建筑從樓宇自控到綠色智能建筑 早期的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BACS）通常只有以HVAC 樓宇設(shè)備為主的自控系統(tǒng)，隨著通訊與計(jì)算技術(shù)，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，其他樓宇中的設(shè)備也逐漸地被集成到樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中，如消防自動(dòng)報(bào)警與控制、安防、電梯、供配電、供水、智能卡門禁、能耗監(jiān)測(cè)等等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于IT 的物業(yè)管理系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等與控制系統(tǒng)的融合，形成智能建筑綜合管理系統(tǒng)（IBMS）。現(xiàn)代智能建筑綜合管理系統(tǒng)是一個(gè)高度集成、和諧互動(dòng)、具有統(tǒng)一操作接口和界面的“高智商”的企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)，為用戶提供了舒適、方便和安全的建筑環(huán)境，“智能建筑”概念由此大約于80 

2、;年代初形成。在1973 年石油危機(jī)之前，美國的建筑物往往采用寬敞夸張的設(shè)計(jì)，尤其在通風(fēng)方面，基本不考慮能耗方面的可持續(xù)性。建筑節(jié)能的概念在危機(jī)之后開始在美國得到關(guān)注， 一批廠家開始推出基于DDC、PLC、DCS、HMI、SCADA 等技術(shù)的能耗管理系統(tǒng)（EMS），對(duì)建筑物的HVAC 系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)排程等管理，這也成為推動(dòng)BACS 發(fā)展的關(guān)鍵因素，由此可見，EMS一直是BACS 和IBMS 系統(tǒng)的關(guān)注點(diǎn)。在今天節(jié)能減排的大趨勢(shì)下，建筑物的可持續(xù)性（Sustainability）受到廣泛關(guān)注，綠色智能建筑（Green 

3、Intelligent Buildings）的概念重新被提上日程。綠色智能建筑的可持續(xù)性概念不僅僅包含了節(jié)能，還包括減排，以及建筑物的選址、朝向等考量，周邊環(huán)境，交通狀況，水資源利用，以及建筑材料的精心選擇和循環(huán)利用等等（這些都是美國的USGBC 提出的 LEED 綠色建筑分級(jí)系統(tǒng)中列舉的衡量指標(biāo)），是一個(gè)系統(tǒng)工程。 綠色智能建筑是構(gòu)建智慧城市的基本單元，許多行業(yè)如智能交通、市政管理、應(yīng)急指揮、安防消防、環(huán)保監(jiān)測(cè)等業(yè)務(wù)中，智能建筑都是其“物聯(lián)”的基本單元。國內(nèi)外許多企業(yè)都在從事智能建筑業(yè)務(wù)，如華為，Honeywell, Johnson 

4、;Controls 等等，在物聯(lián)網(wǎng)，智慧城市熱潮推動(dòng)下，以CISCO 為代表的企業(yè)提出了“智能互聯(lián)建筑”的口號(hào)。綠色智能建筑業(yè)務(wù)包含建筑智能化和建筑節(jié)能兩大部分（下圖），同方泰德國際科技有限公司是國內(nèi)綠色智能建筑領(lǐng)域領(lǐng)先的企業(yè)，在海外成功收購了加拿大Distech Controls 和法國的Acelia 和Comtec 幾家公司，成為了該領(lǐng)域國際領(lǐng)先的全方位“綠色智能建筑軟硬件產(chǎn)品和服務(wù)提供商”。  從智能建筑到物聯(lián)網(wǎng) 已成為老生常談的物聯(lián)網(wǎng)概念之爭(zhēng)，巨大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，第三次IT革命，各國的廣泛關(guān)注，提升為國家戰(zhàn)略等等這里就不

5、再去細(xì)說了。 從上述智能建筑技術(shù)發(fā)展的描述中，處處體現(xiàn)“物聯(lián)”的理念，早已存在的SCADA 技術(shù)和理念，就已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了“兩化融合”的物聯(lián)網(wǎng)理念，與其說是現(xiàn)在是把物聯(lián)網(wǎng)理念和技術(shù)在智能建筑中應(yīng)用，還不如說智能建筑技術(shù)的發(fā)展豐富了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和理念。同方和筆者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)/M2M 理念和技術(shù)的探索，起始于2003 年提出的 ezIBS 智能建筑綜合集成軟件的開發(fā)，在做了相關(guān)的研究以后，就正式提出了M2M（物聯(lián)網(wǎng)）理念，是國內(nèi)提出物聯(lián)網(wǎng)理念最早的企業(yè)之一，并于2005 年提出物聯(lián)網(wǎng)DCM 產(chǎn)業(yè)發(fā)展口號(hào)。 在

6、0;ezIBS 軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，我們開發(fā)了更通用的 ezM2M 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)中間件及一系列行業(yè)套件產(chǎn)品，這正是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)與智能建筑技術(shù)和理念有很多的共性。 ezM2M平臺(tái)的應(yīng)用被延伸到軌道交通，消防安防，市政管理，管網(wǎng)監(jiān)控，工業(yè)自控，節(jié)能減排，水資源管理，能源環(huán)境等領(lǐng)域，已用到國內(nèi)外600 多個(gè)項(xiàng)目中，包括奧運(yùn)RFID 票務(wù)管理，中國移動(dòng)M2M 平臺(tái)，國家應(yīng)急平臺(tái)，中移動(dòng)e 物流，中影集團(tuán)移動(dòng)放映機(jī)管理，上海虹橋交通樞紐，央視新址智能建筑集成，伊朗地鐵，新加坡UBS 大樓管理等等。同方在推動(dòng)中國物聯(lián)網(wǎng)

7、產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中可以說起到了重要的作用，也因此在2009 年底被推選為“中關(guān)村物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”理事長(zhǎng)單位，隨后成立了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)本部。 由筆者撰寫的物聯(lián)網(wǎng)： 技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式一書，作為國內(nèi)第一本全面介紹物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)專著在國內(nèi)出版（年底繁體字版也將在臺(tái)灣出版，同時(shí)已簽約國外某知名出版社開始英文翻譯版出版工作）。書中提出的物聯(lián)網(wǎng)主要由四大產(chǎn)業(yè)群組成的劃分（下圖），“中國式”物聯(lián)網(wǎng)定義以及數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)與中間件架構(gòu)，也都源于智能建筑技術(shù)和理念，反過來，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和理念又對(duì)智能建筑的發(fā)展起到了提升的作用。 定義物聯(lián)網(wǎng)：物聯(lián)網(wǎng)(Internet of

8、0;Things)理念指的是將無處不在（Ubiquitous）的末端設(shè)備（Devices）和設(shè)施（Facilities），包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移勱終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等、和“外在使能”(Enabled)的，如貼上RFID 的各種資產(chǎn)（Assets）、攜帶無線終端的個(gè)人或車輛等“智能化物件或動(dòng)物”或“智能塵?！保∕ote），通過各種無線和/或有線的長(zhǎng)距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通（M2M)、應(yīng)用大集成（Grand Integration,也就是 MAI, M2M Application I

9、ntegration, vs. EAI)、以及基于云計(jì)算的SaaS 營運(yùn)等模式，在內(nèi)網(wǎng)（Intranet）、專網(wǎng)（Extranet）、和/或互聯(lián)網(wǎng)（Internet）環(huán)境下，采用適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C(jī)制，提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、定位追溯、報(bào)警聯(lián)勱、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、進(jìn)程控制、安全防范、進(jìn)程維保、在線升級(jí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面（Dashboard）等管理和服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)“萬物”（Things）的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮堋⒖?、營”一體化TaaS（everyThing as a Service）服務(wù)。筆者把物

10、聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、業(yè)務(wù)范圍、和存在形式，以及與其他技術(shù)的關(guān)系歸納為下圖。筆者預(yù)計(jì)，物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)的 TaaS 業(yè)務(wù)，在基于Semantic Web 技術(shù)的Web 3.0 基礎(chǔ)上，將構(gòu)成Web 4.0 的主體，與互聯(lián)網(wǎng)渾然一體，綠色智能建筑的發(fā)展也將與之融合，相互補(bǔ)充并受益。 目前中國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主要是政府推動(dòng)型，許多地級(jí)市乃至縣級(jí)市都把物聯(lián)網(wǎng)作為“一把手”工程，由書記和市長(zhǎng)親自抓，無錫，北京，重慶的領(lǐng)先的城市都在爭(zhēng)奪國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)“制高點(diǎn)”。筆者認(rèn)為，美國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及服務(wù)對(duì)象是企業(yè)應(yīng)用和服務(wù)，而中國物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要服

11、務(wù)對(duì)象和商業(yè)機(jī)會(huì)在于公共設(shè)施及服務(wù)的建設(shè)，這也就是智慧城市，或者說是各地“數(shù)字城市二期工程”的建設(shè)，智慧城市是中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的靶心(下圖)，而綠色智能建筑是智慧城市的最基本單元，是靶心的靶心。不過，物聯(lián)網(wǎng)要全面走向面向公眾消費(fèi)和服務(wù)（如物聯(lián)智能家居等業(yè)務(wù)）還有較長(zhǎng)的市場(chǎng)培育期。 大集成應(yīng)用與營運(yùn)是目標(biāo)和愿景  上述物聯(lián)網(wǎng)定義所描繪的藍(lán)圖和預(yù)期，正好也完全符合綠色智能建筑的藍(lán)圖與預(yù)期。 MAI 大集成應(yīng)用（ezIBS）與TaaS 大聯(lián)網(wǎng)營運(yùn)(前文圖中所示的類似與Google PowerMeter 的能耗監(jiān)測(cè)門戶)是物聯(lián)網(wǎng)，也是綠色智能建

12、筑業(yè)務(wù)發(fā)展的目標(biāo)和愿景。 筆者認(rèn)為，大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)/綠色智能建筑應(yīng)用需要首先建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)以及打造開放的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)中間件平臺(tái)，這無疑是核心技術(shù)，是一個(gè)“面“的問題，但這屬于集成創(chuàng)新，體現(xiàn)總體“軟實(shí)力”，難度在產(chǎn)品化，不亞于發(fā)明一項(xiàng)新的“顛覆性”（disruptive）技術(shù)。 同時(shí)要發(fā)展傳感器，控制器，RFID 等末端技術(shù)及產(chǎn)品化，規(guī)?；a(chǎn)，在中國這屬于“上量”和創(chuàng)造產(chǎn)值的主體，但這屬于“點(diǎn)”的問題，在一些傳感器（據(jù)有關(guān)研究指出，中國在傳感器技術(shù)方面大約落后國外發(fā)達(dá)國家10 年）等核心技術(shù)研發(fā)等難“點(diǎn)”上，可能需要技術(shù)攻關(guān)才能有所突破，但不會(huì)阻礙整

13、個(gè)產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)及綠色智能建筑整體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，都需要通過以“面”帶“點(diǎn)”的方式推動(dòng)發(fā)展，這在同方多年的業(yè)務(wù)實(shí)踐（例如 ezIBS 智能建筑集成系統(tǒng)在一些總包項(xiàng)目中起到的作用）中已得到證實(shí)。 中國物聯(lián)網(wǎng)及綠色智能建筑產(chǎn)業(yè)，要發(fā)展到美國企業(yè)那種以軟件（例如Honeywell 旗下的Tridium, Invensys 旗下的Wonderware,以及把物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)上升到DRM（Device Relation Management）、 ERP 的Axeda，專做MMO 物聯(lián)網(wǎng)營運(yùn)的Aeris, JasperWireless 等等，“全能型”的IBM 智慧地球戰(zhàn)略，微軟的OPC/.NET 等基礎(chǔ)技術(shù)自然不必多說）為業(yè)務(wù)和產(chǎn)值主體