智慧建筑(园区)物联网解决方案白皮书.doc

XXXXX智慧建筑（园区）物联网解决方案白皮书一、物联网、智能建筑国内发展现状与瓶颈物联网(Internet of Things）指的是将无处不在(Ubiquitous）的末端设备（Devices)和设施（Facilities）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（Grand Integration)、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、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。物联网的目的就是把网络技术运用于万物，组成“物联网”,实现人类社会与物理系统的整合,对人员、机器设备、基础设施实施实时管理控制，以精细和动态方式管理生产生活，提高资源利用率和生产力水平，从而改善人与自然关系。在物联网概念被大众理解和接受以后，大家发现，物联网并不是什么全新的东西,上万亿的末端“智能物件”和各种应用子系统早已经存在于工业和日常生活中。我们建设物联网不可以对过去的建设成就推倒重来，物联网产业发展的关键在于把新建的和已有的智能物件和子系统链接起来,实现应用的大集成(Grand Integration）和“管控营一体化”，为实现“高效、节能、安全、环保”的和谐社会服务，要做到这一点,物联网网关、路由器和平台软件及中间件软件将作为核心和灵魂起至关重要的作用。这并不是说发展传感器等末端不重要，在大集成工程中，系统变得更加智能化和网络化，反过来会对末端设备和传感器提出更高的要求,如此循环螺旋上升推动整个产业链的发展。 因此，现阶段要占领物联网制高点,物联网网关、路由器和平台软件及中间件软件的作用至关重要。物联网的最大瓶颈既不是IP地址不够问题，也不是一定要攻克下什么关键技术才能发展。三网合一,IPv6固然重要，但物联网的很多底层通讯介质根本不能运行IP Stack。一些传感器和传感器网络关键技术的攻关也很重要,但那是“点的问题，不是“面”的问题. 大面的问题还是不同传统工业控制总线的互联互通,数据表达、交换，与处理的标准以及应用支撑的中间件架构问题。 物联网用途广泛,遍及智能建筑、智慧城市、智能交通、智能电网、环境保护、公共安全、工业监控等多个领域，具有广阔的应用前景.就行业应用来看，在智能建筑领域推广物联网技术其技术条件与市场条件最为成熟，物联网技术与智能建筑技术相结合，将可以产生巨大的经济和社会效益。智能建筑是现代建筑与信息技术相结合的产物,它是将结构、系统、服务、管理进行优化组合，获得高效率、高功能与高舒适性的建筑.智能建筑的概念20世纪80年代初在美国出现以来，在全世界范围内得到了大力的推广和发展。如今，它已不再限于智能化办公楼,正向酒店、公寓、商场、地下工程、住宅，甚至向智慧城市发展。目前,国内传统的楼宇智能弱电系统大多是通过多个独立的子系统来满足智能化的要求.每个子系统各自为政，有独立的传感器、独立的控制器，甚至后台的管理系统都是独立的，缺乏总体集成的概念和系统发展的考虑。如此自然带来了以下若干问题：、工程造价高，施工工期长初期建设成本高，因为每个系统的部件都不能共享，不能融合,必然导致整体建设成本居高不下。在各个子系统的建设过程中，厂商们习惯从各自利益出发，在接口上互相扯皮,容易耽误工期。各个子系统采用不同的布线和施工方案,重复布线与重复施工，使得施工量加大，施工工期延长;各系统协同工作及其相互联动变得更加困难,并且都需通过后期定制软件来完成,使得调试周期延长；、技术整合困难，难以实现真正的智能化；不同供应商的产品如门禁、报警、空调、智能照明一卡通等进行系统集成时,由于没有开放的协议,没有统一的接口和数据库,使得技术协调变得困难，甚至无法达到用户的智能化要求。、系统维护困难， 使用成本高因为每个系统都要不同的人员去管理，需要不同的技能，所以在管理方面，会带来许多额外的开销；每个子系统都得单独维护系统，不能统一远程校调、维护。不同厂家的设备使用不同的通迅总线和通讯协议，系统及设备相互兼容性差，这些都客观上增加了系统维护的难度.、系统扩展性降低， 使用不方便用户在后期要增加新的子系统及设备需重新进行布线施工和调试系统，扩展性降低；用户需学习各个系统的不同的使用方法及进入运行多个不同的软件,系统的联动及关联操作需在每个系统重复设置，使用极不方便。、软件定制集成,不可靠难实时弱电各子系统之间的联动需要专门定制，信息需经过交换机等商用级网络路由，再通过WINDOWS等软件平台交换信息，环节多，易受病毒、软件可靠性等影响，很难实时可靠地进行多系统联动。传统的智能建筑的技术方案中，各个子系统不能共享硬件资源,不能协同运行,很难真正实现用户需要的各项功能要求.如何很好地整合各子系统，开发综合管理服务平台，提高整体的智能化应用水平、使用效果和节能效果,这些问题目前在过去的智能建筑技术中还远远没有解决，严重阻碍了我国智能建筑技术的进步和产业的发展。因此，客观上智慧建筑、智慧城市的建设急需深层次整体集成、具备泛在感知、协同控制的物联网软硬件一体化平台.二、XXXXXXXXXX物联网平台简介A、系统架构B、软件XXXXXXXXXX平台是软硬件一体的平台系统，上位机软件主要由XXXXX-ICS、XXXXXIMS组成。XXXXX-ICS面向高级维护人员，对系统硬件设备、监控对象进行全面管理，XXXXX-IMS面向普通使用者，提供HMI人机界面、报警管理、应急管理、综合安防管理、能源管理、资产管理、维护管理、一卡通应用、数据挖掘与分析等应用模块。XXXXX平台软件服务器端支持WINDWOS、LINUX、UNIX系统，客户端支持WINDWOS、LINUX、MACOS系统，支持IOS、Android、WP移动终端，提供简体中文、繁体中文、英语、日语、法语、德语等多种语言,具有广泛的兼容性。C、硬件8 具有物联内核的门禁综合安防产品u 出入口控制ACS系列u 报警控制系统ALARM系列u 电梯控制LIFT系列u 巡更、访客登记系列8 具有物联内核的办公环境控制产品u 照明控制系统XXXXXLCS最新DALI数字照明技术实现泛光照明、办公空间照明、自然采光控制等u 空调控制系统XXXXXLCS风机盘管控制、地加热系统控制、VAV变风量空调系统控制等u 窗帘控制系统 XXXXXLCS电动窗、电动窗帘、遮阳帘、百叶帘等控制 u 红外遥控控制 投影、音响等控制 u 设备或回路状态监视 u 其它输入输出控制 u 酒店客房控制系列硬件8 可将第三方系统转化为物联网产品的路由控制器u 物联网网关控制器XXXXXGAT系列 u 物联网路由控制器XXXXX-RT系列 XXXXX物联网平台可以同时支持TCP/IP、CAN、RS485、DALI等多种通迅总线混合组网，支持BACNET、MODBUS、DALI、eDALI等国际标准通讯协议，可以与西门子、Honeywell、江森、施耐德、可信、Hysine、KMC、DELTA、Andover等楼控系统、大金、开利、特灵、约克、麦克维尔、三菱、东芝、日立、三洋、格力、美的、海尔、志高等空调产品、AB、ABB、GE、OMRON、斯耐德、西门子、三菱等PLC、PLECO、松下、MOBOTIX、AXIS、海康威视、大华摄像机等众多厂家的产品直接对接，具有良好的开放性.三、XXXXX物联网平台的技术特点XXXXXXXXXX物联网平台通过研究与制定智能建筑各个不同子系统和资源物联标准协议，开发基于物联接入标准的工业总线分布式专业路由智能控制装置，有效解决了传统智能建筑系统集成化面临的问题，极大提高了智能建筑的智慧化水平、使用效果和节能效果.XXXXXXXXXX物联网平台突破传统系统集成概念的思想束缚,以系统集成为用户带来真正的使用价值为导向，用户只需“傻瓜式”的操作即可实现专业级的人性化服务.使得任一子系统一经安装就已实现无缝的深度集成和整体融合，可通过底层的控制总线或通讯接口就可以进行无限的联动控制,通过简单配置后即可实现人性化的应用。XXXXXXXXXX物联网平台能够解决不同的基于传统标准工业总线控制器之间，以及它们与基于物联接入标准的分布式控制器、传感及控制装置的接入与路由，是推动物联网技术在智能化产业快速发展的关键。系统能够创造悄无声息、高可靠、高安全的环境，提供随心而动的智能化办公或住宿环境,在节能减排方面有很大优势，可以节省开支，提高物业管理水平，提升服务档次，更易获取LEED等节能认证，提升物业收益。其优势主要体现在以下几个方面： 多系统物联，智能随心而动.系统构建了一个开放式架构的统一数据库平台,统一的管理软件平台，统一的通讯总线,统一通讯协议,统一设备编址,统一消息机制,统一扩展接口，统一联动设置;楼宇智能化无需要集成，无需定制软件,无需现场编程，具有高度的统一性，一切操作与控制都取决于用户的想象力。任何智能化功能只需轻点鼠标即刻产生. 多系统混合组网，节约省时。门禁系统、报警系统、智能照明、空调控制、电梯控制、CCTV联动、消防联动、一卡通等多个子系统可混合组网，共用一组总线，反应级别在毫秒级，与传统集成方案相比可节省多达75布线施工成本,同时省去了各个系统的硬件联动设备与软件定制的成本。 硬件联动,高性能高可靠，不易受电脑病毒影响和操作员失误的干扰.如图5所示.所有的硬件联系都不依赖于软件及上层的服务器,在物理层上就可以实现信息联动及分享.火警联动开门，刷卡开门时撤防并开灯开空调等多系统间互相联动不再依赖工作站和服务器，设备之间在现场工业控制总线上即可实现点对点或多点及广播通讯，具有高度可靠性;所有设备采用工业级别的高可靠设计。 面向用户式操作，使用简单方便.免集成平台突破传统系统集成概念的思想束缚,把多个子系统预集成到一个统一的软件平台中，设备管理、事件查询、设置联动等一目了然；真正以用户的使用价值为导向，便捷的操作即可实现专业级人性化的智能服务。一般来说,对使用者最多培训两天,就能熟练使用系统。 即插即用免调试,大幅缩短工期。我司推出的系列物联网控制器、总线级可编程网关路由器控制器已经大量预装载了人工智能与专家系统软件,能轻松的自动扫描识别设备，自动分配地址，自动加入数据库，通电即可投入使用,这在工业设备中是比较少见的,能够大幅缩短工期.安装不需要专业工程师，只要有一定的专业基础，并进行相关的培训,即可完成安装工作。 智能化无需事先规划,事后易变通。使用我司物联网产品进行智能化设计时，只需在各个子系统做出所需设备点位表即可，任何用户所需的智能化功能在系统安装调试完成后,可随时任意增加和调整。对于设计院而言,也有相当大的便利.设计院只须做些表，就可以根据预算，门禁、报警、空调负荷等，将数量控制住,从而,控制住成本. 绿色环保节能,充分提高能源利用率，增加企业经济效益.传统的IBMS控制系统只能通过调整设备的工作效率，而应用物联网的智能建筑控制方案，不仅可以提高设备的工作效率,还可以根据人的行为进行资源的合理分配，减少人为浪费,达到精细化节能。A、IOT-LINK互联协议、IOTRT路由协议IOT-LINK/IOTRT协议使智能建筑各个子系统接入标准化，形成高度融合统一的系统，同时可以包容/兼容现有BACnet、Modbus、DALI、ZigBee等多种标协议.l 该协议采用多主架构的通讯模式,统一的通讯协议，统一设备编址，统一消息机制,统一扩展接口，统一控制策略设置,实现系统在物理层的互联互通,所有系统资源的高度融合与共享,泛在感知；l 支持跨总线、网络的自主路由l 支持资源的重定义、优先级的重定义l 支持下载NLPU，即时实现用户智慧控制策略.系统具备强大的扩展功能，无需重新布线，无需修改软件和硬件设备就可以直接在设备层总线安装新设备，即插即用，各个子系统的设备可以安装在同一组总线上进行混合组网，与传统集成方案相比可节省多达75%布线施工成本，同时省去了各个系统的硬件联动设备与软件定制的成本;楼宇从智能化变为智慧化，无需定制集成和现场编程，通过人机界面“点菜式”服务即时实现各种协同控制策略.B、自主路由、多主通讯的网络架构系统采用多主架构、自主路由的通讯模式、确保了系统的高可靠性和实时性从以太网主主主主从从从以太网主主主主主主通常的控制总线架构多主通讯、自主路由总线架构l 系统内嵌IOTRT路由协议是一个跨各种工业总线、以太网的路由协议,它实现资源的跨总线、跨网络的共享，实现泛在感知，自主路由。l 分布式控制器采用工业级别的可靠性设计,具备强大通信和处理能力，有防雷防静电及防电磁干扰保护设计,故障自动关闭节点，一组通迅故障时能自动切换到另一组进行通迅，确保系统的安全可靠。C、基于NLPU控制策略单元实现了快捷的人与物的交互ICS/IMS平台软件装载了智慧策略配置工具,通过NLPU智慧控制策略单元，用户通过“点菜式”的傻瓜化操作即可传输智慧控制策略给物联网系统的底层设备，多种策略的积分即可实现物理层系统的智慧控制策略，这些策略的执行时并不依赖于上位机软件平台.NLPU智慧控制策略单元轻松实现了人与物的交互，拟智慧于物，让物按照人的授予的策略去运行。NLPU智慧控制策略单元研究了构成智能建筑的各主要子系统 （如门禁系统、报警系统、智能照明、空调控制、电梯控制等) 中的各个分离的设备、功能和消息机制,并对各子系统的信息和数据进行了数据挖掘和抽象，通过融合进一步提高智能建筑的智慧化水平、使用效果和节能效果。四、XXXXX物联网平台对行业技术进步的意义和作用XXXXX物联网平台关键技术的突破被专家誉为行业革命性的解决方案，对我国智能建筑产业具有重要意义和极大的促进作用.A、有力地推动产业技术进步，具有广泛的应用前景和经济效益她是智能建筑领域的一个新的里程碑，今后的建筑是一个智慧的建筑，个性化的建筑,低炭的建筑，物联的建筑.智能建筑实现的效果不再过分取决于集成商的技术水平，各个不同应用的子系统及硬件资源可以积木式组合，无需事前规划，无需软件定制开发，只需用鼠标就可随时实现用户想要的任何系统协同控制策略及智能化功能，并能实现总线共享，任意硬件资源共享与复用，减少工程重复投入，后期使用维护无需专业人员，降低了工程造价，减少了施工周期,极大地提高了建筑的智能程度,使其从智能化跃升为智慧化。它在以下几个方面使投资者和用户受益：（1） 可以将传统智能化各自独立的系统融合成一个整体，能够协同工作，大幅度提高智慧化水平。表现在：l 让用户快速建立应急预案l 量身定制,实现个性化服务、人性化服务l 身份识别,实现精确控制、精细化管理l 可以在人与物之间随心建立智慧模型，实现人工智能自适应控制（2） 可以降低智能建筑的综合造价，降低运维成本XXXXX物联技术解决方案,与传统集成方案相比可节省多达50-75布线施工成本,同时省去了各个系统的硬件联动设备与软件定制的成本.XXXXX物联技术解决方案智能化功能无需事先规划，事后易变通.设计时只需在各个子系统做出所需设备点位表即可，任何用户所需的协同控制功能在系统安装调试完成后，可随时任意增加和调整，极大地减少了因为功能需求不明确导致的投资增加，对于设计院而言，也是相当大的简化了设计，只须做些点表，就可以根据预算，门禁、报警、空调负荷等，将数量控制住,从而控制住成本.（3） 简化需求调查、简化设计、缩短工期（4） 多主架构的硬件协同工作，提高了系统的安全可靠性、实时性B、极大地加速物联网技术在智能化行业的应用和部署速度XXXXX物联网平台即装即用,各个不同应用的子系统及硬件资源可以积木式组合，无需事前规划，无需软件定制开发，只需用鼠标就可随时实现用户想要的任何系统协同控制策略及智能化功能，对投资者来说，极大地简化了前期需求调查,后期变更；对设计师来说简化了设计；对集成商来说简化了安装调试、不需要现场开发；对用户来说,使用更加人性化、扩容简单，这些都会快速推动物联网技术在智能建筑行业的普及应用.由于上万亿的末端“智能物件”和各种应用子系统早已经存在于工业和日常生活中,我们建设物联网不可以对过去的建设成就推倒重来，物联网产业发展的关键在于把新建的和已有的智能物件和子系统链接起来，实现应用的大集成，而XXXXX物联网路由控制器就是用以解决不同传统工业控制总线、不同通讯协议之间的互联互通问题，是现阶段推广物联网技术的关键节点，它的产业化将极大地加速物联网技术在智能化行业的应用和部署速度。C、对建筑物节能减排的重大意义和作用节能减排已是我国的基本国策,我国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要明确要求，到2015年单位GDP能源消耗降低16,二氧化碳排放降低17%；化学需氧量、二氧化硫排放分别减少8,氨氮、氮氧化物排放分别减少10。建筑能耗在中国占据了将近三分之一的社会能源消耗，建筑节能与工业节能、交通节能成为节能减排的三大重点领域，并将在未来十年后成为中国第一节能领域。利用物联网技术，人们可以以较低的投资和使用成本实现全流程的“泛在感知,获取传统由于成本原因无法在线监测的重要过程参数，并以此为基础实施优化控制，来达到提高产品质量和节能降耗的目标.通过发展物联网技术将极大提升节能的减排效果。建筑电耗占城市碳排放三分之一，行为浪费占建筑能源浪费约4060%，包括：在同一空间内有意识过多过低温的冷气，空调或照明终端在无意识情况下的空运行，以及能耗与温度或照度环境不能自适应所产生的浪费。过去我们在采取节能减排措施时主要的手段是提高现有产品的功率因素或设备的运行效率.比如:用节能灯替换白炽灯,用电子镇流器替换电感镇流器，用变频技术产品更新传统技术产品,用传感技术智能控制设备运行，采用更好的隔热或绝缘材料，开发能耗少和光效率更高的产品（比如：基于LED技术的灯具），所有这些我们是需要付出额外较大的投资代价的，显然,我们在注意行为浪费是能源浪费的主因方面关注度不够。世界自然基金会香港分会针对香港商界能源浪费的调研结果表明：仅仅因为在同一空间过度照明和空调造成的浪费逾40%。更通常的情况是,由于关注工作，我们常常因为不经意而提前、推迟或忘记关闭空调、水暖、照明、安防然而，大量的能源耗费在这不经意间。现状表明，当前城市与建筑节能减排策略在制约行为浪费或精细节能方面仍有许多无奈.比如我们只能通过红头文件要求：夏季室内空调温度设置不得低于26摄氏度而XXXXX物联技术解决方案则很好的解决了人的行为浪费问题。它可以在人与物之间随心建立智慧预案或模型,使得人的行为自识别控制节能成为可能。XXXXX物联技术解决方案比常规智能控制技术相比,在不增加额外投资的前提下，能提升20至30%的节能效果。D、对用电错峰调节的社会意义与作用物联网数字照明技术可以利用数字调光技术通过授权网络远程控制进行柔性调节节能，均衡峰期用电,在一定程度上可以避免强行拉闸限电。对空调末端远程控制、允许政府在用电主峰期设置末端空调温度下限（制冷）或上限（制热），可以防止人为能源浪费.温度每提高或降低1,节约用电约15,从而实现远程远程柔性调节控制节能，最大限度避免拉闸限电对人们生活生产造成的负面影响。