物聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)為系統(tǒng)復(fù)雜性敞開(kāi)大門(mén)

BAS 是管理各種樓宇服務(wù)的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。如圖 1 所示，一個(gè)有效的 BAS 的關(guān)鍵是擁有一個(gè)可以為新舊建筑技術(shù)以及小型和大型商業(yè)設(shè)施服務(wù)的無(wú)處不在的系統(tǒng)。借助完善的自動(dòng)化解決方案，可以通過(guò)建筑物到建筑物的通信而不僅僅是建筑物到電網(wǎng)的通信來(lái)進(jìn)行有效的能源管理。有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議都必須結(jié)合到這些系統(tǒng)中，以推動(dòng)進(jìn)一步的智能。

樓宇自動(dòng)化設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通常包括主總線(xiàn)和輔助總線(xiàn)，它們連接到各種系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，例如樓宇管理系統(tǒng) （BMS） 單元和區(qū)域控制器以及終端節(jié)點(diǎn)。控制系統(tǒng)通過(guò)主總線(xiàn)連接到 BMS。這些后端控制系統(tǒng)包括一個(gè)集中和互連的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，用于監(jiān)視和控制環(huán)境。這種控制單元專(zhuān)為樓宇自動(dòng)化而設(shè)計(jì)，可以支持單個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議。

主要和次要總線(xiàn)可能連接到諸如低級(jí)控制器、簡(jiǎn)單 I/O 設(shè)備和最終用戶(hù)應(yīng)用程序（例如房間恒溫器或警報(bào)監(jiān)控系統(tǒng)）之類(lèi)的設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)監(jiān)控建筑物中的分布式設(shè)備，管理網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)并向其他控制器提供反饋。從各個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)到控制系統(tǒng)需要某種通信協(xié)議。主要和次要總線(xiàn)可以通過(guò) RS-485、以太網(wǎng)、控制器局域網(wǎng) （CAN） 或無(wú)線(xiàn)連接網(wǎng)絡(luò)連接。

建筑物中的一些遺留系統(tǒng)依賴(lài)于控制器和終端節(jié)點(diǎn)之間的有線(xiàn)協(xié)議進(jìn)行通信。許多新應(yīng)用程序使用更快的有線(xiàn)協(xié)議，可以迅速?gòu)母?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/117/" target="_blank">傳感器傳輸數(shù)據(jù)。然而，在較舊的建筑中這樣做需要對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行重大升級(jí)，更不用說(shuō)更大的軟件集成挑戰(zhàn)了。使用無(wú)線(xiàn)協(xié)議消除了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行巨大更改的需要，同時(shí)促進(jìn)了增強(qiáng)的用戶(hù)和管理體驗(yàn)。

此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和智能傳感器技術(shù)的增加，這樣的終端節(jié)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)的。盡管無(wú)線(xiàn)協(xié)議可以幫助解決基礎(chǔ)設(shè)施挑戰(zhàn)，但考慮到這些終端節(jié)點(diǎn)中啟用的無(wú)線(xiàn)技術(shù)的組合，它確實(shí)引入了進(jìn)一步的軟件和系統(tǒng)集成復(fù)雜性。

最突出的有線(xiàn)通信協(xié)議可能基于 RS-485 或以太網(wǎng)等串行接口以實(shí)現(xiàn)更快的通信，包括：

BACnet 是一種開(kāi)放式樓宇自動(dòng)化控制和通信標(biāo)準(zhǔn)，被接受為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) （ISO） 16484-5，由美國(guó)供暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會(huì) （ASHRAE） 建立和監(jiān)控。

LonMark，一種基于專(zhuān)有 LonTalk 通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)，它建立了一套規(guī)則來(lái)管理設(shè)備之間的通信。與 BACnet 一樣，LonWorks 已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織接受和采用，包括美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)/消費(fèi)電子協(xié)會(huì) （ANSI/CEA） 709.1 和電氣和電子工程師協(xié)會(huì) （IEEE） 1473-L。

Modbus，一個(gè)真正的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，也是工業(yè)制造環(huán)境中使用最廣泛的協(xié)議之一。其消息結(jié)構(gòu)在設(shè)備之間建立主/從和客戶(hù)端/服務(wù)器通信。

如前所述，終端節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序中的無(wú)線(xiàn)支持呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，如今這些應(yīng)用程序使用四種協(xié)議之一：

低功耗藍(lán)牙，一種開(kāi)源的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，旨在跨越個(gè)人、工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，具有固有的智能手機(jī)互操作性。它適用于使用紐扣電池運(yùn)行的設(shè)備或能量收集應(yīng)用，例如小型傳感器和智能門(mén)鎖。

低于 1 GHz 的遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)協(xié)議，通過(guò)墻壁具有較低的射頻衰減，非常適合室內(nèi)覆蓋。低于 1 GHz 的頻段在電梯監(jiān)控系統(tǒng)等終端節(jié)點(diǎn)中運(yùn)行良好，這些終端節(jié)點(diǎn)必須通過(guò)混凝土墻和其他障礙物進(jìn)行通信。

Wi-Fi，使電池或線(xiàn)路供電的終端節(jié)點(diǎn)能夠快速連接到互聯(lián)網(wǎng)。這使得諸如恒溫器、各種傳感器、攝像機(jī)甚至電器等樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)能夠輕松安全地連接到云端。

網(wǎng)關(guān)或雙頻設(shè)備，使用上述三種協(xié)議的某種組合，例如 Wi-Fi 加藍(lán)牙低功耗或低于 1 GHz 加藍(lán)牙低功耗。將兩種協(xié)議組合到一個(gè)應(yīng)用程序中有助于設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建靈活且強(qiáng)大的完全連接的 BAS。

BAS 開(kāi)發(fā)人員繼續(xù)探索支持標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)放通信協(xié)議的可擴(kuò)展、具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)協(xié)議現(xiàn)在已集成到樓宇控制系統(tǒng)的各個(gè)方面。TI 的SimpleLink MCU 平臺(tái)提供廣泛的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn) MCU 產(chǎn)品組合，這些產(chǎn)品是高度集成的低功耗解決方案，使開(kāi)發(fā)人員能夠快速將連接協(xié)議添加到 BCS 系統(tǒng)中的終端節(jié)點(diǎn)。借助所有 SimpleLink MCU 的通用軟件，代碼可在應(yīng)用之間重復(fù)使用，從而可以輕松地將功能添加到新的或現(xiàn)有的應(yīng)用中。

審核編輯：郭婷