智能建筑崛起進行時
樓宇自動控制系統正在突破人們對它的傳統定義，成為一種IT基礎設施，特別是當它把傳統上被認為是屬于IT領域的技術，如IP、Web服務等技術吸納進來以后，它們之間的差異日益模糊。
位于北美的松下總部正在進行大廈維護，其中一項工作是拆下安裝在墻上的溫度調節器，代之以計算機控制的、單獨的、虛擬的溫度調節器。為了節約能源，舊金山的房屋管理公司Kenmark建立了一個控制中心，對它所管理的所有辦公大樓進行集中監控和管理。該中心建立了通用的Web門戶，使用XML和IP骨干網來與各建筑物中的各種設備進行“對話”。在多倫多皮爾森國際機場，正在把航班信息數據庫與每個登機通道的供熱、燈光和空調系統集成起來，如果某個通道沒有使用，無謂的能源消耗將減少到最少。
今天的樓宇自控系統依賴于開放的、針對特定行業的協議，如LonTalk和BACnet，來實現設備級的通信，但以太網和TCP/IP在控制系統的應用正在逐步增多。有些系統，如樓宇安全系統，已經支持端到端的IP應用，而Web服務不僅為樓宇系統之間的集成提供了極大的方便，而且也為它們與應用系統之間的集成打下了基礎。
樓宇控制系統與IT系統正在融合
隨著控制供熱、空調、燈光和其他有關設備的樓宇自動控制系統（Building Automation Systems，BAS）越來越智能化，它們與IT基礎設施的融合日益明顯。逐漸增多的標準使得樓內的系統除了可以與各種業務系統共享信息，也可以相互之間共享信息。這種信息的共享提高了工作的效率，也有利于控制運營成本。而另一方面，對信息安全的關注、標準的不成熟、不愿意放棄專有技術的供應商、IT人員對這種融合的忽視又阻礙了這種融合的腳步。不過，無論如何，這種趨勢不可阻擋。
融合在所難免
設備管理人員需要更開放的系統，這個需求正是這種改變的主要動力。它們推動著樓宇自動控制系統供應商從過去封閉的專有技術，轉向運行在符合工業標準的IP網絡，轉向支持Web的應用，使得樓宇自動控制系統的管理看起來越來越像IT系統。
“IT人正進入一個新時代，在這個時代里幾乎每一個東西最終都和IT有關，”一位分析人士如此評價，“盡管IT不會直接運行樓宇自動控制系統，但它將把設備管理人員作為客戶，為他們提供服務，正如今天的IT為財務以及其他部門所做的那樣。”
為了對整個大型建筑物或者校園中的環境進行監視和控制，許多大的企業或學校已經建立了集中控制的BAS系統。同時，這個系統正在和越來越多開放的IT基礎設施融合，正如電話系統和IT網絡之間的融合一樣。
現在，將控制系統融入IP網絡的呼聲很高。通常，BAS包括一個傳感器網絡、與控制器相連的其他設備、大廈或者校園的主控制器、監控建筑內各種系統的Web服務器前臺、存儲歷史數據的后臺數據庫。但是，隨著執行器（或者馬達）、冷卻器、監控攝像頭、傳感器和建筑物的其他設備越來越智能，這些設備正在作為一個節點通過Web服務進行通信，從而使BAS可以更靈活、也可以更好地與其他系統進行集成。
“下一代的建筑將不僅僅是使用IT網絡來部署樓宇自動控制系統，”一位建筑專家認為，“長遠的目標是，我們能夠基于個人的偏好、標準和業務規則控制房間里的任何設備。但目前，真正向這個方向努力的公司并不多。”
開放的標準還處在逐步完善階段，但未來完全可能使建筑中的各種系統都可以實現信息共享，從人身安全到電梯控制。來自樓宇自動控制系統的數據將能與各種業務系統（如財務系統）實現信息共享。一旦開發出的系統能利用這些整合的數據和對數據實時訪問，建筑物將變得更節能，效率也更高。
“如果兩個系統都符合同一標準，就能在它們之間實現數據共享，隨后就能在這些數據之上做出各種更合理的決策，” 歐洲樓宇自動化協會（Continental Automated Buildings Association，CABA）總裁Ron Zimmer說，“但是，這種趨勢卻沒有引起IT組織的注意，很大程度上，這種趨勢還只是由建筑領域這一方推動的。”
過去，如果要調整建筑物內的供熱系統，需要與地下室的設備管理人員聯系，由他們調整閥門的大小以調整樓內的溫度。而現在的自動控制系統通過傳感器來偵測建筑物內的溫度，如果偏離了人們感覺舒適的溫度，系統會控制執行機構來調節閥門大小。
“這些系統實現了計算機化以后，為其他的應用提供了很好的基礎。” 開放樓宇信息交換委員會（Open Building Information Exchange (OBIX) committee）主席Toby Considine說。這個于2003年成立的組織專門開發標準化的、基于Web的樓宇控制系統界面。
網絡的融合
標準化已經從底層開始了。最近幾年，連接各樓層傳感器和控制設備的專有網絡已經逐漸被兩種相互競爭、開放的協議BACnet和LonTalk所取代，各樓層的控制器正在逐步向IP網絡轉移。
LonMark公司執行總經理Barry Haaser認為，BACnet和LonTalk在設備控制層面流行的主要原因是成本和技術。“本來只需一個人就可以的，為什么非要兩個人來分別管理IP網絡和控制網絡呢！事實上，我們已經在設備控制層看到IP網絡的應用了。”
但設備層共享IP網絡可能會帶來安全隱患，這是網絡管理員們必須關心的問題。耶魯大學正在開展一個研究項目，他們把耶魯大學內控制著210幢建筑的樓宇自動控制系統整合到IP網絡上。耶魯大學還計劃把它的樓宇自動控制系統集成到房間計劃系統中，從而使得新的系統能根據房間是否被使用自動控制能源的消耗。出于安全方面的考慮，耶魯大學部署的是一個獨立的、并行的IP網絡，通過防火墻和不能路由的IP地址與互聯網進行隔離，從而保證數據安全。
“安全極為重要，”耶魯大學系統工程師Jerry Hill說:“我們不希望某位學生偷偷進入我們的大樓管理系統，而只是為了展示他能。”
現在的困難在于，為了方便收費管理，耶魯大學需要把BAS與大學的財務系統整合到一起。而一般情況下，那些遠程登錄的設備管理人員根本無法從互聯網服務提供商那里得到靜態IP地址。
事實上，在各個層面上都有安全問題。“一些控制系統使用的是最基本的密碼驗證安全機制，而更多的連最起碼的安全意識都沒有，” 一位專家說，“我就聽說，有一幢大樓的控制系統很容易就能闖入，進而打開大廳的門鎖。”
對Web服務的支持
要成功地把IT和BAS系統進行整合，還有些工作要做。“為了把樓宇系統整合到業務系統，很多XML組織都在開發XML Schema，”CABA技術總監Kirk McElwain說，“但是，到目前為止，缺少驅動控制設備的工業級編程語言仍然是一個障礙。”他認為，XML Schema還要進一步完善，但可以先提出基本的接口規范。目前，最需要的是建立一個抽象層，這樣編程人員就可以不用理解控制系統了。
例如，江森控制為多倫多皮爾森國際機場開發的系統，可以根據空中交通控制器傳來的航班最新信息自動地讓機場的交通信息管理系統控制登機通道燈光和供熱系統。交通信息管理系統的數據庫通過SOAP把加密的XML消息傳送給控制系統，由它們來控制登機通道的燈管和供熱。
OBIX計劃開發一個允許傳感器以及其他設備能即插即用的服務，而OASIS正在開發警報服務，它可以為報警提供一個通用接口，以及為房間歷史溫度的記錄提供服務。專門針對特點行業的服務也在討論之中，Considine說，“如果OBIX能夠完成計劃，那么與OBIX有關的Web服務將比其他所有Web服務都多。”
人們已經開始體驗基于Web的接口和XML了。Kenmark公司通過網關實現了對LonTalk網絡上的傳感器和其他設備的訪問，最新的數據保存在它運營中心的集中數據庫中。
Estructures公司提供一種BAS租賃服務，該服務通過LonTalk網關使用SOAP和XML與客戶樓宇控制系統進行交互。“這個接口設計得很簡單，但令人倍感以外的是客戶們對此卻非常喜歡，” Estructures公司前副總裁Scholten說。不過，大多數與客戶樓宇控制系統的整合卻進行得并不像想象的那么容易，“由于缺乏標準，很多東西都要我們自己來設計，”他說。
盡管BAS供應商們還在小心而固執地使用他們的那些非標準的接口，但專家們認為，不管供應商是否愿意，標準化的趨勢將不可避免。“我認為未來領導這個市場的將不是控制系統供應商，而是IT制造商。” Scholten說。
那些把IT管理外包給像IBM這樣的公司的企業經常會問，是否IBM也可以把BAS外包給他們，IBM咨詢顧問Robert Frazier說。今天的系統實在太不標準，每一類規模都不大，很難實現贏利，不過，越來越多的標準有望改變這一局面，未來將可以在IT管理框架內統一管理這些系統。
“這種局面確實正在出現，”Honeywell市場部經理Mark Cherry說，“IT基礎設施把這些系統聯系到了一起，IT正在變成萬能的膠水。”（本文譯自《Computerworld》）
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何謂智能建筑
智能建筑系統是建立在樓宇自動化系統基礎之上、具有完善的計算機系統及通信網絡。全球第一座智能大廈建成于1984年，位于美國康涅狄格州哈福德市。1985年，位于日本東京的一座智能大廈也相繼落成。日本于1985年末成立了國家智能建筑專業委員會。英國、法國、加拿大、瑞典、德國在上世紀80年代末及90年代初都已落成富有自己特色的智能建筑。美國也宣稱，1995年以后要大幅度增加智能型大樓的比例。
位于美國華盛頓特區的智能化大廈研究機構把智能大廈定義為：通過對建筑物結構、系統、服務、管理四個基本要素及它們的內在關聯的最優化考慮，來提供一個投資合理，而又擁有高效率的舒適、便利的環境。在傳統的大樓布線中，采用的傳輸媒介是普通電話線、粗同軸電纜、屏蔽雙絞線STP，保安監控設備用的是同軸電纜，局域網既可使用雙絞線也使用同軸電纜等，各種不同設備使用的接插件及跳線架互不相同。
由于傳輸媒介的多樣化，各系統相互獨立，互不兼容，這就造成了占用大量樓內豎井空間，并耗費大量精力進行不同布線系統工程的協調。而且如果電話機、終端設備要更換或者大樓搬進了新的客戶，必須重新進行布線，重新安裝插座，從而造成大量人力、物力、財力的浪費。因此，美國ETA和TIA組織共同對智能大廈提出了一套規范化布線系統標準，這套標準主要是將所有語音、圖像、消防、監控等布線組織在一套標準塊的布線系統上，使建筑物中各種通信自動化（CA）、辦公自動化（OA）和樓宇自動化（BA）、系統設備的連續線材接插件、跳線架使用統一標準、規格的產品，計算機線路、保安監控視像等無需重新拉線，只在配線間或主控機房的線路板上做對應的接口跳線轉換即可。
現在，國際智能建筑正朝著兩個方面發展。其一，智能建筑已不再限于智能化辦公樓，正向酒店、公寓、商場、地下工程甚至住宅擴展。其二，智能建筑由單體向區域性規劃發展，從而導致上世紀90年代中后期“智能廣場”、“智能小區”概念的完善及工程的實現。以電腦住宅為例，電腦系統可根據溫濕及風力等情況自動調節窗戶的開閉、空調器的開關；若看電視，電話鈴響了，則電視音量會自動降低；夜晚的立體聲過大，房間的窗戶會自動關閉以不擾民；若有陌生人進入房間，各種測控系統會發生特殊警告。丹麥未來研究所的研究報告設計出了4種明日家庭主人的夢想愿望，都體現出智能化思想。家庭市場是智能化建筑市場的基礎，它具有無窮的發展潛力。如：家庭多樣化的娛樂信息決定了對多媒體技術的依賴；家庭遠程通信更需要衛星辦公室、聯接許多衛星辦公室的辦公中心區等。
中國政府也正在發展智能化建筑。在國家科委組織的《21世紀的住宅科技產業工程》的課題中，已提出發展智能建筑的政策。
位于北美的松下總部正在進行大廈維護，其中一項工作是拆下安裝在墻上的溫度調節器，代之以計算機控制的、單獨的、虛擬的溫度調節器。為了節約能源，舊金山的房屋管理公司Kenmark建立了一個控制中心，對它所管理的所有辦公大樓進行集中監控和管理。該中心建立了通用的Web門戶，使用XML和IP骨干網來與各建筑物中的各種設備進行“對話”。在多倫多皮爾森國際機場，正在把航班信息數據庫與每個登機通道的供熱、燈光和空調系統集成起來，如果某個通道沒有使用，無謂的能源消耗將減少到最少。
今天的樓宇自控系統依賴于開放的、針對特定行業的協議，如LonTalk和BACnet，來實現設備級的通信，但以太網和TCP/IP在控制系統的應用正在逐步增多。有些系統，如樓宇安全系統，已經支持端到端的IP應用，而Web服務不僅為樓宇系統之間的集成提供了極大的方便，而且也為它們與應用系統之間的集成打下了基礎。
樓宇控制系統與IT系統正在融合
隨著控制供熱、空調、燈光和其他有關設備的樓宇自動控制系統（Building Automation Systems，BAS）越來越智能化，它們與IT基礎設施的融合日益明顯。逐漸增多的標準使得樓內的系統除了可以與各種業務系統共享信息，也可以相互之間共享信息。這種信息的共享提高了工作的效率，也有利于控制運營成本。而另一方面，對信息安全的關注、標準的不成熟、不愿意放棄專有技術的供應商、IT人員對這種融合的忽視又阻礙了這種融合的腳步。不過，無論如何，這種趨勢不可阻擋。
融合在所難免
設備管理人員需要更開放的系統，這個需求正是這種改變的主要動力。它們推動著樓宇自動控制系統供應商從過去封閉的專有技術，轉向運行在符合工業標準的IP網絡，轉向支持Web的應用，使得樓宇自動控制系統的管理看起來越來越像IT系統。
“IT人正進入一個新時代，在這個時代里幾乎每一個東西最終都和IT有關，”一位分析人士如此評價，“盡管IT不會直接運行樓宇自動控制系統，但它將把設備管理人員作為客戶，為他們提供服務，正如今天的IT為財務以及其他部門所做的那樣。”
為了對整個大型建筑物或者校園中的環境進行監視和控制，許多大的企業或學校已經建立了集中控制的BAS系統。同時，這個系統正在和越來越多開放的IT基礎設施融合，正如電話系統和IT網絡之間的融合一樣。
現在，將控制系統融入IP網絡的呼聲很高。通常，BAS包括一個傳感器網絡、與控制器相連的其他設備、大廈或者校園的主控制器、監控建筑內各種系統的Web服務器前臺、存儲歷史數據的后臺數據庫。但是，隨著執行器（或者馬達）、冷卻器、監控攝像頭、傳感器和建筑物的其他設備越來越智能，這些設備正在作為一個節點通過Web服務進行通信，從而使BAS可以更靈活、也可以更好地與其他系統進行集成。
“下一代的建筑將不僅僅是使用IT網絡來部署樓宇自動控制系統，”一位建筑專家認為，“長遠的目標是，我們能夠基于個人的偏好、標準和業務規則控制房間里的任何設備。但目前，真正向這個方向努力的公司并不多。”
開放的標準還處在逐步完善階段，但未來完全可能使建筑中的各種系統都可以實現信息共享，從人身安全到電梯控制。來自樓宇自動控制系統的數據將能與各種業務系統（如財務系統）實現信息共享。一旦開發出的系統能利用這些整合的數據和對數據實時訪問，建筑物將變得更節能，效率也更高。
“如果兩個系統都符合同一標準，就能在它們之間實現數據共享，隨后就能在這些數據之上做出各種更合理的決策，” 歐洲樓宇自動化協會（Continental Automated Buildings Association，CABA）總裁Ron Zimmer說，“但是，這種趨勢卻沒有引起IT組織的注意，很大程度上，這種趨勢還只是由建筑領域這一方推動的。”
過去，如果要調整建筑物內的供熱系統，需要與地下室的設備管理人員聯系，由他們調整閥門的大小以調整樓內的溫度。而現在的自動控制系統通過傳感器來偵測建筑物內的溫度，如果偏離了人們感覺舒適的溫度，系統會控制執行機構來調節閥門大小。
“這些系統實現了計算機化以后，為其他的應用提供了很好的基礎。” 開放樓宇信息交換委員會（Open Building Information Exchange (OBIX) committee）主席Toby Considine說。這個于2003年成立的組織專門開發標準化的、基于Web的樓宇控制系統界面。
網絡的融合
標準化已經從底層開始了。最近幾年，連接各樓層傳感器和控制設備的專有網絡已經逐漸被兩種相互競爭、開放的協議BACnet和LonTalk所取代，各樓層的控制器正在逐步向IP網絡轉移。
LonMark公司執行總經理Barry Haaser認為，BACnet和LonTalk在設備控制層面流行的主要原因是成本和技術。“本來只需一個人就可以的，為什么非要兩個人來分別管理IP網絡和控制網絡呢！事實上，我們已經在設備控制層看到IP網絡的應用了。”
但設備層共享IP網絡可能會帶來安全隱患，這是網絡管理員們必須關心的問題。耶魯大學正在開展一個研究項目，他們把耶魯大學內控制著210幢建筑的樓宇自動控制系統整合到IP網絡上。耶魯大學還計劃把它的樓宇自動控制系統集成到房間計劃系統中，從而使得新的系統能根據房間是否被使用自動控制能源的消耗。出于安全方面的考慮，耶魯大學部署的是一個獨立的、并行的IP網絡，通過防火墻和不能路由的IP地址與互聯網進行隔離，從而保證數據安全。
“安全極為重要，”耶魯大學系統工程師Jerry Hill說:“我們不希望某位學生偷偷進入我們的大樓管理系統，而只是為了展示他能。”
現在的困難在于，為了方便收費管理，耶魯大學需要把BAS與大學的財務系統整合到一起。而一般情況下，那些遠程登錄的設備管理人員根本無法從互聯網服務提供商那里得到靜態IP地址。
事實上，在各個層面上都有安全問題。“一些控制系統使用的是最基本的密碼驗證安全機制，而更多的連最起碼的安全意識都沒有，” 一位專家說，“我就聽說，有一幢大樓的控制系統很容易就能闖入，進而打開大廳的門鎖。”
對Web服務的支持
要成功地把IT和BAS系統進行整合，還有些工作要做。“為了把樓宇系統整合到業務系統，很多XML組織都在開發XML Schema，”CABA技術總監Kirk McElwain說，“但是，到目前為止，缺少驅動控制設備的工業級編程語言仍然是一個障礙。”他認為，XML Schema還要進一步完善，但可以先提出基本的接口規范。目前，最需要的是建立一個抽象層，這樣編程人員就可以不用理解控制系統了。
例如，江森控制為多倫多皮爾森國際機場開發的系統，可以根據空中交通控制器傳來的航班最新信息自動地讓機場的交通信息管理系統控制登機通道燈光和供熱系統。交通信息管理系統的數據庫通過SOAP把加密的XML消息傳送給控制系統，由它們來控制登機通道的燈管和供熱。
OBIX計劃開發一個允許傳感器以及其他設備能即插即用的服務，而OASIS正在開發警報服務，它可以為報警提供一個通用接口，以及為房間歷史溫度的記錄提供服務。專門針對特點行業的服務也在討論之中，Considine說，“如果OBIX能夠完成計劃，那么與OBIX有關的Web服務將比其他所有Web服務都多。”
人們已經開始體驗基于Web的接口和XML了。Kenmark公司通過網關實現了對LonTalk網絡上的傳感器和其他設備的訪問，最新的數據保存在它運營中心的集中數據庫中。
Estructures公司提供一種BAS租賃服務，該服務通過LonTalk網關使用SOAP和XML與客戶樓宇控制系統進行交互。“這個接口設計得很簡單，但令人倍感以外的是客戶們對此卻非常喜歡，” Estructures公司前副總裁Scholten說。不過，大多數與客戶樓宇控制系統的整合卻進行得并不像想象的那么容易，“由于缺乏標準，很多東西都要我們自己來設計，”他說。
盡管BAS供應商們還在小心而固執地使用他們的那些非標準的接口，但專家們認為，不管供應商是否愿意，標準化的趨勢將不可避免。“我認為未來領導這個市場的將不是控制系統供應商，而是IT制造商。” Scholten說。
那些把IT管理外包給像IBM這樣的公司的企業經常會問，是否IBM也可以把BAS外包給他們，IBM咨詢顧問Robert Frazier說。今天的系統實在太不標準，每一類規模都不大，很難實現贏利，不過，越來越多的標準有望改變這一局面，未來將可以在IT管理框架內統一管理這些系統。
“這種局面確實正在出現，”Honeywell市場部經理Mark Cherry說，“IT基礎設施把這些系統聯系到了一起，IT正在變成萬能的膠水。”（本文譯自《Computerworld》）
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何謂智能建筑
智能建筑系統是建立在樓宇自動化系統基礎之上、具有完善的計算機系統及通信網絡。全球第一座智能大廈建成于1984年，位于美國康涅狄格州哈福德市。1985年，位于日本東京的一座智能大廈也相繼落成。日本于1985年末成立了國家智能建筑專業委員會。英國、法國、加拿大、瑞典、德國在上世紀80年代末及90年代初都已落成富有自己特色的智能建筑。美國也宣稱，1995年以后要大幅度增加智能型大樓的比例。
位于美國華盛頓特區的智能化大廈研究機構把智能大廈定義為：通過對建筑物結構、系統、服務、管理四個基本要素及它們的內在關聯的最優化考慮，來提供一個投資合理，而又擁有高效率的舒適、便利的環境。在傳統的大樓布線中，采用的傳輸媒介是普通電話線、粗同軸電纜、屏蔽雙絞線STP，保安監控設備用的是同軸電纜，局域網既可使用雙絞線也使用同軸電纜等，各種不同設備使用的接插件及跳線架互不相同。
由于傳輸媒介的多樣化，各系統相互獨立，互不兼容，這就造成了占用大量樓內豎井空間，并耗費大量精力進行不同布線系統工程的協調。而且如果電話機、終端設備要更換或者大樓搬進了新的客戶，必須重新進行布線，重新安裝插座，從而造成大量人力、物力、財力的浪費。因此，美國ETA和TIA組織共同對智能大廈提出了一套規范化布線系統標準，這套標準主要是將所有語音、圖像、消防、監控等布線組織在一套標準塊的布線系統上，使建筑物中各種通信自動化（CA）、辦公自動化（OA）和樓宇自動化（BA）、系統設備的連續線材接插件、跳線架使用統一標準、規格的產品，計算機線路、保安監控視像等無需重新拉線，只在配線間或主控機房的線路板上做對應的接口跳線轉換即可。
現在，國際智能建筑正朝著兩個方面發展。其一，智能建筑已不再限于智能化辦公樓，正向酒店、公寓、商場、地下工程甚至住宅擴展。其二，智能建筑由單體向區域性規劃發展，從而導致上世紀90年代中后期“智能廣場”、“智能小區”概念的完善及工程的實現。以電腦住宅為例，電腦系統可根據溫濕及風力等情況自動調節窗戶的開閉、空調器的開關；若看電視，電話鈴響了，則電視音量會自動降低；夜晚的立體聲過大，房間的窗戶會自動關閉以不擾民；若有陌生人進入房間，各種測控系統會發生特殊警告。丹麥未來研究所的研究報告設計出了4種明日家庭主人的夢想愿望，都體現出智能化思想。家庭市場是智能化建筑市場的基礎，它具有無窮的發展潛力。如：家庭多樣化的娛樂信息決定了對多媒體技術的依賴；家庭遠程通信更需要衛星辦公室、聯接許多衛星辦公室的辦公中心區等。
中國政府也正在發展智能化建筑。在國家科委組織的《21世紀的住宅科技產業工程》的課題中，已提出發展智能建筑的政策。
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