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化系統(tǒng)中，如消防自動報警與控制、安防、電梯、供配電、供水、智能卡門禁、能耗監(jiān)測等等系統(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）?，F(xiàn)代智能建筑綜合管理系統(tǒng)是一個高度集成、和諧互動、具有統(tǒng)一操作接口和界面的“高智商”的企業(yè)級信息系統(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 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，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），對建筑物的HVAC 系統(tǒng)實(shí)施自動排程等管理，這也成為推動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 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 綠色建筑分級系統(tǒng)中列舉的衡量指標(biāo)），是一個系統(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 Controls 等等，在物聯(lián)網(wǎng)，智慧城市熱潮推動下，以CISCO 為代表的企業(yè)提出了“智能互聯(lián)建筑”的口號。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，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。 在 ezIBS 軟件平臺的基礎(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，這正是因為物聯(lián)網(wǎng)與智能建筑技術(shù)和理念有很多的共性。 ezM2M平臺的應(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 多個項目中，包括奧運(yùn)RFID 票務(wù)管理，中國移動M2M 平臺，國家應(yīng)急平臺，中移動e 物流，中影集團(tuán)移動放映機(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。同方在推動中國物聯(lián)網(wǎng)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灣出版，同時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 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）、攜帶無線終端的個人或車輛等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”（Mote），通過各種無線和/或有線的長距離和/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 Integration, vs. EAI)、以及基于云計算的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性化的實(shí)時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(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、統(tǒng)計報表、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“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，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)展主要是政府推動型，許多地級市乃至縣級市都把物聯(lián)網(wǎng)作為“一把手”工程，由書記和市長親自抓，無錫，北京，重慶的領(lǐng)先的城市都在爭奪國內(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)用的主要服務(wù)對象和商業(yè)機(jī)會在于公共設(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)）還有較長的市場培育期。

　　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)測門戶)是物聯(lián)網(wǎng)，也是綠色智能建筑業(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，這無疑是核心技術(shù)，是一個“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)明一項新的“顛覆性”（disruptive）技術(shù)。 同時要發(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，但不會阻礙整個產(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)值主體的模式還有很長的路要走，但如果這條路走成功則潛力巨大，軟件能力(軟實(shí)力)是提升“話語權(quán)”的重要基礎(chǔ)，軟件強(qiáng)則IT 強(qiáng)。目前同方泰德國際科技有限公司正全力以赴打造以智能建筑和建筑能耗監(jiān)測（EMS/EPC 合同能源管理）為核心業(yè)務(wù)的MAI/EAI 中間件產(chǎn)品，配合其控制器系列產(chǎn)品，打造DCM 產(chǎn)品鏈條（下圖）和一站式軟硬件總體解決方案,最終走向SaaS/TaaS 營運(yùn)。