物聯(lián)網(wǎng)趨勢為系統(tǒng)復(fù)雜性敞開大門

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，一個有效的 BAS 的關(guān)鍵是擁有一個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)的無處不在的系統(tǒng)。借助完善的自動化解決方案，可以通過建筑物到建筑物的通信而不僅僅是建筑物到電網(wǎng)的通信來進(jìn)行有效的能源管理。有線和無線通信協(xié)議都必須結(jié)合到這些系統(tǒng)中，以推動進(jìn)一步的智能。

樓宇自動化設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通常包括主總線和輔助總線，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)通過主總線連接到 BMS。這些后端控制系統(tǒng)包括一個集中和互連的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，用于監(jiān)視和控制環(huán)境。這種控制單元專為樓宇自動化而設(shè)計，可以支持單個或多個網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議。

主要和次要總線可能連接到諸如低級控制器、簡單 I/O 設(shè)備和最終用戶應(yīng)用程序（例如房間恒溫器或警報監(jiān)控系統(tǒng)）之類的設(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)先級結(jié)構(gòu)并向其他控制器提供反饋。從各個系統(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。主要和次要總線可以通過 RS-485、以太網(wǎng)、控制器局域網(wǎng) （CAN） 或無線連接網(wǎng)絡(luò)連接。

建筑物中的一些遺留系統(tǒng)依賴于控制器和終端節(jié)點(diǎn)之間的有線協(xié)議進(jìn)行通信。許多新應(yīng)用程序使用更快的有線協(xié)議，可以迅速從更多傳感器傳輸數(shù)據(jù)。然而，在較舊的建筑中這樣做需要對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行重大升級，更不用說更大的軟件集成挑戰(zhàn)了。使用無線協(xié)議消除了對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行巨大更改的需要，同時促進(jìn)了增強(qiáng)的用戶和管理體驗。

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)是可以實現(xiàn)的。盡管無線協(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)中啟用的無線技術(shù)的組合，它確實引入了進(jìn)一步的軟件和系統(tǒng)集成復(fù)雜性。

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

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

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

Modbus，一個真正的開放標(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)用程序中的無線支持呈增長趨勢，如今這些應(yīng)用程序使用四種協(xié)議之一：

低功耗藍(lán)牙，一種開源的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，旨在跨越個人、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鎖。

低于 1 GHz 的遠(yuǎn)程無線協(xié)議，通過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)必須通過混凝土墻和其他障礙物進(jìn)行通信。

Wi-Fi，使電池或線路供電的終端節(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)議組合到一個應(yīng)用程序中有助于設(shè)計人員創(chuàng)建靈活且強(qiáng)大的完全連接的 BAS。

BAS 開發(fā)人員繼續(xù)探索支持標(biāo)準(zhǔn)化開放通信協(xié)議的可擴(kuò)展、具有成本競爭力的解決方案。有線和無線協(xié)議現(xiàn)在已集成到樓宇控制系統(tǒng)的各個方面。TI 的SimpleLink MCU 平臺提供廣泛的有線和無線 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