SECO智能建筑相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用

經(jīng)過12年的發(fā)展，德國(guó)EnOcean（易能森）公司所倡導(dǎo)的無線無源的理念已逐漸融入到現(xiàn)代智能控制的領(lǐng)域中，并逐步被廣大集成控制廠商所接受和認(rèn)可。相比傳統(tǒng)的集成控制、總線制控制和分布式控制的樓宇自控技術(shù)來說，無線無源概念的引進(jìn)，使得智能控制在樓控方面的應(yīng)用得到了顯著的拓展，無線操作的理念有效地解決了錯(cuò)綜復(fù)雜的線纜布線和電源持續(xù)供給這兩大方面的技術(shù)難題，同時(shí)也為建筑業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展提供了很好的解決方案。隨著綠色智能建筑和智能家居的概念在當(dāng)今房地產(chǎn)業(yè)的推廣，該理念也直接或間接地影響著相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈條的發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)了相關(guān)方面的剛性需求。

作為無線無源理念的忠實(shí)倡導(dǎo)者，北京賽易科公司（SECO）致力于推動(dòng)中國(guó)現(xiàn)階段無線無源產(chǎn)品的技術(shù)革新與產(chǎn)品進(jìn)步，秉承綠色、環(huán)保、智能化的理念，不斷開拓應(yīng)用市場(chǎng)。目前，圍繞智能建筑，主要開展了以下三種無線無源相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。

1 結(jié)合了EnOcean技術(shù)的多元化智能控制系統(tǒng)

圖1 SECO智能建筑解決方案（以酒店公寓為例）

上圖列舉的是目前擁有最廣泛客戶基礎(chǔ)的案例。它涵蓋了客房控制、辦公自動(dòng)化、智能家居、歷史古建等基本解決方案，與之相應(yīng)的智能控制系統(tǒng)能為體驗(yàn)者呈現(xiàn)出智能門禁控制、智能調(diào)光控制、智能空調(diào)控制以及智能終端顯示等主流服務(wù)，同時(shí)針對(duì)不同區(qū)域結(jié)構(gòu)和戶型功能也能為體驗(yàn)者提供便捷的定制化服務(wù)，以便滿足不同需求和不同裝修風(fēng)格的客戶要求。

需要說明的是，在這種多元化智能控制系統(tǒng)中運(yùn)用了多種設(shè)備，它們?cè)谄渲衅鸬搅酥匾淖饔茫?/p>

無線窗磁傳感器（A）：它能夠自動(dòng)感應(yīng)窗戶是否處于被打開或關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)傳感器感知窗戶被開啟時(shí)，發(fā)送控制信號(hào)隨即關(guān)閉房間的空調(diào)或者采暖系統(tǒng)，從而避免因人為疏忽導(dǎo)致的能源浪費(fèi)。

無線人體照度傳感器（B）：當(dāng)房間處于占用模式時(shí)，可配合吸頂安裝的人體傳感器，感應(yīng)探測(cè)區(qū)域是否有人活動(dòng)，當(dāng)傳感器感知有人進(jìn)入被探測(cè)區(qū)域內(nèi)，房間隨即轉(zhuǎn)入占用、有人模式，這時(shí)控制系統(tǒng)允許開啟照明、空調(diào)系統(tǒng)，并自動(dòng)打開室內(nèi)相應(yīng)的窗簾系統(tǒng)。當(dāng)人離開活動(dòng)區(qū)域后，傳感器在一定時(shí)間間隔內(nèi)感應(yīng)不到有人活動(dòng)時(shí)，房間隨即轉(zhuǎn)入占用、無人模式，此時(shí)控制系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉相應(yīng)的照明或者空調(diào)系統(tǒng)，以便節(jié)約能量消耗。

智能溫控器（C）：它可以自動(dòng)感知區(qū)域內(nèi)溫度情況，并根據(jù)采集的溫度數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整空調(diào)和暖氣的制冷或供熱系統(tǒng)的啟停。并可智能控制風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)的送風(fēng)量大小，真正做到室內(nèi)溫度的智能控制。

EnOcean網(wǎng)關(guān)（D）：能夠接受EnOcean無線傳感器發(fā)送的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為TCP/IP數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng)房間處于占用、有人模式時(shí)，如果采用分組或集群控制的方式，配合EnOcean智能網(wǎng)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)房間的整體智能控制，亦可結(jié)合iPhone/iPad智能終端進(jìn)行設(shè)備的雙向訪問和控制。

無線無源開關(guān)（E）：當(dāng)房間處于占用、有人模式時(shí)，通過無線無源開關(guān)，可以智能控制房間燈具設(shè)備的打開、關(guān)閉以及電動(dòng)窗簾的升降或開、閉合控制。同時(shí)，它可配合自有的智能調(diào)光系統(tǒng)營(yíng)造出不同燈光場(chǎng)景的應(yīng)用效果，例如，會(huì)議模式、娛樂模式，或閱讀模式等燈光場(chǎng)景模式。

無線智能插卡器（F）：它作為整個(gè)房間的總置，是具有最高優(yōu)先級(jí)控制權(quán)的，可決定整個(gè)房間的占有控制。其可以進(jìn)行房間內(nèi)部整體供電系統(tǒng)電源的開、斷控制。當(dāng)門卡被插入時(shí)，房間隨即轉(zhuǎn)入有人占用模式，房間的燈光、空調(diào)或窗簾系統(tǒng)的供電回路會(huì)被自動(dòng)接通。當(dāng)門卡被拔出時(shí)，房間即轉(zhuǎn)入無人占用模式，房間的整體電源系統(tǒng)除UPS（應(yīng)急電源）外，均可自動(dòng)切斷，以此達(dá)到節(jié)約總體能耗的目的。

不可否認(rèn)，EnOcean技術(shù)誕生的初衷和前期應(yīng)用主要是圍繞智能家居的范疇去努力的，因此其OEM產(chǎn)品或聯(lián)盟會(huì)員產(chǎn)品主要都是圍繞這個(gè)理念來做研發(fā)的。智能家居在歐盟或者北美市場(chǎng)有著旺盛的生命力，這主要得益于最終用戶的消費(fèi)需求，因?yàn)橐约彝e墅或者公寓為單位的居住環(huán)境格外需要對(duì)整體能源進(jìn)行綜合管理和智能控制，所以EnOcean產(chǎn)品相對(duì)容易受到國(guó)外消費(fèi)者的重視。反觀國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，其主流的智能控制消費(fèi)能力仍就集中在大型的辦公場(chǎng)所，寫字樓，以及別墅區(qū)等中、高端的項(xiàng)目中，故產(chǎn)品的研發(fā)方向就需要圍繞國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的特殊性進(jìn)行調(diào)整。正因?yàn)槭袌?chǎng)定位的不同，所以目前生產(chǎn)的全系列產(chǎn)品主要是將中、高端的酒店客房控制和別墅區(qū)的改造項(xiàng)目作為主攻的方向。雖說核心的技術(shù)都離不開無線傳感器、控制器、網(wǎng)關(guān)和配套軟件，但是其功能定位、外觀設(shè)計(jì)以及模塊的擴(kuò)展功能的設(shè)計(jì)都是針對(duì)上述國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的定位方向而開發(fā)的，特別是在中、高端酒店的客房控制和別墅區(qū)的項(xiàng)目應(yīng)用中，已經(jīng)開拓出一個(gè)比較全新的領(lǐng)域。

2 上層的軟件架構(gòu)和協(xié)議轉(zhuǎn)化模塊的開發(fā)及應(yīng)用

SECO的智能網(wǎng)絡(luò)控制器是一種集研究控制系統(tǒng)體系架構(gòu)、開發(fā)相關(guān)應(yīng)用軟件和提供管理服務(wù)于一體的終端設(shè)備。其技術(shù)核心是具有開創(chuàng)性的基于Java的新平臺(tái)體系架構(gòu)，同時(shí)還綜合了最常見的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)設(shè)備或儀表間的無縫連接。

網(wǎng)絡(luò)控制器可輕松集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和設(shè)備，無論是制造商、通信標(biāo)準(zhǔn)還是軟件，都能集成在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上，并使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，通過Internet或Intranet進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理和控制。系統(tǒng)集成商若使用程序提供整體解決方案，無需要考慮特殊的協(xié)議、產(chǎn)品或是某項(xiàng)技術(shù)。制造商可應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)將產(chǎn)品帶入網(wǎng)絡(luò)，不但可以降低開發(fā)時(shí)間、移植歷史數(shù)據(jù)，還能開發(fā)新的產(chǎn)品，并拓展新的客戶。目前新平臺(tái)的Framework的應(yīng)用主要包括能源管理、建筑自動(dòng)化、電信、安全自動(dòng)化、維護(hù)維修運(yùn)行和工廠設(shè)備管理等方面。

例如，在體系架構(gòu)思想的指導(dǎo)下，依托設(shè)計(jì)思路，開發(fā)出樓宇自動(dòng)化軟件（BAS）與Computerized Maintenance Management System (CMMS計(jì)算機(jī)處理維修管理系統(tǒng))基礎(chǔ)之上的界面，此界面可提供BAS環(huán)境、維護(hù)客戶端/服務(wù)器端管理系統(tǒng)軟件兩者之間的基于WEB的互用性。BAS用于監(jiān)控HVAC（采暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)）、照明、能源及其他設(shè)備系統(tǒng)。軟件平臺(tái)是基于Java的產(chǎn)品，用于將各種設(shè)備和協(xié)議整合到一個(gè)普通的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)中去。此產(chǎn)品運(yùn)用了一系列Internet標(biāo)準(zhǔn)，將Lonworks、BACnet、Modbus以及其它特殊供應(yīng)的協(xié)議整合到一個(gè)普通的目標(biāo)模型中去，然后嵌入控制器標(biāo)準(zhǔn)，并支持WEB瀏覽器標(biāo)準(zhǔn)。

最終，用戶將發(fā)現(xiàn)，整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)用了不改變現(xiàn)有的投資控制方式和監(jiān)測(cè)裝置，并能把它們與新的標(biāo)準(zhǔn)相融合且作為基礎(chǔ)的技術(shù)，通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就能夠訪問和控制所有其它不同的系統(tǒng)，同時(shí)，它集成了從不同的系統(tǒng)傳遞過來的信息，以便更好的支持整體設(shè)施的管理，它還能夠從多個(gè)供應(yīng)商中指定互通系統(tǒng)和應(yīng)用程序，從而減少潛在的供應(yīng)商套牢風(fēng)險(xiǎn)，而多償付的形式所表現(xiàn)出的高效率，則有助于降低成本，減少運(yùn)營(yíng)開支，并帶來更大的回報(bào)，這些都能使用戶從中受益。

作為系統(tǒng)集成的中上層的軟件架構(gòu)，還創(chuàng)造性的把系統(tǒng)快速集成和GUI圖形界面的設(shè)計(jì)引入到EnOcean的智能控制系統(tǒng)中。無線傳感器系列產(chǎn)品通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與控制器無線信號(hào)的傳輸與控制，同時(shí)亦可采用有線組網(wǎng)的控制方式，這樣就節(jié)約了投資成本，同時(shí)有線方式與無線控制方案并存的設(shè)計(jì)理念綜合考量了現(xiàn)代樓宇控制的諸多特點(diǎn)，能滿足不同設(shè)計(jì)需求客戶的具體安裝要求。而針對(duì)國(guó)內(nèi)用戶多采用中央控制、集群控制和監(jiān)控的特點(diǎn)，對(duì)中上層軟件架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)就顯得尤為重要，這樣可以更為方便的集成不同子系統(tǒng)的設(shè)備，從而真正做到系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性。

圖2 智能控制產(chǎn)品拓?fù)鋱D

3 能量采集和管理系統(tǒng)

圖中所示的就是能量采集和管理系統(tǒng)的簡(jiǎn)單構(gòu)成，其中的傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊均需要有足夠的電能量以維持整體電路的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，此圖中的電源模塊依托環(huán)境中各種信號(hào)源（振動(dòng)，熱能，太陽能，機(jī)械能等），將其轉(zhuǎn)換為電能傳輸?shù)侥芰看鎯?chǔ)與管理模塊，能量與存儲(chǔ)模塊可自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入與輸出能量的動(dòng)態(tài)平衡，其理念兼顧了快速充、放電和能量持續(xù)供給的特點(diǎn)。當(dāng)傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要電能時(shí)，能量存儲(chǔ)與管理模塊將自動(dòng)調(diào)整能量配給，儲(chǔ)存的電能傳可輸?shù)竭_(dá)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的各個(gè)元器件終端處，例如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器、存儲(chǔ)器、射頻收發(fā)器等，從而保證了整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的能量供給。

根據(jù)能量采集技術(shù)及其工作原理，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用環(huán)境，還可具體的提出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量采集方案選擇原則，這就為高性價(jià)比電源方案的選擇提供了可靠依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)了用最低成本的、最高性能的能量采集方式為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供持續(xù)的能量的目的。

如今，人們已經(jīng)進(jìn)入了智能時(shí)代，上述系統(tǒng)和技術(shù)的應(yīng)用，能夠更好的為客戶提供高質(zhì)量的樓宇控制產(chǎn)品和服務(wù)，從而滿足使用者追求高端智能生活的美好愿望。

圖3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的能量采集與使用原理框圖

（供稿：北京賽易科信息技術(shù)有限公司 高?。?/p>