智能建筑系统会聚

　　要 点
　　智能建筑系统主动交换信息，尽可能以最低成本为居住者提供一个良好的环境。
　　现有的无线网络与企业信息技术网络可以使建筑系统共享数据，而不必布设新的电缆。
　　低功耗、低数据速率的无线网络为智能建筑系统的分布式传感器节点提供最优的控制算法。
　　XML 和 Web 服务技术为互不兼容的自动化建筑系统之间提供了一个公共的通信通道。

　　伴随高速信息技术网络的广泛普及，客户对开放式、可互操作子系统的需求也在增长，从而促使建筑自动化领域从拥有大量专有产品的独立供应商转型成为一种标准化的行业。随着这个转型的发展，建筑系统（如照明、环境和安保）可以相互或与企业以及网络商务应用共享数字信息，从而降低成本和对实时事件做出响应。可以预期，今后的智能建筑技术可以使多种建筑物自动响应恶劣天气情况、能源短缺、附近的火灾，或当地刑事案件。

　　大多数智能建筑系统包括一系列分布式传感器，以及专用的驱动器，它们与本地或远程处理器上的应用软件相连。这些系统通常具有单一的建筑自动化功能，例如气候控制、安保或防火。然而， 随着建筑系统变得更加集成化和复杂化，控制算法则可以用外部的数据优化它们的目标，例如其它建筑子系统、历史数据、天气预报，以及实时地能源报价等。

　　过渡到集成化系统的主要障碍是建筑自动化制造商过去使用的通信与网络体系种类繁复。很多现代建筑子系统除了各种专有体系之外，都能与标准协议如 LonWorks（局域运行网络）和 BACnet（建筑自动化与控制网络）通信。这些系统需要在传感器、驱动器和处理单元之间有专用接线。现在，几乎所有商用建筑中都带有企业信息技术网络，建筑自动化设计者可以利用大带宽数据通道优点来适应自己的子系统。虽然设计者已经采用了某些建筑自动化协议，用于与 TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）网络的数据交换，但很多设计者仍需要专用的网关设备获取系统特定的信息。

　　建筑网络

　　BACnet 是一种用于建筑系统并得到广泛部署的开放式协议通讯标准，用于将数据描述为对象、资源和服务。这种描述数据和动作的标准方法能够实现不同厂商设备的互操作，不过大多数 BACnet 设备只限于 HVAC （加热、通风和空调）业。BACnet标准定义了几个 PHY （物理）层，包括 Ethernet、 BACnet/IP和通过RS-232 的点对点。BACnet是由ASHRAE（美国加热、制冷和空调工程师协会） 维护的一个ANSI和ISO标准。

　　LonWorks是另一个流行的建筑控制系统协议，它需要一个专利的 Neuron芯片，或每个控制器有一个得到Echelon公司许可的知识产权。照明、公共设施和运输业使用低带宽的 LonWorks协议，它在自动化建筑中的装机量高于BACnet。LonWorks协议提供一组服务，可以使设备应用软件通过网络收发信息而无需了解网络拓扑或名称、地址，以及其它设备的功能。协议的公开版本是 ANSI/EIA709，它非常详细地描述了在多种通用处理器上的运行算法。

　　尽管 TCP/IP 对于智能建筑结构是一个合理地选择，但很多系统需要大量企业网络难以承受的现场传感器。不需要安装新互连电缆的连网方案，如无线链路、电力线通信，甚至电话线共享，更适合这些情况。这些隔离的传感器节点的其它要求就是极低功耗。在很多远程地点，传感器必须依靠电池电力运行长达一年时间。这些节点可以运行在这种低功耗下，因为传感器采集的数据速率很低。

　　IEEE 802.15.4 定义了一种超低功耗、低数据速率的无线网络结构，最适合用于许多智能建筑传感器应用。该标准工作在无需许可的频段，定义了 868 MHz 频段 20 kbps、915 MHz 频段 40 kbps，以及 2.4 GHz 频段 250 kbps 等低速率设备通信的 PHY 和 MAC（介质访问控制）子层规格。网络可以采用星型或对等拓扑，可以寻址多达 65000 个节点。发送器采用 DSSS（直接序列扩频），在 1 GHz 以下频段用 BPSK（二进制相移键控），在 2.4 GHz 用 O-QPSK（偏移-正交相移键控）。该标准在2.4 GHz 频段提供 16 个信道，在 915 MHz 频段提供 10 个信道，868 MHz 频段提供 1 个信道。此规格描述了两种类型的网络节点：可以完成任何网络工作的 FFD（全功能设备）；用于成本敏感应用的资源和功能有限的 RFD（缩减功能的设备）。

　　低与慢

　　作为 IEEE 802.15.4 定义的 PHY 和 MAC 层的补充，ZigBee 联盟为低速率、低功耗的无线应用定义了剩余的层。每个网络必须至少有一个 FFD，或协调器，用于提供初始化、节点管理和节

点信息存储。