SECO智能建筑相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)與應用

經(jīng)過12年的發(fā)展，德國EnOcean（易能森）公司所倡導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，使得智能控制在樓控方面的應用得到了顯著的拓展，無線操作的理念有效地解決了錯綜復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，同時也帶動了相關(guān)方面的剛性需求。

作為無線無源理念的忠實倡導者，北京賽易科公司（SECO）致力于推動中國現(xiàn)階段無線無源產(chǎn)品的技術(shù)革新與產(chǎn)品進步，秉承綠色、環(huán)保、智能化的理念，不斷開拓應用市場。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的案例。它涵蓋了客房控制、辦公自動化、智能家居、歷史古建等基本解決方案，與之相應的智能控制系統(tǒng)能為體驗者呈現(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，同時針對不同區(qū)域結(jié)構(gòu)和戶型功能也能為體驗者提供便捷的定制化服務，以便滿足不同需求和不同裝修風格的客戶要求。

需要說明的是，在這種多元化智能控制系統(tǒng)中運用了多種設備，它們在其中起到了重要的作用：

無線窗磁傳感器（A）：它能夠自動感應窗戶是否處于被打開或關(guān)閉狀態(tài)，當傳感器感知窗戶被開啟時，發(fā)送控制信號隨即關(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致的能源浪費。

無線人體照度傳感器（B）：當房間處于占用模式時，可配合吸頂安裝的人體傳感器，感應探測區(qū)域是否有人活動，當傳感器感知有人進入被探測區(qū)域內(nèi)，房間隨即轉(zhuǎn)入占用、有人模式，這時控制系統(tǒng)允許開啟照明、空調(diào)系統(tǒng)，并自動打開室內(nèi)相應的窗簾系統(tǒng)。當人離開活動區(qū)域后，傳感器在一定時間間隔內(nèi)感應不到有人活動時，房間隨即轉(zhuǎn)入占用、無人模式，此時控制系統(tǒng)自動關(guān)閉相應的照明或者空調(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。并可智能控制風機盤管空調(diào)的送風量大小，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，并將其轉(zhuǎn)化為TCP/IP數(shù)據(jù)信號。當房間處于占用、有人模式時，如果采用分組或集群控制的方式，配合EnOcean智能網(wǎng)關(guān)就可以實現(xiàn)房間的整體智能控制，亦可結(jié)合iPhone/iPad智能終端進行設備的雙向訪問和控制。

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

無線智能插卡器（F）：它作為整個房間的總置，是具有最高優(yōu)先級控制權(quán)的，可決定整個房間的占有控制。其可以進行房間內(nèi)部整體供電系統(tǒng)電源的開、斷控制。當門卡被插入時，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)的供電回路會被自動接通。當門卡被拔出時，房間即轉(zhuǎn)入無人占用模式，房間的整體電源系統(tǒng)除UPS（應急電源）外，均可自動切斷，以此達到節(jié)約總體能耗的目的。

不可否認，EnOcean技術(shù)誕生的初衷和前期應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)盟會員產(chǎn)品主要都是圍繞這個理念來做研發(fā)的。智能家居在歐盟或者北美市場有著旺盛的生命力，這主要得益于最終用戶的消費需求，因為以家庭別墅或者公寓為單位的居住環(huán)境格外需要對整體能源進行綜合管理和智能控制，所以EnOcean產(chǎn)品相對容易受到國外消費者的重視。反觀國內(nèi)市場，其主流的智能控制消費能力仍就集中在大型的辦公場所，寫字樓，以及別墅區(qū)等中、高端的項目中，故產(chǎn)品的研發(fā)方向就需要圍繞國內(nèi)市場的特殊性進行調(diào)整。正因為市場定位的不同，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、外觀設計以及模塊的擴展功能的設計都是針對上述國內(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)的項目應用中，已經(jīng)開拓出一個比較全新的領(lǐng)域。

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

SECO的智能網(wǎng)絡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)應用軟件和提供管理服務于一體的終端設備。其技術(shù)核心是具有開創(chuàng)性的基于Java的新平臺體系架構(gòu)，同時還綜合了最常見的現(xiàn)場總線標準以實現(xiàn)設備或儀表間的無縫連接。

網(wǎng)絡控制器可輕松集成驅(qū)動系統(tǒng)和設備，無論是制造商、通信標準還是軟件，都能集成在一個統(tǒng)一的平臺上，并使用標準的網(wǎng)絡瀏覽器，通過Internet或Intranet進行實時的管理和控制。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)品或是某項技術(shù)。制造商可應用此項技術(shù)將產(chǎn)品帶入網(wǎng)絡，不但可以降低開發(fā)時間、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。目前新平臺的Framework的應用主要包括能源管理、建筑自動化、電信、安全自動化、維護維修運行和工廠設備管理等方面。

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

最終，用戶將發(fā)現(xiàn)，整個控制系統(tǒng)運用了不改變現(xiàn)有的投資控制方式和監(jiān)測裝置，并能把它們與新的標準相融合且作為基礎的技術(shù)，通過標準的網(wǎng)絡瀏覽器就能夠訪問和控制所有其它不同的系統(tǒng)，同時，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施的管理，它還能夠從多個供應商中指定互通系統(tǒng)和應用程序，從而減少潛在的供應商套牢風險，而多償付的形式所表現(xiàn)出的高效率，則有助于降低成本，減少運營開支，并帶來更大的回報，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圖形界面的設計引入到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)絡實現(xiàn)與控制器無線信號的傳輸與控制，同時亦可采用有線組網(wǎng)的控制方式，這樣就節(jié)約了投資成本，同時有線方式與無線控制方案并存的設計理念綜合考量了現(xiàn)代樓宇控制的諸多特點，能滿足不同設計需求客戶的具體安裝要求。而針對國內(nèi)用戶多采用中央控制、集群控制和監(jiān)控的特點，對中上層軟件架構(gòu)進行開發(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)的設備，從而真正做到系統(tǒng)的靈活性和擴展性。

圖2 智能控制產(chǎn)品拓撲圖

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時間持續(xù)工作，此圖中的電源模塊依托環(huán)境中各種信號源（振動，熱能，太陽能，機械能等），將其轉(zhuǎn)換為電能傳輸?shù)侥芰看鎯εc管理模塊，能量與存儲模塊可自動調(diào)節(jié)輸入與輸出能量的動態(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。當傳感網(wǎng)絡節(jié)點需要電能時，能量存儲與管理模塊將自動調(diào)整能量配給，儲存的電能傳可輸?shù)竭_無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點上的各個元器件終端處，例如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器、存儲器、射頻收發(fā)器等，從而保證了整個無線網(wǎng)絡的能量供給。

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)絡節(jié)點的應用環(huán)境，還可具體的提出無線傳感器網(wǎng)絡能量采集方案選擇原則，這就為高性價比電源方案的選擇提供了可靠依據(jù)，從而實現(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)絡提供持續(xù)的能量的目的。

如今，人們已經(jīng)進入了智能時代，上述系統(tǒng)和技術(shù)的應用，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，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 高巍）