摘要： “物联网”(InternetofThings)指的是将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形
“物联网”(InternetofThings)指的是将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。
本文结合Delta 的enteliSYSTEM在拿大魁北克的绿色城市项目和北京启夏房地产项目的运用，着重阐述物联网技术在智能社区中的运用，以构建绿色城市。
一、项目概况
随着全球对环境的重视，低碳的、绿色的生活越来越受到大家的认可，故此绿色城市也被大家提起。对于绿色城市，大家所关注的是如何实现城市绿化。通常实现’绿化’的手段包含以下措施:
§ 提升城市人居密度
§ 雨水管理
§ 减少“特权道路”的使用
§ 采用互动式街道照明
§ 采用城区供热网络及生物燃料锅炉
§ 采用气动废料回收系统
§ 优化建筑能源效率
§ 电信级集成: Internet, IP 电话 及 IP TV
住宅是组成城市的一个不可或缺的重要组成部分，而谈起绿色城市就离不开智能家居，智能家居的定义就是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
而位于加拿大魁北克的绿色城市项目就是一个可持续发展的房地产项目，它利用Delta的enteliSYSTEM对840个住户热负荷大约10 Mw-h的能源消耗进行监测及管理。通过对空调及照明的控制来达到舒适及节能目的，与门禁监控系统集成提高家居的安全性。它是以实现区域共同发展为目标，是一个完全遵循了LEED的认证条例而实施的绿色智能家居的典范。
本项目的锅炉房位于其中一栋公寓楼内。供热网络是由4 套锅炉 (木屑颗粒燃料)共5 MW 供热能力的生物燃料锅炉，两套 5,500加仑熔料热水储备罐，以及一套5.2MW供热能力的生物柴油紧急锅炉组成。循环热水网络是由8” to 1”的大约2英里长热水管路、2套20马力功率的变频水泵组成的大温差网络，供水温度 = 90°C ，回水温度 = 50°C。供回水温差为40°C。该项目共有44 个15 to 1,400 kW供热能力的区域供热子站。大约每年消耗1600吨 燃料( 相当于95辆 卡车的装载量)和产生9 吨燃料废料。为了节约能源及降低环境污染，方便物业及业主的管理及监测，我们采取了如下措施：
¡ 锅炉控制
¡ 燃料运输及仓储控制
¡ 烟囱监测及排风量调节
¡ 分区热网压力控制
¡ 分区热网监控站
¡ 能源管理及账单制作
¡ 测量系统与控制系统的集成
¡ “仪表盘式界面”
¡ 能源消耗数据存储
二、能源监测及控制
下面就Delta的enteliSYSTEM如何进行能源监测及控制做简单介绍
1. 测量系统与控制系统的集成
在加拿大魁北克的绿色城市项目里Delta的enteliSYSTEM通过把公寓里每个住户的HVAC 控制系统、智能照明系统、门禁系统(摄像头)以及能源管理系统进行系统集成，使绿色的智能家居成为了现实。
Delta的控制器通过对空调系统的温度调节，对照明系统的亮度调节及照明的开关控制以及监视住户外面的环境安全情况，通过网关、无线或Zigbee的方式将数据上传到人机界面接口DHMI——触摸屏，再通过以太网上传到数据库服务器将数据备份保存，方便用户的调用查看及物业的管理。
下图为测量系统与控制系统的集成架构图
2. 能源管理及账单制作
在我们的日常生活中，与我们的生活密切相关的能源消耗是电消耗、热消耗、生活热水消耗、饮用水消耗。所以，我们通过测量仪表把数据采集回来，进行汇总分析。加拿大魁北克绿色城市的电表是脉冲式电表，由 Hydro-Québec提供。每栋楼的电表成组装配在一个盘箱内可通过M-Bus总线形式、无线形式或者Zigbee形式上传到网关或控制器，，再通过以太网网络上传到数据库里，通过互联网，使业主在世界的任何角落都能观察到家里的电力能源使用情况。不只是电表，其他的测量仪表也都可以通过总线的方式利用有线或无线网络将各种能源信息上传到操作终端，用户可以通过触摸屏看到各种能源的数据及其数据分析和趋势，提醒用户注意，也可以打印出账单提醒用户缴费，方便物业管理。这些信息包含能源的总量、采暖热水总量、生活热水总量、饮用水总量、供水温度、回水温度和水流量等。
下图为数据测量的流程：
3. 仪表盘式界面
在加拿大魁北克的绿色城市项目里Delta的enteliSYSTEM为每套住宅配置一套触摸屏终端用来以计量单位及货币单位形式实时显示的能耗数据,查看能耗历史数据，使业主对自己的能源消耗做到了解及控制;显示温度及房间温度设定点，显示室外温度及天气预报数据，使业主根据天气变化及时更改房间温度设定点，对温度进行控制或者根据雨雪天气设定自动关窗等功能;根据光照度对照明进行亮度及开关控制，人刚进屋时灯光逐渐变亮，使人的眼睛从黑暗逐渐适应光明，以保护眼睛，这样就做到了既舒适又节能;查看物业公告信息，查看主入口视频，增加居家的安全性等，方便业主的日常生活所需。
4. 能源消耗数据存储
在日常生活中，会产生大量的对于能源消耗的数据，通过这些数据可以进行历史数据的分析，做出历史趋势图及进行报表打印等，方便业主及物业实时调整对能源的消耗度，所以对这些数据安全存储是很有必要的。Delta Controls公司在加拿大魁北克的绿色城市项目里做了三级数据安全存储。
第一级是数据存储在智能仪表里。监测到的近期的数据可以暂时存储在仪表里
第二级是DHMI网络。即在每套公寓楼设置一个VLAN(虚拟局域网)，VLAN 间进行逻辑隔离处理;(DHMI间彼此不进行直接通讯)通讯仅在服务器端与DHMI间进行。共配备了8 套交换机，可以分割成 1024 个VLAN(>>860个用户的通讯安全需求)
第三级是冗余热备份。通过创建虚拟环境，实现2 套用于进行能源消耗数据存储和Web服务的服务器完全冗余。因为这些主机不需要硬件驱动，所以大大降低了硬盘损坏的风险。而NAS 型存储单元，包含 4 硬盘驱动器,提供 1,5 Tbyte的数据存储能力。同时它还设置了一台Vcenter服务器，通过这台服务器对虚拟服务器的运行状态进行监测，如果出现故障，在5分钟之内它能重启这台虚拟服务器，保证系统运行的需要。
三、enteliTOUCH智能平台智能家居系统
enteliTOUCH智能平台智能家居系统具有以下功能：
1)、基于zigbee通讯的无线MESH网络：可配置无线控制器或传感器;MESH网络可自动适应空间家具位置或结构的变化，自动诊断，自动路由(灵活);安装位置可轻松选定和调整(方便)。
2)、完全可编程的enteliTOUCH人机界面主机：可根据现场的控制需要和场景需求，编制所需要的程序(灵活);场景可根据实际需要任意编制(灵活);可控制任意复杂的中小型系统(扩展)。
3)、完全自定义的人机界面：可针对不同业主的需求及习惯进行个性化界面绘制(灵活);可针对不同户型的硬件设备的差异，调整显示内容(可伸缩);可充当电子相框，显示业主信息，供物业管理人员参考(安全)。
4)、支持多国语言：语言可设置：无论中文(繁体/简体)、英文、韩文等23种国家语言的显示，支持不同业主的语言环境显示(灵活);即使不同国籍业主变更，也无需更换设备，直接切换显示语言即可(方便);
5)、Native BACnet通讯协议：唯一的楼宇自控ISO国际标准：ISO16484-5(开放)可无缝接入几乎任意的BMS及楼宇机电子系统(扩展);BACnet平台下各种机电设备几乎无成本的集成方案(扩展)。如下图基于BACnet的BMS系统集成框架图：
6)、嵌入式Web服务器：enteliTOUCH触摸屏是一个可Web访问的服务器(简单)，可通过移动PDA遥控器、手机、电脑浏览及控制;不会因为一个设备的损坏导致所有用户无法远程访问(安全);简单化设计，无需IT背景，即可实现服务器的设置。
7)、全球GPS定位：项目信息可以全球联网，通过Google 地图定位项目位置。
enteliTOUCH智能平台智能家居系统系统主要运用于酒店式公寓、别墅、精装住宅。室内部分智能家居工程主要涉及的内容有：智能照明系统、自动窗帘控制系统、安防、别墅及小区的可视对讲系统等。本次工程后达到的功能包括：采用先进的智能系统，通过智能遥控器、移动PDA遥控器、手机、电脑、多功能开关等远程或现场控制方式对住宅内的灯光、窗帘、家电(空调、电视、洗衣机、冰箱、饮水机、音响等)、安防、可视对讲等进行监测和控制。
在智能化社区中，每户住户都有运营商提供的以太网口预留，每户住户通过enteliTOUCH管理现场控制器以达到控制各种设备的目的。
全局部分主要实现功能如下：
远程访问：用户可通过任意连入Internet的PC机或手机，对自家的系统进行直接访问及设置控制指令;访问权限可由业主本人通过enteliTOUCH自行设置。
信息发布：通用信息发布(如天气预报、物业通告、银行信息等)，此类无需业主确认;紧急事件发布(如鼠药投撒、周边餐厅食物中毒、区内流行病、区内恶性刑事案件等)，此类事件的发布需业主提交接收确认，物业需可查询确认情况。
户内部分主要实现功能如下：
环境控制：通过enteliiTOUCH触摸屏设置制冷/制热工况;通过enteliiTOUCH触摸屏/室内温度传感器设置制冷/制热温度设定点;enteliiTOUCH根据相应的室内温度传感器自动控制空调盘管或地板采暖的阀门开度或启停控制;
灯光控制：通过enteliiTOUCH触摸屏可对各照明回路进行开关或调光控制;通过enteliiTOUCH触摸屏、多功能开关或遥控器对客厅、卧室、书房等场所进行多场景模式灯光控制;通过现场BACnet开关或遥控器可对就地照明回路进行开关或调光控制;卫生间设置移动传感器，当夜间进入时自动开灯;当检测无人时，自动延时关闭;
窗帘控制：通过enteliiTOUCH触摸屏各电动窗帘进行控制;通过现场BACnet开关或遥控器对窗帘进行就地控制;多场景模式联动控制。
场景控制：根据业主需要通过enteliTOUCH设置场景;例如：休息，休闲，外出等模式;并根据各场景的实际情况，自动控制灯光及其照度、窗帘的开闭、室内温度设定点的二次调等;
家居安全：部分场合设置紧急按钮;当按钮按下时，将报警信息传送至物业及若干个指定手机;监测厨房可燃气体，当燃气泄漏时，主动切断燃气阀，并发报警至物业及若干个指定手机;监测自来水漏水状态，当发生漏水情况时，主动切断进水阀，并发报警至物业及若干个指定手机。
安全防范：设置门磁、窗磁和红外幕帘传感器;当布防时，任何防范传感器被触发时，产生报警，并将警报发送至物业及业主手机上;一键式布防(外出、睡眠)，一键式撤防。
能源管理子系统：自来/生活热水用量、耗电量以及制冷制热量信号采集;用户可实时监测所有的能耗数据;用户可查询所有时间段的能耗数据，并进行能耗数据对比，生成报告;用户可设置用量限值，并进行报警通知。
下图为一户型图的设计案例的控制点位：
以上就是Delta的enteliSYSTEM在加拿大魁北克及北京启夏房地产绿色城市中如何进行能源监测及控制的案例介绍。随着物联网的兴起和IPv6重新定义地址空间，每一件物品，都将有一个自己的IP地址，这样家居中的任何物品都将可以与互联网相连接，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。那样我们的生活会更方便，快捷。
2012-05-24 11:36:23
