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產(chǎn)業(yè)鏈條的發(fā)展,同時也帶動了相關方面的剛性需求。
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產(chǎn)品的開發(fā)和應用。
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、智能調光控制、智能空調控制以及智能終端顯示等主流服務,同時針對不同區(qū)域結構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)送控制信號隨即關閉房間的空調或者采暖系統(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,房間隨即轉入占用、有人模式,這時控制系統(tǒng)允許開啟照明、空調系統(tǒng),并自動打開室內相應的窗簾系統(tǒng)。當人離開活動區(qū)域后,傳感器在一定時間間隔內感應不到有人活動時,房間隨即轉入占用、無人模式,此時控制系統(tǒng)自動關閉相應的照明或者空調系統(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)域內溫度情況,并根據(jù)采集的溫度數(shù)據(jù)自動調整空調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的送風量大小,真正做到室內溫度的智能控制。
EnOcean網(wǎng)關(D):能夠接受EnOcean無線傳感器發(fā)送的信號,并將其轉化為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)關就可以實現(xiàn)房間的整體智能控制,亦可結合iPhone/iPad智能終端進行設備的雙向訪問和控制。
無線無源開關(E):當房間處于占用、有人模式時,通過無線無源開關,可以智能控制房間燈具設備的打開、關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)先級控制權的,可決定整個房間的占有控制。其可以進行房間內部整體供電系統(tǒng)電源的開、斷控制。當門卡被插入時,房間隨即轉入有人占用模式,房間的燈光、空調或窗簾系統(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市場的特殊性進行調整。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。雖說核心的技術都離不開無線傳感器、控制器、網(wǎng)關和配套軟件,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域。
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、開發(fā)相關應用軟件和提供管理服務于一體的終端設備。其技術核心是具有開創(chuàng)性的基于Java的新平臺體系架構,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。制造商可應用此項技術將產(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,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,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
圖中所示的就是能量采集和管理系統(tǒng)的簡單構成,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)能量采集技術及其工作原理,結合無線傳感器網(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)和技術的應用,能夠更好的為客戶提供高質量的樓宇控制產(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有限公司 高?。?/p>