物联网与绿色智能建筑

　　从楼宇自控到绿色智能建筑

　　早期的楼宇自动化系统（BACS）通常只有以HVAC 楼宇设备为主的自控系统，随着通讯与计算技术，尤其是互联网技术的发展，其他楼宇中的设备也逐渐地被集成到楼宇自动化系统中，如消防自动报警与控制、安防、电梯、供配电、供水、智能卡门禁、能耗监测等等系统，实现了基于IT 的物业管理系统、办公自动化系统等与控制系统的融合，形成智能建筑综合管理系统（IBMS）。现代智能建筑综合管理系统是一个高度集成、和谐互动、具有统一操作接口和界面的“高智商”的企业级信息系统，为用户提供了舒适、方便和安全的建筑环境，“智能建筑”概念由此大约于80 年代初形成。在1973 年石油危机之前，美国的建筑物往往采用宽敞夸张的设计，尤其在通风方面，基本不考虑能耗方面的可持续性。建筑节能的概念在危机之后开始在美国得到关注， 一批厂家开始推出基于DDC、PLC、DCS、HMI、SCADA 等技术的能耗管理系统（EMS），对建筑物的HVAC 系统实施自动排程等管理，这也成为推动BACS 发展的关键因素，由此可见，EMS一直是BACS 和IBMS 系统的关注点。在今天节能减排的大趋势下，建筑物的可持续性（Sustainability）受到广泛关注，绿色智能建筑（Green Intelligent Buildings）的概念重新被提上日程。绿色智能建筑的可持续性概念不仅仅包含了节能，还包括减排，以及建筑物的选址、朝向等考量，周边环境，交通状况，水资源利用，以及建筑材料的精心选择和循环利用等等（这些都是美国的USGBC 提出的 LEED 绿色建筑分级系统中列举的衡量指标），是一个系统工程。

　　绿色智能建筑是构建智慧城市的基本单元，许多行业如智能交通、市政管理、应急指挥、安防消防、环保监测等业务中，智能建筑都是其“物联”的基本单元。国内外许多企业都在从事智能建筑业务，如华为，Honeywell, Johnson Controls 等等，在物联网，智慧城市热潮推动下，以CISCO 为代表的企业提出了“智能互联建筑”的口号。绿色智能建筑业务包含建筑智能化和建筑节能两大部分（下图），同方泰德国际科技有限公司是国内绿色智能建筑领域领先的企业，在海外成功收购了加拿大Distech Controls 和法国的Acelia 和Comtec 几家公司，成为了该领域国际领先的全方位“绿色智能建筑软硬件产品和服务提供商”。 

　　从智能建筑到物联网

　　已成为老生常谈的物联网概念之争，巨大的产业规模，第三次IT革命，各国的广泛关注，提升为国家战略等等这里就不再去细说了。 从上述智能建筑技术发展的描述中，处处体现“物联”的理念，早已存在的SCADA 技术和理念，就已经初步实现了“两化融合”的物联网理念，与其说是现在是把物联网理念和技术在智能建筑中应用，还不如说智能建筑技术的发展丰富了物联网技术和理念。同方和笔者对物联网/M2M 理念和技术的探索，起始于2003 年提出的 ezIBS 智能建筑综合集成软件的开发，在做了相关的研究以后，就正式提出了M2M（物联网）理念，是国内提出物联网理念最早的企业之一，并于2005 年提出物联网DCM 产业发展口号。 在 ezIBS 软件平台的基础上，我们开发了更通用的 ezM2M 物联网业务基础中间件及一系列行业套件产品，这正是因为物联网与智能建筑技术和理念有很多的共性。 ezM2M平台的应用被延伸到轨道交通，消防安防，市政管理，管网监控，工业自控，节能减排，水资源管理，能源环境等领域，已用到国内外600 多个项目中，包括奥运RFID 票务管理，中国移动M2M 平台，国家应急平台，中移动e 物流，中影集团移动放映机管理，上海虹桥交通枢纽，央视新址智能建筑集成，伊朗地铁，新加坡UBS 大楼管理等等。同方在推动中国物联网产业发展过程中可以说起到了重要的作用，也因此在2009 年底被推选为“中关村物联网产业联盟”理事长单位，随后成立了物联网产业本部。 由笔者撰写的《物联网： 技术、应用、标准和商业模式》一书，作为国内第一本全面介绍物联网的技术专著在国内出版（年底繁体字版也将在台湾出版，同时已签约国外某知名出版社开始英文翻译版出版工作）。书中提出的物联网主要由四大产业群组成的划分（下图），“中国式”物联网定义以及数据交换标准与中间件架构，也都源于智能建筑技术和理念，反过来，物联网的技术和理念又对智能建筑的发展起到了提升的作用。

　　定义物联网：物联网(Internet of Things)理念指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移劢终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID 的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人或车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Grand Integration,也就是 MAI, M2M Application Integration, vs. EAI)、以及基于云计算的SaaS 营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联劢、调度指挥、预案管理、进程控制、安全防范、进程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（Dashboard）等管理和服务功能，实现对“万物”（Things）的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化TaaS（everyThing as a Service）服务。笔者把物联网技术、业务范围、和存在形式，以及与其他技术的关系归纳为下图。笔者预计，物联网及其相关的 TaaS 业务，在基于Semantic Web 技术的Web 3.0 基础上，将构成Web 4.0 的主体，与互联网浑然一体，绿色智能建筑的发展也将与之融合，相互补充并受益。

　　目前中国物联网的发展主要是政府推动型，许多地级市乃至县级市都把物联网作为“一把手”工程，由书记和市长亲自抓，无锡，北京，重庆的领先的城市都在争夺国内物联网产业“制高点”。笔者认为，美国物联网产业的发展及服务对象是企业应用和服务，而中国物联网应用的主要服务对象和商业机会在于公共设施及服务的建设，这也就是智慧城市，或者说是各地“数字城市二期工程”的建设，智慧城市是中国物联网产业的靶心(下图)，而绿色智能建筑是智慧城市的最基本单元，是靶心的靶心。不过，物联网要全面走向面向公众消费和服务（如物联智能家居等业务）还有较长的市场培育期。

　　大集成应用与营运是目标和愿景 

　　上述物联网定义所描绘的蓝图和预期，正好也完全符合绿色智能建筑的蓝图与预期。 MAI 大集成应用（ezIBS）与TaaS 大联网营运(前文图中所示的类似与Google PowerMeter 的能耗监测门户)是物联网，也是绿色智能建筑业务发展的目标和愿景。 笔者认为，大规模的物联网/绿色智能建筑应用需要首先建立统一的数据交换标准以及打造开放的业务基础中间件平台，这无疑是核心技术，是一个“面“的问题，但这属于集成创新，体现总体“软实力”，难度在产品化，不亚于发明一项新的“颠覆性”（disruptive）技术。 同时要发展传感器，控制器，RFID 等末端技术及产品化，规模化生产，在中国这属于“上量”和创造产值的主体，但这属于“点”的问题，在一些传感器（据有关研究指出，中国在传感器技术方面大约落后国外发达国家10 年）等核心技术研发等难“点”上，可能需要技术攻关才能有所突破，但不会阻碍整个产业及应用的发展。物联网及绿色智能建筑整体产业的发展，都需要通过以“面”带“点”的方式推动发展，这在同方多年的业务实践（例如 ezIBS 智能建筑集成系统在一些总包项目中起到的作用）中已得到证实。

　　中国物联网及绿色智能建筑产业，要发展到美国企业那种以软件（例如Honeywell 旗下的Tridium, Invensys 旗下的Wonderware,以及把物联网业务上升到DRM（Device Relation Management）、 ERP 的Axeda，专做MMO 物联网营运的Aeris, JasperWireless 等等，“全能型”的IBM 智慧地球战略，微软的OPC/.NET 等基础技术自然不必多说）为业务和产值主体的模式还有很长的路要走，但如果这条路走成功则潜力巨大，软件能力(软实力)是提升“话语权”的重要基础，软件强则IT 强。目前同方泰德国际科技有限公司正全力以赴打造以智能建筑和建筑能耗监测（EMS/EPC 合同能源管理）为核心业务的MAI/EAI 中间件产品，配合其控制器系列产品，打造DCM 产品链条（下图）和一站式软硬件总体解决方案,最终走向SaaS/TaaS 营运。