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这些问题主要疋.
1、个子系统一般有某个厂家自行研制生产,采用自定的内部通信协议。
协议的硬件物理接口及软件通信协议一般都不完善(主要表现在系统的稳定性、可靠性、容错能力上)。
个子系统本身就难保证长期稳定可靠运行。
而这确实智能大楼的基础,智能大楼在此基础上的集成产生。
2、个子系统一般都没有一个统一的、开放的通信接口。
很多子系统厂
家有简单的又保密的通信协议,物理连接一般采用RS232、
RS485RS422、以太网等标准。
但软件协议就不可而知了,千差万别。
因此系统集成商也只能采用就事论事的解决方法,集成商没有能力和精力去采用一个系统的解决办法。
这又是一个系统安全、可靠的、容错能力的漏洞。
3、个子系统通信平台的选取一般都是WINDOWS,而其本身就有无尽的安全、稳定、可靠的漏洞。
以上的三条说起来很简单,但问题的解决将是一个困难有漫长的过程。
去解决某个厂商的某个子系统是容易的,但问题是厂商太多、系统太多。
简直是不可能的。
问题的解决也涉及到一些厂商的生存问题,因为他们的技术力量决定他们不可能采用国际上比较通用的通信协议和技术。
1、2建筑智能化的最佳解决方向
目前的智能建筑实施的做法基本上都是将各个子系统堆积起来,加上一定的管理软体来实现的。
这是当前的不得已的做法,大家都知道往以太网上靠拢是必然的趋势。
但是由于技术上的难度,很难实现一步到位,将被测控的信息点直接集成到以太网当中。
可以想象假如我们去做一个子系统,此子系统采用国际通用的成熟的软硬件通讯协议、标准,并把此系统功能扩大以至于它完成其它个子系统的功能,这样子系统的概念就变成了逻辑上的,物理上只有一个稳定可靠的系统(已不再称为子系统),它满足智能工程的所有理论和实际需要,这样问题就解决了。
这也就是北京楼宇自动化工程中心的目标和方向。
我们选择以太网并把它同时作为现场测控物理平台(即综合布线)。
让每一个测控点都变成一台服务器,大家都遵循以太网标准协议。
我们不再使用LONTALK,也不再使用BACNET,我们使用TCP/IP。
在此基础上利用当前最先进的网站建设技术,建造一个专业网站,它提供基于WEB的智能建筑本身的控制和管理。
第二章ENC我们的整体解决方案
2、1ENC系统整体概述
我们使用基于以太网的测控系统,来解决建筑的智能化问题。
整个大楼的各个子系统的测控点分为如下几类:
模拟量输入(AI)、数字量输入(DI)、模拟量输出(AO)、数字量输出(DO)、脉冲输入(FI)、脉冲输出(FO)。
这些参量都可以直接通过我们中心开发的参量集成模块直接集成到以太网中。
真正意义上的IP电话、IP摄像机、IP音箱等都可以直接集成到以太网之中。
例外的是传统设备也可能在楼宇中使用,例如:
电梯系统,火灾报警系统一般提供RS232或
RS485接口,要用网关转换模块把它集成到以太网当中。
另外系统还提供以太网到GSM/GPRS无线网络系统的网关接口。
例如系统的报警信息即可通过此网关直接发送到手机上,也可以通过手机对系统进行控制。
整个系统的结构如下图:
远程客户
肯最音乐广摘
空调*照明、动力、给排水*安防*计虽、门噪等系统的数字牆、模拟亀输入*褊出
Web服夯乘统
财貉时实数据巷理杀统
路由
Ethernet
Switch/Hub
用这种方法即把整个系统包括空调、照明、
GEM网关
IP展像机
k
\T|.
*〜
抄表器
232/4S5
%
樹理辻接
倍统设备
新风忒端机
动力、给排水、火灾报警、安
防、巡更、计量、门禁、电话、视频监控、GSM/GPRS网络等系统的状态参量
直接集成到以太网之中。
这当然是智能建筑基础设施集成的最佳方案。
整个系统不再依赖于子系统和子系统厂家。
而是依赖于几十年来一直被人们称好的以太网,它可信、可靠。
这些设备、设施都集成进来了,对他们的管理是由我们中
心的时实数据库进行底层的管理。
时实数据库的上层是虚拟子系统。
例如空调控制虚拟子系统、动力监控虚拟子系统、安防虚拟子系统等等。
由这些虚拟子系统将有关的信息点组织起来,通过运算、处理、控制完成该功能,并同时接受处理来自客户端的控制命令和参数。
人对整个系统的操作控制是通过系统提供的WEB服务来实现的。
通过浏览器可对系统进行监视制。
基于以太网的开放系统架构:
门禁
由架构图可以看出整个系统的复杂程度降低了,布线系统只有以太网的综合布线。
系统由完美的开放性,可升级性,扩充性。
前期的投资降低了,后期的维护简单化了。
当然由于消防部门的要求,火灾报警联动系统还需要单独布线,最后通过RS232/485接口将其集成进来。
2、2以太网--测控系统新干线
其实以台网作现场测控平台已不是一个新鲜事物,国内外的核加速器的最新测控方案都选择了这种以太网现场测控平台,另外工业以太网也在蓬勃发展。
由此可见国内外专家们对以太网现场测控平台的评价,利用以太网现场总线解决智能建筑更是最完美的方案。
以太网用于测控有他先天的优势:
1、软硬件协议完全开放、完善
2、线路双端变压器隔离,抗干扰性强、防雷性能好,
3、速度快、网络速度可达到数千兆,可同时传输控制信息、音视频数据
4、可达性强、数据有多条通路抵达目的地,抗线路故障能力强
5、系统容量几乎无限制,不会因系统增大而出现不可预料的故障
6作为信息传输介质,性价比高
7、设备市场基础好
2、3ENC系统功能结构
北京楼宇自动化工程中心的ENC系统包括如下的功能:
+智能大楼/社区管理控制网站
律楼宇设备自控功能
*综合保安管理功能
+火灾报警、联动功能
+音乐广播功能
*抄表计量功能
*停车场管理功能
律综合智慧卡功能
律短信呼叫功能
+GSM/GPRS互连功能
进入个子系统即可监控本系统的运行状况(控制需要资格认证),可以对系统的历史状况进行查询,设定系统的运行参数。
设定系统的运行方案。
第三章ENC参量集成设备一一点信息服
务器
ENC参量集成设备的概念:
这里泛指将现场模拟量输入信号(AI)、开关量输入信号(DI)、模拟量输出信号(A0)、开关量输出信号(DO)、通讯接口等信号直接转换到以太网的转换设备。
ENC网络传感器、网络执行器:
这里泛指将现场压力、状态、温度、位移等物理量直接转换到以太网的输入、输出转换设备。
ENC参量集成设备、网络传感器、网络执行器应具有的基本要求:
――内嵌WEBsever可以通过浏览器直接对其进行监控、配置、校准――客户认证功能
内嵌防火墙功能支持socket的通信规程
――完善的TCP/IP协议――市场可以接受的价格
――参量集成设备能直接连接下面所列出的现场状态参量
——10/100baseT的以太网网络接口
——宽范围的电源要求
现场状态参量的种类:
――模拟量输入信号(AI)
4~20MaDC/有源
0~10VDC/有源
――开关量输入信号(DI)
常开/常闭
电流一有/无
电压一有/无
脉冲信号
累加信号
――保安数字量输入(DI)
断开
闭合
线路开路
线路短路
模拟量输出信号(A0)
4~20MADC
0~10VDC
――开关量输出信号(DO)
两态开关(通/断)
三态开关(快/慢/停)
——通讯接口
RS232
RS485
ENC参量集成设备的硬件结构:
ENC系统的硬件结构主要有中央处理器MCU、以太网网卡、传感器、执行器及其接口电路组成。
这些部分共同构成网络传感器、执行器的硬件平台,提供了其上运行操作系统的基础。
一个小控制网站的硬件平台。
参量集成设备的软件结构:
WebSever
t
Sever应用程序
设备驱动
IO/RS232/RS485/
OS
由系统图可以看出ENC网络参量集成设备由控制网站的典型的三层结构,提供WEB服务,并能与客户端进行通信。
WEBSever支持HTTPv1.1,所有的图形、流文件格式,支持FRAMES,JAVAAPPLET,JAVASCRIPT,FLASH。
支持ARP,HTTP,IP/ICMP,TCP,UDP等互联网通信协议。
服务器服务的内容有:
身份验证服务、RS232/485网关服务、传感器/执行器参量测控服务。
第四章ENC系统主要底层设备介绍
4、1通用的数字量传感器参量集成设备(DI)
型号:
ENCDI4W、ENCDI7W、ENCDI424Y、ENCDI724Y功能:
将数字量传感器集成到10BaseTEthernet
内嵌WebSever支持点到点TCP连接,客户认证功能。
支持ARP,HTTP,TCP,ICMP,UDP协议,利用浏览器进行配置。
详细的数据使用手册。
电源:
DC9〜36V/0.8W/USB_B型接口网络:
10BaseTEthernet/RJ45接口输入:
4/7路无源干接点或DC7~36V输入尺寸:
L65mmW52mmH27mm安装:
导轨式安装
4、2通用的数字量执行器参量集成设备(DO)
ENCDO4J220、ENCDO7J220ENCDO4J60、ENCDO4J60功能:
将数字量执行器集成到10BaseTEthernet
10BaseTEthernet/RJ45接口输出:
4/7路继电器输出,
耐压60V1A或220V120MA
尺寸:
4、3通用的模拟量传感器参量集成设备(AI)
ENCAI408、ENCAI708功能:
将模拟量传感器集成到10BaseTEthernet
支持
ARP,HTTP,TCP,ICMP,UDP协议,利用浏览器进行配置。
电源网络输入尺寸:
:
DC9〜36V/0.8W/USB_B型接口10BaseTEthernet/RJ45接口
4/7路0〜5V模拟电压输入,8位精度
L65mmW52mmH27mm
安装:
导轨式安装
4、4通用的模拟量执行器参量集成设备(AO)
ENCAO410功能:
将模拟量执行器集成到10BaseTEthernet
4路0〜5V或1〜5V模拟电压输出,7位精度尺寸:
4、5通用的脉冲表传感器参量集成设备(FI)
ENCBIO400、ENCBIO700
功能:
将脉冲表传感器集成到10BaseTEthernet
表具连接线路状态监测,备用电源自动管理功能。
支持ARP,HTTP,TCP,ICMP,UDP协议,利用浏览器进行配置。
详细的数据使用手册。
DC9〜36V/0.8W/USB_B型接口备用电源支持停电72小时。
网络:
10BaseTEthernet/RJ45接口
输入:
4/7路脉冲抄表保安数字量输入
L65mmW52mmH27mm
4、6通用RS232/485以太网
ENCTRS200、ENCTRS400
将RS232/485接口设备集成到lOBaseTEthernet
内嵌WebSever支持点到点TCP连接,客户认证功能。
波特率2.4~56KBIT/S。
支持ARP,HTTP,TCP,ICMP,UDP协议,有SEVER/CLIENT两种工作模式,利用浏览器进行配置。
RS232/485异步串行接口尺寸:
4、7通用综合参量集成设备
ENCTHI2000
将家庭信息集成到10BaseTEthernet内嵌WebSever支持点到点TCP连接客户认证功能。
4路抄表,
4路报警,4路输出。
抄表线路监控功能,支持ARP,HTTP,TCP,ICMP,UDP协议,利用浏览器进行配置。
DC9〜36V/1.2W/RJ45型接口
4路抄表,4路干接点开关量
输出:
4路继电器输出,耐压60V/1A
L100mmW72mmH35mm
4、8GSM网络集成设备
ENCTG9000
将GSM网络设备集成到10BaseTEthernet内嵌WebSever,支持点到点TCP连接,客户认证功能。
支持短消息功能。
ARP,HTTP,TCP,ICMP,UDP协议
DC9〜36V/0.8W/RJ45型接口
4、9通用图像集成设备
ENCIPC1021
将一体云台摄像设备集成到lOBaseTEthernet
图像加
密功能。
支持ARP,HTTP,TCP,ICMP,UDP协议
L100mmW72mmH35mm
ENC智能最新技术:
测控网的无线扩展
GSM/GPRS
传统的测控系统的结构
有线控制系统
RS485现场总线
传统的控制系统一般采用两种线路结构模型:
总线制;
多线制。
前者一般采用RS485总线,总线上最多可挂接128个设备。
这些设备包括PLC、DDC、PC等在这能建筑的运用较多,象西门子、霍尼威尔、江森等的系统都采用RS485总线。
系统的结构如下图所示:
[plcIa
IDOOOF
IDOOOCIDOOOE
这种总线方式有一定的局限性:
通信距离一般在1200米左右,距离再
长时可以增加中继器时通信距离适当延长。
但一般也在几千米之内。
另外
通信的速率随着距离的延长而降低。
这种用法一般在小区域内使用没有大问题。
但在另一种应用中就不可思议了,比如要将北京的某一台PLC(A)与新
疆乌鲁木齐的一台PLC(B)、广州的一台DDC(C)组成一条总线,控制主机(D)可能设在南京。
这就不能用这个方案了。
但是系统的工程师总希望这样的系统还是象在一个实验室里用总线连起来一样简单。
这在以前还只是一个梦想,但现在这是可能的。
较好的办法就是采用GPRS数据接入的方
法,四个点都通过GPRS网联在一起,这样信息就可以互通了。
但是这样也有问题,现在的GPRS只支持主叫功能,可以单向呼叫互联网,可以上网收发信息,但是不能作为被叫端。
也就是说你不能主动将信息发送给GPRS设备的。
这是一个麻烦,但是这个问题已经得到较好的解决。
给每一个设备赋予一个唯一的ID号码,在互联网上建立一个虚拟的现场总线来映
射这一个分布距离很远的测控点,然后各个设备都主动连接到该虚拟总线上。
然后数据的交换由虚拟总线负责。
实现数据的双向传输。
当然使用GPRS只是在有线连接较困难的是的一种最灵活的选择,同样的方法可以用在有线的以太网互联网和拨号上网中。
而且整个通信过程是透明的,应用工程师感觉不到这样做与在实验实里直接用总线连接的系统有任何区别。
整个系统的结构如下图所示,可作为测控系统的较好的远距离扩展手段。
在这里北京楼宇自动化工程中心提出的虚拟(子)系统和虚拟现场总线的概念,将在今后的测控系统中、智能建筑中得到广泛的应用。
其实上面讲的只是以无线互连为代表的这项虚拟总线技术,实质的设备象北京楼宇自动化工程中心的ENCTRS200/400/900产品都满足这种应用。
他们分别将RS232、RS485接口设备通过以太网、调制解调器、GPRS接入位于局域网或广域网上的虚拟子系统或虚拟现场总线。
从而实现全透明的系统功能。
a
-辛-
监揑计算h.
13=言goal
能站
短消息/无线网服务中心
ETHERNET
第五章ENC系统物理实现方案及系统功
厶匕
能
A、ENC是楼宇自动化的最佳、最先进解决方案
虽然智能建筑在世界上没有统一的概念,但楼宇自动化系统BAS(BuildingAutomation)都是全世界公认的基本组成要素,而且是最重要的一个组成部分。
ENC系统对楼宇自动化采取了一个崭新的测控方式:
即利用北京楼宇自动化工程中心的ENC系列产品(各种参量集成模块及系统软件),从最底层也就是检测点、控制点起就直接把工程量集成/输出到以太网络,通过中央控制网站实现对空调制冷系统,给排水系统、变配电系统、照明系统、供热系统以及电梯等机电设备全部基于以太网为物理总线的智能计算机监控管理系统,通过以太网对各子系统从最底层进行监测、控制、信息记录从而实现分散、节能、控制和集中科学管理达到为建筑物用户提供良好的工作环境,为管理者提供方便的管理手段,为建筑物的经营者减少建筑物的能耗并降低管理成本,为物业管理现代化提供物质基础和最新、最先进的解决方案。
ENC楼宇自动化系统是北京楼宇自动化工程中心从芯片级独立自主开发研制的高新技术智能产品,并享有完全的知识产权。
本系统是真正的IP智能控制系统。
在网络结构上、传输协议及传输介质上突破了传统集散系统的信息网络层、数据总线层的概念。
系统中所有的控制、检测信息、管理信息都完全通过以太网进行传输。
系统天然支持自由拓扑结构。
传输媒介支持双绞线、光纤、无线等多种方式。
本系统除具有以太网的灵活、安全、可靠等基本性能外,还具有以下特点:
B、ENC采用应用最广泛、最具活力的TCP、IP网络技术,实现真正的智能网络化控制。
ENC系统充分利用TCP、IP协议的网络技术,并应用之做为现场总线,取消了现场总线与信息总线的界线,其最底层的采集、控制参量集成模块都是一个网络服务器,内嵌WEB服务器,可以通过浏览器浏览和操作控制。
具有完善的通讯功能,不但可以采集/输出、模拟、数字、频率等信号,而且还可以摄取、传输JPEG等格式时实视像,使视像监视与控制达到完美的结合效果。
C、ENC采用全新的网站控制管理概念
本系统中央控制中心是一套主服务器,即大型控制网站。
由他控制各参量集成模块即采集输出模块即网络服务器,同时中央控制网站集中处理各类数据,通过参量集成模块完成各种/类控制要求
D、ENC系统结构简单、组网方便、灵活、修改、维护、扩充
更为简便。
中央控制网站与底层采集、控制模块/参量集成模块间采用点对点连接的数据传输方式,通过应用广泛的TCP、IP网络传输,而局域网络又是现代智能建筑社区不可缺少的部分,故此可以为开发商节省大量的资金,由于其系统完全基于TCP、IP网络,所以其拓扑型的结构使他的部件可以就近插接集成到以太网之中,而所需器件均为标准材料,所以组网方便、灵活、修改、维护、扩充施工非常方便。
E、ENC系统安全性高
中央控制网站与底层参量集成模块即采集、控制模块间是点对点通讯,整个系统以UNIX、LINUX操作系统之上,而UNIX、LINUX的安全性之强又是世界上公认的,不支持本机操作、访问权限、底层加密。
F、ENC系统支持互操作性、允许集成商和用户灵活配置,满足特殊要求。
ENC系统通讯采用TCP、IP协议。
它是世界上运用最广泛的通讯协议,强大的兼容性是它最大的特点,支持不同的操作系统,在不同的操作系统间具有完全的互操作性,与其他TCP、IP协议的系统可以无缝对接,并可以采用网关将其他RS485等总线产品集成到本系列中来,为用户和广大集成商设计系统提供了更多选择,设计出符合自己特殊要求的高、精、尖智能系统。
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- 智能建筑 ENC 系统