对高效、低成本建筑至关重要的灵活物联网软件

April 11, 2018 Brandon Lewis

设施管理者寻求通过将建筑自动化系统 (BAS) 连接到物联网 (IoT) 分析和数据可视化平台来降低成本和提高效率。但是,把 HVAC、照明、供水和其他老旧建筑基础设施接入物联网要求克服资源限制和现有 BAS 系统的网络互操作性问题(图 1)。

图 1. 智能 BAS 对一系列设施子系统实现了远程监控和管理。(资料来源:TechiExpert

如今,建筑占全球能源使用的大约 40%,占全球水消耗的 25%,约占温室气体排放的三分之一。应用物联网原则和技术有助于更好地保护自然资源和降低建筑带来的环境影响,同时还能降低运营成本。

应用物联网,打造更智能的建筑

应用物联网的流程始于实时或以预定时间间隔汇总 BAS 传感器和子系统的数据。使用适当的软件可以对这些数据进行分析,然后以有效、易于理解的形式向建筑管理者展示。随后,建筑管理者便可在边缘对 BAS 控制设备实施调整、改进或纠正措施。但是,建筑连接协议的多样性引发了互操作性方面的挑战。在数十种行业标准和专有技术中,许多都没有本地 IP 支持。因此,要想被基于云的分析和可视化平台成功收集,就必须转换为没有任何数据包丢失的 IP。此外,许多建筑自动化设备受到严重的资源限制,从而妨碍使用本地软件代理来转换协议。第二个挑战是灵活性。将建筑连接到云端的平台本身必须十分灵活,才能集成各种传感器数据,并与业务系统或第三方的其他信息结合起来。为提高效率,该云平台还必须能够容纳非常细化的数据点,以便迅速识别异常现象和趋势。当然,云平台的任何往来通信都必须得到保护,以防止 BAS 受到威胁。

解决从边缘到云端的 BAS 互操作性挑战

如上所述,将老旧 BAS 接入物联网需要各种技术,一家供应商通常无法满足这种需求,所以,合作势在必行。举例来说,企业设计服务公司 Altair Engineering, Inc. 与建筑自动化公司 CANDI Controls, Inc. 合作开发 Carriots Analytics for CANDI Controls图 2)。

图 2. Carriots Analytics for CANDI Controls 是一个端到端软件堆栈,为 BAS 提供物联网功能。(资料来源:Altair Engineering, Inc.

Carriots Analytics for CANDI Controls 是一款边缘到云端的软件解决方案,可以解决 BAS 互操作性挑战。在边缘,CANDI 的物联网服务器网关集成软件提供一个驻留在网关或工业 PC 上的转换层,建筑自动化设备本身并不需要设置转换层。无需在设备上嵌入软件代理。因此,老旧控制系统在过渡到物理网环境时不必进行改造或更换。CANDI 物联网服务器为 BACnet、Modbus、Zigbee、Wi-Fi、以太网、Z-Wave、串行、电力线和制造商特定协议提供设备驱动程序。此外,它还由与 IEEE 802.11 (Wi-Fi) 通信规格(例如 Dell iSeries Wyse 3290)兼容的英特尔® 物联网网关提供支持(图 3)。除智能建筑系统发现自动化及其调配简化之外,物联网服务器还可以对现场设备的数据执行标准化,并安全地将其链接至基于云的服务(例如 Carriots Analytics 平台)。该软件还与 McAfee Embedded Control 紧密集成,保护老旧 BAS 设备的固定功能,并防止针对目标设备执行未经授权的软件或硬件更改。

图 3. 采用英特尔® 物联网网关技术的 Dell iSeries Wyse 3290 支持 CANDI BAS 驱动程序,可自动发现已连接的建筑系统并简化其调配。(资料来源:Dell OEM

就 Carriots Analytics 平台而言,它基于从 CANDI 软件收到的数据提供全面的设备、传感器和数据诊断分析及可视化界面。因此,HVAC 系统、照明、自来水主管道和其他建筑基础设施系统的实时及历史数据可以汇总在一个统一的存储库中。系统还支持自由分析,以便工程师能够深入细致地分别调查具有时间戳的应用程序 BAS 数据包(例如预测性维护),而现场经理则可以详细监控跨多处现场的总体资源利用率(图 4)。

图 4. Altair Engineering, Inc. 的 Carriots Analytics 平台可以自由分析各种 BAS 用户的数据。(资料来源:Altair Engineering, Inc.

除了 BAS 数据,Carriots Analytics 平台还提供很多数据接口,能够与外部企业资源规划 (ERP) 系统对接。这包括与关系数据存储、Web 服务、安全和身份验证套件及其他分析引擎通信的预配。所有这些预配与 Carriots Analytics 中的信息集成,可以从总体上查看业务运营。CANDI 软件套件支持双向通信,意味着基于此数据得出的建筑管理决策随后会在现场的 BAS 控制设备上执行。

高效建筑节省资金

Carriots Analytics for CANDI Controls 很好地诠释了工程师和高管们如何利用物联网提高效率、削减成本以及提供新服务。例如,Carriots Analytics 平台利用的数据有助于基于峰值需求来优化建筑功耗,或者揭示特定类型的阀门在各种压力水平和流速下易于泄漏。在这两种情况下,这些物联网数据和先验的知识可以提高建筑的功效,减少基础设施生命周期内的维护和维修成本。

作者简介

Brandon Lewis

Brandon is responsible for Embedded Computing Design’s IoT Design, Automotive Embedded Systems, Security by Design, and Industrial Embedded Systems brands, where he drives content strategy, positioning, and community engagement. He is also Embedded Computing Design’s IoT Insider columnist, and enjoys covering topics that range from development kits and tools to cyber security and technology business models. Brandon received a BA in English Literature from Arizona State University, where he graduated cum laude.

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