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楼宇自动化系统：概念与技术回顾
摘 要：
尽管这门学科很受欢迎，但建筑自动化（BA）的一个令人惊讶的方面是缺乏有关该主题的权威文献。这种情况防碍了开发人员之间的交流，并导致了众所周知的异构问题，即难以将不同制造商的解决方案彼此集成。
本文系统地阐述了BA系统的基本概念和要求，并在已有文献的基础上对各个方面进行了界定。使用这些方面作为准则，然后针对它们的功能覆盖范围，审查可用的主要BA技术规范。然后，我们通过显示没有分析的规范能够完全覆盖BA的预期标准功能范围来进行。最后，我们得出结论，现有的方法都不能通过满意地解决标准认可的BA的所有方面来完全克服异质性问题。
关键词：楼宇自动化、楼宇自动化技术、楼宇自动化标准、信息模型、互通性
Building automation systems: Concepts and technology review
Abstract
Despite the popularity of the subject, one surprising aspect of building automation (BA) is the scarcity of authoritative literature references regarding the topic. This situation hampers communication between developers and contributes to the well-known problem of heterogeneity where there is difficulty in integrating solutions from different manufacturers with each other.
This article systematizes fundamental concepts and requirements of BA systems, defining each aspect based upon established literature standards. Using these aspects as guidelines, the main BA technology specifications available are then reviewed with respect to their coverage of features. We then proceed by showing that none of the analyzed specifications are able to totally cover the expected standard functionality span of BA. Finally, we conclude that none of the existing approaches are able to fully overcome the problem of heterogeneity by satisfactorily addressing all the aspects of BA endorsed by the standards.
Keywords Building automation；Building automation technologies；Building automation standards；Information models；Interoperability
目 录
参 考 文 献 28
第一章 绪论
楼宇自动化系统（BAS）由安装在建筑物中的系统组成，该系统控制和监测负责供暖、制冷、通风、空调、照明、遮阳、人身安全、警报安全系统等的楼宇服务。BAS旨在在技术支持的环境中实现任务自动化，通过底层控制网络协调以分布式方式互连的许多电气和机械设备。这些系统可以部署在工业基础设施中，如工厂、企业建筑和商场，甚至可以部署在家庭领域中。
建筑物自动化因其具有降低能耗，促进建筑物运行，监测和维护，同时提高居住者满意度的潜力而受到越来越多的关注。这些系统通过采用各种传感器（例如，用于检测温度、二氧化碳浓度、区域气流、日光水平、占用程度）来实现这种潜力，这些传感器可提供有关如何控制建筑设备的决策信息，旨在减少开支，同时保持乘员舒适度[1]。
BA的工程实践主要来自制造商文档，其后是技术标准，例如BACnet[2]，KNX[3]，LonWorks[4]，Modbus[5]，ZigBee[6]，[7]或EnOcean[8]，[9]这些标准与概念和术语不一致。文献分歧的一个例子涉及LonWorks和KNX在BAS的管理级别上的应用[10]，[11]。同样，数据点概念的定义在各个文献中也不一致（[12，p.54]，和[13]）。此外，随着BAS和技术的总体发展，一些相关的文献参考已过时，不再对这一问题给出统一的定义。一个例子是大量描述超级监控和数据采集（SCADA）系统的文献参考，这些文献无法提供有关SCADA系统最常见架构的足够通用的描述[14]，[15]，[16]，[17]，[18]，[19]，[20]，其中一些参考文献已经过时，因此它们相对于当前SCADA系统的准确性令人怀疑[13，第3.61节注7]，[21]。的确，BA是一个多学科领域，其中定义不一致和分歧是一个经常出现的问题，并且几乎没有权威文本。
缺乏共同认可的领域知识和功能差距的存在导致解决方案开发人员反复重新定义基本概念，自下而上地创建解决方案，而不是依赖现有的知识体系。尽管这个问题已经在以前的调查中被发现和承认，甚至被一些作者认为是“千年之交BA技术的潜在障碍”[22]、[23]、[24]，但仍有创建自定义解决方案的倾向，这极大地解释了BA的异质性。大多数解决方案（1）无法在没有额外管理费用的情况下与其他供应商的解决方案进行交互操作，将客户锁定在特定的产品线上，（如果这些产品线停产，这是一个主要问题），（
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