楼宇自动化与可视化技术
日期：2008-11-27 23:06:12 来源：中国自动化网
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摘要：本文简要分析了国际楼宇自动化及可视化技术的新动向；介绍了可视化技术的新发展；并对德国市场上流行的由IT GmbH开发的Elvis可视化软件做了简单说明。可以肯定，本文对KNX用户、对国内楼宇自动化及可视化技术的使用与发展具有一定的参考价值。
1.可视化技术发展趋势
两年一度的德国法兰克福“国际灯光科技与楼宇技术”展览会于4月23日至27日举行。会上展示了近两年来各商家在灯光控制、楼宇自动化、建筑设计及监控管理方面开发的新产品和研究的新成果，展现了当前国际尤其是欧洲楼宇自动化市场的动态和发展趋势。其中最令人注目是的自动化技术是在私人住宅及智能居室领域的应用又向前迈进了一大步。正如EIB/KNX当初只是为职能大楼进行装备一样，家居自动化与多媒体成功的结合将成为人们在家庭自动化及智能居室行业一发不可收拾的追求目标。正是基于这样的视角，让我们来重新考察对楼宇自动化有关可视化技术的新发展。
2.市场要求及实际应用
楼宇自动化市场对现代可视化系统提出的要求是多方面并已远远超出了它当初追求对楼宇电器设备当前状态可视的初衷，具体表现在如下几个方面：
? 可视化技术应能根据能源消耗情况、网络能源使用的高峰期及变化的能源价格对总线中的不同电器设备进行调节以达到充分节能；
? 尽可能缩短、避免故障时间和对楼宇进行科学管理；
? 监控管理要更为舒适、方便、安全并能做到一目了然；
? 能将不同的电器、设备有机的、逻辑的结合到一起加以监控。
基于这样的要求，Elvis可视化工具相应发展了以下一些技术：
? 定义日程表：根据能源使用、设备工作情况及用户特定要求控制电器开关或对设备进行调节；
? 定义警报：一旦电器设备负荷超出或低于所规定值便引发警报，警报通报的方式有：由打印机记录或通过SMS、电子邮件、传真及用语言通过电话传给用户；
? 定义复杂的运算及逻辑功能：将总线中的某个参与器件及传感器有效的结合起来或用户可根据自己的意图对总线中多个参与器件按照逻辑运算来完成复杂的功能。
Elvis可视化监控软件的使用简单、操作方便，目前已被广泛地应用于各方面。该软件可用于小到私人住宅的少量电器控制；对如肉联厂的加工温度、湿度进行监控与记录；对机械制造厂按照节能的原则（使用便宜价格的能源、避开高峰期、控制压缩空气及调节班组工作等）进行调控；大到对高楼大厦灯光点阵系统实现可视化监控。
3.仅有安乐的居室是否可以满足？
随着能源价格的上涨和人们对舒适、方便及智能化追求，也许今天我们不会再为可视化技术越来越多的应用于私人住宅而感到意外。尽可能的降低和避免电器故障、避免意外对于智能居室及小型企业同样是也人们所关切的话题，比如居室安装的视天气状况而进行不同操作的光电器件，有时也可能因为电器本身的故障而出现偏差，此时就需尽可能快的直接通报用户。
如今，最令人感兴趣的技术可能算是将楼宇自动化与居室多媒体中心结合到一起，而居领先地位的Elvis可视化系统已经达到了这一目标。人们经常会碰到这样的情况，在看电视时有客人来访，客人虽然按了门铃，由于被电视声所掩盖未能被发觉。但是若使用Elvis通过门铃引发事件如启动监视器，并在电视上显示出画面，您遍不会错过并可决定是否接待来客。
图2：楼宇自动化融入多媒体的图例
借助于Elvis MCE可视化系统人们可利用遥控器很简单的通过计算机或电视迅速掌握当前总线中各灯光器件的状态，由此实现了从楼宇技术到多媒体的信息流向，那么反向的信息流又如何呢？同样，Elvis系统可通过居室多媒体中心对总线中的KNX元器件实行操作控制；Elvis可视化技术同时能识别Audio或Video目前是否正在运行并能将指定的设备设置到一定的状态（如灯光变暗）；Elvis不仅仅是将KNX器件当前状态显示与对之加以控制的结合，而是能实现多种器件间逻辑关系。
4.突破语言交互障碍
语言控制和语言通报是人们长期以来一直关注和梦寐以求的人机交互方式，它将逐渐成为生活中的组成部分。如今Elvis可视化技术已突破了这一障碍，已实现了用语言对现代建筑和智能居室进行控制，为最终用户创造了及其舒适的监控方式。
5.可视化技术随灯光技术而发展
在过去几年里LED 技术已取得了巨大的进步，像高效、高强的LED其间已具备了足够的光强，使之能与市场上的卤光灯和其它照明光源进行抗衡。同时LED结构变得更为紧凑，达到超低耗和长寿命的目标（大约50000小时，这相当于每天工作12小时，可连续工作12年）。LED灯光可由脉冲宽模块化来调节。借助于RGB-LED技术人们可以使用任意颜色的灯光来布置新的灯光场景。相应的设备便是具有DMX接口的设备驱动器。像其它众多的组件接口一样DMX接口也已被嵌入到Elvis可视化系统中。
? DMX 512
DMX代表数字多元复合。DMX512是用于对灯光技术领域控制数据的数字通信系统，它是按美国戏剧学院（USITT）制定的标准结合德国工业标准发展起来的。德国工业标准则是在USITT基处上又另行定义了输入保护。
一个DMX512接口允许多达32个设备接到发射器上，如使用转发器则可连接更多设备；每一设备允许使用任意数量的地址，目前最多可达512个；每一地址被分配了一个数据字节，因此如对一调光灯从暗到亮能细分成256档；数字传输是通过串行接口实现（RS/485，不具多主线能力），数据传输速率达250KBit/s；在使用全部512个地址时刷新循环为44.1Hz。
Elvis可视化技术
由IT GmbH开发的Elvis软件系统可运行于一般的Windows（Windows98及以后的版本）计算机。
Elvis是由两种不同的组件构成即：电器工程设计者或安装商在设计阶段使用的组件-方案开发工具和最终用户在运行时所需的组件-监控程序。
借助方案开发工具方案设计者（或集成商）可以为其客户设计布置监控界面。开发工具为设计者提供了一套图象处理器和大量可供选用的控件；它可直接输入各种截面图、可以在界面上方便地添加不同类型的对象（BMP、JPG、DOC等等）。为了方便管理，一个监控界面可由任意多的层面组合在一起，如它可由截面图层、文本层以及控制元件层组成（见图1）。
方案设计的中心主题便是数据点。数据点最重要的几个属性是：名称、类型、地址及参数值，此外必须为数据点指定与总线通信连接端口（如EIB、OPC、KNXNet/IP通信端口等）；数据点可以用Elvis新建，也可由ETS或PowerProject工程方案直接输入；Elvis的所有对象包括数据点可与用于运算，从简单的不同数据点的逻辑关系直至一复杂的包括灯光点阵、日程表及其他对象组合的程序几乎是无所不能；Elvis没有任何限制，集成商能很灵活的满足客户的各种要求。
Elvis之所能已经超出了人们的想象，Elvis不断追求发展与更新。最新版本的Elvis包含了一些新的功能如对负荷管理的优化、通过语言对楼宇可视化的控制以及将监控程序（界面）嵌入到居室多媒体中心（MCE，见图2）。
ETS – 为KNX工具软件;
PowerProject－为ABB（BJE）工具软件。
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1.可视化技术发展趋势
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两年一度的德国法兰克福“国际灯光科技与楼宇技术”展览会于4月23日至27日举行。会上展示了近两年来各商家在灯光控制、楼宇自动化、建筑设计及监控管理方面开发的新产品和研究的新成果，展现了当前国际尤其是欧洲楼宇自动化市场的动态和发展趋势。其中最令人注目是的自动化技术是在私人住宅及智能居室领域的应用又向前迈进了一大步。正如EIB/KNX当初只是为职能大楼进行装备一样，家居自动化与多媒体成功的结合将成为人们在家庭自动化及智能居室行业一发不可收拾的追求目标。正是基于这样的视角，让我们来重新考察对楼宇自动化有关可视化技术的新发展。
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2.市场要求及实际应用
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
楼宇自动化市场对现代可视化系统提出的要求是多方面并已远远超出了它当初追求对楼宇电器设备当前状态可视的初衷，具体表现在如下几个方面：
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? 可视化技术应能根据能源消耗情况、网络能源使用的高峰期及变化的能源价格对总线中的不同电器设备进行调节以达到充分节能；
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? 尽可能缩短、避免故障时间和对楼宇进行科学管理；
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? 监控管理要更为舒适、方便、安全并能做到一目了然；
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? 能将不同的电器、设备有机的、逻辑的结合到一起加以监控。
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基于这样的要求，Elvis可视化工具相应发展了以下一些技术：
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? 定义日程表：根据能源使用、设备工作情况及用户特定要求控制电器开关或对设备进行调节；
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? 定义警报：一旦电器设备负荷超出或低于所规定值便引发警报，警报通报的方式有：由打印机记录或通过SMS、电子邮件、传真及用语言通过电话传给用户；
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? 定义复杂的运算及逻辑功能：将总线中的某个参与器件及传感器有效的结合起来或用户可根据自己的意图对总线中多个参与器件按照逻辑运算来完成复杂的功能。
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Elvis可视化监控软件的使用简单、操作方便，目前已被广泛地应用于各方面。该软件可用于小到私人住宅的少量电器控制；对如肉联厂的加工温度、湿度进行监控与记录；对机械制造厂按照节能的原则（使用便宜价格的能源、避开高峰期、控制压缩空气及调节班组工作等）进行调控；大到对高楼大厦灯光点阵系统实现可视化监控。
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3.仅有安乐的居室是否可以满足？
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随着能源价格的上涨和人们对舒适、方便及智能化追求，也许今天我们不会再为可视化技术越来越多的应用于私人住宅而感到意外。尽可能的降低和避免电器故障、避免意外对于智能居室及小型企业同样是也人们所关切的话题，比如居室安装的视天气状况而进行不同操作的光电器件，有时也可能因为电器本身的故障而出现偏差，此时就需尽可能快的直接通报用户。
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如今，最令人感兴趣的技术可能算是将楼宇自动化与居室多媒体中心结合到一起，而居领先地位的Elvis可视化系统已经达到了这一目标。人们经常会碰到这样的情况，在看电视时有客人来访，客人虽然按了门铃，由于被电视声所掩盖未能被发觉。但是若使用Elvis通过门铃引发事件如启动监视器，并在电视上显示出画面，您遍不会错过并可决定是否接待来客。
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图2：楼宇自动化融入多媒体的图例
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借助于Elvis MCE可视化系统人们可利用遥控器很简单的通过计算机或电视迅速掌握当前总线中各灯光器件的状态，由此实现了从楼宇技术到多媒体的信息流向，那么反向的信息流又如何呢？同样，Elvis系统可通过居室多媒体中心对总线中的KNX元器件实行操作控制；Elvis可视化技术同时能识别Audio或Video目前是否正在运行并能将指定的设备设置到一定的状态（如灯光变暗）；Elvis不仅仅是将KNX器件当前状态显示与对之加以控制的结合，而是能实现多种器件间逻辑关系。
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4.突破语言交互障碍
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语言控制和语言通报是人们长期以来一直关注和梦寐以求的人机交互方式，它将逐渐成为生活中的组成部分。如今Elvis可视化技术已突破了这一障碍，已实现了用语言对现代建筑和智能居室进行控制，为最终用户创造了及其舒适的监控方式。
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5.可视化技术随灯光技术而发展
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在过去几年里LED 技术已取得了巨大的进步，像高效、高强的LED其间已具备了足够的光强，使之能与市场上的卤光灯和其它照明光源进行抗衡。同时LED结构变得更为紧凑，达到超低耗和长寿命的目标（大约50000小时，这相当于每天工作12小时，可连续工作12年）。LED灯光可由脉冲宽模块化来调节。借助于RGB-LED技术人们可以使用任意颜色的灯光来布置新的灯光场景。相应的设备便是具有DMX接口的设备驱动器。像其它众多的组件接口一样DMX接口也已被嵌入到Elvis可视化系统中。
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? DMX 512
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DMX代表数字多元复合。DMX512是用于对灯光技术领域控制数据的数字通信系统，它是按美国戏剧学院（USITT）制定的标准结合德国工业标准发展起来的。德国工业标准则是在USITT基处上又另行定义了输入保护。
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一个DMX512接口允许多达32个设备接到发射器上，如使用转发器则可连接更多设备；每一设备允许使用任意数量的地址，目前最多可达512个；每一地址被分配了一个数据字节，因此如对一调光灯从暗到亮能细分成256档；数字传输是通过串行接口实现（RS/485，不具多主线能力），数据传输速率达250KBit/s；在使用全部512个地址时刷新循环为44.1Hz。
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Elvis是由两种不同的组件构成即：电器工程设计者或安装商在设计阶段使用的组件-方案开发工具和最终用户在运行时所需的组件-监控程序。
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借助方案开发工具方案设计者（或集成商）可以为其客户设计布置监控界面。开发工具为设计者提供了一套图象处理器和大量可供选用的控件；它可直接输入各种截面图、可以在界面上方便地添加不同类型的对象（BMP、JPG、DOC等等）。为了方便管理，一个监控界面可由任意多的层面组合在一起，如它可由截面图层、文本层以及控制元件层组成（见图1）。
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方案设计的中心主题便是数据点。数据点最重要的几个属性是：名称、类型、地址及参数值，此外必须为数据点指定与总线通信连接端口（如EIB、OPC、KNXNet/IP通信端口等）；数据点可以用Elvis新建，也可由ETS或PowerProject工程方案直接输入；Elvis的所有对象包括数据点可与用于运算，从简单的不同数据点的逻辑关系直至一复杂的包括灯光点阵、日程表及其他对象组合的程序几乎是无所不能；Elvis没有任何限制，集成商能很灵活的满足客户的各种要求。
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Elvis之所能已经超出了人们的想象，Elvis不断追求发展与更新。最新版本的Elvis包含了一些新的功能如对负荷管理的优化、通过语言对楼宇可视化的控制以及将监控程序（界面）嵌入到居室多媒体中心（MCE，见图2）。
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ETS – 为KNX工具软件;
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