本文分享自華為云社區《HDC.Cloud 2021 | 想快速重構智慧園區5A系統,這份方案推薦給你》,原文作者:華為云頭條,
近年來,園區的數字化一直在演進,從OA、CA、BA、SA、FA等單一系統的資訊化建設,到以應用為主導的大系統集成,再到以云、大資料為基礎的資料開放平臺構建,繼而進入全量資料融合、數字技術泛在的智慧化時代,隨著技術演進,對資料采集、資料開放、資料共享的依賴越來越深入,而聯接是資料獲取的基礎,
聯接問題成園區數字化轉型的巨大阻力
華為以自己的內部園區為實驗田,率先進行智慧化探索,在建設程序中,先后對接了38類子系統終端設備,程序中遇到系統聯動困難、協議復雜、資料不一致等一系列問題…
- 各子系統獨立,資料共享和應用集成困難:各子系統形成資訊孤島,應用協議多樣化、私有化,BACnet、Modbus、M-bus、DTL645、ZigBee、IEC104、OPC等協議繁多,導致系統集成需要大量定制化,同時,各個子系統能夠對外開放的介面和服務非常受限,資料難以充分共享,嚴重阻礙了基于資料的融合業務創新,
- 老舊的聯接技術線纜多,運維成本高,通信效率低:各子系統擁有獨立小網,包括大量非IP線纜,一旦發生故障,排障極其困難,這些老舊技術通信效率較低,而創新應用則需要依賴大資料量和實時互動,二者之間的矛盾愈發突出,

傳統園區南向系統的聯接現狀
針對以上問題,當前主要通過兩種方式來解決:
方式?:在邊緣部署協議轉換網關,該網關支持豐富的園區南向系統協議對接,把這些協議統一轉換為園區數字平臺的南向標準介面和業務模型,從而通過數字平臺對資料進行整合,最終對上層應用提供統一的服務介面,
方式?:直接在數字平臺的南向系統適配層對接各個園區系統,通過對各系統的業務應用介面進行適配和資料轉換,進而對上層應用提供統一服務介面,

當前兩種南向系統集成聯接方案
然而,當前兩種解決方案,依然存在一些不足:
- 對于方式1:設備接入網路和協議繁多,依然存在系統總線數量多、維護成本高、系統總線技術老舊、通信帶寬小、時延大等諸多問題,
- 對于方式2:各個業務子系統依然是垂直建設,園區數字平臺對接的是各個封閉子系統的介面,這些介面提供的開放能力有限,無法實作子系統設備的精確控制和高效聯動,
園區數字化開發“難”,華為智能連接架構4大模塊輕松應對
華為智慧園區智能聯接方案,提供了面向園區的南向設備接入和互聯互通平臺,攻克了以上兩種解決方案的不足,新的方案采用端邊云協同架構,從端側設備開始IP化和標準化改造,解構園區南向系統,應用與設備解耦,徹底打破垂直煙囪系統封閉、不互聯互通的問題,硬體開發者基于該方案,可以低成本、低門檻快速構建智能硬體,縮短產品上市周期,應用開發者基于該方案,可以獲取園區南向所有設備資料,并通過對資料分析、態勢感知、策略聯動等,開發出各種場景下的創新解決方案,

華為智慧園區智能聯接解決方案架構
- Link(D):提供給智能聯接終端集成開發的SDK軟體和參考實作,包含以下功能:
- WIFI、ETH、PLC、RF等網路接入技術,給終端提供快速、可靠、安全的網路聯接;
- 即插即用、觸網即連,實作終端到邊緣網關的高性能、高可靠、加密聯接;
- 運維診斷,提供本地運維、遠程運維和診斷能力;
- 開放介面,規范定義智能終端回傳協議,標準化終端資料格式、策略規范等,并提供統一開放的終端設備集成開發API介面;
- Link(G):部署在園區邊緣的智能終端設備接入網關,包含以下功能:
- 終端設備管理,包含終端設備接入認證、加密通道協商、終端設備證書管理、終端狀態監控、終端運維診斷;
- 設備影子管理,提供設備物模型決議、設備資料快取、設備命令轉發等功能;
- 業務邊緣自治和倍訓,提供本地管理控制臺、本地控制邏輯編排、訊息轉發聯動等;
- 協議轉換和適配,提供IoT平臺接入適配、擴展協議的適配轉換、物模型轉換等;
- Link(C):部署在數字平臺上的設備接入、物模型定義、實施工具等,包括:
- 提供園區海量設備接入管理能力,包括網關設備接入管理、網關子設備接入管理等;
- 提供智聯設備從部署規劃到部署實施到運行維護的應用工具;
- 提供智聯設備管理和組態應用的服務;
- 提供標準的設備模型,以及設備資料和智能化服務;
- Link(APP):安裝在手機端的智聯設備管理軟體,提供如下功能:
- 云端平臺統一賬號登錄,云端設備設施資訊同步(下載、上傳);
- 支持藍牙連接智能設備,支持管理員認證和加密管理通道;
- 智聯設備開區域署,掃碼開局、網路引數設定、本地業務調測等功能;
- 智聯設備本地維護,韌體升級、證書更新、日志搜集、在線診斷等;
多個角色輕松對接,快速實作園區系統的數字化改造
華為智慧園區智能聯接解決方案,給園區南向系統設備商、系統服務提供商、系統應用開發商、系統集成商等不同角色,提供了端、邊、云各個層面的開放平臺、介面和工具,基于華為智能聯接解決方案技術,可以實作智能聯接終端快速構建,設備和應用徹底解耦,智能聯接生態內的多廠家系統完全互聯互通,最終幫助客戶快速實作園區系統的數字化改造,

園區南向系統重構開發
終端模組提供商:根據該方案定義的標準硬體介面,開發和提供智能聯接終端模組,模組參考Link SDK提供的適配介面,實作Link SDK的預集成,設備商采購智能聯接模組后即可獲取Link的聯接能力,
終端設備提供商:提供符合Link規范的智能聯接終端設備,基于Link SDK的API介面進行終端業務軟體的適配開發,終端具備可靠聯接、開區域署、運維診斷等功能,
系統應用提供商:基于Link(G)、Link(C)提供的開放Restful介面,參斬訓為智能聯接解決方案統一標準化定義的物模型,實作云側、邊側應用的開發,
系統集成服務商:根據實際專案的客戶需求,可靈活選擇華為智能聯接解決方案的生態設備、系統應用,實作任意生態廠家設備互聯互通,同時,基于該方案提供的組態開發工具、控制邏輯編排工具,可實作專案組態定制開發,現場控制邏輯的無碼化編程,滿足特定專案的客戶訴求,
基于華為智能聯接方案的園區樓宇自控系統數字化改造實踐
專案背景
華為某園區現有樓宇控制系統,已建設二十年,存在如下問題:
- 維護成本高:多個品牌、多個版本并存,監控管理系統需重復建設,如:某園區11個地塊,存在XX個BA中控室,XX套BA系統(群控、樓控、電能、照明),維護成本高:系統建設和運維成本高,策略調整均需廠家上門提供服務,人天成本超過XXXX元,某園區現場維護服務XXX萬/年,
- 運營效率低:作業平臺分散,導致人員管理難度大,自控系統不“自動“,靠人操作,嚴重依賴工程師的經驗、責任心,可持續性差,
- 能耗浪費:暖通空調占樓宇耗能40~50%,照明占整個大樓耗能18%,但空調系統無法根據天氣溫度進行實時調整以節能,造成約30%能源浪費,
數字化改造方案
- 基于Link SDK和模組,合作伙伴零基礎快速構建出IP化的DDC、VAV終端,提供WIFI、PLC等多種上行通信介面;
- 基于Link(G)的開放介面和AR502H的邊緣計算平臺,合作伙伴開發出邊緣樓宇控制和邊緣組態軟體,和Link(G)一起安裝部署在AR502H上,提供樓宇控制邊緣網關的功能;
- 基于Link(C)提供的控制邏輯編程工具、組態開發工具套件,三個月內快速構建出樓宇自控云端應用;
- 使用Link運維APP,實作終端設備即插即用部署上線、診斷維護在線運維,
- 工程規劃實施時,直接利用園區現有WIFI網路,通過物聯感知網路技術,實作WIFI上行DDC的自動識別、認證和QoS業務保障,對于已經部署了雙絞線的老舊系統,利舊原雙絞線資源,通過PLC-IoT技術實作傳輸效率的數量級提升,提供更實時的資料采集和控制服務,

樓宇自控系統重構方案
數字化改造成果
- 改造升級成本低、效率高:品牌兼容,利舊現網系統(包括傳感器/執行器),僅改造/新增現場控制器,利用現有網路雙絞線,不用重新布線,通過PLC-IoT實作網路升級,原來無有線網路的區域,通過WIFI連接和即插即用,實作設備快速上線,
- 監控維護變統一:統一設施管理平臺,實作跨區域跨品牌統一管理,降低運營成本,改變以地塊為單元的設施管理模式,轉化為統一管理模式,基于權限設定管理單元,打破空間及廠商局限,簡化管理,

設備設施統一監控維護
3.持續運營節能效:根據天氣溫度濕度、室內溫度、實時人數、光照強度、人員熱力計算,冷量預測等引數動態調優BA設備,公共區域安裝亮運傳感器控制空調和照明,綜合能效調優平均節能10%,

能效調優應用方案
未來已來,讓我們共同期待
近些年來,各種聯接技術快速發展,涌現出了PLC-IoT、WIFI6、POL、NB-IoT、5G等眾多聯接技術,無論聯接技術如何演化,IP化都是園區網路不可阻擋的趨勢,老舊的網路技術必然會被取代,隨著園區設備IP化的演進,統一聯接、統一業務模型、全網互通、資料共享是必然的趨勢,園區內的人機物事深度融合,基于大資料的人工智能技術,將推動園區向智慧化加速演進,
文末福利:新用戶專享園區開發者帳號免費試用,請戳:https://bbs.huaweicloud.com/forum/thread-51478-1-1.html
作為華為ICT基礎設施業務面向全球開發者的年度盛會,華為開發者大會2021(Cloud)將于2021年4月24日-26日在深圳舉行,本屆大會以#每一個開發者都了不起#為主題,將匯聚業界大咖、華為科學家、頂級技術專家、天才少年和眾多開發者,共同探討和分享云、計算、人工智能等最新ICT技術在行業的深度創新和應用,智能時代,每一個開發者都在創造一往無前的奔騰時代,世界有你,了不起!

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