为什么开源自动化是智能建筑的秘密
我最近创建了一个恒温器这应该会让人们更舒服,同时更准确地读取人们的舒适度,从而使用更少的能源。它不仅测量空气温度,而且测量视野内所有表面的平均辐射温度。
我和我的队友可以把这项发明推向世界,通过授权或者尝试用它创建一家公司,但我们有其他优先事项。建筑控制行业的每个人都有让自己的建筑更环保的好想法吗?如果我们可以分享我们所做的,并建立彼此的工作,而不需要在任何时候重新发明轮子,我们想要增加一个轮辐?
哦,等等,这是真的。它被称为开源。
对业主有价值
由于这些原因,开源软件非常成功。这是适合企业因为它能以更低的成本实现更多的创新和定制。它允许更高的健壮性、安全性和可审计性,因为更多的人可以用他们自己的方式来测试它。它提供了更好的互操作性,因为它不需要特定的公司为特定的硬件或情况编写代码。它允许公司在投入资金之前试用,因为软件本身是免费的。它通常允许公司使用更便宜的硬件,因为开源系统通常更轻,代码更少。它还可以使每个人避免复制繁琐和耗时的基础设施。
想象一下,如果每家电力公司都必须将自己的电线铺设到它希望服务的每个用户的家中。(过去的确如此,这让它成为了你所期望的客户选择的一大障碍。)开源是一个如此好的想法,以至于开放数据分类法Project Haystack.在商业房地产大会上,于2013年获得了最佳智能建筑技术创新奖。
建筑业主可以更快地提高更多建筑的能源效率,同时制作更多的钱,具有自动化开放的基础设施。开源将开发自动化系统的成本拆分给所涉及的所有公司。这不仅包括自动化公司,如Johnson Controls或Siemens和Siemens等监控公司,也是Lucid Design等的制造商,需要与这些系统接口的硬件制造商,如太阳能电池板和HVAC系统。大型商业建筑业主也有其系统的定制要求,例如政府,酒店链,工厂和特许经营。不是行业中的一切都将被开放(甚至应该)开放,但是使用开放的可互操作基础设施广泛使用,将使整个行业更好地表现更好。
对自动化提供商有价值
除了开源对建造业主和运营商的明显优势,对于提供建筑自动化系统的公司来说,这可能是有价值的。这些公司通常从支持和安装中赚取大部分资金,而不是来自硬件和软件销售;这种商业模式与开源完美排队。(不要被愚弄认为开源系统将是免费的;它们的成本更低,前期成本更低,长期收益可能更多。)
开源基础设施可以让公司在编写客户实际付费的专门服务应用程序时避免重新创建基础设施。拥有较大市场份额的企业很好地利用了开源软件;IBM已经这么做很多年了(PDF.).建筑自动化行业最大的公司之一霍尼韦尔(Honeywell)于2005年收购了Tridium,但允许它继续开源软件。和IBM一样,它通过出售建立在开源平台上的闭源应用程序和服务来赚钱。这些服务对于构建运营商也很有价值,因为没有人支持的出色发明在第一次系统故障之后也不会持续。
一些开源平台被其他公司收购,然后关闭。封闭系统使建筑所有者更加依赖供应商,因为当系统不兼容时,很难切换到新的供应商。然而,技术变革步伐的加快可能会促使建筑业主远离封闭系统,只是为了跟上步伐。
“不幸的是,随着技术的发展,你的物理控制设备可能会比相关的软件支持更持久。世界各地的公司都不得不升级他们的机器,以匹配新的软件,”扎克·丹宁在文章中写道自动化的建筑博客。
当你因为软件更新而需要花费几十万美元来替换完美的硬件时,通过切换到一个基于开放标准的系统以保持所有东西的兼容性来避免这个问题就变得更加诱人了。OpenLynx创始人Anno Scholten在接受采访时表示:“确保长期解决方案的最佳方法是创建一个由社区拥有的、不能被收购的开源平台。自动化的建筑.
从长远来看,开源——或者至少是与开放标准的即插即用兼容——对于楼宇自动化领域的公司来说是必要的,这只是为了生存。这是因为开源家庭自动化对业余黑客来说是一个流行且不断增长的利基市场,而摩尔定律将推动他们的系统朝着更低成本和更高复杂性的方向发展,直到最终能够处理商业建筑。当然,这是多年后的事,因为目前的家庭自动化黑客对严重的商业系统没有威胁,但毫无疑问它会发生。当这种情况发生时,那些业务模式使用开放标准配置的低成本组件的公司将准备得更好。
楼宇自动化纪念
打开可互操作的基础架构是一个开放版的楼宇自动化系统的不同层。所有零件都自然地一起工作,因此您不必在它们之间构建自己的桥梁。整个系统不需要是一个统一的产品 - 它可能永远不会是 - 它只需一起使用所有部分。所有这些基础架构都是一种效率地走向运行建筑物的手段,同时让人们更舒适。基础设施不是你想要花时间的。
楼宇自动化系统有不同的层次,结构如下:
•界面和应用程序
•从用户到服务器的通信
•服务器和控制器软件
•服务器和控制器硬件
•从服务器到传感器和执行器的通信
•传感器和执行器
在最底层,你的传感器会采集数据,比如温度、占用率或亮度,然后将这些信息发送到某个地方。一个简单的恒温器接收这些数据,并以最简单的通信形式驱动你的加热器——要么是连接的电线,要么是开路。但是越智能的系统就越复杂。假设你想记录恒温器随时间变化的温度读数。然后恒温器必须把它的温度数据发送到服务器,服务器可以记录它,然后你需要通过用户界面连接到服务器,以便看到它。这可能是在建筑内部,所有的硬连接,或通过网络。你的智能手机上可能有一个应用程序,可以检查大楼里所有恒温器的状态,这样你就不必亲自去检查一切是否正常。
这种架构的每个层次都有便宜或免费的选择,例如由您自己接线的1美元热敏电阻制成的传感器,或由Arduino制成的复杂传感器和驱动器,如我们前面提到的辐射恒温器。有线和无线通信都有免费的开放协议,如BACnet、Modbus、Zigbee、X10等。(事实上,这里的标准太多了;还需要更多的共识。)
服务器的开源硬件可以是运行Linux的树莓派(Raspberry Pi),价格低至35美元,而业内大多数专有设备的价格则高达数千美元,它还可以运行OpenLynx等开源软件,凯里姆塞多纳框架或Freedomotic来自意大利。自由度也具有自己的用户界面,而另一个开源用户界面和控制器系统则是开放BMC总部设在澳大利亚。也有分数开放源码工具的通用数据可视化在网上。将这些部分连接在一起可以构建一个完全开源的建筑操作系统。你可以使用这样一个系统来直接监控和控制,或者你可以根据自己的需要开发定制的应用程序,比如一个爱好者的语音控制的家庭Lifehacker.一些行业玩家希望为建筑物的应用程序创建整个市场,类似于Apple App Store或Google Play,用于复杂或自定义监控和自动化需求。
虽然开放元素存在于所有这些级别,但它们需要得到巩固和更好的集成,以便扩展。系统集成是吞噬建筑监控项目的沥青坑。这不是一个固有的技术问题,而是供应商之间的政治问题,对运营商来说是一个技术问题。互操作性的开源标准将促使它们在功能和服务上展开更多竞争,而不是在平台上。一个完全统一的即插即用系统将从根本上减少建筑业主自动化建筑的障碍,在建筑中传播能源效率,就像低碳野火。
时机已经到来
这不是纸上谈兵的行动号召。我和我的团队开放了我们的WiFi辐射式恒温器及其网络界面。来自世界各地许多公司的许多人已经从事这项工作多年;甚至有一个蓬勃发展的社区的爱好者在做开源家庭自动化。现在是绿色建筑自动化行业的人们团结在开放系统周围的时候了,以一种有利可图的方式帮助每个人让更多的建筑更高效、更舒适。
开源生态系统并不完美——Linux花了十多年的时间才被除黑客怪才之外的任何人使用——但让它们在绿色建筑监控系统中无处不在,将有助于建筑业主和运营商、自动化公司和整个世界。
因为建筑是世界上最大的单一能源使用者,帮助更好的控制变得更加普遍应该是当务之急。
Jeremy Faludi和Larry Ewing的Linux企鹅和建筑图像(通过维基百科共享)