Использование данных одной системы (для управления устройствами других систем), позволяет избежать дублирования датчиков, оптимизировать расход таких ресурсов, как вода, тепло, электричество [2]. Взаимодействие систем дает возможность автоматически выключать свет в помещении при отсутствии в нем людей, а в нерабочее время и в выходные дни переводить отопление и вентиляцию в экономичный режим. Контроль над расходом ресурсов помогает вычислить объекты с наибольшим потреблением и разработать оптимальную стратегию управления ими. Совмещение двух систем (контроля доступа и учета кадров) позволяет учитывать время нахождения на работе, автоматизировать выдачу пропусков, расчет заработной платы и т.д. [2]
Пожарные системы безопасности могут работать автономно и тем не менее выдавать сигналы в систему. Например, выдавать на экран дисплея пути эвакуации, перекрывать пути распространения огня, включать систему пожаротушения и т.п.
В большинстве случаев достигается огромная экономия за счет снижения общей длины коммуникационных кабелей и уменьшения сроков создания экземпляров системы.
Пример 1.
Вечером сотрудники покидают здание. Кто-то еще может зачем-то вернуться, кто-то засиживается допоздна, но рано или поздно из здания уходят все. Охранная система определяет, что в какой-то момент времени все сотрудники, работающие в некоторой зоне (этаж, секция, крыло этажа), разошлись по домам. Реакцией на это может стать обесточивание системы освещения этажа, а также выключение настольных компьютеров по сети, если кто-то забыл, уходя, выключить свой ПК (подобная функция реализована во многих современных сетевых адаптерах). Экономия электроэнергии в этом случае очевидна. Если добавить частичное отключение системы отопления (в зимнее время) или ее перевод на пониженные мощности в ночное время, то материальные выгоды, приносимые ИЗ, окажутся вполне ощутимы. [3]
Пример 2.
Определение наличия сотрудника в здании может также принести пользу с точки зрения защиты информации. Если сотрудник покинул здание, то его учетная запись в информационной системе блокируется, и никто, даже зная пароль, не сможет войти в сеть под его именем. Более того, при наличии информации о том, с какой рабочей станции злоумышленник пытался войти в сеть, и о том, кто именно находился в тот момент в помещении, уполномоченные лица могут принять соответствующие меры. [3]
Но это примеры для использование интергированных систем в интеллектуальных зданиях, а для интеллектуального дома можно привести следующий пример:
К примеру хозяева дома могут смотреть программу приготовления того или иного блюда на экране телевизионной приставки, а затем послать рецепт холодильнику, который, в свою очередь, передаст список ингредиентов в интерактивный продовольственный магазин.
1. Уровень кабельные сетей (КС)
2. Уровень системы управления технологической инфрастуктурой здания
3. Уровень интегрированная система управления информационной, вычислительной и коммуникационной инфраструктурой
Современные здания требуют применения эффективных коммуникационных инфраструктур, поддерживающих работу различных сервисных систем на основе передачи информации в электронном виде. Такую инфраструктуру можно рассматривать как совокупность телекоммуникационных помещений, кабельных трасс, элементов системы заземления, кабелей и терминационного оборудования, обеспечивающих базовую поддержку распределения всей информации в здании
В основе концепции ИЗ лежат стандарты TIA/EIA 568 и 569 для кабельных систем и технологических трасс офисных зданий [5]. Каждым стандартом рассматриваются конкретные, требующие к себе внимания вопросы, а все вместе они дополняют друг друга в деле создания оптимальной кабельной инфраструктуры. Стандарт на телекоммуникационную систему офисных зданий ANSI/TIA/EIA568A определяет в деталях структуру модели, а TIA/EIA569 дополняет его рекомендациями относительно прокладки кабельных трасс. Эти два стандарта в сочетании с TIA/EIA607 на систему заземления и TIA/EIA 606 на документацию и администрирование, а также с национальными и местными электрическими кодексами образуют базис для планирования инфраструктуры офисного здания. [5]
Кабельная система соответствующая стандартам ANSI/TIA/EIA568A называется структурированной [5]. При перемещениях служб и персонала внутри здания из одних помещений в другие не изменяют саму проводку - достаточно аппаратуру из одних помещений перенести в другие и сделать необходимые переключения на кроссировочных панелях. Розетки же во всех помещениях однотипные для всех видов оборудования, т. е. проводка обладает хорошей приспособляемостью. Такие системы не требуют каждый раз прокладывать новую проводку и ставить новые розетки, а позволяют использовать при любых переустройствах или перестановках ту сеть, которая капитально смонтирована в здании. Обычно фирмы дают гарантии на работу таких систем в течение 15 лет, без значительных переделок кабельной разводки. В структурированной системе заложена значительная избыточность, позволяющая наращивать виды передачи сигналов и применять различные комбинации сетей. [5]
Но это относится к реализации интегрированной системы в административных и производственных зданиях. В жилых домах же в настоящее время при построении различных видов интеллектуальных домов применяется множество различных технологий объединения приборов и устройств – от RS-232 до Bluetooth. Поэтому для построения интегрированной системы необходимо либо поддерживать множество технологий коммуникационной инфраструктуры, либо необходима выработка стандарта на такие системы.
Исполнительные контроллеры системы прямого цифрового управления DDC (Direct Digital Control) управляют локальными объектами: установками сетевой климатизации, котлами, холодильными агрегатами, вентиляторами, насосами, элементами тепловых и осветительных сетей, конвекторами, устройствами управления допуском и т.п.[1]
Объектные исполнительные контроллеры обслуживают ограниченное число системных входов/выходов и, как правило, размещены вблизи управляемого объекта и относящихся к нему конечных датчиков. Поэтому контроллер может использовать сигналы, поступающие от локальной аналоговой сети.
Разбросанные по зданию исполнительные контроллеры современной системы DDC реализуют собственные программы управления также в случае утраты связи с остальной системой и главной базой данных. При восстановлении связи правильно сконфигурированная система должна автоматически восстановить как центральную базу данных, так и локальную базу данных контроллера. [1]
Существенным свойством программируемых систем DDC является их способность перепрограммирования в режиме реального времени [1], без необходимости временного отключения контроллеров. Дополнительное достоинство — автоадресация контроллеров в действующей сети — делает возможной легкую перестройку или модификацию системы без необходимости ее временного отключения. [1]
Очевидно, что различные подсистемы здания тоже отвечают каким-либо стандартам сами по себе, безотносительно их интегрированности в ИЗ [3]. Вопрос о стандарте на ИЗ заключается, таким образом, в наличии спецификаций на интеграцию систем. Все современные более-менее развитые системы имеют интерфейсы для электронного управления, так что разработать средства для их интеграции не составляет особого труда. Проблема в том, что производители этого оборудования, естественно, не рассчитывают, что оно будет подключаться в сеть по витой паре или по волоконной оптике. В результате попытки перевести охранную или пожарную сигнализацию на трассы СКС вступают в противоречие с концепцией универсальной проводки. [3]
Стали появляться открытые стандарты на сети контроля и управления различными устройствами. На сегодняшний день самое широкое распространение получили два стандарта: BACNet и LonWorks [3]. Стандарт BACNet был предложен и продвигается Американским Обществом Инженеров по Отоплению, Охлаждению и Воздушному кондиционированию ASHRAE. Он принят ANSI и имеет индекс 135-1995. Название стандарта расшифровывается как "протокол для сетей контроля и автоматизации зданий" (Building Automation Control Network). Стандарт предусматривает использование программируемых контроллеров, причем они могут быть объединены в сеть при помощи различных сред. Таким образом, контроллеры выступают промежуточным звеном между практически любыми устройствами, к которым они подключаются по нестандартным интерфейсам. Связь же между контроллерами и системой управления осуществляется по общей сети.[3]
До начала 1980-х наиболее распространенным средством связи между системами управления, полевым оборудованием и контрольно-измерительными устройствами был аналоговый сигнал. Однако, в 1983 ведущие производители начали выпускать "интеллектуальные" полевые приборы с встроенными запатентованными протоколами цифровой связи, которые позволяют осуществлять функции двусторонней связи между приборами и системами управления, дистанционной конфигурации и более точного, воспроизводимого управления. Это заставило Международную электротехническую комиссию (IEC) в Европе разработать стандартный цифровой протокол, который должен был иметь ряд преимуществ по эффективности и экономии, включая следующее [4]: