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Matrix如何打造联网的楼宇自动化系统

返回列表 来源: 发布日期: 2021.09.14

如今,医院、火车站、办公室或住宅区等许多大型建筑都配备了楼宇自动化系统。但是,它们经常作为独立单元运行。具有更高级别数据收集和分析的基于物联网(IoT)的管理很少见。然而,建筑管理的复杂性正在增加——除了标准的系统监控和控制之外,现在还需要监控、联网和改进系统的功能,以提供更舒适和可持续的碳足迹减少——例如,通过优化混合网络能源系统中自生太阳能和外部供电的研究。基于物联网的 HVAC(供暖、通风和空调)系统在供暖、通风和湿度之间找到适当的平衡,以确保无论雨天、晴天或季节如何,都能营造宜人的室内气候。

Matrix如何打造联网的楼宇自动化系统

边缘数据分析确保更高的安全性

无论在何处部署联网楼宇自动化系统 (BAS),它们都越来越多地利用外部云作为与本地系统联网的控制站和管理实例。这使得通过平板电脑、智能手机或计算机配置和控制系统成为可能。在暖通空调系统的一般管理和控制方面,通过云端的路线既简单又极其方便;一切都可以从云端实现,任何实例都可以被授予访问非常具体的数据的权限,不管你在世界的哪个地方。然而,它不仅仅是将以太网直接连接到现有系统。在许多情况下,必须添加新的边缘层来执行高度个性化的本地任务。

例如,快速决策是关键的情况;这尤其适用于安全关键系统。基于云的控制站总是会遇到一些延迟,如果出现网络问题,甚至可能完全失败。这就是为什么边缘的数据分析和 BAS 范围的决策变得越来越重要。本地 DIN 导轨 PC 不仅可以实时处理数据;他们还可以在发生洪水、冰雹或火灾时立即启动保护措施,并自动向居民或消防部门发出警报。

2021 年的夏天前所未有地表明,极端天气不仅会在几分钟内对地下室、屋顶或建筑技术造成重大破坏,还会危及人类生命。预警系统可以使用实时天气数据快速发现即将来临的雷暴,并采取措施对建筑物进行防暴:收回遮阳篷和百叶窗、关闭窗户和车库门、关闭电源、激活警报并警告居民。

用于楼宇自动化的 DIN 导轨 PC

西班牙电子公司 Matrix 将这种用于楼宇管理的软件集成边缘计算机解决方案打包到适合任何标准控制柜的扁平 DIN 导轨 PC 中。事实上,整体深度只有766毫米。该公司总部位于马德里,隶属于 Flexitron 集团,在楼宇自动化等领域享有国际声誉。

Matrix 的最新创新产品 MTX-StarBMS(楼宇管理系统)是一款紧凑型 DIN 导轨 PC,非常适合 BMS 控制中心。 MTX-StarBMS 可以与云控制室等中央管理实例进行通信,并提供大量接口,允许连接任何本地系统。基于模块化处理器架构,Matrix 解决方案可以单独编程。

基于开放标准的嵌入式计算系统结合了网关功能和I/O接口,主要使用4G移动无线电标准或以太网进行云通信。它提供六个通用输入、六个数字输入和八个模拟输入、四个数字输出以及用于直接在边缘收集和分析 BAS 数据的 USB。这种预先配置的解决方案简化了部署,并且由于其结构紧凑,适合安装在大多数消防控制室机柜或 HVAC 系统中。

MTX-StarBMS 附带 Niagara 许可证

MTX-StarBMS 的可编程核心是来自美国 IT 公司 Tridium 的 Niagara Framework 软件。 Niagara 专为楼宇自动化而开发,可提供关键的网络安全设备连接到云和必要的数据规范化功能。除了允许用户捕获和监控数据流外,它还允许他们创建流程链和自定义最终用户界面。这使得本地实时自动处理和可视化来自传感器、执行器和系统的测量和状态信息成为可能。

基于 Web 的 HTML5 用户界面可以显示在不同的终端设备上 - 甚至可以通过云远程显示。通过将函数从标准化库中拖放到面向对象的编程环境中,可以轻松地对其进行自定义。原则上,开放且基于JAVA的UX(用户体验)框架适用于所有类型的自动化任务以及楼宇功能的监控、管理和维护。建筑技术应用制造商还可以使用驱动模块将他们的系统集成到开放平台中,从而加速新应用的开发和与现有 BMS 的联网。由于 Niagara 是完全可扩展的,因此该框架可以部署在不同的硬件平台上——从大型企业服务器到嵌入式计算系统。

处理器的心脏在COM中跳动

在硬件方面,Matrix 用成熟的嵌入式系统补充了自己的开发专业知识:MTX-StarBMS 由内部开发的载板和基于 Qseven 标准的计算机模块 (COM) 组成,该模块被维护和由独立于供应商的 SGeT(嵌入式技术标准化组织)持续开发。该模块由位于德国硅谷代根多夫的嵌入式和边缘计算技术领先供应商康佳特制造。

Matrix 之所以选择 Qseven COM,是因为它基于 NXP iMX6 处理器,专为楼宇管理中的低功耗应用而设计,并具有不同的变体和配置。另一个重要因素是模块可以使用最新的 COM 轻松升级,例如基于 NXP i.MX 8M Plus 14nm 处理器系列的 Qseven,提供四核 ARM Cortex-A53 / M7 处理器以及集成的神经处理必要时用于人工智能的单元 (NPU)。这不仅为 DIN 导轨 PC 提供了极大的设计灵活性;它还保证了长期可用性,为未来 BMS 需求提供升级选项,例如人工智能 (AI) 的集成。

第一个系统变体提供多达四个 ARM Cortex A9 内核,功耗为 2 到 4 瓦。支持 -40°C 至 85°C 的扩展温度范围,使其适用于全球许多 BMS 场景——从撒哈拉沙漠到南极。作为世界上销量最高的两种外形规格之一,Qseven 标准具有长远的未来。与 SMARC COM 标准一样,它由 SGeT 在独立于供应商的基础上托管,非常适合楼宇自动化,因为工业、市政或私人建筑通常设计为持续数十年。

为楼宇自动化的未来做好准备

Matrix 选择 Niagara Framework 和 Qseven COM 的组合,将 MTX‑StarBMS 开发为紧凑型 DIN 导轨 PC,以在云连接 BMS 市场长期定位自己。基于物联网的传感器、执行器和控制器的快速发展使得这种可扩展的解决方案变得必不可少。COM 可以被下一代取代,作为一个开放的集成平台,Niagara Framework 是面向未来的。带有集成 NPU(神经处理单元)的 NXP i.MX 8M Plus 处理器的未来配置使 DIN 导轨 PC 成为可能,支持具有深度学习和机器学习的 AI 应用程序。简而言之,它是利用预测性维护以及基于大数据湖的本地决策的解决方案的完美基础,大数据湖每天都从每个自动化建筑中获取无穷无尽的信息。

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