应用方向与前景：BACnet标准与楼宇自控系统技术视角

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：NFC具有双向连接和识别的特点，工作于13.56MHz频率，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。NFC应用系统成本低廉和方便易用，通过一个芯片、一根天线和一些软件的组合，就能够实现各种设备在几厘米范围内的通信，费用低廉。消防、安全防范系统的通信中，UWB系统可穿透障碍物特性使其有越来越深入的应用。UWB最具特色的应用之一是随时在建筑内构建可以进行视频传输的无线个人局域网。

应用方向及前景表现在以下方面：

1.在建筑内的任何区域都能实现高效能的数据覆盖

在没有网络物理线缆布设的任何区域都可以借助于无线广域网和中短距离网络的接力实现高效能的数据覆盖，真正实现在任何时候、任何地点和任何对象进行数据、语音及多媒体信息传递交流，而在常规的网络环境中无法做到这一点。在建筑内部的部分区域，如果没有网络线缆或信息网口，用户的台式终端就无法接入到互联网或其他的有线广域网或有线城际网中，当然通过2.5G或3G无线广域网可以使用户的移动终端接入无线广域网，再通过无线广域网接入Internet、其他行业的广域网及城际网。但是在建筑物地下空间和中高层建筑物中，移动无线网的覆盖有盲区，因此用户所在的建筑物中存在数据覆盖盲区无法进行数据或语音通信。通过短距离无线网络的互联，移动终端或者台式终端可以方便地迁移到建筑物内的任何区域，将数据覆盖接入进来。

2.通过NFC实现数据在用户终端上的上行传输和下载

近年来发展迅速的NFC（Near Field Communication，近场通信）短距离无线通信技术，作用距离在10cm左右。NFC具有双向连接和识别的特点，工作于13.56MHz频率，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。植入NFC芯片的计算机、数码相机、手机、PDA等多个设备之间可以方便、快捷地进行无线连接，实现数据交换。

NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程，使电子设备间互联互通变得简捷了。当NFC芯片被置入接入点后，只要将其中两个终端靠近，就可以自动实现连接，比配置WLAN连接容易得多。与蓝牙连接相比，NFC面向近距离数据交互，适用于交换隐秘或敏感的个人信息等重要数据；蓝牙能够弥补NFC通信距离不足的缺点，适用于较长距离数据通信。因此，NFC和蓝牙互为补充。

NFC技术能快速自组织地建立无线网络，为蜂窝设备、蓝牙设备、WLAN设备提供一个“虚拟连接”，使电子设备可以在短距离范围进行通信。

NFC应用系统成本低廉和方便易用，通过一个芯片、一根天线和一些软件的组合，就能够实现各种设备在几厘米范围内的通信，费用低廉。但由于NFC的数据传输速率较低，仅为212kbit／s，所以不适合诸如音、视频流等需要数据传输速率较高的应用情况。

3.使ZigBee网络的数据通过Internet传输到远端的监控中心

ZigBee网络是由许多传感器节点以自组网方式构成的无线网络，网络中诸节点可以协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被探测对象的物理信息，并且将这些信息通过短程或中远程的传输网络传送给监控中心进行处理。ZigBee网络由4个部分组成：传感器节点、网关节点、传输网络和远程监控中心。传输网络可以是短距离的点对点有线或无线的传输信道，也可以是包含多种异构网络互联的传输网络，包含多种异构网络互联的传输网络中即有有线异构网络的互联，也有无线异构网络的互联，无线异构网络中用得较多的就是短距离无线网络的互联。

4.通过UWB网络实现无盲区的高速率数据覆盖

通过UWB网络实现与其他网络的互联互通，用户的台式或移动终端可以在任意地点实现高速率数据上行或下载，当然数据传输速率受到参与互联的网络瓶颈速率的制约。

UWB技术是一种新颖的无线传输技术，适用于短距离无线个域网应用，大体上可分为高速和中低速两类应用。高速UWB的传输速率目前可达100Mbit／s～1Gbit／s，传输距离可达10～30m，属于高速短距离传输；中低速UWB传输速率一般在2Mbit／s以下，最高不超过30Mbit／s，传输距离可达100m以上，甚至几公里，属于中低速中短距离传输。

超宽带的典型应用领域之一：高速无线短距离连接，在建筑环境中与无线局域网技术互补。消防、安全防范系统的通信中，UWB系统可穿透障碍物特性使其有越来越深入的应用。使用UWB技术，建筑内存储的视频数据源可在PC、DVD、TV、PDA等设备上共享观看；使用UWB技术，可随时方便地同Internet交互信息。使用UWB技术开发的UWB探测装置，可用来检查混凝土结构建筑中的缺陷，可用于地下管线、电缆和建筑结构的定位。

UWB最具特色的应用之一是随时在建筑内构建可以进行视频传输的无线个人局域网。IEEE802.11g应用系统可以处理视频数据，但处理成本较高；UWB有可能在10m范围内，支持高达110Mbit／s的数据传输速率，不需要压缩数据，可以快速、简单、经济地完成视频数据处理。蓝牙应用系统由于速率低，也不适合传输视频数据。

5.短距离无线网络的互联互通技术向测控网络延伸

短距离无线网络的互联互通技术可以顺理成章地延伸到生产现场的测控网络。生产现场的测控网络可以由多种不同的控制总线架构，由于不能实现互联互通，各个控制总线组成的控制区域都是局部和彼此不能联通的离散控制域，如果实现了互联互通，彼此离散的控制域就将被联通起来，形成大区域的控制域，提高监控准确度和效能，降低构建整体系统的建设和维护保养成本。

总的来讲，在建筑智能化、信息化技术中，短距离无线网络是现代建筑内通信网络的重要组成部分，短距离无线网络的互联互通技术也是现代建筑内通信网络技术的重要组成部分。短距离无线网络的互联互通技术不仅在工业控制领域内有重要应用，在智能化楼宇中也一样有重要作用。

应用方向与前景：BACnet标准与楼宇自控系统技术视角

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