樓宇自動化超越便利;它引入了一種全新的方式來提高我們生活各方面的效率。因此，它將被視為在輔助生活，個人和財產安全以及能源效率方面必不可少的。當然，這個概念比物聯網要長得多，但它可以說是最近的趨勢，如物聯網和大數據，再加上公用事業分布中更為成熟但同樣進步的發展 - 智能儀表授權 - 將提供理想的背景將智能建筑提升到一個新的水平。

已建立的技術

在將所有連接的想法變為現實之前很久，數據已在建筑物內的服務之間共享，以協調和控制它們。這些樓宇自動化系統（BAS）在過去三十年中不斷發展;從可能難以擴展或維護的不同的，定制的解決方案，到基于引起互操作性的行業標準的系統。

因此，雖然可能仍然沒有確定的范例，但現在這種系統顯示出越來越常見的拓撲結構;建筑物管理系統位于建筑物控制系統的上方，后者又監督將監視多個終端節點的區域控制器。這種層次結構決定了對通用網絡基礎設施和協議的需求。物理接口可以在各個層之間變化;以太網在BMS級別可能很普遍，而諸如ZigBee和藍牙等低成本和低功耗無線協議正在成為節點級別的最愛之前也就不足為奇了。

然而，BAS具有來自每個“參與者”的特定需求，因此，他們需要能夠以一致且可靠的方式進行通信。為了實現這一目標，業界已經在很大程度上標準化了BACnet協議，該協議能夠在各種有線或無線連接上運行。 BACnet標準定義了通過以太網，RS-485，RS-232和其他協議標準（包括ARCNET和LonTalk）進行通信的方式，以及支持Web服務（如UDP，IP和HTTP）的協議。因此，它實際上已經成為貫穿BAS的各個層的共同線程。

重要的是，BACnet同樣位于大型應用處理器的家中，因為它位于低功耗微控制器上，這意味著它可以部署在最小的節點中。

傳感器節點

可以將BACnet功能添加到一系列微控制器，例如基于Cortex-M3內核的微控制器，甚至更簡單的8位設備，如Atmel的AVR ATMega644P系列。該器件的核心提供32個通用8位工作寄存器，所有這些寄存器都直接連接到ALU（圖1），它構成了開源BACnet開發套件的基礎（參考文獻1）。 p>

除了在20 MHz下提供高達20 MIPS的RISC內核外，ATMega644P還提供一系列外設，可用作BAS中的節點設備，例如六個PWM通道和一個8通道10位ADC，以及許多串行接口（圖2）。這將使其在監視訪問或占用的節點中有用，例如，本地計算需求相對較低的情況。

圖1：ATMega644P RISC內核提供32個直接連接到ALU的8位通用寄存器。

圖2：ATMega644P提供了許多外圍設備，可以在樓宇自動化系統中配置為傳感器節點。

對于需要更多本地處理的應用，可能需要更強大的MCU。

在這種情況下，類似ADI公司的ADuCM360可能更合適。它基于ARM Cortex-M3內核，具有更強大的內核，但更重要的是，它具有更復雜的混合信號模塊，如圖3所示。

圖3：ADI公司的ADuCM360集成了精密數據采集系統和ARM Cortex-M3內核。

采用雙通道24位ADC，可支持6個差分或11個單端輸入通道。它還具有可編程傳感器激勵源，專為包括自動化和過程控制以及智能傳感器系統的應用而設計。數據采集系統可以達到3.9 k樣本/s，并且可以直接連接到電池供電應用中的精密傳感器。片上固件支持串行接口的在線編程，并且還支持UART非侵入式仿真。

顯示技術

隨著樓宇自動化系統變得越來越復雜，周圍的節點也越來越復雜;從簡單，不顯眼的傳感器到旨在與人們更直接互動的設備。這引入了對MCU的額外要求，例如與顯示器接口或驅動顯示器的能力，可能具有某種形式的用戶界面，例如電容式觸摸傳感。與其他傳感器接口的需求將增加，在節點本地執行更復雜的預處理的需求也會增加。

所有這些都指向更強大的MCU，ARM一直在培養這種功能。其Cortex-M技術的形式。 Cortex-M系列的最新成員是Cortex-M7內核，也是第一款面向市場推出的器件，是STMicroelectronics的STM32F7系列。核心代表了Cortex系列的重大發展;它提供具有動態分支預測的六級雙發布流水線，并支持一組DSP指令，可提供更高效的信號處理和復雜的算法執行。還包括單精度浮點單元，但核心仍與Cortex-M4系列二進制兼容。圖4顯示了STM32F745xx和STM32F746xx系列的框圖。

圖4：ST的STM32F745xx和STM32F746xx系列的框圖。

除核心外，ST還集成了LCD-TFT顯示控制器，可直接連接各種LCD和TFT面板，分辨率高達XGA（1024x768）。為了補充核心的功能，ST還增加了自己的Chrom-ART加速器;圖形加速器，提供高級位，blitting，行數據復制和像素格式轉換。還包括數碼相機接口，能夠通過8位至14位并行接口與CMOS傳感器和相機模塊連接，以接收視頻數據。該接口可在54 MHz下維持高達54 Mbyte/s的數據傳輸速率。

結論

樓宇自動化的概念已存在多年，因此它代表了技術與終端市場之間的協同作用。隨著技術的發展，概念也在不斷發展，現在，隨著物聯網的發展，智能建筑的潛力正在快速增長。隨著由MCU啟用的節點變得更加“智能”，消費者將從更安全和有益的自動化水平中受益，這反過來將產生更大的需求。

然而，也許不典型的是，它仍然是一個可以利用更成熟的MCU的領域; 8位設備仍然在BAS節點中占有一席之地，而基于尖端核心的最新設備無疑將成為一種流行的節點解決方案，可提供更好的用戶體驗。