通过楼宇自动化控制器的更多集成创造价值

楼宇自动化系统 （BAS） 将照明、能源、暖通空调、安全和安保集成到一个直观的系统中，在建筑运营的最佳效率与居住者的生产力和舒适度之间取得平衡。虽然楼宇自动化市场非常保守，但它已经看到了相当大的增长，这主要是由于能源价格上涨，节能意识的提高以及政府在消防安全和安保领域的举措越来越多。新的标准和法规，如UL 217烟雾报警器标准，已经生效，使建筑物更安全，更高效，更舒适。这样的趋势刺激了新的楼宇自动化产品和解决方案的开发，推动制造商在更短的开发周期内提供新技术。这种节奏的变化为BAS公司创造了机会，通过平台化的灵活系统解决方案来满足这些需求，提供更低的功耗和更小的尺寸。

楼宇自动化控制器是一个典型的例子，该产品往往缺乏在当今瞬息万变的市场中如此重视的创新敏捷性。控制器是BAS的大脑。它们从部署在整个建筑物中的传感器获取数据，并执行系统的响应。这意味着控制器需要有一定数量的输入和输出通道。某些控制器仅提供固定通道功能，导致架构具有未使用的通道。这些额外的未使用渠道具有无法从客户那里收回的相关成本;但是，启用每个通道的完全可重配置性可确保可以使用所有通道。在理想情况下，BAS 应具有有限数量的备用未使用通道，以便客户无需为未使用的功能付费。启用通道功能的完全可配置性为BAS的设计和部署提供了最大的灵活性。

传统上，楼宇自动化控制器对固定通道和可配置通道都使用分立式实现。但是，离散实现的可配置通道控制器的物料清单 （BOM） 可以包含数百个组件。经过多年的发展，分立式解决方案已经变得非常高效和优化，以降低BOM成本，以满足这个成本敏感市场的期望。尽管如此，新趋势和对敏捷开发的更多需求突显了这种方法的一些主要缺点，例如楼宇自动化控制器中太多产品变体的规划、设计、生产和物流的复杂性。因此，必须根据总拥有成本而不是简化的BOM成本角度来评估BAS解决方案。

集成与分立

根据需要重新配置通道的能力是消除未使用通道的正确方法，但仅凭这一点并不能解决控制器设计的其他缺点。关键概念是集成，使通道设计得以简化，占用空间更小，性能更好。通过集成解决方案，可以使用软件命令轻松配置任何通道的功能。软件可配置的输入/输出 （I/O） 技术为轻松设计重用和平台化提供了可能性，最终降低了 BAS 解决方案的总拥有成本，并在楼宇自动化控制器的整个产品生命周期中创造价值（见图 1）。

图1.利用AD74412R提高每个开发阶段的投资回报率。

控制器开发的第一阶段是系统架构。此时，将考虑所有客户要求并定义新产品。即使在开发的早期阶段，分立解决方案的不灵活性也是一个明显的缺点。客户的各种需求（例如，输入和输出通道的比率或数量）可能导致多种设计，从而增加成本并阻碍对市场需求的敏捷响应。集成的、软件可配置的I/O使经过验证的设计在不同应用中实现平台化和可重用性。可重用性对于降低设计和生产成本至关重要，如本文后面所述。

在产品定义之后，设计开始。在这个阶段，设计重用充分揭示了它的重要性。与离散实现不同，集成和可配置的 I/O 可实现快速迭代、缩短时间并释放宝贵的资源。在硬件和软件设计中，从资源密集型、冗长、多产品变体开发向满足众多要求的单一设计转变，减少了研发时间和成本，同时保持了经过验证的架构的高可靠性和鲁棒性。采用集成式可重配置设计的“任何引脚上的任何功能”方法，可以更轻松地满足不同应用的需求（见图2）。

图2.任何引脚上的任何功能，具有软件可配置的 I/O。

从业务发展的角度来看，传统发展战略的缓慢响应会产生不必要的风险，例如失去机会或错过客户最后期限。集成、可配置的 I/O 的灵活性和易用性有助于最大限度地提高投资回报 （ROI），同时尽可能缩短上市时间和收入时间。

从设计阶段开始，生产阶段是下一步。从 BOM 的采购和管理开始，集成解决方案很快就显示出其优势。离散实施的通用控制器通常包括数百个组件，必须购买这些组件，存储在仓库中，然后运输到生产设施。管理如此大量的不同组件自然会增加总体成本。借助单芯片解决方案和可重复使用的设计，简化了 BOM 物流 — 采购部门处理的供应商更少，所需的存储空间也更少。

由于组件数量较少，PCB可以缩小40%，并且生产中的拾取和放置成本也显着降低。此外，由于软件可配置的I/O可实现设计重用，因此控制器制造商将需要更多相同类型的PCB。因此，电路板上的批量折扣也有助于节省成本。图3总结了分立和集成通道功能实现的比较。

图3.分立和集成通道功能实现的比较。

图4.集成式、完全软件可配置的I/O—AD74412R。

最后但并非最不重要的一点是，与多种变体、离散实施相比，生产中的测试遵循统一的程序，并且设置时间更少。增加设计复杂性甚至可能增加测试失败的风险。认证只是集成的、可重复使用的解决方案可以节省成本和其他资源的另一个例子，在成品物流、安装和技术支持方面，这个清单还在继续。当许多不同的设计基于多个平台时，销售、技术支持团队和安装技术人员的培训要广泛得多，而不是基于集成的软件可配置 I/O 的通用、可重用的解决方案。

结论

软件可配置的I/O为楼宇自动化市场带来了创新，虽然传统上是保守的，但现在正被推动变得更加敏捷，并更快地响应不断变化的客户需求。集成和设计可重用性是实现这种转变的关键功能。有些人可能将集成解决方案视为简单的BOM替代品，实际上可能会增加成本，但实际上，当从更大的角度来看，并考虑整个产品生命周期中创造的整体价值时，集成解决方案很快就会超过任何疑虑。

审核编辑：郭婷