內容簡介
《綠色信息技術與綠色城市構建——基於IEEE1888的綠色ICT實踐》從綠色ICT 的發展出發，對IEEE 1888 標準的需求、內容、產品、商業模式等各方面進行了詳細闡述。首先，對目前國內外綠色ICT 的發展趨勢以及當前較為成熟的綠色標準進行了概括介紹，並闡明了業界對綠色節能標準的需求。接下來，對IEEE 1888 標準的發展歷程、目標願景、設計思路、關鍵技術、構建方法、開發實現等均進行了詳細介紹，並對IEEE 1888 系統的典型產品以及IEEE 1888 系統的典型套用進行了展現。最後，從產業鏈的視角出發，通過對產業鏈的梳理，對IEEE 1888 產業的商業模式和業務形態進行了概括，並對產業的現狀和未來發展趨勢進行了分析。在附錄部分列出了IEEE 1888 開發實現的具體內容，以便使讀者對IEEE 1888 有更深入的理解。
出版信息
寬頻中國出版工程
綠色信息技術與綠色城市構建——基於 IEEE 1888 的綠色 ICT 實踐
IEEE 1888 研究組 編著
ISBN 978-7-121-20910-9
2014 年8月出版
定價：79.00元
408 頁
16 開
內容提要
《綠色信息技術與綠色城市構建——基於IEEE 1888的綠色ICT實踐》從綠色ICT 的發展出發，對IEEE 1888 標準的需求、內容、產品、商業模式等各方面進行了詳細闡述。首先，對國內外綠色ICT 的發展趨勢以及當前較為成熟的綠色標準進行了概括介紹，並闡明了業界對綠色節能標準的需求。接下來，對IEEE 1888 標準的發展歷程、目標願景、設計思路、關鍵技術、構建方法、開發實現等均進行了詳細介紹，並對IEEE 1888 系統的典型產品以及IEEE 1888 系統的典型套用進行了展現。最後，從產業鏈的視角出發，通過對產業鏈的梳理，對IEEE 1888 產業的商業模式和業務形態進行了概括，並對產業的現狀和未來發展趨勢進行了分析。在附錄部分列出了IEEE 1888 開發實現的具體內容，以便使讀者對IEEE 1888 有更深入的理解。
目錄
引子 綠色發展 ................................................................................................................... 1
01 發展篇
IEEE 1888 標準所具有的開放性、可擴展性、兼容性、可管可控性等優點賦予了其廣闊的套用空間，在樓宇節能、區域能源管理、環境監測、工業監測以及智慧型表計等領域均可有深入套用，商業價值和市場潛力巨大，而中國無疑是全球最大的市場。
第1 章 綠色ICT 發展趨勢 ............................................................................................ 10
1.1 國際綠色ICT 發展趨勢 .................................................................................... 10
1.1.1 歐盟：建設“綠色知識社會” ............................................................. 10
1.1.2 美國：打造“21 世紀智慧能源網路” ................................................ 13
1.1.3 日本：執行i-Japan 戰略 ....................................................................... 16
1.1.4 國際組織：力推綠色ICT 全球化 ......................................................... 19
1.2 我國綠色ICT 發展趨勢 .................................................................................... 25
1.2.1 加快發展戰略性新興產業 ..................................................................... 25
1.2.2 全面推進兩化深度融合 ......................................................................... 26
1.2.3 積極探索綠色生態城市 ......................................................................... 27
1.2.4 香港特區：利用綠色ICT 促進節能減排 ............................................ 31
1.2.5 台灣：ICT 產業的綠色製造 .................................................................. 32
02 需求篇
通過充分發揮綠色ICT 節能標準的支撐和引領作用，以及基於標準的產品研發、示範套用和商用推廣，將顯著降低工廠、樓宇、家庭、數據中心等的能耗，有助於全球範圍內節能減排目標的實現。
第2 章 綠色ICT 國際標準 ............................................................................................ 35
2.1 匯流排控制標準發展成熟 .................................................................................... 35
2.1.1 BACnet .................................................................................................... 36
2.1.2 LonWorks ................................................................................................ 37
2.1.3 Modbus .................................................................................................... 38
2.1.4 KNX ......................................................................................................... 38
2.2 綠色ICT 標準蓬勃發展 .................................................................................... 39
2.2.1 智慧型電網標準 ......................................................................................... 40
2.2.2 綠色數據中心標準 ................................................................................. 41
2.2.3 智慧型建築節能標準 ................................................................................. 43
2.2.4 泛在綠色社區網路標準 ......................................................................... 46
2.3 IEEE 1888 構建泛在綠色社區 ......................................................................... 47
2.3.1 運營商綠色節能信息化實踐 ................................................................. 47
2.3.2 國家產業發展的需要 ............................................................................. 49
2.3.3 國際化發展的需要 ................................................................................. 51
03 標準篇
IEEE 1888 描述了數字社區、智慧型建築群以及數字城域網的遠程控制架構，規範了設備和系統之間的互動數據格式，並針對數字社區網路的設備、數據通信接口和互動信令制定了標準的通用定義。
第3 章 IEEE 1888 標準進程 ......................................................................................... 57
3.1 IEEE 引領全球綠色ICT 國際標準化 .............................................................. 57
3.2 IEEE 1888 的標準化歷程 ................................................................................. 59
3.3 IEEE 1888 標準化最新進展 ............................................................................. 60
第4 章 IEEE 1888 系統概述 ......................................................................................... 64
4.1 IEEE 1888 系統的目標願景 ............................................................................. 64
4.1.1 構建中小規模園區樓宇綠色套用 ......................................................... 64
4.1.2 構建綠色家庭套用 ................................................................................. 67
4.2 IEEE 1888 系統的設計思路 ............................................................................. 68
4.2.1 泛在綠色社區控制網路體系架構 ......................................................... 69
4.2.2 泛在綠色社區節能服務體系架構 ......................................................... 71
4.3 IEEE 1888 系統的關鍵基礎技術與系統創新 ................................................. 74
4.3.1 關鍵基礎技術 ......................................................................................... 74
4.3.2 系統創新 ................................................................................................. 76
第5 章 IEEE 1888 系統的原理及技術構建方法 ......................................................... 78
5.1 IEEE 1888 系統的體系架構 ............................................................................. 78
5.1.1 網路架構 ................................................................................................. 78
5.1.2 管控對象 ................................................................................................. 80
5.1.3 典型通信過程 ......................................................................................... 81
5.1.4 系統模型和部署 ..................................................................................... 90
5.2 IEEE 1888 系統的通信協定 ............................................................................. 95
5.2.1 組件到組件的通信協定 ......................................................................... 95
5.2.2 組件與註冊器的通信協定 ..................................................................... 99
5.3 IEEE 1888 系統的應用程式接口及數據結構 ............................................... 100
5.3.1 應用程式接口（API） ......................................................................... 100
5.3.2 數據模型 ............................................................................................... 106
5.3.3 數據結構 ............................................................................................... 109
第6 章 IEEE 1888 系統的開發與實現 ....................................................................... 125
6.1 概述 .................................................................................................................. 125
6.2 IEEE 1888 軟體開發包SDK .......................................................................... 125
6.2.1 SDK 的便利之處 .................................................................................. 125
6.2.2 SDK 的概述及組成 .............................................................................. 126
6.3 基於IEEE 1888 SDK 的網關開發 ................................................................. 129
6.3.1 網關開發方法 ....................................................................................... 129
6.3.2 網關實際開發過程 ............................................................................... 130
6.4 基於IEEE 1888 SDK 的套用開發 ................................................................. 132
6.4.1 讀取數據套用的開發 ........................................................................... 132
6.4.2 保存數據套用的開發 ........................................................................... 133
6.4.3 套用實際開發過程 ............................................................................... 134
04 產品篇
在產業界和學術界的共同大力推動下，已經開發出了涵蓋整條產業鏈的一系列IEEE 1888產品，包括IEEE 1888 終端產品、多協定網關產品、存儲系統、智慧型分析儀、可視化處理伺服器、認證與安全系統產品等。
第7 章 終端 ................................................................................................................... 140
7.1 IEEE 1888 移動互動終端 ............................................................................... 140
7.2 IEEE 1888 能耗設備 ....................................................................................... 142
7.3 IEEE 1888 轉換器 ........................................................................................... 143
7.4 IEEE 1888 感測設備 ....................................................................................... 145
7.4.1 概述及設計原理 ................................................................................... 145
7.4.2 硬體設計 ............................................................................................... 147
7.4.3 軟體設計 ............................................................................................... 148
第8 章 網關 ................................................................................................................... 153
8.1 網關介紹 .......................................................................................................... 153
8.2 IEEE 1888 網關產品 ....................................................................................... 154
8.2.1 BACnet-to-1888 網關 ........................................................................... 155
8.2.2 LonWorks-to-1888 網關 ....................................................................... 156
8.2.3 ZigBee-to-1888 網關 ............................................................................. 158
8.2.4 SNMP-to-1888 網關 ............................................................................. 160
8.2.5 CSV-to-1888 網關 ................................................................................. 162
8.2.6 Wi-Fi-to-1888 網關 ............................................................................... 164
8.2.7 通用網關 ............................................................................................... 164
第9 章 存儲器 ............................................................................................................... 167
9.1 存儲產品在IEEE 1888 系統中的作用 .......................................................... 167
9.2 存儲系統現狀及發展趨勢 .............................................................................. 168
9.2.1 存儲系統介紹 ....................................................................................... 168
9.2.2 分散式存儲系統 ................................................................................... 171
9.2.3 雲存儲系統 ........................................................................................... 171
9.3 IEEE 1888 存儲產品 ....................................................................................... 172
9.3.1 大容量存儲器 ....................................................................................... 172
9.3.2 高水平分析處理存儲器 ....................................................................... 174
9.3.3 寫字樓環境存儲器 ............................................................................... 176
9.3.4 基於IEEE 1888 的雲存儲服務 ........................................................... 178
第10 章 套用分析平台 ................................................................................................. 181
10.1 套用分析平台在IEEE 1888 系統中 的位置和作用 .................................. 181
10.2 套用分析平台現狀及發展趨勢 .................................................................... 183
10.2.1 套用分析平台現狀 ............................................................................. 183
10.2.2 套用分析平台發展趨勢 ..................................................................... 183
10.3 基於IEEE 1888 的套用分析平台 ................................................................ 184
10.3.1 簡易監測（SCADA）套用 ............................................................... 184
10.3.2 數據加工分析套用 ............................................................................. 186
10.3.3 狀態監測套用 ..................................................................................... 186
10.3.4 MS Excel 協作套用 ............................................................................ 187
10.3.5 電力隨需應變控制套用 ..................................................................... 188
第11 章 安全與測試 ..................................................................................................... 189
11.1 安全 ................................................................................................................ 189
11.2 測試儀及測試平台 ........................................................................................ 193
05 套用篇
IEEE 1888 作為綠色節能領域的一個代表性的、充分融合信息通信技術與能源技術的通用技術標準，在設計之初就充分考慮了其適用的範圍與套用領域。根據套用場景、業務目標、客戶需求以及部署環境的不同，IEEE 1888 系統可以有針對性地進行擴充或裁減，從而搭建出適應於不同業務套用類別的綠色節能系統。
第12 章 樓宇智慧型節能套用 ......................................................................................... 199
12.1 樓宇節能概述 ................................................................................................ 199
12.2 樓宇節能整體解決方案 ................................................................................ 200
12.3 樓宇空調智慧型控制系統 ................................................................................ 201
12.4 綠色數據中心 ................................................................................................ 203
第13 章 綠色社區套用 ................................................................................................. 206
13.1 綠色社區概述 ................................................................................................ 206
13.2 供暖節能監控子系統 .................................................................................... 208
13.3 智慧型輸配電管理子系統 ................................................................................ 209
13.4 電能計量管理子系統 .................................................................................... 210
13.5 供水管網監測子系統 .................................................................................... 212
13.6 綜合管理子系統 ............................................................................................ 213
第14 章 智慧型電網套用 ................................................................................................. 215
第15 章 工業和環境監測套用 ..................................................................................... 225
15.1 工業監測套用 ................................................................................................ 225
15.2 環境監測套用 ................................................................................................ 228
06 產業篇
“技術專利化、專利標準化、標準產業化、產業國際化”是我國自主創新技術的產業化之路。IEEE 1888 作為我國自主創新的標準，與國際競爭技術相比，已率先完成國際標準化工作，並在產業化方面取得了領先優勢。
第16 章 產業發展態勢分析 ......................................................................................... 233
16.1 產業鏈構成 .................................................................................................... 233
16.2 商業模式和業務形態 .................................................................................... 236
16.3 產業發展現狀 ................................................................................................ 240
16.3.1 市場規模 ............................................................................................. 240
16.3.2 IEEE 1888 產業鏈發展現狀 .............................................................. 245
16.4 產業發展趨勢 ................................................................................................ 248
16.4.1 IEEE 1888 產業鏈未來發展趨勢 ...................................................... 248
16.4.2 構建綠色城市展望 ............................................................................. 250
附錄 IEEE 1888 實現
附錄A IEEE 1888 應用程式（APP）組件的研發實現 ........................................... 255
附錄B IEEE 1888 存儲器組件（Storage）的研發實現 ......................................... 336
附錄C IEEE 1888 網關（Gateway）組件的研發實現 ........................................... 355
附錄D IEEE 1888 協定棧組件的研發實現 ............................................................... 363
參考文獻 ........................................................................................................................... 381
前言
21 世紀以來，城市化進程進一步加快，環境破壞和能源短缺問題日趨嚴峻，引起世界各國的高度關注，一場以低碳經濟為特徵的綠色革命浪潮正在席捲全球。在這股綠色浪潮中，信息通信技術因其自身具備低碳特性，同時可以助力其他領域實現控污減排和節能降耗，受到各國政府的高度重視。許多國家將新能源和可再生能源開發、節能減排等作為面向未來的發展戰略。同樣，我國在“十二五”規劃中明確提出七大戰略性新興產業，其中節能環保和新一代信息技術被列為七大產業中的第一位和第二位，足見我國應對環境和能源問題以及發展新技術的策略和決心。
中國電信作為信息通信技術的主力軍，在我國乃至世界的綠色革命中發揮積極作用，責無旁貸。物聯網、雲計算等新一代的信息技術快速發展，成為研究熱點。然而，在綠色節能領域尚未有統一的標準。為此，2008 年中國電信攜手天地互連等國內企業牽頭成立了IEEE 1888 工作組，致力於研究節能環保及物聯網領域的綠色標準，並於2011 年3 月被正式發布成為IEEE 1888 標準。IEEE 1888 標準是首個由中國發起的綠色ICT 標準，是中國創新技術通過國際合作成為全球標準的代表，是IEEE 在綠色節能和物聯網領域具有標誌性的全球標準。
為了幫助業界更好地了解IEEE 1888 標準，由中國電信北京研究院牽頭，北京天地互連信息技術有限公司分工協作完成此書。作為首本介紹IEEE 1888 的書籍，本書分6 篇共16 章對IEEE 1888 標準做了系統闡述，並在附錄中對IEEE 1888 系統的具體實現做了簡單介紹，內容如下。
一、發展篇（第1 章）：介紹國內外的綠色ICT 發展趨勢。國際方面，主要介紹歐盟、美國、日本的綠色ICT 發展戰略，以及DESC、GeSI、WWF、AIIA、TGG 等國際組織在推動綠色ICT 發展的過程中所做的積極努力；國內方面，主要從戰略角度對我國的綠色ICT 發展進行剖析，並介紹對綠色實踐的探索，以及我國香港、台灣地區的戰略舉措。
二、需求篇（第2 章）：介紹業界發展對統一標準的需求。首先介紹當前比較成熟的匯流排控制標準，接下來介紹智慧型電網、綠色數據中心、智慧型建築節能等綠色ICT標準，進而介紹IEEE 1888 泛在綠色社區網路標準，並從運營商進行綠色信息化實踐以及國家產業發展和國際化發展需求等方面闡明制定IEEE 1888 標準的重要性。
三、標準篇（第3～6 章）：詳細介紹IEEE 1888 標準的具體內容。首先介紹標準化的進展，其次概要描述1888 系統的目標願景、設計思路以及相關的關鍵基礎技術和系統創新點，最後對1888 系統的原理及技術構建方法進行詳盡的介紹，包括系統的體系架構、通信協定、應用程式接口和數據結構，以及系統的開發與實現，為技術開發人員提供有力的技術支撐。
四、產品篇（第7～11 章）：介紹1888 系統的主要設備及其在整個系統中所起的作用。主要產品包括：各種形態和功能的終端設備，支持不同通信協定的泛在網關，不同存儲方式的存儲設備，各種套用分析平台，產品安全以及測試儀和測試平台等。
五、套用篇（第12～15 章）：介紹1888 系統在不同場景的套用。本篇主要從樓宇智慧型節能、綠色社區、智慧型電網、工業監測以及環境監測等五種套用場景進行介紹，體現1888 系統的通用性、開放性，便於讀者對1888 體系有一個更為深刻的認識。
六、產業篇（第16 章）：在對產業鏈梳理的基礎上，明晰IEEE 1888 產業鏈的構成及其業務形態和商業模式；以具有代表性的建築領域為例，介紹IEEE 1888 產業的市場規模；概括產業發展現狀及整個產業鏈未來的發展趨勢；提出基於1888 構建綠色城市的展望。
七、附錄IEEE 1888 實現（附錄1 至附錄4）：具體介紹應用程式、存儲器、網關、協定棧等組件的研發實現，供開發人員參考借鑑。
本書在編寫過程中得到了中國電信各級領導的指導與支持，在此表示衷心的感謝。作為介紹IEEE 1888 的首本著作，對1888 標準及體系的介紹難免會有遺漏和不足之處，懇請讀者批評指正。
編 者
