物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑智能化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能裝備與信息工程學(xué)院 鈕 鑫 楊小來(lái)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑智能化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能裝備與信息工程學(xué)院 鈕 鑫 楊小來(lái)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們的日常生活逐步發(fā)生翻天覆地的變化.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給建筑智能化系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的影響.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和建筑智能化系統(tǒng)的融合是未來(lái)建筑發(fā)展的方向.在建筑智能化系統(tǒng)的智能安防、節(jié)能減排、智能家居等領(lǐng)域,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).

物聯(lián)網(wǎng);智能建筑;建筑智能化

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能建筑系統(tǒng)中的信息模型緊密的結(jié)合在一起.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智能建筑信息模型提供技術(shù)支持.在智能建筑工程建設(shè)及運(yùn)維方面,智能建筑信息模型和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合在一起能夠極大地提高工程質(zhì)量與效率.

現(xiàn)在,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的RFID等傳感器技術(shù)和智能建筑信息模型在智能建筑系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用.

智能建筑信息模型將建筑實(shí)體在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了虛擬化重現(xiàn),完成了建筑數(shù)字化、模型化.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則采用各種傳感器技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù),完成了智能建筑各個(gè)部件的標(biāo)簽化,采用信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能建筑系統(tǒng)的空間、設(shè)備、結(jié)構(gòu)等的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理.同時(shí),物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)也需要從智能建筑信息模型BIM系統(tǒng)獲取更詳細(xì)的生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家、構(gòu)件尺寸等信息.具體的建筑物及所有構(gòu)件信息,設(shè)備從設(shè)計(jì)到施工以及運(yùn)維過(guò)程中的信息,均記錄在智能建筑信息模型系統(tǒng)中.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能建筑系統(tǒng)中的信息模型可以相互補(bǔ)充.

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能建筑信息模型互為補(bǔ)充,融合在一起的時(shí)候,智能建筑系統(tǒng)可以發(fā)揮更大的作用.

ICT行業(yè)(ICT是指Information Communication Technology,簡(jiǎn)稱ICT, ICT 是信息、通信和技術(shù),這三個(gè)單詞的首字母組合而成.)經(jīng)過(guò)了三十多年的發(fā)展,目前,軟硬件方面已經(jīng)非常成熟.以信息系統(tǒng)集成為主和以建筑智能化為主的企業(yè),均取得了良好的業(yè)績(jī).

隨著時(shí)代的進(jìn)步,建筑智能化系統(tǒng)在持續(xù)改進(jìn)發(fā)展.基于傳感器技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了智能建筑系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物理部件的互聯(lián)互通,實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)設(shè)備與器材的智能化的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)作為推動(dòng)世界高速發(fā)展的重要生產(chǎn)力,為建筑智能化行業(yè)的發(fā)展提供了很多積極幫助.

云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的迅速進(jìn)步發(fā)展,幫助物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)迅速成熟,生產(chǎn)成本快速下降,應(yīng)用越來(lái)越廣泛,可以滿足了智能建筑系統(tǒng)工程現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和信息的實(shí)時(shí)采集、高效分析、及時(shí)分發(fā)和隨時(shí)獲取.

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為智能建筑行業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力量,隨著科技的發(fā)展,與智能建筑的結(jié)合越來(lái)越緊密,廣泛應(yīng)用于智能家居、安全防范等領(lǐng)域.

作為基于信息采集、控制、通信、分析和管理的系統(tǒng)工程,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以很好的改進(jìn)智能建筑在資源的采集、整合和智能化處理方面的能力.實(shí)現(xiàn)智能建筑資源利用率的最大化.

現(xiàn)階段,建筑智能化概念方面,偏向于建筑"自動(dòng)化"與建筑"信息化".未來(lái),基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將側(cè)重于智能建筑系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號(hào)方面的感知,數(shù)據(jù)信號(hào)的高速可靠傳輸,獲取的傳感器信號(hào)的智能處理,全面實(shí)現(xiàn)物與物、人與物的互相交流,以"人"為核心.

作為智慧城市的重要單元之一的智能建筑系統(tǒng), 為了滿足日益增長(zhǎng)的信息應(yīng)用和集成的需求,必將全面采用光纖化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),光纖化方向發(fā)展已成為必然趨勢(shì),隨著EPON和GPON等光纖到樓、光纖到戶的推進(jìn),采用了高速帶寬的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以為智能建筑提供更好的服務(wù).

無(wú)線網(wǎng)狀(Mesh,無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)廣泛普及,其價(jià)格日益平民化,具備覆蓋廣泛和靈活的特點(diǎn).包括WLAN、無(wú)線傳感網(wǎng)在內(nèi)的多種無(wú)線通信技術(shù)將在智能建筑中廣泛部署,并與有線通信相結(jié)合,促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在部署.

基于IP技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)日益標(biāo)準(zhǔn)化,該系統(tǒng)擁有開(kāi)放性和互操作性,非常適合于智能建筑控制系統(tǒng).

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用主要包括以下幾方面:

(1)在智能安防中的應(yīng)用

對(duì)于智能交通、智能家居、平安城市、安防+、安防云等新的智能領(lǐng)域,借助國(guó)家大力推動(dòng)的"互聯(lián)網(wǎng)+"浪潮,依托人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)等快速發(fā)展的新技術(shù),日益成熟.

在建筑智能化系統(tǒng)中,對(duì)于視頻圖片等幾年前很難被統(tǒng)計(jì)處理的數(shù)據(jù)信息,隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)以及智能分析算法的發(fā)展,現(xiàn)在可以使用基于云計(jì)算架構(gòu)服務(wù)器集群,對(duì)海量圖片視頻提取結(jié)構(gòu)化信息,運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析研究,讓智能安防可以在提供治安監(jiān)控和報(bào)警等服務(wù)的同時(shí),也能夠在城市生活、交通、政務(wù)、商業(yè)活動(dòng)等方面,做出其應(yīng)有的貢獻(xiàn).為國(guó)家公安部倡導(dǎo)的平安城市建設(shè)添磚加瓦.智能安防如圖1所示:

圖1 智能家居+安防

智能安防為智能家居鋪設(shè)天羅地網(wǎng):依據(jù)公安部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國(guó)每年因入室盜竊造成的家庭損失高達(dá)11300億元,3.5億戶居民家庭財(cái)產(chǎn)安全無(wú)法得到充分保障,安全性成為智能家居發(fā)展的前提保障.可以預(yù)見(jiàn)的是門禁、智能鎖、攝像頭甚至遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控等均是未來(lái)智能家居鏈條中不可或缺的必備品.

社區(qū)、樓宇、家庭等場(chǎng)所是各種設(shè)施和安防系統(tǒng)密集分布區(qū)域,小區(qū)、家庭、停車場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)、周界等不同區(qū)域都需要進(jìn)行監(jiān)控,各種、車輛、人員、視頻、聲音、身份、位置等多種信息也都存在感知的必要性,而現(xiàn)有分散建設(shè)的安防系統(tǒng)難以滿足如此復(fù)雜的智能化要求.

改進(jìn)升級(jí)現(xiàn)有的安防系統(tǒng),增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺(tái)建設(shè)資金的投入,逐步進(jìn)行智能安防與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合,提高安防和管理效率,實(shí)現(xiàn)有效的安防,促進(jìn)智能建筑安全、容量和效率整體水平的提升.

圖2 監(jiān)控中心

(2)在節(jié)能減排中的應(yīng)用

可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)系統(tǒng),連接智能建筑的電能系統(tǒng)和污水處理設(shè)備,采用各種傳感器,讀取所有詳細(xì)信息,包括電耗、微生物數(shù)量、污染指數(shù)、凈化器使用情況、染物去除率等數(shù)據(jù),通過(guò)高速光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)儲(chǔ)存.

分析大數(shù)據(jù),運(yùn)用云平臺(tái)監(jiān)控、比較、分析出設(shè)備最佳處理效率與處理工藝,使工作人員對(duì)設(shè)備操作有依據(jù)可行,也可以對(duì)污水處理監(jiān)督考核,健全監(jiān)管體系.

圖3 節(jié)能減排

(3)在智能家居中的應(yīng)用

通過(guò)門禁對(duì)講、安防報(bào)警、車庫(kù)門控制、調(diào)光控制、電器遠(yuǎn)程控制、溫度控制、窗簾控制、晾衣桿控制等功能模塊,智能家居系統(tǒng)可以完成多個(gè)品牌的設(shè)備在統(tǒng)一的控制平臺(tái)上互聯(lián)互通,實(shí)現(xiàn)人們回家、離家、觀影、睡眠、起夜等情景模式.在家庭有限空間中,采用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居能提供無(wú)限可能.

圖4 智能家居

目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑智能化系統(tǒng)中的應(yīng)用,發(fā)展迅速,但還需要加強(qiáng)系統(tǒng)方面安全和物體方面的安全,進(jìn)一步完善和統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),各種傳感器接口標(biāo)準(zhǔn),智能建筑數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn).

[1]冀沛然.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助推智能建筑的應(yīng)用普及[J].山西建筑,2012,8(38):286-287.

[2]林賢光.談智能建筑的理論與理論建設(shè)(上、下)[J].上海消防,2004(10-11):52-53,56-57.

[3]林賢光.建筑是一個(gè)"人機(jī)環(huán)境"大系統(tǒng)工程一一論建筑師在"智能建筑"中的作用[[J].建筑,2001,12:37-40.

[4]賀銼,劉偉,王思敬,等編著.物聯(lián)網(wǎng)藍(lán)皮書(shū):中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告(2011)[R].北京:社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社,2011,5.

[5]協(xié)同智能建筑集成管理平臺(tái)SynchroIBMS用戶手冊(cè)[Z].西安協(xié)同時(shí)光軟件有限公司.

[6]趙雪勤.我國(guó)智能建筑企業(yè)成長(zhǎng)的影響因素研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué).2011,5.

[7]姜永東.物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[[J].智能建筑,2011,1.

[8]秦洪花."智慧城市"的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀[[J].信息化建設(shè),2010,9.

[9]周曉瓊.中國(guó)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式研究[D].北京:北京郵電大學(xué),2010,5.

[10]工業(yè)與信息化部電信研究院.物聯(lián)網(wǎng)"十二五"發(fā)展規(guī)劃[[EB/OL].http://www.m2mun.com,2011,11.

[11]馬鴻雁,李惠界.智能住宅小區(qū)[M].北京:機(jī)械工業(yè)處版社,2003:18-26.

[12]唐紅,史艷紅.基于智能建筑與綠色建筑柔性融合的思考[[J].四川建筑科學(xué)研究,2012,5:71-77.

[13]中國(guó)智能家居信息網(wǎng).了解國(guó)外智能家居品牌[J].數(shù)字社區(qū)&智能家居,2007,4:6-9.

[14]馬洪濤.探討"智能建筑系統(tǒng)網(wǎng)"的現(xiàn)狀與實(shí)施[[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2014,12:42-46.

[15]洪其祿.淺談智能建筑的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)研究[[J].科技與企業(yè),2013,9:187-193.

[16]種憬,趙立君.淺談物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代測(cè)試領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展[[J].電信技術(shù),2010,1:12-25.