智能建筑中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

于瀾，趙學(xué)祺

（1.威海市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，山東 威海 264200；2.威海市城鄉(xiāng)規(guī)劃編研中心有限公司，山東 威海 264200）

1 概述

隨著科技的發(fā)展和人們對于生活和居住條件的要求越來越高，智能建筑逐漸成為建筑領(lǐng)域里的研究熱點。智能建筑是以建筑為基礎(chǔ)，包含了建筑相關(guān)設(shè)備、管理系統(tǒng)以及相關(guān)的通信網(wǎng)絡(luò)的完整系統(tǒng)。在我國的《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》里也有詳細的定義。由于自身的優(yōu)勢和與科技的緊密結(jié)合，我們可以斷定智能建筑是建筑行業(yè)的未來發(fā)展趨勢。

目前，涵蓋了傳感器、自動化、網(wǎng)絡(luò)以及嵌入式系統(tǒng)等綜合性的技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在深刻影響著人們的生活[1]。假如將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能運用到建筑中，特別是智能建筑，那么兩者結(jié)合則代表這未來建筑最終的發(fā)展目標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中最主要的應(yīng)用就體現(xiàn)在智能家居、節(jié)能減排、智能安防以及監(jiān)控管理等方面，這是建筑技術(shù)上的一個新的嘗試，也是智能建筑發(fā)展的必然趨勢[2]。

2 智能建筑

從1984年美國建成了第一幢智能建筑開始，通過一定的方法把現(xiàn)代建筑藝術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及計算機軟件技術(shù)進行一定的融合與集成，成為了建筑行業(yè)非常重要的發(fā)展方向。根據(jù)相關(guān)資料，美國的智能建筑已經(jīng)將近萬棟。而近些年來，我們的鄰國日本新建的建筑中有將近65%是智能建筑。對于我國來說，雖然在建筑行業(yè)的起步比較晚，但是發(fā)展與應(yīng)用還是比較迅猛的[4]。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能建筑的充分結(jié)合，一方面，是智能建筑為物聯(lián)網(wǎng)提供數(shù)據(jù)內(nèi)容、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及中間件架構(gòu)。另一方面，智能建筑的不斷前進又離不開物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)的不斷發(fā)展和進步。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能建筑是在不斷互相影響和促進[5]。

3 智能建筑中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

隨著智慧城市和智能建筑的不斷發(fā)展，現(xiàn)代建筑中的信息化程度和要求越來越高，一般意義上的建筑也從單體建筑走向智能建筑，逐漸變得集群化、智能化、數(shù)字化。我們可以說，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的影響幾乎無所不在，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展對智能建筑的推動作用也非常明顯。目前智能建筑中的很多子系統(tǒng)的設(shè)備，都是通過傳感器、聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接起來的，比如智能家電、智能家居、安防監(jiān)控、遠傳抄表等系統(tǒng)[6]。

物聯(lián)網(wǎng)對于智能建筑的影響可以說是無處不在，目前的智能建筑中包括30個子系統(tǒng)，其中一卡通、安防、設(shè)備監(jiān)控已經(jīng)構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)平臺上的融合子系統(tǒng)，這已經(jīng)屬于物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)了，但是不得不承認的是已知的智能化建筑其實只是部分滿足了建筑管理的要求和業(yè)主的需求，系統(tǒng)的擴展性和穩(wěn)定性直接制約了智能建筑的發(fā)展。新型技術(shù)應(yīng)用不是常態(tài)，但是更多的是銷售上的花哨，那些并不是真正意義的智能建筑。我們應(yīng)該思考，關(guān)于如何更好的將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能建筑，其中需要考慮的是整個系統(tǒng)應(yīng)該是動態(tài)還是靜態(tài)，系統(tǒng)與人類之間應(yīng)該結(jié)合到怎樣的程度，系統(tǒng)和系統(tǒng)之間是否需要關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)上能否進行擴展等[7]。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能建筑的結(jié)合

智能建筑中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn)在很多方面，不僅僅是控制，更多的是對于居住環(huán)境的感知、管理，調(diào)整等。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下幾個方面：智能家居、安防監(jiān)控、能源管理、設(shè)備控制、環(huán)境監(jiān)測等。

智能家居：智能家居是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上建立的各種家具設(shè)備的互相協(xié)同和配合工作。

一般家庭中包含的燈光照明系統(tǒng)、家電設(shè)備、窗戶窗簾控制、安全防護監(jiān)控系統(tǒng)、娛樂休閑系統(tǒng)等，都是通過內(nèi)嵌或者增加的智能控制芯片或者設(shè)備，采用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)集中管理或者遠程控制，為業(yè)主提供綜合性的現(xiàn)代化家居生活。這就是我們的“物聯(lián)”智能家居。通過這種協(xié)同工作，提供家電控制、照明控制、電話遠程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報警、環(huán)境監(jiān)測以及可編程定時控制等多種功能和手段。

集合了各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居與普通家居相比，除了具有傳統(tǒng)的居住功能，更具有了基于網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及自動控制技術(shù)的全方位的交互功能。當(dāng)然，我們在進行智能家居的建設(shè)中，應(yīng)該意識到，智能家居并非只是各種智能設(shè)備的簡單堆積，也不是系統(tǒng)的先進性的高低，而是取決于系統(tǒng)的整體設(shè)計和配置是否符合家庭基本的使用規(guī)律，是否能夠協(xié)同工作，系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定地運行，系統(tǒng)的管理維護和升級是否簡單方便，系統(tǒng)的技術(shù)是否成熟，升級改造是否能夠?qū)崿F(xiàn)無縫提升。也就是說，智能家居不但是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到家居系統(tǒng)中，而是二者深度融合，以提升家居生活品質(zhì)為重點的綜合系統(tǒng)它的主要目的是實現(xiàn)家居生活的現(xiàn)代化、智能化，讓業(yè)主擁有高質(zhì)量的生活。

安防監(jiān)控：將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能建筑的報警防護中與傳統(tǒng)的建筑防護體系相比，成效更明顯、更實用，在處理上速度也更快且精確。其中涉及到電子巡檢、視頻網(wǎng)絡(luò)的實時監(jiān)控、災(zāi)情預(yù)警、逃生通道安全控制等等。

對于目前的智能防護系統(tǒng)來說，一般是從3個方面進行統(tǒng)一的管理，分別是：一網(wǎng)制管理、建立一個數(shù)據(jù)庫、門禁一卡制。目前的智能建筑使用的門禁卡，一般帶有射頻卡，如果使用者使用門禁卡時，在巡邏中的安保人員就能通過數(shù)據(jù)庫判定持卡人的身份信息。家庭內(nèi)部的安全防護主要是燃氣傳感器、煙火探測器、熱敏感應(yīng)器、視頻監(jiān)控、門鎖電磁系統(tǒng)以及家庭紅外線傳感器等，其中一旦哪一個超出了設(shè)定的安全值，就會立即報警提示，并及時的向小區(qū)的安保尋求幫助，能夠有效的保證家庭成員的人身財產(chǎn)安全。例如，視頻監(jiān)控中的人臉識別及移動監(jiān)測功能，能對人臉進行識別及其移動軌跡判定是否非法入侵等[8]。

節(jié)能管理：目前我們國家倡導(dǎo)生態(tài)化、綠色化，這也是國家政策對建筑行業(yè)的要求。因此，節(jié)能已經(jīng)成為衡量智能建筑的一個重要指標(biāo)。我們把相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智能建筑的設(shè)計中，主要目的是充分利用有限的自然資源，減少不必要的能源消耗。同樣的能源消耗下，產(chǎn)生更多的效率。智能建筑通過采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使用有能耗計量儀表和相關(guān)計算機網(wǎng)絡(luò)、控制技術(shù)，可以實現(xiàn)對電、水、氣、供暖等能源消耗進行分項采集、統(tǒng)計和分析，并利用根據(jù)數(shù)據(jù)的挖掘分析結(jié)果，建立相關(guān)模型，為節(jié)能提供支持，從而打造低碳綠色的智能建筑。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在其中也發(fā)揮著重要的作用。

設(shè)備監(jiān)控：現(xiàn)代智能建筑包含多個子系統(tǒng)，比如空調(diào)、照明、給排水等。這些子系統(tǒng)里都使用了各種各樣的設(shè)備。這些設(shè)備通過傳感器、控制設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，能夠隨時隨地獲取相關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)，可以利用相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備是否正常工作，一旦出現(xiàn)某個系統(tǒng)的故障，便可以及時獲取到故障信息并提供給有關(guān)管理部門，及時處理，保障各個系統(tǒng)及設(shè)備的正常運行，保證建筑功能的完整和持續(xù)。

環(huán)境監(jiān)測：建筑本身的光照、溫度、濕度、噪聲等各項環(huán)境指標(biāo)，包括現(xiàn)在大家比較關(guān)心的空氣污染，PM2.5等信息，都可以通過部署在智能建筑中的各類環(huán)境參數(shù)監(jiān)測傳感器，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，隨時上報和預(yù)警，能夠指導(dǎo)業(yè)主以及物業(yè)管理人員采取相關(guān)措施，調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)等，應(yīng)對空氣質(zhì)量的變化，保證建筑中的環(huán)境質(zhì)量符合人類健康需要。

5 展望

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對智能建筑的影響是顛覆性的，隨著人們對建筑現(xiàn)代化需求的逐漸增長，對智能建筑中的各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用提出了更高的要求。我們希望越來越多的物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)，更多地融合和加入到智能建筑的設(shè)計以及實現(xiàn)中，提高智能建筑的整體設(shè)計水平。同時，也希望智能建筑的發(fā)展和越來越多的建設(shè)，能夠更好地推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向前發(fā)張，更好地滿足人們的居住要求。

我們可以相信，智能建筑是建筑行業(yè)未來的必定趨勢，結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑也是我們未來必然的發(fā)展方向。目前，我國智能建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已相當(dāng)可觀，我們也可以相信，融合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑，必然會使得這一產(chǎn)業(yè)擁有更高的關(guān)注度和更好的發(fā)展前景。

6 結(jié)語

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能建筑，就是將現(xiàn)代計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動控制技術(shù)和建筑藝術(shù)進行有機結(jié)合，互相融合，創(chuàng)造一個更舒適、更健康、更環(huán)保、更節(jié)能、更智慧的科技居住環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，不僅讓智能建筑更加人性化，對于能源的利用也更加充分并合理。雖然我國的建筑整體大環(huán)境起步較晚，但是國家對于建筑的重視程度，以及建筑行業(yè)相關(guān)學(xué)者都在為建筑未來的發(fā)展做努力，而未來建筑行業(yè)的發(fā)展會逐步趨向智能化。所以，應(yīng)該抓住當(dāng)下的機遇，迎接未來的挑戰(zhàn)，進而找到真正符合我國國情的基于物聯(lián)網(wǎng)拘束的建筑智能化道路。