建筑用電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)智能終端的研究

邵漢卿 羅燕 潘建華 趙琪輝 張劍明 梁夢穎

【摘 要】我國綜合國力的不斷增強，使社會發(fā)展速度日益加快，現(xiàn)代化城市建設(shè)進程的不斷推進，使人們的生產(chǎn)生活與思維方式發(fā)生了巨大的變化，電子信息技術(shù)開始真正融入到人們的日常生產(chǎn)生活當(dāng)中，并發(fā)揮著越來越重要的作用。各種各樣物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的出現(xiàn)，為人們帶來巨大便捷的同時，也體現(xiàn)出其與電子信息技術(shù)協(xié)同發(fā)展、齊頭并進的態(tài)勢，將電子信息技術(shù)應(yīng)用于各種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，必將為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展開拓一個嶄新的空間。物聯(lián)網(wǎng)在長時間的發(fā)展過程中，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于社會建設(shè)的各個方面，尤其是對智能建筑的發(fā)展具有重要意義。鑒于此，本文是對建筑用電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)智能終端進行研究，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；用電設(shè)備；智能終端

一、物聯(lián)網(wǎng)及電子信息技術(shù)的概念

1、物聯(lián)網(wǎng)

在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，其主要是通過識別技術(shù)、智能感知技術(shù)以及通訊技術(shù)等手段來實現(xiàn)人與物、物與物之間的連接和控制，進而使人們能夠通過這些技術(shù)手段來獲取到任何物體的任何信息，從而大大提高了數(shù)據(jù)的利用效率。相比于互聯(lián)網(wǎng)來說，物聯(lián)網(wǎng)可以看作是其另一種延伸，這是因為物聯(lián)網(wǎng)不僅包括互聯(lián)網(wǎng)中的所有內(nèi)容，而且能夠在原有基礎(chǔ)上進一步的延伸，從而使這些內(nèi)容被私有化應(yīng)用，而不像互聯(lián)網(wǎng)一樣，其內(nèi)容是被大眾化、公開化應(yīng)用的。

2、電子信息技術(shù)

現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，使各種電子產(chǎn)品紛紛應(yīng)運而生，人們的日常生活也越來越依賴于這些電子產(chǎn)品，這也使電子信息技術(shù)成為人們生產(chǎn)生活中不可分割的一部分。電子信息技術(shù)的形態(tài)多種多樣，如傳感器技術(shù)、電子應(yīng)用、通信導(dǎo)航技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等都是電子信息技術(shù)的一部分，正是這種形態(tài)的多樣化，使電子信息技術(shù)和人們之間有著非常密切的聯(lián)系，大大提高了各個領(lǐng)域的生產(chǎn)效率，推動了我國社會的發(fā)展。而對于物聯(lián)網(wǎng)來說，電子信息技術(shù)也同樣是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的重要應(yīng)用技術(shù)之一，可以說，沒有電子信息技術(shù)，就沒有現(xiàn)今的物聯(lián)網(wǎng)。

二、智能終端概述

1、基本定義

所謂智能終端（SmartTerminal），是一種能嵌入計算機系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備，這個體系結(jié)構(gòu)的框架和嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是完全一致的。智能終端是嵌入式系統(tǒng)的一個應(yīng)用方向，其應(yīng)用場景設(shè)定較為明確，因此，其體系結(jié)構(gòu)比普通嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加明確，且擁有一些自身的特點。

2、結(jié)構(gòu)分類

智能終端體系的結(jié)構(gòu)主要可以分為兩部分：

1）軟件結(jié)構(gòu)

軟件結(jié)構(gòu)又被分為應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件。這兩種軟件相互合作作用于計算機內(nèi)部系統(tǒng)的應(yīng)用程序、中間件和操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)的功能是管理職能終端的所有資源，主要涉及五個方面的管理功能：進程與處理機管理、作業(yè)管理、存儲管理、設(shè)備管理、文件管理。

2）硬件結(jié)構(gòu)

硬件結(jié)構(gòu)主要由存儲器、處理器（運算器、控制器）組成，主要將收集到的信息從外部傳遞到處理器內(nèi)部，經(jīng)過處理后，傳遞給外部系統(tǒng)，還可以將相關(guān)信息傳輸?shù)酱鎯ζ髦羞M行存儲。從硬件來看，智能終端普遍采用的是計算機經(jīng)典的體系結(jié)構(gòu)，即馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，主要包括以下幾部分：運算器（Calculator，也叫算術(shù)邏輯部件ALU）、控制器（Controller）、存儲器（Memory）、輸入設(shè)備（InputDevice）和輸出設(shè)備（OutputDevice）。而且運算器和控制器相互合作，可以構(gòu)成計算機的核心部件，這一核心部件就是中央處理器（CenterProcessUnit，CPU）。

3、操作系統(tǒng)

智能終端的研究已經(jīng)滲透到了科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域涉及的每個部分，為了優(yōu)化其實際應(yīng)用和技術(shù)特性，在將其植入電腦系統(tǒng)后，還必須優(yōu)化相應(yīng)的計算機系統(tǒng)。現(xiàn)階段，常見的智能終端操作系統(tǒng)包括：Linux、WindowsCE、SymbianOS、iPhoneOS等。

4、技術(shù)特點

智能終端處理器作為智能終端系統(tǒng)中的核心元件，對其效率的研究和功能的優(yōu)化有助于提升整個計算機應(yīng)用系統(tǒng)的性能，從而有效促進其在實際科學(xué)技術(shù)工作過程中的應(yīng)用。智能終端的技術(shù)特點包括：

1）高性能

由于計算機科學(xué)技術(shù)力量的不斷發(fā)展，社會主義現(xiàn)代化國際浪潮的不斷推進，使我國現(xiàn)階段對智能終端系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，而且還在不斷擴展。這樣的發(fā)展趨勢對其實際使用過程中的智能終端具有較高的要求，目的是給使用者提供完整的功能和較好的體驗。

2）集成度較高

只有具備了較高的集成度，才能使其在很小的尺寸上集成較多的器件。一方面可以保障整個智能終端的尺寸被有效控制，另一方面還能降低設(shè)計過程的復(fù)雜性，保障了系統(tǒng)的實用性和可靠性。

3）功耗較低

由于很多的智能終端都是利用電池供電才能保持正常的工作，使系統(tǒng)的功耗非常敏感。因此，只有保障智能終端的處理器功耗保持在一個較小的功率下才能正常工作。

三、建筑用電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中智能終端的應(yīng)用

1、視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為我國現(xiàn)階段建筑設(shè)計過程中最普遍的一種，其主要目的是對整棟建筑內(nèi)部的安全性進行防范，因此，選擇海康威視公司的硬盤錄像機、槍型網(wǎng)絡(luò)攝像機、球型網(wǎng)絡(luò)攝像機以及核心交換機共同組裝成的監(jiān)控系統(tǒng)為研究對象，將其安置在實驗室的房間內(nèi)部，并借助TCP/IP協(xié)議將視頻存儲到硬盤錄像機內(nèi)，幫助使用者進行觀察和研究。

2、恒壓供水系統(tǒng)

恒壓供水系統(tǒng)主要通過上位機進行控制，形成供水、用電統(tǒng)計報表并存儲和打印輸出，才能完成模擬量的采樣、運算和輸出，最終完成控制系統(tǒng)的啟停、水路的切換、工況監(jiān)控以及相應(yīng)的故障監(jiān)測、判斷以及報警等任務(wù)。

3、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

以美國Alerton（艾頓）公司的BACNet產(chǎn)品——空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)為研究對象，對其內(nèi)部構(gòu)成進行詳細的分析，發(fā)現(xiàn)其主要由新風(fēng)機組、定風(fēng)量組合式空調(diào)機組以及空調(diào)冷熱源系統(tǒng)組成，這一系統(tǒng)的建立有效實現(xiàn)了恒溫恒濕的舒適環(huán)境。而當(dāng)建筑用電設(shè)備植入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中后，其結(jié)構(gòu)主要由圖形工作站、監(jiān)控工作站、BACTalk網(wǎng)絡(luò)控制器、VLC-1188DDC控制器、VLC-853DDC控制器一起共同作用。并且在實際工作時，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控工作站、網(wǎng)絡(luò)控制器與底層的DDC控制器之間借助BACNet協(xié)議進行工作，并通過圖形工作站的圖形化設(shè)計將現(xiàn)場的新風(fēng)機組、定風(fēng)量空調(diào)機組的參數(shù)直觀地展示出來，有效地滿足了現(xiàn)階段互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)提出的新要求。此外，為了保障在網(wǎng)絡(luò)條件順利運行的情況下使各個工作步驟被落實，必須滿足第三方集成商KPWARE所提供的ServerEX軟件包和相應(yīng)的BACNet通信協(xié)議，才能有效地保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

4、門禁系統(tǒng)

以美國漢軍（HUNDURE）公司的產(chǎn)品為研究對象，門禁系統(tǒng)主要包括兩個重要的部分：①上位機軟件eNitor，要以TCP/IP通信協(xié)議為基礎(chǔ)，并且要結(jié)合這計算機的技術(shù)應(yīng)用和非接觸式樣的IC卡技術(shù)，才能使IC卡承擔(dān)完全的門禁通信、身份識別等職能，并且在通用性能方面也有更出色的表現(xiàn)；②門禁控制器RAC2000，一般會用到五塊，但是能夠?qū)崿F(xiàn)對XX305、XX404、XX412、XX308等共計十扇門的刷卡控制，實現(xiàn)了在云平臺數(shù)據(jù)的收集和控制，而且在網(wǎng)絡(luò)通暢的條件下實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的共享。

結(jié)束語

本文著重對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在建筑用電設(shè)備中的智能終端進行研究，探索相應(yīng)的功能需求，并有效地結(jié)合實際進行技術(shù)優(yōu)化。

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（作者單位：紹興市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院）