基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑“綠衣”系統(tǒng)

林風(fēng)人， 陶 玨

（福建工程學(xué)院 軟件學(xué)院，福建 福州 350003）

0 引 言

隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工業(yè)排放物引起的氣候問題也愈發(fā)突出，全球性氣候變暖正逐年加大，威脅著我們的生存環(huán)境。2013年初在全國范圍內(nèi)發(fā)生的PM2.5問題已經(jīng)讓人們意識(shí)到改善城市空氣質(zhì)量迫在眉睫。而改善空氣最直接、最安全的手段就是增加植物的種植面積，通過植物來循環(huán)凈化空氣中的有害物質(zhì)。人們迫切希望在城市中增加綠化面積，但城市用地十分緊張，為了滿足城市綠化的需要同時(shí)又不占用寶貴的土地資源，建筑“綠衣”系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。中共十八大提出的“美麗中國”概念，為智能化建筑加入綠色新元素提供了機(jī)遇，在改善生活環(huán)境的同時(shí)，城市“綠衣”系統(tǒng)也起到裝飾建筑的作用。綠色植物通過光合作用降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)使用，起到節(jié)能減排的效果，大量的植物又可以參與到空氣循環(huán)凈化機(jī)制中去，降低空氣中的有害物質(zhì)。文中提出“綠衣”系統(tǒng)概念，就是充分利用城市中大量的建筑表面可綠化面積，來解決城市綠化面積問題，同時(shí)提出建筑“綠衣”系統(tǒng)的解決方案。

0.1 研究現(xiàn)狀

世界各國十分重視建筑立體綠化、垂直綠化和空中綠化，這已成為全世界綠色運(yùn)動(dòng)的一部分。1991年，日本東京都政府頒布城市綠化法律，規(guī)定在設(shè)計(jì)大樓時(shí)必須提出綠化計(jì)劃書。日本在綠色屋頂建筑中，采用了許多新技術(shù)，例如，采用人工土壤、自動(dòng)灌水裝置，甚至研究了控制植物高度及根系深度的種植技術(shù)。2010年，上海世博會(huì)上的植物墻和屋頂綠化奪人眼球，雖然城市立體綠化演化出很多新的方式，但是仍然擺脫不了“人工”的控制。建筑上層的綠化植物維護(hù)起來相當(dāng)困難。

目前，城市中已有不少相對成功的建筑立體式綠化。傳統(tǒng)建筑立體綠化是將植物直接架構(gòu)在建筑表面，對于植物的供給依然要靠人工實(shí)現(xiàn)，在低層建筑維護(hù)尚且容易，但高層建筑維護(hù)起來就相當(dāng)困難了。41屆上海世博會(huì)中展出的綠墻，其維護(hù)費(fèi)用高達(dá)每月20萬人民幣，但因其維護(hù)困難，綠墻最終還是難以逃脫枯萎的命運(yùn)。傳統(tǒng)的建筑立體綠化已然無法長久地為城市建筑披上綠色外衣，更不能合理地利用建筑表面。

有文獻(xiàn)研究，“十二五”期間，綠色建筑將從“啟蒙”階段邁向“快速發(fā)展”階段，分析我國發(fā)展綠色建筑的意義和條件，從建筑單體、社區(qū)、城鎮(zhèn)、城市等方面提出綠色建筑新建與改造、建筑工業(yè)化等方面的發(fā)展策略，并提出綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)等內(nèi)容［1］。從綠色建筑的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、政策等方面分析綠色建筑的變化情況。研究表明，中國大陸的綠色建筑發(fā)展目前處于初級(jí)階段［2］。

根據(jù)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，通過模擬風(fēng)、光、聲、熱環(huán)境，研究綠色建筑技術(shù)，包括采用自然通風(fēng)、自然采光、溫濕度獨(dú)立控制、崗位送風(fēng)、太陽能光伏發(fā)電等，建立一套適合城市建筑更新特點(diǎn)的綠色建筑技術(shù)體系［3］。

對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，文獻(xiàn)［4］討論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代建筑行業(yè)的應(yīng)用模式和發(fā)展前景，為城市的信息化起到推動(dòng)作用。提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來采集家居內(nèi)的環(huán)境、設(shè)備及人員信息，再將信息轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器，用戶通過瀏覽器便可以監(jiān)控智能家居各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行狀況等［5］。

但是，這些文獻(xiàn)中關(guān)于通過給建筑穿上綠衣，或者通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給建筑安裝可監(jiān)控、可管理、自動(dòng)化的植物形態(tài)，有關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn)少之又少。

0.2 給建筑穿“智能綠衣”

我國現(xiàn)有大量的即有建筑是依據(jù)過去建筑標(biāo)準(zhǔn)而建筑的建筑物，在自然的侵襲下已經(jīng)面目全非。如果這些老舊的建筑“穿”上智能綠色外衣，讓綠色植物附著在建筑表面，既能保護(hù)建筑體免受大自然的侵蝕，又能更好地降低建筑表面的溫度，提高空氣含氧量以及凈化空氣，建筑外衣又能把老舊不堪的建筑墻體變得煥然一新，使老舊的建筑重現(xiàn)生命力，展現(xiàn)出綠色生機(jī)。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將植物智能構(gòu)建至建筑表面，能有效解決環(huán)境及空氣污染問題。

采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的綠衣，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對建筑上層植物綠化進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)，為建筑立體綠化開啟了新篇章。無論對于架構(gòu)或是維護(hù)都會(huì)變得容易而且智能方便。人們可以通過傳感器采集植物的生長狀態(tài)并對植物進(jìn)行控制和管理，將城市綠化上升至高科技層面。建筑有生命，給建筑穿智能綠衣，像人類一樣通過衣著來改善自身容貌的同時(shí)，抵御自然界的侵襲以延長壽命。建筑綠衣不僅改善建筑的容貌，更重要的意義在于將植物通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以衣服的形式貼合在建筑的表面。一座城市能給與我們提供的綠化土地面積是有限的，但是一座城市所提供的建筑表面積卻非?？捎^。將建筑表面最大綠色化可以說是未來建筑的嶄新主題，也是一種創(chuàng)新的理念。

0.3 研究內(nèi)容

文中創(chuàng)新性地提出了城市綠衣理念以及給建筑穿綠衣的概念，同時(shí)設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行植物“綠衣”種植的思路、方法和結(jié)構(gòu)模型，以及植物選擇與植物生存環(huán)境控制?！熬G管”技術(shù)是建筑綠衣系統(tǒng)的基礎(chǔ)單元，建筑綠衣由大量“綠管”鋪設(shè)管理而成，而城市綠衣則由大量獨(dú)立單元的建筑綠衣組成，共同組建美麗中國的城市元素。

1 綠衣系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)環(huán)境

1999年由麻省理工學(xué)院的Auto－ID實(shí)驗(yàn)室首次提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念：采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和射頻識(shí)別技術(shù)，在物體上（如書籍、鞋、汽車部件）裝上一種微小的識(shí)別裝置，就可以隨時(shí)獲知物體的狀態(tài)、位置等信息，實(shí)現(xiàn)物體的智能管理。1999年在美國召開的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議（MobiCom1999）上提出一個(gè)新的傳感網(wǎng)［6］。同年，麻省理工學(xué)院Gershenfeld Neil教授出版專著［7］，標(biāo)志物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的開始。

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)向物理世界延伸和拓展，實(shí)現(xiàn)任何物體之間，任何人在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)以及任何途徑、網(wǎng)絡(luò)和任何設(shè)備的連接。以互聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)，將傳感器節(jié)點(diǎn)、射頻標(biāo)簽（RFID）等具有感知功能的信息網(wǎng)絡(luò)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

根據(jù)國際電信聯(lián)盟的建議，物聯(lián)網(wǎng)自底向上可以分為以下過程：感知、接入、互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)管理、應(yīng)用［8］。以傳感網(wǎng)絡(luò)為核心技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究，推進(jìn)了芯片設(shè)計(jì)、傳感器、射頻識(shí)別等技術(shù)的發(fā)展，與IP網(wǎng)絡(luò)整合，并擴(kuò)展服務(wù)管理層的信息資源，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用，同時(shí)，開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定［9］。綠衣系統(tǒng)是個(gè)典型的農(nóng)業(yè)、建筑的集成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用。

無線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID），又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識(shí)別，是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。主要包括RFID標(biāo)簽和閱讀器，控制射頻模塊發(fā)射讀取信號(hào)，處理標(biāo)簽的識(shí)別信息［10］。

美國加州草莓培育商N(yùn)orcal Harvesting安裝一套物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對草莓的生產(chǎn)進(jìn)行了實(shí)時(shí)追蹤。系統(tǒng)能根據(jù)土壤、空氣狀況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆水溫度調(diào)節(jié)。運(yùn)用RFID相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)智能支架，從而便于傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)調(diào)整和管理，以適應(yīng)不同植物和植物不同生長階段［11］。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑“綠衣”系統(tǒng)，建立無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，核心控制系統(tǒng)為ARM9 S3C2410處理器及Linux系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)，采用無線通訊技術(shù)，外網(wǎng)基于IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以GPRS通訊系統(tǒng)為基礎(chǔ)，內(nèi)網(wǎng)采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基于ZigBee無線通信技術(shù)，通過傳感器采集溫度、濕度、風(fēng)力、大氣、降雨量等數(shù)據(jù)信息，監(jiān)視植物灌溉情況，檢測土壤和空氣狀況的變更，根據(jù)土壤及空氣情況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，為綠衣的生存環(huán)境進(jìn)行綜合的農(nóng)業(yè)信息檢測、環(huán)境控制以及智能管理，同時(shí)根據(jù)用戶需求，隨時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程處理。

2 建筑綠衣系統(tǒng)構(gòu)建模型設(shè)計(jì)

2.1 “綠管”單元設(shè)計(jì)

“綠管”是建筑綠衣系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單元，采用模塊化分體設(shè)計(jì)，由前面板、培養(yǎng)基、供給裝置3部分組成。植物在培養(yǎng)基中培育，傳感器組直接放置植物根部，傳感器組包含了濕度傳感器、溫度傳感器、pH傳感器、空氣傳感器等實(shí)時(shí)監(jiān)控植物生長狀況。傳感器組采集到植物生長的數(shù)據(jù)后，通過RFID傳送至采集設(shè)備后傳輸至上位機(jī)，經(jīng)上位機(jī)軟件自動(dòng)控制或者用戶手動(dòng)控制后，控制供給裝置，對植物生長進(jìn)行統(tǒng)一的補(bǔ)給和管理。

溫度、濕度、pH值、光、離子、CO2等各種傳感器設(shè)備，檢測環(huán)境中的溫度、相對濕度、pH值、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理參數(shù)，采集并傳輸后作為參數(shù)匯總到自動(dòng)控制系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示或自動(dòng)控制，保證植物有一個(gè)良好的、適宜的生長環(huán)境。

雨水收集裝置采用廣口設(shè)計(jì)，能收集雨水并循環(huán)利用。電磁閥門通過信號(hào)控制器接收控制信號(hào)并控制水分供給。濕度傳感器采集感應(yīng)土壤水分，并在設(shè)定條件下與接收器通信，控制電磁閥門打開、關(guān)閉，達(dá)到自動(dòng)節(jié)水灌溉的目的。

“綠管”的補(bǔ)給系統(tǒng)控制則采用電磁閥門控制方式，電磁閥門在未通電的情況下處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)營養(yǎng)池中的營養(yǎng)液無法通過電磁閥門，所以停止對“綠管”進(jìn)行補(bǔ)給，若下位機(jī)接收到上位機(jī)補(bǔ)給指令的通訊信號(hào)時(shí)，則進(jìn)行通電操作，這時(shí)電磁閥門通電打開，供給池中的營養(yǎng)液和水分便可以從電磁閥門處通過對植物進(jìn)行補(bǔ)給。

2.2 技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

“綠管”架構(gòu)至建筑表面形成建筑的綠色外衣，形成建筑立體綠化。用戶可以使用移動(dòng)設(shè)備、WEB客戶端對植物進(jìn)行監(jiān)控和管理。

根據(jù)目前探究探討的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)［12］，總體架構(gòu)設(shè)計(jì)方案分為4層：感知層、傳輸層、應(yīng)用層、用戶層。感知層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)感知與采集；傳輸層主要負(fù)責(zé)感知與控制數(shù)據(jù)的傳輸；應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)感知數(shù)據(jù)的分析、統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行及時(shí)預(yù)警、自動(dòng)控制和科學(xué)決策，主要包括設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺(tái)、兩級(jí)監(jiān)控中心、預(yù)警與控制決策系統(tǒng)［13］?？傮w架構(gòu)如圖1所示。

圖1 建筑綠衣系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)圖

感知層是建筑綠衣系統(tǒng)的基礎(chǔ)，用來獲取綠管中的各種植物傳感數(shù)據(jù)（溫度、濕度、土壤有效成分等植物生長數(shù)據(jù)）。其各個(gè)節(jié)點(diǎn)均為智能傳感節(jié)點(diǎn)，傳感信息通過無線傳輸?shù)缴蠈泳W(wǎng)關(guān)接入點(diǎn)，由網(wǎng)關(guān)收集感應(yīng)信息數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)層提交到應(yīng)用層進(jìn)行處理。

網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)綠管采集傳感信息的傳輸，通過移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)將其傳輸至對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理中心，交由應(yīng)用層進(jìn)行對應(yīng)的處理。

應(yīng)用層是建筑綠衣系統(tǒng)的上層系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)傳感數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析、理解、控制以及基于感知數(shù)據(jù)的應(yīng)用和決策系統(tǒng)。

用戶層是建筑綠衣系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)，通過移動(dòng)設(shè)備、手機(jī)、電腦終端設(shè)備查詢、顯示綠管系統(tǒng)植物生存狀態(tài)等，并可以手動(dòng)或者自動(dòng)控制各種指令，再通過應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層控制相應(yīng)的電路連接以控制設(shè)備的工作［14］。

2.3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)及控制方案

基于物聯(lián)網(wǎng)的綠衣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括綠管部分、網(wǎng)絡(luò)部分、控制中心部分和客戶終端4部分，如圖2所示。

每個(gè)“綠管”模塊中部署各種類型的無線傳感器，每個(gè)樓層或者多個(gè)樓層安裝有若干個(gè)ZigBee監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)ZigBee監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和若干個(gè)傳感數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)。監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)置成為每個(gè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的基站，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)、自動(dòng)建立、維護(hù)、數(shù)據(jù)匯集等功能，同時(shí)也是監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與控制中心的雙向通訊接口，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集通訊與控制指令的傳遞。ZigBee具有自組網(wǎng)功能，無線網(wǎng)關(guān)能自動(dòng)監(jiān)聽到新增加的無線傳感器，并把該無線傳感節(jié)點(diǎn)信息發(fā)送到無線網(wǎng)關(guān)，更新路由表信息，以便進(jìn)行組網(wǎng)信號(hào)采集。

無線網(wǎng)關(guān)連接ZigBee監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)，對無線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，自主形成一個(gè)多跳的網(wǎng)絡(luò)。植物生長傳感器將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給自組網(wǎng)的ZigBee無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，再通過網(wǎng)關(guān)與Internet／GPRS連接，傳給控制中心，控制中心將各種傳感器采集到的植物生長數(shù)據(jù)匯總后傳到應(yīng)用服務(wù)中心。

應(yīng)用服務(wù)中心收集傳感器數(shù)據(jù)，并進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、運(yùn)算，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)的數(shù)據(jù)處理與指令傳達(dá)，或者對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，給出相應(yīng)的操作提示。

建筑綠衣系統(tǒng)的管理人員和操作人員，可以通過互聯(lián)網(wǎng)或者GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使用終端計(jì)算機(jī)或移動(dòng)設(shè)備如手機(jī)等，從應(yīng)用中心遠(yuǎn)程獲取各種數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)，并通過綠衣系統(tǒng)內(nèi)的各種智能控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程對綠管系統(tǒng)進(jìn)行控制和調(diào)整，根據(jù)參數(shù)變化適時(shí)調(diào)整水分、營養(yǎng)液或者溫度等基礎(chǔ)控制設(shè)施，確保綠管內(nèi)植物的生長環(huán)境［14］。

圖2 建筑綠衣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

建筑綠衣系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)包括植物生長環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、遠(yuǎn)程作業(yè)管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等功能。植物生長環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)感知層的各種傳感器的實(shí)時(shí)采集與監(jiān)測，分析與計(jì)算，并根據(jù)預(yù)設(shè)指標(biāo)對現(xiàn)場的環(huán)境，通過現(xiàn)場控制器對調(diào)控實(shí)現(xiàn)智能、自動(dòng)的環(huán)境監(jiān)控。

遠(yuǎn)程作業(yè)管理系統(tǒng)是對綠管內(nèi)的執(zhí)行裝置如光照、溫度、濕度、灌溉、營養(yǎng)液等裝置進(jìn)行設(shè)備機(jī)電一體化改造，并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用戶可以通過手機(jī)、電腦設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程作業(yè)操作。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控可以通過操作云臺(tái)監(jiān)控綠管的外部環(huán)境；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以圖表形式自動(dòng)實(shí)時(shí)顯示在用戶集中控制屏幕上。

2.4 植物選擇與培養(yǎng)介質(zhì)

低維護(hù)綠化植物的選擇是建筑外表綠化成功與否的關(guān)鍵。景天類植物是植物中一個(gè)特殊群體，具有植株低矮、生長整齊、色彩油綠、綠色期較長、生長緩慢、綜合抗性強(qiáng)、抗旱性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，管理較為容易；同時(shí)具備降低噪音、減少污染等功能，非常適合建筑上層綠化?？梢钥紤]選擇佛甲草、垂盆草、金葉景天等植物，按照地區(qū)氣候特點(diǎn)進(jìn)行耐旱、耐高溫、高濕脅迫和耐寒脅迫處理實(shí)驗(yàn)。常用低維護(hù)建筑上層綠化材料還有圓景天、三角景天、八寶景天、白景天、六角景天、勘察加景天、苔景天、紅景天、多花筋骨草、麥冬、玉簪、美麗月見草。

為了使植物在“綠管”中生長良好，盡量減輕建筑上層的負(fù)荷，種植土壤一般不采用普通土壤，而采用含有各種植物生長所需元素，比自然土壤容重更小的介質(zhì)材料，如以泥炭、堆腐的木屑，谷殼、碎磚屑、膨脹珍珠巖、粉煤灰、保水劑等配制的栽培介質(zhì)，容重控制在500kg／m3以下，形成輕質(zhì)、保水、透氣、無雜質(zhì)、無病蟲害、營養(yǎng)持久的培養(yǎng)基質(zhì)。在選擇培養(yǎng)介質(zhì)時(shí)，為了控制綠化植物生長以及雜草的繁殖，盡量減少土層厚度［15］。

為了能將綠衣系統(tǒng)應(yīng)用在室內(nèi)，培養(yǎng)介質(zhì)可以選用無土栽培的營養(yǎng)液。無土栽培成功的關(guān)鍵在于管理好所用的培養(yǎng)液，使之符合最優(yōu)營養(yǎng)狀態(tài)的需要。無土栽培中營養(yǎng)液成分易于控制。而且可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，在光照、溫度適宜而沒有土壤的地方，而無土栽培的另一個(gè)優(yōu)勢是更加潔凈，不會(huì)引起蟲害對居室造成影響。

3 建筑綠衣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1）連續(xù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測和記錄所有與栽培作物相關(guān)的環(huán)境因子，建立作物生長環(huán)境數(shù)據(jù)庫，為研究和篩選最佳環(huán)境因子組合提供數(shù)據(jù)參考。

2）自動(dòng)控制作物生長營養(yǎng)液：營養(yǎng)液成分、濃度、pH值、供肥（水）時(shí)間控制。

3）分析環(huán)境因子與生物因子之間的基本規(guī)律和量化關(guān)系，輔助植物生長的適時(shí)調(diào)控和智能管理。

4）模擬“綠管”內(nèi)植物生長環(huán)境，采用溫度、濕度、CO2、光照傳感器等感知各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)，并對管內(nèi)的水簾、遮陽板等設(shè)施實(shí)施監(jiān)控，從而改變“綠管”內(nèi)部的生物生長環(huán)境。

5）整套系統(tǒng)可擴(kuò)展，易操控、易維護(hù)、智能化控制。

6）減少監(jiān)測成本，提高監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可擴(kuò)展性。

7）實(shí)現(xiàn)全方位、全天候監(jiān)控環(huán)境變化，滿足對建筑綠衣系統(tǒng)環(huán)境信息的收集和分析。

4 結(jié) 語

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建一種新的建筑立體綠化概念，讓植物智能地附著于建筑表面而誕生出一種新的理念——給建筑穿綠衣，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得植物在建筑中的應(yīng)用更加智能方便?？梢韵胂笪磥淼慕ㄖO(shè)計(jì)將產(chǎn)生巨大的變化，建筑設(shè)計(jì)將會(huì)分為建筑設(shè)計(jì)和建筑綠衣設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。

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