物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究

毛煜華

MAO Yu-hua

（重慶第二師范學(xué)院）

(Chongqing University of Education)

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)是以各種類型的傳感器、控制設(shè)備等為基礎(chǔ)，按照約定的協(xié)議將信息或者資料與互聯(lián)網(wǎng)有效的聯(lián)系在一起，對(duì)信息進(jìn)行交換，達(dá)到通信的目的，從而實(shí)現(xiàn)智能化信息識(shí)別、定位和監(jiān)督等方面功能的一種結(jié)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)中主要分為兩種類型的協(xié)議：互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和傳感器控制協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行延伸和擴(kuò)展面對(duì)物件，從而實(shí)現(xiàn)物體和物體之間的信息交換，信息流通、人員和物體之間的所屬關(guān)系[1]。

如圖1所示，將物聯(lián)網(wǎng)用于智能建筑中主要分為3部分：傳感器、執(zhí)行設(shè)備和控制網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)協(xié)議主要是指與傳感器網(wǎng)連接、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等協(xié)議。智能建筑的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)主要包含感知層、連接層和應(yīng)用層。

圖1 智能建筑物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用

2.1 安防子系統(tǒng)

安防子系統(tǒng)是指將感知網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)有效地連續(xù)在一起，從而確保周圍建筑物安全、居民生活安全、預(yù)防災(zāi)害和突發(fā)事件。

2.1.1 周圍建筑安全

在建筑物圍墻上需要按照紅外感應(yīng)器、紅外線監(jiān)控探頭等一系列高科技設(shè)備，以無線網(wǎng)絡(luò)或者傳感網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)將所得到的數(shù)據(jù)信息及時(shí)的傳遞給信息中心，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)信息進(jìn)行分析，下發(fā)指令，從而確保建筑物的安全。如圖2所示為某小區(qū)建筑周邊安全系統(tǒng)的設(shè)置圖。

當(dāng)紅外線設(shè)備探測(cè)到有物體或者個(gè)人想要越過圍墻進(jìn)入到建筑物內(nèi)部，傳感器會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)信息傳遞給數(shù)據(jù)中心，同時(shí)紅外監(jiān)控?cái)z像頭24h處于工作狀態(tài)，在任何的條件下都可以感知到物體，并且將報(bào)警信息傳遞給信息處理中心，安保人員可以從自身的終端設(shè)備中獲得報(bào)警信息，掌握物體所處的位置，借助視頻可以觀測(cè)到物體的類別，根據(jù)物體的類型來確定出處理方案。另外，安保人員的對(duì)講機(jī)內(nèi)可以安裝智能化的芯片，以物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)將保安人員的巡邏范圍、時(shí)間區(qū)域、線路等信息輸入到控制系統(tǒng)內(nèi)。管理人員可以從服務(wù)中心了解到保安人員的工作情況和所處位置，便于監(jiān)督和管理，并且提高建筑群落的保安服務(wù)水平。

圖2 小區(qū)周邊安防布置

2.1.2 防盜管理

技術(shù)人員在建筑群搭建好物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)平臺(tái)后，物業(yè)需要為每一位業(yè)主配置無限身份證，此卡有源卡，并且電池可以連續(xù)使用3a～5a，為建筑物業(yè)主的身份信息卡，具有一定的意義。以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)信息錄入員可以將業(yè)主的基本信息全部錄入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，便于信息交互和共享。當(dāng)業(yè)主進(jìn)入建筑群時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)業(yè)主所攜帶的身份信息卡進(jìn)行識(shí)別，與平臺(tái)信息相符時(shí)，門禁卡會(huì)自動(dòng)打開。保安人員每人配備手持設(shè)備，對(duì)50m范圍內(nèi)業(yè)主所攜帶的身份信息卡進(jìn)行識(shí)別，對(duì)于未攜帶身份信息卡的人員，需要上前詢問情況，避免社會(huì)上一些閑散人員進(jìn)入到建筑內(nèi)，確保人員安全和財(cái)產(chǎn)安全。對(duì)于外部人員，系統(tǒng)自動(dòng)會(huì)進(jìn)行圖像對(duì)比，若在系統(tǒng)中無法獲得對(duì)應(yīng)信息的人員，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行跟蹤并且將信息傳輸?shù)奖０驳囊苿?dòng)設(shè)備上，提醒對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)人員進(jìn)入到樓道內(nèi)時(shí)，樓道內(nèi)存在的監(jiān)控設(shè)備可以自動(dòng)對(duì)人像圖像進(jìn)行獲取，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，自動(dòng)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)進(jìn)行圖像信息比對(duì)，若此人員不屬于該單元的人員，在系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，保安人員需要即時(shí)對(duì)其進(jìn)行詢問。此外，智能門禁設(shè)備和紅外探測(cè)器設(shè)備有效地結(jié)合在一起，對(duì)用戶室內(nèi)和室外進(jìn)行全方位的監(jiān)控。用戶在進(jìn)行開關(guān)門操作時(shí)，會(huì)激活室內(nèi)紅外探測(cè)器。因此，在紅外探測(cè)器處于激活的狀態(tài)下，非法人員采用任何方式進(jìn)入到業(yè)主家中，系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生報(bào)警信息，提醒保安人員對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督和控制，避免出現(xiàn)意外。

2.1.3 防災(zāi)管理

業(yè)主離開家前，系統(tǒng)所設(shè)定的安防報(bào)警系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開，對(duì)特定的閥門或者開關(guān)進(jìn)行截?cái)?，避免出現(xiàn)由于業(yè)主疏忽或者遺忘而引發(fā)一些火災(zāi)、資源浪費(fèi)現(xiàn)象，業(yè)主回家后報(bào)警系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)解除。一旦用戶發(fā)生意外事件如煤氣泄漏、線路短路等現(xiàn)象時(shí)，室內(nèi)所安裝的自動(dòng)報(bào)警設(shè)備會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，借助物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信號(hào)傳遞給控制中心，開啟相關(guān)裝置，自動(dòng)進(jìn)行滅火[2]。此外，對(duì)于災(zāi)情嚴(yán)重的情況，可自動(dòng)向附近住戶發(fā)出警報(bào)信息，通知用戶及時(shí)撤離現(xiàn)象。

2.1.4 突發(fā)事件管理工作

用戶室內(nèi)設(shè)置有緊急呼救設(shè)備，其直接與當(dāng)?shù)氐墓矄挝贿B接，如醫(yī)院、消防、公安等。一旦發(fā)現(xiàn)有突發(fā)事件或者盜竊現(xiàn)象時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)向相關(guān)單位進(jìn)行呼救，為突發(fā)事件的處理提供有效的時(shí)間。

2.2 在節(jié)能減排中的應(yīng)用

在建筑工程節(jié)能減排中，可以利用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)系統(tǒng)和建筑的污水處理設(shè)備以及電能系統(tǒng)連接起來，并利用各類傳感器來對(duì)電能的消耗情況、水資源的消耗情況、污水指數(shù)等信息讀取出來，然后利用高速光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)，對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。利用云平臺(tái)進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)而得出最佳的處理工藝，保證工作人員可以有據(jù)可依，同時(shí)還可以監(jiān)督和考核污水處理情況，構(gòu)建完善的監(jiān)督管理體系。通過在室內(nèi)安裝無線傳感器，可以對(duì)室內(nèi)的照明情況、濕度情況、溫度情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)情況對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制和調(diào)整，提高用戶的舒適度，并保持低能耗。例如感應(yīng)吸收裝置、應(yīng)聲燈、感應(yīng)抽水裝置等都可以根據(jù)用戶的使用情況來進(jìn)行控制，降低能源的消耗[3]。

通過節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，可以即時(shí)對(duì)被管理設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。利用節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，可以查詢出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并支持路基控制的設(shè)施和劃分，可以實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備歷史狀態(tài)的可視化查詢。此外，節(jié)能減排監(jiān)管系統(tǒng)還可以從節(jié)能效果以及用戶體驗(yàn)的角度出發(fā)，提供短信控制功能、安防功能、設(shè)備禁用報(bào)警功能、PC管理功能等。

2.3 電氣管理子系統(tǒng)

在無線傳感裝置安裝到家電中，并連接到互聯(lián)網(wǎng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)中，從而實(shí)現(xiàn)家電遠(yuǎn)程控制。比如，居民在回家前，可以提前將家中的廚具、空調(diào)等設(shè)備啟動(dòng)。當(dāng)居民回到家，屋內(nèi)的溫度已經(jīng)達(dá)到了較適宜的溫度，而廚具中的飯已經(jīng)煮好。當(dāng)家里有老人和小孩時(shí)，可以通過攝像機(jī)在幾千米外和幾十千米外對(duì)家里的情況進(jìn)行監(jiān)控，使住戶可以充分了解家里小孩或老人的情況[4]。

3 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代智能建筑的發(fā)展展望

雖然我國(guó)的智能建筑仍處于發(fā)展階段，與西方國(guó)家存在較大的差距，但隨著時(shí)間的不斷推移，我國(guó)智能建筑也在快速的發(fā)展過程中。現(xiàn)階段，智能建筑上所使用的產(chǎn)品或者技術(shù)主要為西方國(guó)家研發(fā)設(shè)計(jì)的，因此，我國(guó)需要積極地研發(fā)屬于我國(guó)自身的智能化建筑技術(shù)和產(chǎn)品。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，一味依靠西方國(guó)家的技術(shù)和產(chǎn)品會(huì)阻礙我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，因此，在新時(shí)代的背景下，我國(guó)需要積極主動(dòng)地研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能化技術(shù)和產(chǎn)品，這樣才能提高我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)國(guó)內(nèi)智能化建筑的發(fā)展[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用在智能建筑中，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑智能化的目標(biāo)，避免出現(xiàn)智能建筑系統(tǒng)出現(xiàn)冗余，提高建筑的智能化水平，改善人們的生活質(zhì)量，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]婁巖.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究[D].成都：電子科技大學(xué)，2014.

[2]高建華，胡振宇.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2013（2）：136-137.

[3]王小紅，吉亞虎.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣，2012（8）：24-26.

[4]宋慧，陳俊樺，陳曉.淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用[J].智能建筑與城市信息，2012（2）：19-23.

[5]梁雪峰.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（5）：302-305.