關于智能樓宇管理系統設計的探討

章明明

杭州興達電器工程有限公司

關于智能樓宇管理系統設計的探討

章明明

杭州興達電器工程有限公司

對于目前的樓宇管理的發展需要，綜合了目前的物聯網技術的特征，并提出了給予物聯網技術的樓宇智能化的管理平臺，并且根據樓宇管理的特征，從而提出了樓宇智能管理平臺的相關的設計原則，在設計原則的指引下，對智能的樓宇管理平臺的總體的結構與網絡的部署以及總體的運行邏輯等做好全面的設計分析，從而實現了樓宇的全方位的監控，從而實現樓宇的故障報警和定位，最終將通過檢測，并有效的檢驗了平臺的可行性。

智能樓宇；物聯網；數據接口；管理系統；測試

前言

在傳統的樓宇的管理當中，各個不同的系統之間是互相分散，與此同時，越少通信與信息的共享，從而造成樓宇管理是非常混亂的，其自動化的程度也是比較低，這樣就會造成樓宇管理中產生大量浪費的現象，然而隨著我國電子技術與通信技術以及相關技術的快速發展，信息技術也將涉及到大型的商場當中，這樣為實現智能建筑的發展打下了堅實的基礎，智能建筑的快速發展，是以計算機技術作為基礎，從而實現對樓宇的智能化的管理，成為了當代建筑技術進而信息技術相融合的經典事例，為此，本文章根據當前的建筑智能化的需要，提出了一種可以基于物聯網技術的智能管理平臺，并且針對平臺的實現做了深入的設計工作。

1 、系統設計原則

結合智能樓宇管理實際，本系統的構架定位為建立一個智能管理平臺，通過該平臺，從而實現對整個樓宇的監控和維護。通過該平臺，將系統的各個子系統聯系起來，從而實現對整棟樓宇信息的搜集﹑分析和傳遞，最終實現對整個樓宇的自動化管理和決策。因此，通過對該系統的定位，該平臺的設計必須遵循以下幾點原則：

1.1 集中管理，分散適配

在系統設計中，考慮到系統管理的高效性﹑低成本﹑統一性等問題，對系統的設計和管理采用統一集中原則，將所有子系統通過SOA 思想的方式，全部接入到監控入口，并統一對各個系統的使用角色進行布置與管理。同時，結合系統的的集中管理要求，必須設立相應的終端控制模塊，從而實現對數據的集中采集和操作。

1.2 組件化

在對平臺的設計中，必須滿足組件化的設計要求，從而讓系統可根據需求的不斷變化，而進行適當的擴展，達到監控的要求。

1.3 開放性

在規劃設計中，必須保留部分功能的接口，為未來集成需求做好準備，方便與外界實現數據共享。

2 、平臺整體架構設計

依據上文提出的平臺設計原則，本文設計了一種基于物聯網的三層智能樓宇管理平臺架構，主要包括基礎設施層﹑應用層和平臺控制層。

2.1 基礎設施層

該層主要將原來各個系統中的傳感器全部替換為無線傳感設備，從而更加方便對系統進行改造和維護。該層主要負責對樓宇內的數據進行采集和匯總，包括數據采集的終端設備﹑網絡傳輸設備等。其中終端設備主要門禁掃描﹑煙感器﹑溫度感應﹑智能電表等，通過這些傳感器對數據的采集，定時將數據傳遞給中轉節點，如基站等，再通過這些中轉節點強數據上傳給服務器。

2.2 平臺控制層

該層主要采用B/S 的架構模式，實現與設施層設備的融合，并對基礎層的數據進行標準化的處理，實現對不同子系統功能的封裝，以此為上層提供數據和接口服務。

2.3 應用層

該層主要通過平臺層所提供的各種不同接口與服務，開發出樓宇管理的具體功能，如告警模塊﹑設備管理模塊等，并依托平臺對子系統的數據進行維護和管理。

3 、網絡部署

在對平臺的網絡部署當中，采用無線網絡技術的方式，從而省去繁雜的布線工作，通過增加﹑減少無線節點的方式，實現對監控平臺的擴展和網絡部署。

4 、數據接口設計

在系統中，主要利用SOA 集成思想，包含各種不同的子系統。因此，對該系統設計中，最為主要的是做好接口的設計。通過不同的數據接口，讓平臺上層和下層設備之間實現數據交換，，最終實現應用層和地層設備層之間的通信﹑數據格式轉換﹑監聽﹑告警等功能。因此，對該數據接口的設計，采用BACnet IP 協議，并經過NCE/NAE 設備實現對樓宇設備的數據采集，并向平臺層發送相關的推送信息。

其中，Web Service 服務端主要提供對外訪問的接口，并提供標準的Web Service 調用。對這部分的實現則采用Tomcat 7.0+ Axis2 1.6技術。而其中的服務分發器的主要實現對輸入參數的有效性，并根據這些參數選擇不同的功能模塊進行分發處理。BACnet 則主要負責對參數的轉換，并對業務邏輯功能模塊進行封裝，實現對系統運行中的異常檢測，返回值格式的轉換等。

5 、無線路由協議設計

無線網絡協議傳輸中，數據路由通常會給網絡的開銷產生不必須的影響。如果選擇傳統的路由協議，則不能滿足低能耗的需求。對此，在本文中采用一種基于能量廣播和最低通信開銷的路由協議，即通過節點剩余能量和通信的開銷作為其拓撲權重，從而選擇最優簇頭結點，每個定時間選擇一次，一次保障整體無線網路中各個節點的能量平衡。同時，通過可靠度和跳數建立拓撲網絡圖，從而提高節點發送信息的成功率與平均能耗，以此在網絡不好的情況下，減少能量消耗，提高能量利用。

6 、結束語

智能樓宇管理系統不僅是樓宇管理功能上的簡單排列，而是樓宇各個智能化管理系統的有效綜合，并通過高效與高性能以及安全的智能樓宇綜合管理系統，從而實現樓宇的高度自動化與辦公自動化以及通信及網絡的高度融合，最終將打造成一個開放與靈活以及適用于未來的一種管理模式，這也是智能樓宇管理系統的最終目的。

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