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

白楊

（中國(guó)水利電力對(duì)外有限公司）

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)在長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于社會(huì)建設(shè)的各個(gè)方面，尤其是對(duì)智能建筑的發(fā)展具有重要意義。因此，本文著重對(duì)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(jìn)行研究，探索相應(yīng)的功能需求，并有效地結(jié)合實(shí)際進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化。

2 智能終端概述

2.1 基本定義

所謂智能終端（Smart Terminal），是一種能嵌入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備，這個(gè)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(gè)應(yīng)用方向，其應(yīng)用場(chǎng)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(diǎn)。

2.2 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(jì)算機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)的應(yīng)用程序、中間件和操作系統(tǒng)[1]。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(gè)方面的管理功能：進(jìn)程與處理機(jī)管理、作業(yè)管理、存儲(chǔ)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(chǔ)器、處理器（運(yùn)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(guò)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?chǔ)器中進(jìn)行存儲(chǔ)[2]。從硬件來(lái)看，智能終端普遍采用的是計(jì)算機(jī)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(yùn)算器（Calculator，也叫算術(shù)邏輯部件ALU）、控制器（Controller）、存儲(chǔ)器（Memory）、輸入設(shè)備（Input Device）和輸出設(shè)備（Output Device）。而且運(yùn)算器和控制器相互合作，可以構(gòu)成計(jì)算機(jī)的核心部件，這一核心部件就是中央處理器（Center Process Unit，CPU）。

2.3 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(gè)部分，為了優(yōu)化其實(shí)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)[3]?，F(xiàn)階段，常見的智能終端操作系統(tǒng)包括：Linux、WindowsCE、SymbianOS、iPhoneOS等。

2.4 技術(shù)特點(diǎn)

智能終端處理器作為智能終端系統(tǒng)中的核心元件，對(duì)其效率的研究和功能的優(yōu)化有助于提升整個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的性能，從而有效促進(jìn)其在實(shí)際科學(xué)技術(shù)工作過(guò)程中的應(yīng)用。智能終端的技術(shù)特點(diǎn)包括：

1）高性能

由于計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)力量的不斷發(fā)展，社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)際浪潮的不斷推進(jìn)，使我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)智能終端系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而且還在不斷擴(kuò)展。這樣的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)其實(shí)際使用過(guò)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(yàn)。

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(gè)智能終端的尺寸被有效控制，另一方面還能降低設(shè)計(jì)過(guò)程的復(fù)雜性，保障了系統(tǒng)的實(shí)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(gè)較小的功率下才能正常工作。

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

3.1 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

以美國(guó)Alerton（艾頓）公司的BACNet產(chǎn)品——空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其內(nèi)部構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)其主要由新風(fēng)機(jī)組、定風(fēng)量組合式空調(diào)機(jī)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(shí)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(shí)際工作時(shí)，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(jìn)行工作，并通過(guò)圖形工作站的圖形化設(shè)計(jì)將現(xiàn)場(chǎng)的新風(fēng)機(jī)組、定風(fēng)量空調(diào)機(jī)組的參數(shù)直觀地展示出來(lái)，有效地滿足了現(xiàn)階段互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)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(yùn)行的情況下使各個(gè)工作步驟被落實(shí)，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。

3.2 門禁系統(tǒng)

以美國(guó)漢軍（HUNDURE）公司的產(chǎn)品為研究對(duì)象，門禁系統(tǒng)主要包括兩個(gè)重要的部分：①上位機(jī)軟件eNitor，要以TCP/IP通信協(xié)議為基礎(chǔ)，并且要結(jié)合這計(jì)算機(jī)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(shí)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(huì)用到五塊，但是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì) XX305、XX404、XX412、XX308等共計(jì)十扇門的刷卡控制，實(shí)現(xiàn)了在云平臺(tái)數(shù)據(jù)的收集和控制，而且在網(wǎng)絡(luò)通暢的條件下實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的共享。

3.3 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(guó)現(xiàn)階段建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中最普遍的一種，其主要目的是對(duì)整棟建筑內(nèi)部的安全性進(jìn)行防范，因此，選擇?？低暪镜挠脖P錄像機(jī)、槍型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以及核心交換機(jī)共同組裝成的監(jiān)控系統(tǒng)為研究對(duì)象，將其安置在實(shí)驗(yàn)室的房間內(nèi)部，并借助TCP/IP協(xié)議將視頻存儲(chǔ)到硬盤錄像機(jī)內(nèi)，幫助使用者進(jìn)行觀察和研究。

3.4 恒壓供水系統(tǒng)

恒壓供水系統(tǒng)主要通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行控制，形成供水、用電統(tǒng)計(jì)報(bào)表并存儲(chǔ)和打印輸出，才能完成模擬量的采樣、運(yùn)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(cè)、判斷以及報(bào)警等任務(wù)。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的大背景下，建筑行業(yè)內(nèi)部的服務(wù)架構(gòu)以及用電設(shè)備的數(shù)量和種類也越來(lái)越多，這時(shí)需要借助物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的智能終端輔助智慧建筑的建設(shè)和完善，不僅實(shí)現(xiàn)了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的上傳穩(wěn)定性，還優(yōu)化了相應(yīng)的服務(wù)器控制命令和優(yōu)化策略，具有廣闊的應(yīng)用前景。