物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑中的應用研究

毛煜華

MAO Yu-hua

（重慶第二師范學院）

(Chongqing University of Education)

1 物聯(lián)網(wǎng)技術概述

物聯(lián)網(wǎng)是以各種類型的傳感器、控制設備等為基礎，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，對信息進行交換，達到通信的目的，從而實現(xiàn)智能化信息識別、定位和監(jiān)督等方面功能的一種結構。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，對其進行延伸和擴展面對物件，從而實現(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)絡平臺等協(xié)議。智能建筑的物聯(lián)網(wǎng)應用架構主要包含感知層、連接層和應用層。

圖1 智能建筑物聯(lián)網(wǎng)架構

2 物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑中的應用

2.1 安防子系統(tǒng)

安防子系統(tǒng)是指將感知網(wǎng)絡和監(jiān)控網(wǎng)絡有效地連續(xù)在一起，從而確保周圍建筑物安全、居民生活安全、預防災害和突發(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器、紅外線監(jiān)控探頭等一系列高科技設備，以無線網(wǎng)絡或者傳感網(wǎng)絡為基礎將所得到的數(shù)據(jù)信息及時的傳遞給信息中心，系統(tǒng)自動對信息進行分析，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)的設置圖。

當紅外線設備探測到有物體或者個人想要越過圍墻進入到建筑物內(nèi)部，傳感器會自動將數(shù)據(jù)信息傳遞給數(shù)據(jù)中心，同時紅外監(jiān)控攝像頭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備中獲得報警信息，掌握物體所處的位置，借助視頻可以觀測到物體的類別，根據(jù)物體的類型來確定出處理方案。另外，安保人員的對講機內(nèi)可以安裝智能化的芯片，以物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡為基礎將保安人員的巡邏范圍、時間區(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水平。

圖2 小區(qū)周邊安防布置

2.1.2 防盜管理

技術人員在建筑群搭建好物聯(lián)網(wǎng)基礎平臺后，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。以計算機系統(tǒng)為基礎，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算機系統(tǒng)內(nèi)部，便于信息交互和共享。當業(yè)主進入建筑群時，系統(tǒng)會自動對業(yè)主所攜帶的身份信息卡進行識別，與平臺信息相符時，門禁卡會自動打開。保安人員每人配備手持設備，對50m范圍內(nèi)業(yè)主所攜帶的身份信息卡進行識別，對于未攜帶身份信息卡的人員，需要上前詢問情況，避免社會上一些閑散人員進入到建筑內(nèi)，確保人員安全和財產(chǎn)安全。對于外部人員，系統(tǒng)自動會進行圖像對比，若在系統(tǒng)中無法獲得對應信息的人員，系統(tǒng)會自動進行跟蹤并且將信息傳輸?shù)奖０驳囊苿釉O備上，提醒對其進行監(jiān)控。當人員進入到樓道內(nèi)時，樓道內(nèi)存在的監(jiān)控設備可以自動對人像圖像進行獲取，以網(wǎng)絡為基礎，自動在數(shù)據(jù)庫內(nèi)進行圖像信息比對，若此人員不屬于該單元的人員，在系統(tǒng)會自動報警，保安人員需要即時對其進行詢問。此外，智能門禁設備和紅外探測器設備有效地結合在一起，對用戶室內(nèi)和室外進行全方位的監(jiān)控。用戶在進行開關門操作時，會激活室內(nèi)紅外探測器。因此，在紅外探測器處于激活的狀態(tài)下，非法人員采用任何方式進入到業(yè)主家中，系統(tǒng)都會發(fā)生報警信息，提醒保安人員對其進行監(jiān)督和控制，避免出現(xiàn)意外。

2.1.3 防災管理

業(yè)主離開家前，系統(tǒng)所設定的安防報警系統(tǒng)會自動打開，對特定的閥門或者開關進行截斷，避免出現(xiàn)由于業(yè)主疏忽或者遺忘而引發(fā)一些火災、資源浪費現(xiàn)象，業(yè)主回家后報警系統(tǒng)會自動解除。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，室內(nèi)所安裝的自動報警設備會自動發(fā)出報警信號，借助物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡將報警信號傳遞給控制中心，開啟相關裝置，自動進行滅火[2]。此外，對于災情嚴重的情況，可自動向附近住戶發(fā)出警報信息，通知用戶及時撤離現(xiàn)象。

2.1.4 突發(fā)事件管理工作

用戶室內(nèi)設置有緊急呼救設備，其直接與當?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，系統(tǒng)可以自動向相關單位進行呼救，為突發(fā)事件的處理提供有效的時間。

2.2 在節(jié)能減排中的應用

在建筑工程節(jié)能減排中，可以利用物聯(lián)網(wǎng)平臺系統(tǒng)和建筑的污水處理設備以及電能系統(tǒng)連接起來，并利用各類傳感器來對電能的消耗情況、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)絡系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_進行存儲，對大數(shù)據(jù)進行分析。利用云平臺進行對比分析，進而得出最佳的處理工藝，保證工作人員可以有據(jù)可依，同時還可以監(jiān)督和考核污水處理情況，構建完善的監(jiān)督管理體系。通過在室內(nèi)安裝無線傳感器，可以對室內(nèi)的照明情況、濕度情況、溫度情況等進行實時監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測情況對空調(diào)系統(tǒng)進行控制和調(diào)整，提高用戶的舒適度，并保持低能耗。例如感應吸收裝置、應聲燈、感應抽水裝置等都可以根據(jù)用戶的使用情況來進行控制，降低能源的消耗[3]。

通過節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，可以對用電設備進行監(jiān)控，可以即時對被管理設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。利用節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，可以查詢出設備的運行狀態(tài)，并支持路基控制的設施和劃分，可以實現(xiàn)用電設備歷史狀態(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的角度出發(fā)，提供短信控制功能、安防功能、設備禁用報警功能、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)絡中，從而實現(xiàn)家電遠程控制。比如，居民在回家前，可以提前將家中的廚具、空調(diào)等設備啟動。當居民回到家，屋內(nèi)的溫度已經(jīng)達到了較適宜的溫度，而廚具中的飯已經(jīng)煮好。當家里有老人和小孩時，可以通過攝像機在幾千米外和幾十千米外對家里的情況進行監(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)時代智能建筑的發(fā)展展望

雖然我國的智能建筑仍處于發(fā)展階段，與西方國家存在較大的差距，但隨著時間的不斷推移，我國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)品或者技術主要為西方國家研發(fā)設計的，因此，我國需要積極地研發(fā)屬于我國自身的智能化建筑技術和產(chǎn)品。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，一味依靠西方國家的技術和產(chǎn)品會阻礙我國建筑行業(yè)的發(fā)展，因此，在新時代的背景下，我國需要積極主動地研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的智能化技術和產(chǎn)品，這樣才能提高我國建筑行業(yè)的發(fā)展，推動國內(nèi)智能化建筑的發(fā)展[5]。

4 結語

綜上所述，將物聯(lián)網(wǎng)技術運用在智能建筑中，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑智能化的目標，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，具有較高的推廣應用價值。

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

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

[3]王小紅，吉亞虎.物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑中的應用[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)技術在智能建筑中的應用[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)技術的智能建筑集成系統(tǒng)設計[J].遼寧工業(yè)大學學報（自然科學版），2014（5）：302-305.