建筑用電設備物聯網系統智能終端的研究

邵漢卿 羅燕 潘建華 趙琪輝 張劍明 梁夢穎

【摘 要】我國綜合國力的不斷增強，使社會發展速度日益加快，現代化城市建設進程的不斷推進，使人們的生產生活與思維方式發生了巨大的變化，電子信息技術開始真正融入到人們的日常生產生活當中，并發揮著越來越重要的作用。各種各樣物聯網系統的出現，為人們帶來巨大便捷的同時，也體現出其與電子信息技術協同發展、齊頭并進的態勢，將電子信息技術應用于各種物聯網系統中，必將為互聯網發展開拓一個嶄新的空間。物聯網在長時間的發展過程中，已經被廣泛應用于社會建設的各個方面，尤其是對智能建筑的發展具有重要意義。鑒于此，本文是對建筑用電設備物聯網系統智能終端進行研究，僅供參考。

【關鍵詞】物聯網系統；用電設備；智能終端

一、物聯網及電子信息技術的概念

1、物聯網

在物聯網系統中，其主要是通過識別技術、智能感知技術以及通訊技術等手段來實現人與物、物與物之間的連接和控制，進而使人們能夠通過這些技術手段來獲取到任何物體的任何信息，從而大大提高了數據的利用效率。相比于互聯網來說，物聯網可以看作是其另一種延伸，這是因為物聯網不僅包括互聯網中的所有內容，而且能夠在原有基礎上進一步的延伸，從而使這些內容被私有化應用，而不像互聯網一樣，其內容是被大眾化、公開化應用的。

2、電子信息技術

現代化信息技術的發展，使各種電子產品紛紛應運而生，人們的日常生活也越來越依賴于這些電子產品，這也使電子信息技術成為人們生產生活中不可分割的一部分。電子信息技術的形態多種多樣，如傳感器技術、電子應用、通信導航技術、嵌入式系統技術等都是電子信息技術的一部分，正是這種形態的多樣化，使電子信息技術和人們之間有著非常密切的聯系，大大提高了各個領域的生產效率，推動了我國社會的發展。而對于物聯網來說，電子信息技術也同樣是物聯網系統中的重要應用技術之一，可以說，沒有電子信息技術，就沒有現今的物聯網。

二、智能終端概述

1、基本定義

所謂智能終端（SmartTerminal），是一種能嵌入計算機系統內部的設備，這個體系結構的框架和嵌入式系統體系結構是完全一致的。智能終端是嵌入式系統的一個應用方向，其應用場景設定較為明確，因此，其體系結構比普通嵌入式系統結構更加明確，且擁有一些自身的特點。

2、結構分類

智能終端體系的結構主要可以分為兩部分：

1）軟件結構

軟件結構又被分為應用軟件和系統軟件。這兩種軟件相互合作作用于計算機內部系統的應用程序、中間件和操作系統。該操作系統的功能是管理職能終端的所有資源，主要涉及五個方面的管理功能：進程與處理機管理、作業管理、存儲管理、設備管理、文件管理。

2）硬件結構

硬件結構主要由存儲器、處理器（運算器、控制器）組成，主要將收集到的信息從外部傳遞到處理器內部，經過處理后，傳遞給外部系統，還可以將相關信息傳輸到存儲器中進行存儲。從硬件來看，智能終端普遍采用的是計算機經典的體系結構，即馮·諾依曼結構，主要包括以下幾部分：運算器（Calculator，也叫算術邏輯部件ALU）、控制器（Controller）、存儲器（Memory）、輸入設備（InputDevice）和輸出設備（OutputDevice）。而且運算器和控制器相互合作，可以構成計算機的核心部件，這一核心部件就是中央處理器（CenterProcessUnit，CPU）。

3、操作系統

智能終端的研究已經滲透到了科學技術領域涉及的每個部分，為了優化其實際應用和技術特性，在將其植入電腦系統后，還必須優化相應的計算機系統。現階段，常見的智能終端操作系統包括：Linux、WindowsCE、SymbianOS、iPhoneOS等。

4、技術特點

智能終端處理器作為智能終端系統中的核心元件，對其效率的研究和功能的優化有助于提升整個計算機應用系統的性能，從而有效促進其在實際科學技術工作過程中的應用。智能終端的技術特點包括：

1）高性能

由于計算機科學技術力量的不斷發展，社會主義現代化國際浪潮的不斷推進，使我國現階段對智能終端系統的應用越來越廣泛，而且還在不斷擴展。這樣的發展趨勢對其實際使用過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。

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智能終端的尺寸被有效控制，另一方面還能降低設計過程的復雜性，保障了系統的實用性和可靠性。

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較小的功率下才能正常工作。

三、建筑用電設備物聯網系統中智能終端的應用

1、視頻監控系統

視頻監控系統的應用已經成為我國現階段建筑設計過程中最普遍的一種，其主要目的是對整棟建筑內部的安全性進行防范，因此，選擇海康威視公司的硬盤錄像機、槍型網絡攝像機、球型網絡攝像機以及核心交換機共同組裝成的監控系統為研究對象，將其安置在實驗室的房間內部，并借助TCP/IP協議將視頻存儲到硬盤錄像機內，幫助使用者進行觀察和研究。

2、恒壓供水系統

恒壓供水系統主要通過上位機進行控制，形成供水、用電統計報表并存儲和打印輸出，才能完成模擬量的采樣、運算和輸出，最終完成控制系統的啟停、水路的切換、工況監控以及相應的故障監測、判斷以及報警等任務。

3、空調通風系統

以美國Alerton（艾頓）公司的BACNet產品——空調通風系統為研究對象，對其內部構成進行詳細的分析，發現其主要由新風機組、定風量組合式空調機組以及空調冷熱源系統組成，這一系統的建立有效實現了恒溫恒濕的舒適環境。而當建筑用電設備植入物聯網系統中后，其結構主要由圖形工作站、監控工作站、BACTalk網絡控制器、VLC-1188DDC控制器、VLC-853DDC控制器一起共同作用。并且在實際工作時，空調通風系統的監控工作站、網絡控制器與底層的DDC控制器之間借助BACNet協議進行工作，并通過圖形工作站的圖形化設計將現場的新風機組、定風量空調機組的參數直觀地展示出來，有效地滿足了現階段互聯網技術對空調通風系統提出的新要求。此外，為了保障在網絡條件順利運行的情況下使各個工作步驟被落實，必須滿足第三方集成商KPWARE所提供的ServerEX軟件包和相應的BACNet通信協議，才能有效地保障數據傳輸的穩定性。

4、門禁系統

以美國漢軍（HUNDURE）公司的產品為研究對象，門禁系統主要包括兩個重要的部分：①上位機軟件eNitor，要以TCP/IP通信協議為基礎，并且要結合這計算機的技術應用和非接觸式樣的IC卡技術，才能使IC卡承擔完全的門禁通信、身份識別等職能，并且在通用性能方面也有更出色的表現；②門禁控制器RAC2000，一般會用到五塊，但是能夠實現對XX305、XX404、XX412、XX308等共計十扇門的刷卡控制，實現了在云平臺數據的收集和控制，而且在網絡通暢的條件下實現了大數據的共享。

結束語

本文著重對物聯網技術和物聯網系統在建筑用電設備中的智能終端進行研究，探索相應的功能需求，并有效地結合實際進行技術優化。

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（作者單位：紹興市質量技術監督檢測院）