面向物聯網的現代智能建筑

商天鴻

（廣西宏基工程監理有限公司南寧第三分公司，廣西南寧 530007）

近年來，全球智能建筑市場規模不斷擴大，預計將從2020年的663億美元增加到2025年的1089億美元，期間年復合增長率大約為10.5%。從智能建筑實現增長的原因分析，得益于基于物聯網的建筑管理系統以及人們空間利用意識的增加，同時行業標準與法規的提高，節能系統需求不斷增加。未來，智能建筑越來越多，深度分析此課題，分析物聯網的具體應用，提出物聯網與建筑融合的方法，有著重要的意義。

1 智能建筑的內涵分析

簡單來說，智能建筑的節能水平與舒適度等增強。將設備進行感知與傳輸同時實現遠程監控，既能夠節約能源，同時可以減少樓宇人員的運維。從智能建筑市場層面分析，主要組成如下：①安全與安保管理；②能源管理；③建筑基礎設施管理；④網絡管理等。一般來說，建筑物的安全與保障都是主要考慮的問題。配置訪問控制與視頻監控系統，能夠實現對相關活動的跟蹤，便于檢測入侵者同時保持環境安全。隨著技術水平的不斷提高，涌現出更多高水平的訪問控制系統與消防和生命安全系統等，切實保障了業主與資產的安全。

2 基于物聯網的智能建筑主要功能

2.1 案例概述

以某智能建筑為例，基于物聯網構建了智能化管理系統，采用射頻識別技術與傳感技術等，實現對建筑的數據采集與傳輸，經過數據的分析與處理，輔助物之間智能化的控制，系統的關鍵技術整理如表1所示。采用技術或者智能化設備，采集物理信息，借助組網與協同信息處理技術，實現對數據的傳輸。利用網絡層，依托互聯網與無線網絡等，實現數據的有效交流和傳輸，促使建筑智能化控制的實現。除了傳統的安防系統與視頻監控系統外，此智能建筑進行了創新，開發了建筑物的監測系統。現結合智能建筑的設計與實現，展開具體的論述。

表1 智能建筑的系統架構

2.2 建筑物監測預警系統

基于物聯網構建針對建筑的監測預警系統，不僅具有遠程監控功能和自動化分析功能，還實現對傳統監測的創新。結合建筑物的特點，運用有限元分析方法，設置適宜的監測點與傳感器裝置，實現對建筑物數據信息的采集，進行相應的分析，保障建筑的安全性。一般來說，房屋建筑的安全要素主要如下：①位移。通過采集建筑的水平位移與垂直位移數據信息，分析建筑產生坍塌事故的可能性，進而采取有效的防護；②傾斜。如果建筑物產生傾斜的情況，整體受力處于非均衡狀態，產生很大的局部應力，同時明顯大于結構可承受的力，極易引發斷裂或者其他問題，要求做好嚴格監測；③裂縫。基礎結構產生不均勻沉降的情況，則會形成裂縫。構建的監測系統，結合安全監測的需求，配置位移傳感器、沉降傳感器、裂縫傳感器、傾角傳感器等，借助內置無線模塊的支持，利用GSM/GPRS網絡快速傳遞到云平臺，采用大數據技術展開分析，形成的信息轉移到處理器內，同建筑設計方案對比分析，掌握建筑的安全狀態，為運行維護提供支持。考慮到數據傳輸的要求，構建的監測系統，引入了Zigbee無線傳輸方法，具有功耗低和成本少等優勢。傳感器的各類數據信息傳輸到路由節點，運用路由算法處理后轉移到協調器，最終顯示到終端設備。

2.3 安防系統

構建的智能建筑系統，安防系統為核心，同使用者的生命與財產安全有直接關系。基于物聯網技術的安防系統，不僅操作速度快，而且精度比較高。建筑的安防系統組成，主要為視頻監控系統、周界報警系統與智能巡更系統等，可實現對人員進出和車輛進出等的全面實時監控。物聯網下的監控系統，相比傳統監控系統具有突出的優勢，即不需設置工作人員盯著屏幕。對攝像頭采集的畫面與聲音等信息，可實現錄制保存，方便以后查詢。當遇到緊急情況，可實現自動向系統監控中心報警。周邊報警系統的功能實現，依靠傳感器技術，若產生非法越過以及探測器報警，則能夠將巡檢信息利用無線傳感器輸送到管理中心與管理人員等，為安防工作的開展提供支持，切實保障建筑安全。在建筑門窗上設置監控設備，能夠實現對數據信息的采集，傳送到安防中心服務器，建筑內的住戶可利用中心服務器獲得家中的監控畫面。利用室內配置的報警裝置或者煤氣探測器等，實現對意外情況的有效監測，及時掌握危險情況，采取解決措施，確保內部人員的安全。

2.4 車輛管理系統

從建筑小區的情況分析，車輛的空間需求較大，同時車輛數量不斷增加，增加了停車困難和車輛管理的難度。采用物聯網技術，構建車輛管理系統，促使系統更加高效和安全。監測功能的實現，借助RFID技術與識別技術，實現對車輛信息以及收費服務等各項功能，達到車輛管理的透明化和實時化。管理實踐中利用視頻監控系統，能夠記錄與保存車輛信息，為車輛與人員的安全管理提供支持。在實際應用中要注重數據分析，掌握智能建筑運行情況，做好全面的管控，最大限度保障建筑安全，促使技術應用價值的實現。

3 基于物聯網的智能建筑發展策略

3.1 做好軟硬件的配置控制

基于物聯網的智能建筑管控系統構建，要做好軟硬件的配置控制，滿足實際需求，保障各項管理工作落實到位。在進行智能建筑監控系統的開發與構建時，要結合管控的需求，分析所需的軟硬件，例如傳感器和監控器等，選擇性價比較高的儀器設備。建設時選擇適宜的位置配置，切實保障機械設備的作用發揮，實現監控功能，最大限度保障智能建筑建造目標的實現。加大資金投入力度，配置高性能的監控設備，滿足智能化建筑管控功能的實現，實現保障監控功能，促使建筑管理工作高質量落實[1]。

3.2 加大功能的開發

目前來說，物聯網技術水平不斷提高，在實際應用中可發揮的作用較多。智能建筑監控系統的構建方面，要加強功能的開發。物聯網的應用如下：①智能安防。基于物聯網的智能安防系統，通過對拍攝的圖像進行傳輸和存儲，同時開展分析和處理，形成智能化安防系統，例如門禁系統和報警系統以及監控系統[2]；②智慧能源環保。物聯網在能源監控方面的應用，發揮著積極的作用，例如電能和燃氣等。同時在井蓋與垃圾桶等環保裝置方面，配置監測水位和狀態等的傳感器，可實現有效監控，為建筑管理提供支持，減少能源損耗[3]；③智能家居。隨著人們生活水平的提高，使用的方法與設備不斷增加，滿足多樣化需求，使家庭更加舒適和安全以及高效。采用物聯網技術，輔助智能家居方面的控制，可對位置和狀態等實施監測，分析變化特征，結合管理的需求，開發相應的功能。構建智能建筑系統，要求做好需求的全面分析，切實保障建筑功能的實現。

3.3 做好建筑系統的應用

采用物聯網技術，構建智能化建筑系統，開發所需的功能，能夠滿足建筑管理的需求。實際應用中系統功能的發揮，主要依靠的是數據信息。實踐中要深度挖掘數據信息的價值，提出優化建筑管理的策略，促使各項管控工作落實到位。將物聯網技術的應用功能發揮到極致，最大限度保障建筑智能化管理目標的實現，為建筑使用者提供優質的服務[4]。

3.4 做好系統運行維護

基于物聯網的智能建筑系統功能的實現，離不開各類軟硬件的支持，需做好全面的維護。實踐中要結合各個系統與軟硬件的特點，制定完善的管理制度，指導維護工作的開展落實，切實保障系統功能保持“在線”的狀態。組織專業的人員，負責對監測設備與系統進行維護檢修，積極排查存在的隱患與問題，采取消缺處理措施，切實保障監控系統的應用功能[5]。

4 結語

綜上所述，基于物聯網的智能建筑控制系統，具有上述監控與管理的功能，能夠滿足多樣化需求。實踐中要結合智能建筑的管理需求，積極探索有效的管理方法，促使管控工作高質量落實。本文結合實踐，提出了做好軟硬件的配置控制、加大功能的開發、做好建筑系統的應用等建議。