物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑中的應用探討

王嘉偉

（上海理工大學環(huán)境與建筑學院，上海 200000）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術在我國許多行業(yè)中都得到了推廣和應用，建筑行業(yè)也不例外。通過在建筑行業(yè)中引入與應用物聯(lián)網(wǎng)技術，有助于推動我國建筑信息化進程和智能樓宇的發(fā)展，為當下我國建筑行業(yè)的轉型升級提供了一個新的思路。可以說，物聯(lián)網(wǎng)技術和智能建筑的有效融合是未來建筑發(fā)展的一個必然選擇，是實現(xiàn)建筑技術升級的有效路徑。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術及其在智能建筑中應用的重要性

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術的含義及功能特征

物聯(lián)網(wǎng)技術實際上就是基于“物物相連”的一種互聯(lián)網(wǎng)技術，本質(zhì)上是按照規(guī)定的協(xié)議，將任何物品和互聯(lián)網(wǎng)之間進行相互連接，基于互聯(lián)網(wǎng)來開展信息通信或數(shù)據(jù)交換，最終可以實現(xiàn)智能化定位、監(jiān)控以及管理等功能的一種網(wǎng)絡。對于物聯(lián)網(wǎng)技術而言，其功能特性主要表現(xiàn)在三個方面：其一，連通性特征。通過智能識別技術、感應技術或者有線網(wǎng)絡連接等技術，將相關的人、事與物等全部連接起來，保持彼此之間信息流通狀態(tài)。其二，關聯(lián)性特征?；趥鞲衅?、影像技術和條形碼的支持，將不同類別的物體和互聯(lián)網(wǎng)進行有效連接，最終實現(xiàn)物物相連的一種狀態(tài)。其三，智能化特征。物聯(lián)網(wǎng)技術應用的根本目的是促使現(xiàn)實世界向智能化發(fā)展，為人們的生產(chǎn)和生活帶來便利。例如，可以借助計算機技術、自動控制技術以及無線傳感技術等來對各種事物進行完全控制。基于物聯(lián)網(wǎng)技術的合理運用，可以使人們更好地感知、利用以及控制周圍環(huán)境，使其更好地服務于人。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑中應用的重要性

隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，國內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展到了一個新的階段，并且衍生出許多智能建筑產(chǎn)品，但是當下的智能建筑依舊存在著“硬件強，軟件弱”的硬傷，尤其是缺乏系統(tǒng)集成等相關問題限制了國內(nèi)智能建筑的進一步發(fā)展。例如，不同供應商產(chǎn)品由于缺乏統(tǒng)一的標準，在進行系統(tǒng)集成時很難實現(xiàn)相互協(xié)調(diào)，同時也增加了系統(tǒng)維護的難度。而如果可以靈活地運用物聯(lián)網(wǎng)技術，那么可以采取統(tǒng)一的接口、數(shù)據(jù)庫以及開放協(xié)議等來實現(xiàn)各種產(chǎn)品連接的協(xié)調(diào)性，同時還可以最大程度整合智能建筑中的各種資源，提高其運營效率。簡言之，物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑中的應用具有其必然性，強化二者的結合是非常明智的一個選擇。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑中的常見應用

2.1 應用于智能安防

在智能建筑中應用物聯(lián)網(wǎng)技術的過程中，家庭智能安防是應用最廣泛的一種物聯(lián)網(wǎng)技術產(chǎn)物，具體就是基于煙霧機量探測器、紅外線感應器以及震動傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術，在智能建筑內(nèi)部構建一個兼有功能全面、高效、準確和快捷等特征的智能安防系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)建筑中所設置的安防系統(tǒng)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術所形成的智能安防就猶如安裝了多重防護手段，從出入口的嚴密監(jiān)控到全方位的智能視頻監(jiān)控等，涉及諸多安防功能。對于智能建筑中的安防監(jiān)控子系統(tǒng)而言，主要涉及室內(nèi)防盜、室內(nèi)火災和室內(nèi)燃氣泄漏等的監(jiān)控，具體應用主要表現(xiàn)在幾個方面：

（1） 監(jiān)測建筑周圍安全性。通過在建筑外圍護墻上面安裝紅外線監(jiān)控探頭或感應器等先進的監(jiān)控設備，將監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)通過傳感網(wǎng)絡上傳給信息中心來下達相應的指令，確保建筑物的安全性。如果所設置的紅外線設備監(jiān)測到進入建筑物內(nèi)部的物體，就會將相應的數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)中心，這時候安保人員可以基于終端設備來對所反饋的物體類別進行探測和判斷。與此同時，安保人員可以將線路和巡邏范圍等相關信息傳輸?shù)较到y(tǒng)中，這時候管理人員可以基于系統(tǒng)來監(jiān)督建筑內(nèi)部全體安保人員的工作，從而借此來確保建筑周圍的安全性。

（2） 防盜管理。在智能建筑內(nèi)部構建一個完善的物聯(lián)網(wǎng)基礎平臺后，可以為住戶配備專門的身份信息卡，并將其基本信息錄入到計算機系統(tǒng)中，這樣在有人進入智能建筑的時候，相應的系統(tǒng)會自動識別進入者攜帶的身份信息，如果相應的信息與系統(tǒng)平臺中數(shù)據(jù)庫存儲的信息保持一致，大門會自動打開，否則需要經(jīng)過建筑內(nèi)部安保人員確認后方可進入建筑內(nèi)部。對于外部非業(yè)主人員進入建筑系統(tǒng)，如果無法匹配相應的數(shù)據(jù)信息，那么就會對其進行自動跟蹤，并將相應的信息輸入到移動設備上，進行密切監(jiān)控，且在沒有登記相關信息的情況，系統(tǒng)會出現(xiàn)自動報警。此外，要注意有效結合紅外探測器設備與智能門禁設備，力求可以在激活紅外探測器的情況下，及時將非法人員侵入的信息反饋給安保人員，使他們可以及時采取措施。

（3） 防災管理。如果在智能建筑內(nèi)部出現(xiàn)線路短路、玻璃炸裂、溫度異常、煙霧濃度過高或煤氣泄漏等問題，那么建筑內(nèi)部所設置的自動報警設備會相應地發(fā)出報警信號，借助物聯(lián)網(wǎng)的相應聯(lián)系網(wǎng)絡將報警信號傳到控制中心。如果煤氣泄漏等災情比較嚴重，那么可以相應地向附近區(qū)域的業(yè)主發(fā)送報警信息，告知其緊急撤離。如果業(yè)主當時不在智能建筑內(nèi)部，那么系統(tǒng)會自動打開所設定的安防報警系統(tǒng)，避免因為業(yè)主疏忽所誘發(fā)火災問題，當業(yè)主回到家后會自動解除家中的報警系統(tǒng)，從而確保智能建筑的安全性。

2.2 應用于節(jié)能減排

節(jié)能減排也是物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑中應用的一大亮點，具體就是基于物聯(lián)網(wǎng)平臺系統(tǒng)來連接建筑內(nèi)部的電能系統(tǒng)與污水處理設備，基于各種不同類型的傳感器來讀取建筑內(nèi)部電能和水資源的消耗情況以及污水指數(shù)等相關信息，之后將這些數(shù)據(jù)通過高速光線網(wǎng)絡傳輸?shù)皆破脚_再進行存儲，利用大數(shù)據(jù)技術以及云平臺進行比較分析，從中獲取最佳的處理手段與方法，確保為相關的工作人員提供準確、可靠的依據(jù)，同時要注意對污水處理的實際情況進行密切監(jiān)督與嚴格考核，這樣可以借助完善的監(jiān)管體系來確保整體智能建筑內(nèi)部水資源系統(tǒng)和電力系統(tǒng)等運作的效率。比如，通過在建筑內(nèi)部安裝無線傳感器，可以實時監(jiān)測建筑內(nèi)部的溫濕度以及照明等相關情況，之后結合監(jiān)測所得到的數(shù)據(jù)等來科學地調(diào)整與管控建筑內(nèi)部所設置的空調(diào)系統(tǒng)，力求可以在最大程度滿足用戶在建筑中居住舒適度的基礎上，降低建筑內(nèi)部水資源和電能等消耗。又如，可以在建筑內(nèi)部科學、合理地安裝應聲燈、感應抽水裝置和吸收裝置等基于物聯(lián)網(wǎng)技術的一些設備，可以結合用戶的實際使用情況來進行控制，在不使用這些設備的時候使它們保持待機狀態(tài)，同樣有助于減少建筑內(nèi)部能源的消耗。

為了提升智能建筑內(nèi)部用電設備的管控有效性，可以通過結合建筑內(nèi)部電力系統(tǒng)的實際建設情況，科學地構建與應用節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，借此來實時地監(jiān)控智能建筑中的各種用電設備， 確保它們可以始終保持正常的運行狀態(tài)。與此同時，基于節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)在建筑內(nèi)部的應用，可以對各種用電設備的運行情況進行便捷的查詢，且可以實現(xiàn)對路基控制的設置或者對各種建筑內(nèi)部用電設備歷史運行狀態(tài)的可視化查詢，借此來增強整體用電設備監(jiān)測的有效性，確保它們可以始終保持一個良好的運行狀態(tài)。此外，還可以從用戶體驗以及節(jié)能減排視角出發(fā)，進一步拓展智能建筑內(nèi)部所設置節(jié)能減排監(jiān)管系統(tǒng)的功能，如可以提供PC管理功能、設備禁用報警功能、設備運行安防功能以及短信控制功能等，借此來進一步提升節(jié)能減排監(jiān)管系統(tǒng)的運行性能，最大限度地提升物聯(lián)網(wǎng)技術應用的節(jié)能減排作用。

2.3 應用于智能家居

在各業(yè)主家庭中安裝無線傳感器裝置，并將其連接到傳感器和互聯(lián)網(wǎng)中，可以實現(xiàn)借助智能手機等智能終端來遠程控制建筑內(nèi)部中各種電氣設備、家居環(huán)境或水電水表等的目標。在基于物聯(lián)網(wǎng)所構建的智能家居系統(tǒng)中，智能手機等智能終端在專用網(wǎng)絡當中不僅可以作為接入終端，同樣可以作為專用的控制臺來管理家庭中的電飯煲、洗衣機或智能開關等各種用電設備。通過借助在智能手機等控制終端中輸入有關指令，可以實現(xiàn)遠程操作家庭中的各種用電設備或者電力系統(tǒng)。而在智能家具中，當下常用的通信方式主要包括ZigBee、GSM和Wifi等，其中ZigBee網(wǎng)絡技術在當下的智能家居產(chǎn)品中是應用最為廣泛的一種通信技術，具有成本低、能耗小以及適用范圍廣等優(yōu)勢，可以將電氣設備、家居環(huán)境和水電氣表等相關家庭要素緊密聯(lián)系在一起進行統(tǒng)籌管理，極大地提升了智能建筑系統(tǒng)運行管理的有效性。

在智能家居系統(tǒng)中，可以滿足業(yè)主的多樣化需求，一切遠程操作只需要借助智能手機等終端設備的操作即可實現(xiàn)。比如，在業(yè)主回到家中之前，可以通過手機等智能終端設備，基于物聯(lián)網(wǎng)技術的應用來提前啟動家庭中的空調(diào)設備或者廚具等相關設備，這樣在業(yè)主到達家庭之后，房間中的溫度可以達到一個比較舒適的溫度，或者廚房中的廚具已經(jīng)煮好了飯；又或者在家庭中有小孩或老人的時候，可以借助攝像機來對他們在家中的情況進行實時監(jiān)控，確保可以使業(yè)主更好地了解與掌握家庭中老人和小孩的居住情況，避免他們發(fā)生危險問題；遠程切斷家庭當中的電源開關或者啟動空調(diào)系統(tǒng)等；借助智能手機，可以相應地接收建筑的物業(yè)信息、安保信息或者水表、電表和氣表等相關數(shù)據(jù)，借此來提醒業(yè)主是否需要繳納建筑物業(yè)費等。可見，通過基于物聯(lián)網(wǎng)技術來構建智能家居系統(tǒng)，可以為業(yè)主提供更高質(zhì)量的家庭服務，同時可以有效地節(jié)約能耗。

3 結語

總之，物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑中的應用，是智能建筑發(fā)展的一個必然選擇，有助于推動智能建筑發(fā)展。比如，可以將物聯(lián)網(wǎng)技術應用于家庭智能安防、節(jié)約減排以及智能家居等方面，可以顯著改善業(yè)主生活質(zhì)量。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展以及在建筑領域中應用技術的成熟，未來會與更多建筑內(nèi)部基礎設備與設施相結合，進一步強化物聯(lián)網(wǎng)技術和智能建筑的融合，從而使其為社會創(chuàng)造更大價值。