智能建筑中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的研究

【摘要】智能建筑的廣泛普及，為人們提供了健康、舒適、安全的工作和生活環(huán)境。本文探討了智能建筑和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特征，對(duì)于智能建筑中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)詳細(xì)分析，為從事相關(guān)工作的業(yè)務(wù)人員提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】智能建筑;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用研究

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段在建筑行業(yè)中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。經(jīng)由在建筑行業(yè)中融入與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，給建筑行業(yè)智能系統(tǒng)的快速發(fā)展提供了新方向。因此，對(duì)于對(duì)物聯(lián)網(wǎng)手段的有效融合應(yīng)當(dāng)是智能建筑日后發(fā)展的必然選擇。

1. 智能建筑與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

1.1 智能建筑

近年來(lái)，海內(nèi)外大樓建設(shè)中盛行一股“智能化”風(fēng)潮，冠以“3A智能建筑”“5A智能大樓”的廣告層出不窮。建筑物智能化技術(shù)水平都在逐年提高，落成的智能建筑很多均有著較完備的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）、安全防衛(wèi)自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS）、防止火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)（FAS）、通信自動(dòng)化系統(tǒng)（CAS）以及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS）簡(jiǎn)稱(chēng)5A系統(tǒng)。經(jīng)由綜合運(yùn)用各種智能化技術(shù)而創(chuàng)建的一個(gè)協(xié)調(diào)的、為人類(lèi)提供能持續(xù)發(fā)展、便利、高效以及安全的基本功能壞境，被人們廣為接受，并得到全面推廣。

在智能建筑中融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，是智能建筑在智能控制技術(shù)方面的進(jìn)一步提高。在建筑物中放置各種傳感器，結(jié)合建筑設(shè)備自動(dòng)化控制技術(shù)，可以對(duì)整個(gè)建筑物進(jìn)行全面監(jiān)控。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）指的是將無(wú)處不在（Ubiquitous）的末端設(shè)備（Devices）和設(shè)施（Facilities）。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)還是依靠互聯(lián)網(wǎng)，只不過(guò)終端不再是普通電腦，而是嵌入式系統(tǒng)及其配套的各種傳感器。如傳感器、智能家居系統(tǒng)等，或貼上RFID的對(duì)象、攜帶無(wú)線終端設(shè)備的個(gè)人與車(chē)輛等，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)相互通訊，運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的模式，提供安全可控的在線監(jiān)測(cè)、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮、遠(yuǎn)程控制、安全防范等管理和服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)“萬(wàn)物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)保”的“管、控、營(yíng)”一體化控制。其主要技術(shù)如下：

1.2.1 射頻識(shí)別技術(shù)

RFID 技術(shù)（Radio Frequency Identification）即射頻識(shí)別，俗稱(chēng)“電子標(biāo)簽”，是信息獲取的源頭。在目標(biāo)物品上貼上電子標(biāo)簽，可對(duì)其進(jìn)行全世界范圍內(nèi)的跟蹤和辨別。

例：裝有電子標(biāo)簽的汽車(chē)經(jīng)過(guò)寫(xiě)字樓車(chē)庫(kù)門(mén)閘時(shí)能被自動(dòng)辨別，無(wú)需人工干涉，極大的提高了工作效率。

1.2.2 傳感器技術(shù)

傳感可通過(guò)力、電磁波、音響、位移、電、熱、光照等等信號(hào)源來(lái)感知周邊環(huán)境，為系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)。

例：通過(guò)溫度傳感器可感知室內(nèi)溫度、通過(guò)光照度傳感器可感知環(huán)境光照度情況。

1.2.3 傳輸技術(shù)

選用傳輸技術(shù)可促成物聯(lián)網(wǎng)中物與對(duì)物、人與對(duì)物間信息的相互交流。

例：利用互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信等網(wǎng)絡(luò)傳輸物聯(lián)網(wǎng)感知到的信息。

1.2.4 信息融合技術(shù)

將物聯(lián)網(wǎng)感知到的信息進(jìn)行融合，通過(guò)綜合分析處理，以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控、調(diào)度指揮、遠(yuǎn)程控制、安全防范等功能。

例：通過(guò)對(duì)感知到的建筑物內(nèi)的溫度、二氧化碳濃度及有害氣體濃度等進(jìn)行融合處理，可實(shí)時(shí)對(duì)建筑物內(nèi)的空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2. 智能建筑中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的常見(jiàn)應(yīng)用

在智能建筑中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通常用于安全防范系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及節(jié)能減排系統(tǒng)等。

2.1 在智能建筑安全防范系統(tǒng)中的應(yīng)用

家庭智能安防是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段在智能建筑安全防范子系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的產(chǎn)物，在建筑物內(nèi)應(yīng)用被動(dòng)紅外傳感器、玻璃破碎探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器、溫度傳感器、煙霧傳感器和光照度傳感器等各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，時(shí)時(shí)感知建筑物內(nèi)部環(huán)境信息，及時(shí)采取相應(yīng)控制策略，建立一個(gè)安全、便利、舒適和節(jié)能的生活和工作環(huán)境。

與傳統(tǒng)建筑中的安全防范系統(tǒng)對(duì)比，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段所形成的智能安防系統(tǒng)就宛如給建筑物提供了多重保護(hù)。主要涉及入侵報(bào)警、視頻監(jiān)控、出入口控制、消防報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制等系統(tǒng)。具體如下：

2.1.1 建筑物安全防范管理

在建筑物內(nèi)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，收集住戶的掌紋、指紋等生物特征或給住戶分配身份識(shí)別卡片，并將這些信息保存在控制主機(jī)中。當(dāng)進(jìn)入建筑物時(shí)，門(mén)禁系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別入侵者生物特征或信息卡片，并與控制主機(jī)中保存的信息進(jìn)行自動(dòng)匹配，若信息匹配一致，則自動(dòng)打開(kāi)大門(mén);若不一致，需經(jīng)過(guò)安保人員同意后，方可進(jìn)入。當(dāng)發(fā)生非法入侵時(shí)，入侵報(bào)警系統(tǒng)探測(cè)到非法入侵者，除發(fā)出警情外，同時(shí)，聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)時(shí)監(jiān)控，并自動(dòng)錄像。這樣，安保人員可以及時(shí)監(jiān)控非法入侵者，以便采取相應(yīng)的措施。

2.1.2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

火災(zāi)的預(yù)防應(yīng)是智能建筑安全防備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重點(diǎn)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，在建筑物內(nèi)部安裝感溫探測(cè)器、感煙探測(cè)器等火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器，它自主運(yùn)行，自力于其他體系、收集運(yùn)行信息?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)手段的火警自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不僅可以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，也能長(zhǎng)途監(jiān)控建筑物內(nèi)消防設(shè)施的運(yùn)行狀況，及時(shí)收集并快速處置報(bào)警信息。一旦發(fā)生警情，控制系統(tǒng)能及時(shí)探測(cè)并發(fā)出報(bào)警信息，便于安保人員采取相應(yīng)措施，確保生命和財(cái)產(chǎn)安全。

2.1.3 應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，主要包括消防聯(lián)動(dòng)控制器、顯示裝置、消防電動(dòng)裝置、聯(lián)動(dòng)模塊、消火栓、應(yīng)急廣播、消防電話等設(shè)備。當(dāng)報(bào)警控制主機(jī)接收到火災(zāi)警情后，按照既定的控制程序?qū)⒙?lián)動(dòng)控制信號(hào)發(fā)送給消防泵、噴淋泵、防火閥、防排煙閥等消防設(shè)備，完成對(duì)滅火系統(tǒng)、應(yīng)急疏散系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)及其它的與消防有關(guān)設(shè)備的控制，將火災(zāi)損失控制在最低。

如自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的啟停主要是依托加裝在管道內(nèi)壓力開(kāi)關(guān)作為聯(lián)動(dòng)觸發(fā)的信號(hào)源通過(guò)低壓報(bào)警的形式，出現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)候噴淋最為前端的噴淋腳因?yàn)槭苁鹿虱h(huán)境溫度的增高，噴淋頭上的玻璃柱破裂開(kāi)始噴水滅火;低壓壓力傳感器將采集到的壓力信息傳送到報(bào)警控制主機(jī)，當(dāng)水管管路內(nèi)的水壓壓力過(guò)低，低于設(shè)定的固定值時(shí)，噴淋水泵就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，并通過(guò)模塊將水泵的工作狀態(tài)信號(hào)反饋給消防主機(jī)，而消防主機(jī)也可以通過(guò)手動(dòng)控制盤(pán)控制噴淋泵啟停。

2.2 在智能建筑照明系統(tǒng)中的應(yīng)用

在智能建筑的照明系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段還具有非常廣泛的應(yīng)用。在建筑物內(nèi)安裝光照度傳感器，可以促成對(duì)于室內(nèi)環(huán)境光照度的采集。當(dāng)光照度傳感器檢測(cè)到環(huán)境光照度變暗時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)控制器將接收到的光照度傳感器當(dāng)前照度與設(shè)定照度值比較，當(dāng)前照度小于設(shè)定照度時(shí)，控制器發(fā)出指令自動(dòng)打開(kāi)照明系統(tǒng)。還可以在現(xiàn)場(chǎng)控制中通過(guò)設(shè)定模擬量實(shí)現(xiàn)當(dāng)檢測(cè)到環(huán)境光照度變暗時(shí)，自動(dòng)控制照明系統(tǒng)的燈光增強(qiáng)，反之，則減弱。 這樣，就大大的改善了以往需要人工控制的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

2.3 在節(jié)能減排系統(tǒng)中的應(yīng)用

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段的能減排系統(tǒng)，使用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)系統(tǒng)連接建筑內(nèi)部的污水處理設(shè)備與電能系統(tǒng)，通過(guò)傳感器讀取建筑內(nèi)部水資源和電能的消耗情況和污水指數(shù)等數(shù)據(jù)，傳輸至控制中心，控制中心根據(jù)既定程序采取相應(yīng)措施，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。如在建筑物內(nèi)部安裝溫濕度傳感器，檢測(cè)室內(nèi)環(huán)境溫濕度，由現(xiàn)場(chǎng)控制器根據(jù)既定算法調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)即滿足住戶的舒適度，又達(dá)到節(jié)能的目的。又如在建筑物內(nèi)部安裝相關(guān)傳感器，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制器既定策略，實(shí)現(xiàn)聲響感應(yīng)燈、抽水裝置自動(dòng)啟?？刂?。

節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以時(shí)時(shí)檢測(cè)所有用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，借助現(xiàn)場(chǎng)控制器既定程序，自動(dòng)控制各用電設(shè)備合理運(yùn)行，在確保各用電設(shè)備良好運(yùn)行前提下，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

3. 結(jié)語(yǔ)

總之，智能建筑中廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有助于推動(dòng)智能建筑快速發(fā)展。如在智能建筑安全防范系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及節(jié)能減排系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，不僅給人們提供了一個(gè)安全、舒適、便捷的工作和生活環(huán)境，還實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃宏聰，齊鵬飛，鄭青松.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能樓宇綜合管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)[J].智能建筑與智慧城市，2018（12）：89-91+96.

[2]陳廣友.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能樓宇安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].信息技術(shù)與信息化，2018（06）：73-75.

[3] 井彥娜. 基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑安全監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2017.

[4]王可， 曹魯欣， 張麗. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用分析[J]. 智能建筑，2018（10）：74-76.

作者簡(jiǎn)介：張超，碩士，副教授，研究方向：建筑環(huán)境控制與節(jié)能優(yōu)化。