基于物联网技术的智能建筑系统集成

发表时间:2019/12/19   来源:《建筑实践》2019年38卷第17期   作者:郑东东
[导读] 现阶段,随着社会的发展,我国的物联网技术的发展也有了很大的创新。
         摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的物联网技术的发展也有了很大的创新。传统的建筑项目信息系统建设以综合布线为基础,以局域网为桥梁,采用三层网络架构实现建筑物内各子系统的信息交换,包括安防、电梯、暖通、变电配电、智能照明等。传统的信息系统集成采用统一的协议,存在兼容性差、开放性差、配置工作量大等问题,给建筑智能化带来一定的困难。物联网技术是一种新兴的信息集成技术,借助射频识别、红外感应、定位系统等信息传感设备实现普通物体与互联网的信息交换和通信,能够实现智能化识别、定位、监控和管理等传统信息系统无法实现或难以实现的功能。物联网的通信以互联网和传感器控制协议为基础,实现了“万物互联”,有效拓展和丰富了普通物体的功能。在建筑领域,物联网技术的应用能够提高建筑项目信息系统集成性、可扩展性和智能化程度,促进了智能化建筑的发展与演变。
         关键词:物联网技术;智能建筑;系统集成
         引言
         智能化管理的智能建筑由通信自动化系统、建筑设备自动化系统以及办公自动化系统组成,在很大程度上提高了居住场所的安全性、舒适性以及便利性。但是智能建筑系统集成也有很多缺点,比如会出现各个系统之间重复建设、产生的效果不明显、费用相对较高等状况。笔者主要分析了智能建筑系统的设计以及自动化平台,希望能够为相关研究提供借鉴。
         1物联网的体系架构
         对于物联网体系来说,其主要包括感知层、网络层和应用层三大部分。首先来看感知层,它具有很强的感知能力,主要依靠的就是传感器、控制器和执行器等,感知层可以实现自动采集信息和自动执行命令的功能,不需要人工参与,具有很强的自动性。再来看网络层,网络层主要完成信息传递和控制任务,而要完成这些任务,则需要将其和有线或者无线网络进行连接,其有很多种组成形式,最常见的是专网与互联网的组合。最后来看应用层,应用层的主要功能就是进行自动识别与控制,例如对城市进行管理,对环境进行监测等。
         2物联网技术应用在智能建筑中面临的问题
         物联网利用局域网或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式连在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制,并不是对现有的技术进行颠覆,而是与现有的技术相融合,来实现一种全新的通信模式。例如,将物联网技术应用于智能建筑的安防系统中与传统的建筑安防系统相比,成效更明显、更实用,处理速度也更快且精确。上海市技防标准DB31在2018年正式颁布执行,在智能安全保障系统章节中明确规定泛感知探测(含RFID、GPS)识别、二维码识别等比对、认证及控制装置应通过安全接口与出入口控制系统联网,实现识读获取、特征比对、自动认证等功能。该标准的制定无疑是政府对物联网技术在智能建筑领域的大力推动的典型表现。但是,由于我国物联网技术的发展建设仍处于起步阶段,所以在应用于智能建筑系统建设的过程中,仍然存在以下难题,阻碍着该项技术在此领域的发展。
         3优化措施分析
         3.1加大技术改造力度,促进投资成本的降低
         物联网技术对资金的需求量比较大,要想更好地应用在智能建筑系统建设中,必须不断加大技术改造力度。首先,加大物联网技术改造力度。由于我国的物联网技术仍处于发展阶段,在物联网技术系统改革、建设方面仍存在很多不足之处。所以,我国应注重借鉴其他发达国家的相关经验,进行不断学习,再结合物联网技术的发展现状进行不断优化,从而不断降低该技术的投资建设成本,使更多的建筑企业有能力应用该技术,进行智能建筑系统集成建设工作。其次,增加企业的资金收入渠道。政府方面,可以为企业的智能建筑系统建设提供更多的资金支持,使企业有足够的资金进行智能建筑系统集成建设;企业方面,应当提高各方面的资金利用率,使每一笔资金都能更好地用于物联网技术及智能建筑系统的建设发展。


         2.2建立健全安全保障系统
         系统的安全保障性能对一个技术能否稳定发展起着至关重要的作用,因此应做好安全保障系统建设工作,建立健全安全保障系统。首先,目前我国的网络环境仍处于较混乱的状态,国家对网络环境整治工作不够重视,应严厉惩罚那些搞破坏的不法分子,为科学技术发展营造一个良好的运行环境,让其他有违法违规心理的人员不敢搞破坏、不能搞破坏,进而到最后不想搞破坏。其次,做好安全保障监督工作,加大对物联网技术的监督检查力度,不定期进行维修检查管理,发现问题及时处理,不能拖延,从而确保该技术一直处于一个健康安全的发展状态。最后,随着时代的发展要对技术系统进行不断更新,对于该系统的一些安全保障措施要做到位并且及时进行优化,发现漏洞后要及时修复;建立相应的风险预警机制,当该系统出现故障时,能够及时做出相应调整,减少系统损失。
         3.3数据传输与处理
         传感器监测的数据需要经过各网络节点汇聚到建筑质量安全监测管理数据库中,以便于应用服务器调用和处理。在建筑项目建设中,由于单一传感器难以完成整个建筑项目的监测,更不能全面反映项目质量安全状况,因此,建筑施工单位需要根据项目结构特点布设传感器,提高建筑项目质量监测数据的准确性、有效性。然而,传感器数量的增加必然产生组网问题。常见的网络传输方法包括有线传输和无线传输两种方式。有线传输稳定性高,但布线存在一定难度,且线路故障排查和维修难度大。无线传输稳定性较弱,但组网方便,建设成本低。在本工程中,施工单位综合对比几种无线传输技术,最终确定使用ZigBee无线传输技术进行组网。ZigBee模块使用碱性电池,可连续使用3~5年,且具有良好的抗干扰能力、兼容性高等特点,满足本项目长期观测要求。ZigBee模块与网关相连,经过光纤、交换设备与建筑质量安全管理系统数据库连接,确保了数据采集、写入的安全性。
         3.4应用方法
         使用物联网技术,对智能建筑系统进行集成处理。同样使用上述三层架构,分三个层次进行搭建,通过使用相应层次结构的物联网技术,将智能建筑子系统进行集成操作。其中感知层主要进行对建筑各方面数据的采集工作,感知层要负责信息的获取,它通过设置的各种带有固定功能的节点和协调器接收来自系统中各个节点和子系统汇集来的信息。网络层主要由集成网关组成,负责对感知层汇集来的信息进行进一步处理和传输,接受各节点发送来的讯息并对这些节点发布指示信息,完成综合管理系统中心和网关之间的信息交流和传输。应用层是针对用户所提出的具体要求对系统进行控制的命令发出层,用户对建筑系统进行智能控制的需求各不相同,根据不同用户的不同需求建立数据库,从综合管理中心发布命令解决相应需求。运用物联网技术,使智能管理系统通过感知层获取信息和数据,然后通过网络层进行信息数据传输,最后传递到应用层针对用户需求形成相应的应用模式。
         结语
         随着科学技术不断进步,我们已经步入信息社会,生活水平的日益提高也对我们的生活质量问题产生了新的要求。智能建筑作为新时代的产物必然将在时代的潮流中不断推陈出新,而物联网的推广和普及必然将成为推动智能建筑不断向前发展的核心动力之一。物联网技术本身作为一种网络信息技术也在不断完善,它的每一次革新都会带来相关领域的日益完善,这一方法的日益完善,不仅能带来建筑领域的进步,更能有效提高智能建筑的使用者的生活安全性和便利性。我们不能因为目前阶段物联网技术应用时所存在的问题而止步不前,而是应该积极进行尝试。出于市场需求,这一方法拥有着良好前景,必然将发挥更加重要的作用。
         参考文献
         [1]高攀祥.物联网技术在智能建筑系统集成中的应用[J].现代建筑电气,2014,5(4):31-34.
         [2]王东伟,孙方正,陆俊杰.基于物联网架构的智能建筑设计分析[J].智能建筑,2016(8):10-12.
         [3]杨秉陆.物联网技术在建筑智能化系统中的运用研究[J].居舍,2018(22):240+244.
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