物联网在智能建筑中的应用(共8页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上内蒙古财经大学职业学院论文物联网技术在智能建筑中应用的论文姓 名 董晓红 系 别 计算机系 专 业 网络工程方向 班 级 计算机系2班 学 号 目录物联网技术在智能建筑中的应用摘要：物联网时代的到来，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化，对智能建筑行业也将带来前所未有的影响。物联网是涵盖网络、自动化、传感器及嵌入式系统等多种领域的综合性技术。智能建筑是未来建筑发展的方向，物联网技术在智能建筑中的应用主要体现在监控管理、 智能安防、 节能减排及智能家居等方面。自主开发出具有自主知识产权的智能建筑的智能化系统是亟待解决的问题。关键词：物联网，智能建筑，智能家居1、智能建筑与物联网早期，智能建筑的楼宇自动化系统通常只有以HVAC楼宇设备为主的自控系统，随着通信与计算机技术，尤其是互联网技术的发展，楼宇中的其他设备也逐渐地被集成到楼宇自动化系统中，如消防自动报警与控制、安防、电梯、供配电、供水、智能卡门禁、能耗监测等系统。现代智能建筑综合管理系统实现了基IT的物业管理系统、办公自动化系统等与控制系统的融合，是一个高度集成、和谐互动、具有统一操作接口和界面的“高智商”的企业级信息系统，为用户提供了舒适、方便和安全的建筑环境。物联网发展的最终趋势是让物理世界智能化，使人们的生活品质大大改善和提升。物联网的普及，能让交通控制、公共安全、家居生活、智能消防、工业监测、环境保护、健康管理等变得更加“聪慧”，自动与人沟通，完成人们赋予的任何命令。在这个整合的网络中，存在能力超级强大的中心计算机群，并通过云技术实现对海量数据的实时处理，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施进行实时的管理和控制，在此基础上，人类可以更加精细和动态地管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。无论人类的生活形态如何变化，建筑总是实物装、运、卸、存的基本平台， 实物大多数的产生、变化也发生在建筑空间中，因此，采集实物数据是智能建筑必备功能，而物联网技术是实现这一功能的极佳手段，为它们的结合创造了必然性。智能建筑技术的发展过程中，处处体现了“物联”的理念，物联网的部分定义及数据交换标准与中间件架构来源于智能建筑技术和理念，反之，物联网的技术和理念又对智能建筑的发展起到了提升的作用，两者之间相互融合、相互推进、相互影响。2、物联网在智能建筑中的应用物联网技术在智能建筑中的应用主要体现在监控管理、智能安防、节能减排和智能家居等方面。2.1监控管理物联网感知层上的传感器数目繁多，功能齐全，光纤光栅传感网络和无线传感器网络是用于智能建筑监控管理上的两个关键技术。将光纤光栅传感器固化在建筑材料中，可准确测量各种材料的参数和性能；智能建筑的电力系统工作在高温高压状态，光纤光栅传感器安装在电力系统的终端及接头部位等要害位置，对电力系统实时监测，可防止电流过大，电压温度过高，避免故障；在高层和超高层智能建筑中，光纤光栅传感器可用于对建筑物结构进行健康监测，监测结果通过互联网发送到系统终端。智能建筑中无线传感器网络的特点是无须布线，智能化程度较高，无线传感器节点较少，网络规模小。无线传感器应用场合灵活多样，尤其是在对建筑物火灾火睛监控中发挥重要作用。马鑫等人开发出了超高层建筑人员定位系统，结合无线传感器网络的定位技术，在火灾发生时对处于灾害环境下的人员实施定位。Zigbee网络由无线传感器节点和基站构成。可定位建筑物内火源具体位置，当网络节点被部分损毁时，Zigbee网络能够迅速重组，重新定位。物联网的通信网络技术为监控智能建筑管理人员或业主提供各种数据终端(如计算机及手机等)，当发生异常情况时， 报警信号会及时反馈到终端。2.2智能安防基于物联网技术的智能建筑安防系统与传统安防系统相比，其特点是有效、全面，处理速度快及准确率高。智能安防系统的内容有：出人口控制、防止入侵报警、视频监控、防毒防爆检查电子巡更等。一卡通系统涉及物联网3个层面技术一卡、一网、一数据库。智能建筑中用到的门禁卡已经发展为带有CPU的射频卡，刷卡时通过专用局域网连接后台数据库，判定刷卡人身份。基于物联网技术的防止入侵系统中，运用红外线感应器和智能化传感器对探测到的信号进行特征分析，以判断信号是否为非法入侵，避免了传统防入侵系统误报警的情况。家庭安防是智能建筑安防系统的重要子系统，在家庭中布防红外线感应器、玻璃碎裂传感器、门磁、感烟探测器及燃气泄漏传感器等，可有效保障家庭安全。家庭中一旦发生破门而入、煤气泄漏等事故，安防系统将自动发出报警信号，向小区值班保安求助，同时，通过通信网络，将报警信号发至业主手机终端上。2.3节能减排绿色、生态是智能建筑的发展目标。物联网时代的智能建筑可做到充分利用自然资源，降低能耗，节能减排。在智能建筑内部安装无线传感器，可对室内的温度、湿度、空气质量和照明情况实时监测，从而控制空调系统，并调节到最低能耗状态，还可自动配置照明系统，关闭不需要的灯光节约用电。某大学在新建的图书馆中引进了NI室内环境监测与节能系统，有效地打造了绿色低碳的校园典范。2.4智能家居物联网时代的智能家居系统包括基于专用网络的智能家居安防系统、以节能减排和舒适生活为宗旨的家庭自动化系统和基于智能手机的智能家居系统。智能手机在专用网络中既可作为控制台，文可作为接入终端，作为控制台可对家电进行管理，比如控制洗衣机、电饭煲等工作，切断家电电源，启动空调系统等；作为接人终端可接收水电气表数据远程传送，接收物业安保信息等。智能家居的通信方式有GSM，WIFI，ZigBee等，其中ZigBee网络技术在智能家居产品中应用最为广泛。ZigBee网络技术能耗小，成本低，适于小空间环境中将各种子系统结合起来统筹管理。图1是基于ZigBee网络技术的智能家居系统示意图。ZigBee无线网络电气设备家居环境水电气表触摸屏手机计算机图13、智能建筑物联网应用发展现状智能建筑物联网应用无处不在,表现如下:3.1物件(设备)经传感器联网明显地反映在智能家居、建筑设备监控、安防、一卡通、远传表、电子配线管理、智能照明、公共广播、会议系统、机房以及某些专业应用等系统中。3.2以局域网作为内网是智能建筑的网络层主要结构。3.3 TCP/IP网络平台支撑设备的管理和监控。3.4实现管理和监控,浏览器和服务器(Browser/Server,B/S)访问模式逐渐取代了传统的B/S与客户机/服务器 (Client/Server,C/S)混合访问模式。3.5“十二五 ”物联网规划所支持的重点应用领域与智能建筑关系密切。4、智能建筑物联网应用体系架构智能建筑物联网应用体系架构可细分成6层和公共技术,共7部分,如图2所示。应用层智能建筑应用公共技术服务支持网络层网络应用协议网络平台感知层短距离通信技术和协同处理物件传感与执行图24.1智能建筑传感与执行层。有关子系统物件传感和执行情况说明如图3所示。子系统传感器设备间互动(可执行)建筑设备监控温度、湿度、水位、环境（空气、饮用水等）等有视屏监控CCD、CMOS、GPS等有出入口控制读卡器、生物特征、密码、门磁等有一卡通读卡器等无周边防范红外、双鉴等有电子配线架扫描器等无远传表水、燃气、电能、热能等无机房温度、湿度、环境、安防、消防有智能家居环境、光照度、远传表具等有图34.2短距离通信技术和协同处理层。涉及传感器与执行器所连接的现场总线和通信技术,以及设备在现场总线网络上的互动和协同处理。4.3网络平台层。对于智能建筑物联网有关的子系统,该层的内容几乎全部是TCP/IP以太网平台,某些子系统需要建立移动通信网平台。4.4网络应用协议层。该层内容是TCP/IP网络平台所支持的应用协议, 如 HTTP、FTP、MIME、SNMP、XML等。4.5服务支持层。该层内容包括数据资源和中间件等。4.6智能建筑应用层。对于智能建筑物联网有关的子系统, 必须具备基于浏览器的B/S访问模式的管理和监控功能。4.7公共技术。公共技术主要包括建立系统所需要的公共文件和服务, 如标志解析、信息安全、系统管理等。5、物联网对智能建筑技术发展的影响物联网对智能建筑技术影响无处不在，设备经过传感器联网技术遍及大部分子系统，很多子系统已经是准物联网形态或已经是物联网形态。所谓物联网形态， 有三个方面的内容: 一部分是传感器联网;一部分是互联网的协议栈;一部分是设备网站。现在很多子系统可以说已经是物联网形态，如智能家居、建筑设备监控、安防、一卡通、电子配线架、远传抄表、专业应用等系统。智能建筑设备传感器联网方式: 单向/双向;单路/多路;TCP/IP 网、非TCP/IP网;设备间无直接互动/直接互动。简单例有远传抄表/一卡通/视频监控等;复杂例有智能家居/建筑设备监控等。6、物联网时代智能建筑的发展方向物联网是涵盖网络、自动化、传感器、嵌入式系统等多领域的综合性技术，物联网技术应用，使智能建筑更舒适、安全、节能。我国智能建筑起步较晚，发展很快，未来建筑的发展越来越趋向于智能化。但是目前在智能建筑上所用到的先进技术和成熟产品均依赖于国外引进，对我国蓬勃发展的建筑行业而言是个瓶颈。 随着物联网技术日臻成熟，如何把握物联网时代发展脉搏，依托新一波的技术革命，自主开发出具有自主知识产权的智能建筑智能化系统是亟待解决的问题。7、结束语新一代信息技术(包括物联网、云计算等)已列入国家“十二五”规划七大战略性新兴产业的首位, 物联网的发展已纳入国家发展战略。“十二五”物联网规划锁定的十大应用领域与建筑智能化关系紧密。物联网时代的到来给予建筑智能化发展和创新前所未有的机遇,今后的目标是要在未来几年形成智能建筑的物联网产业链(包括技术、标准、产品、系统和应用等一系列内容)。目前,物联网的体系架构基本确定,对于智能建筑体系架构中的感知层和应用层产业链的自主创新应作为重点。参考文献1GB/T 503142006 智能建筑设计标准S.2 马鑫，超高层建筑内部人员定位系统的研究与应用J.传感器与微系统，2012，31(2).3 NI携手上海交通大学新图书馆构建环境监测与节能系统 J电子测量技术(热点资讯)，2012(1).4 南京市物联网产业联盟一套典型的物联网智能家居系统的应用方案J物联网技术，2011(8).专心-专注-专业