基于物聯(lián)網技術的智能建筑系統(tǒng)集成
摘要： 智能建筑,建筑設備自動化系統(tǒng),系統(tǒng)集成,通信新聞,通信技術,通信論壇,通信企業(yè),基于物聯(lián)網技術的智能建筑系統(tǒng)集成[圖],0,引言在新型的現(xiàn)代建筑或建筑群建成之后，隨之而來的就是人流、物流和資金流。這些信息綜合成為關于建筑
0 引言
在新型的現(xiàn)代建筑或建筑群建成之后，隨之而來的就是人流、物流和資金流。這些信息綜合成為關于建筑(群)的信息流。如何有效地管理和利用這些信息實現(xiàn)業(yè)務管理的集成化、智能化和資源配置優(yōu)化，達到高效、綜合管理的目的，就成為迫切需要解決的問題。因此，智能建筑的核心是系統(tǒng)集成，是提高智能建筑運營管理和增值服務競爭力的關鍵。
智能建筑系統(tǒng)集成(Intelligent Building System Integration)是將建筑物內各智能化子系統(tǒng)集成在一個計算機網絡平臺上，從而實現(xiàn)子系統(tǒng)間信息、資源和任務的共享，逐漸成為智能建筑的技術核心，為物業(yè)管理者提供高效、便利、可靠的管理手段，給物業(yè)使用者提供全面、優(yōu)質、安全、舒適的綜合服務。
所謂智能建筑系統(tǒng)集成，就是構建一個智能建筑綜合管理系統(tǒng)(Intelligent Building Management System，IBMS)。一個典型的智能建筑綜合管理系統(tǒng)是以綜合布線為基礎，將建筑物內建筑設備自動化系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、火災報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、停車場控制等系統(tǒng)集成為一個中央信息系統(tǒng)。通過先進的網絡技術、計算機技術和現(xiàn)代控制技術，對樓字內部的全體對象(如設備、人們的活動、若干重要場所)進行集中監(jiān)視、控制和管理，以提高整個建筑物的管理水平。
1 智能建筑綜合管理系統(tǒng)
1．1 智能建筑綜合管理系統(tǒng)層次結構
智能建筑綜合管理系統(tǒng)是以當今先進的網絡技術、計算機技術、通信技術、控制技術和數據處理技術等多項技術為基礎，以現(xiàn)代建筑(建筑群)經營管理模式為手段，以實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、高效和集約式管理為目的的綜合集成管理平臺。其特點是使整個建筑(群)的管理和監(jiān)控系統(tǒng)集成化、信息化和智能化，從層次上看，上述三者緊密相連、互相依托、互相支持。圖1所示是其層次結構圖。
這種層次結構中各具體子系統(tǒng)之間的關系如圖2所示。
集成化是智能建筑綜合管理系統(tǒng)的基礎，依托于Intranet(企業(yè)內部網)使整個建筑(群)中的各子系統(tǒng)(主要是指建筑設備管理系統(tǒng)BMS、信息網絡系統(tǒng)INS和通信網絡系統(tǒng)CNS)實現(xiàn)互聯(lián)。
1．2 智能建筑綜合管理系統(tǒng)的功能
智能建筑綜合管理系統(tǒng)(IBMS)的系統(tǒng)集成與它的實現(xiàn)功能要求有關，IBMS集成系統(tǒng)主要包括面向設備的綜合管理和面向用戶的綜合管理等兩方面內容。
1．2．1 面向設備的綜合管理系統(tǒng)
面向設備的綜合管理系統(tǒng)主要有三個子系統(tǒng)需要綜合管理，它們分別為BAS(建筑設備自動化系統(tǒng))、SAS(安全防范系統(tǒng))和FAS(消防報警系統(tǒng))。其中，BAS建筑設備自動化系統(tǒng)包括對給排水設備的監(jiān)控、暖通空調設備的監(jiān)控、供配電系統(tǒng)的監(jiān)控、智能照明系統(tǒng)的監(jiān)控、電梯和自動扶梯的運行狀態(tài)的監(jiān)控等；SAS安全防范系統(tǒng)包括入侵報警集成系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控集成系統(tǒng)、出入口控制(門禁)系統(tǒng)和巡更系統(tǒng)等；FAS包括火災報警與消防聯(lián)動，該系統(tǒng)本身除了具備國家規(guī)定的聯(lián)動功能以外，還要能夠實現(xiàn)與其他智能化系統(tǒng)的全面聯(lián)動，特別是與IBMS集成系統(tǒng)要能直接聯(lián)網通信。
1.2.2 面向用戶的綜合管理系統(tǒng)
面向用戶的綜合管理系統(tǒng)主要是物業(yè)管理系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、通信系統(tǒng)的綜合管理。其中，一卡通系統(tǒng)有門禁系統(tǒng)和停車場管理系統(tǒng)。
物業(yè)管理系統(tǒng)是IBMS的一個重要組成部分，通過物業(yè)管理系統(tǒng)可實現(xiàn)設備的臺賬管理、檢修管理、樓宇內平面空間管理、租賃管理、停車場管理、消防管理、三表抄送和投訴管理等。
2、基于物聯(lián)網的智能建筑系統(tǒng)集成
2.1 物聯(lián)網的三層架構
物聯(lián)網計算模式是繼互聯(lián)網后的第四代計算模式，它是互聯(lián)網計算模式的進一步發(fā)展。物聯(lián)網是通過傳感、控制設備，按約定的協(xié)議，將物件信息或(和)物件間互動的信息與互聯(lián)網連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能的一種應用架構。物聯(lián)網主要由感知層、網絡層和應用層三層結構組成，圖3所示是物聯(lián)網的三層結構圖。
圖3中，感知層可為物件通過傳感或(和)執(zhí)行設備聯(lián)網，以構成傳感／控制網；網絡層為互聯(lián)網協(xié)議棧(包括TCP／IP網絡平臺、互聯(lián)網應用協(xié)議)；應用層為基于Web瀏覽器應用。
2.2 智能建筑物聯(lián)網的應用架構
基于物聯(lián)網技術的智能建筑綜合管理系統(tǒng)的基本特征是全面感知、可靠傳送和智能處理。因此，該系統(tǒng)的體系架構主要分為三個層次：
第一層次為感知層。在感知層中，可通過各種傳感器、RFID、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器、氣體感應器等設備實現(xiàn)各子系統(tǒng)原始數據的全面收集。這些數據主要包括建筑設備自動化系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)和消防報警系統(tǒng)的溫度、濕度、水位、電流、電壓、頻率、各設施的機械狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)、數據狀態(tài)等信息的收集；感知層各傳感器可通過Lonwork／BACnet／Modbus等現(xiàn)場總線協(xié)議構成傳感／控制網，從而實現(xiàn)物與物、人與物的連接。
第二層次為網絡層。在網絡層，可將原始數據通過通信網絡傳輸至物聯(lián)網信息及管理中心，在這里主要實現(xiàn)的是原始數據的編碼、認證、鑒定、計算等功能。
在該層次中，IBMS系統(tǒng)目前常用的是管理層-控制層-現(xiàn)場總線層等三層結構。現(xiàn)場總線層采用Lonwork／BACnet／Modbus等現(xiàn)場總線協(xié)議，控制層通過控制器實現(xiàn)設備互動的物理功能和轉換成互聯(lián)網協(xié)議棧上運行的邏輯功能，管理層通過以TCP／IP協(xié)議為基礎的智能建筑內的Intranet構建智能建筑綜合管理系統(tǒng)(IBMS)。該層次的主要任務是將智能建筑三大系統(tǒng)(BMS、OAS和CNS)集成到網絡平臺上。
第三層次為基于Web瀏覽器的應用層。基于物聯(lián)網B／S訪問模式的智能建筑集成系統(tǒng)的物聯(lián)網框架如圖4所示。該層次主要用于在瀏覽器上對系統(tǒng)進行故障分析、能耗管理、設備監(jiān)控和物業(yè)管理等。
3、物聯(lián)網對智能建筑的影響
隨著物聯(lián)網和“智慧地球”概念的提出，人們紛紛把物聯(lián)網技術應用到電網、醫(yī)療、交通、物流、城市管理和建筑等各個領域。智能建筑就是其重要的應用領域之一。
基于物聯(lián)網的智能建筑系統(tǒng)集成，按物聯(lián)網技術架構的感知層、網絡層和應用層等三個技術層面來分析，可以看出物聯(lián)網對智能建筑所產生的影響。
感知層是實現(xiàn)物聯(lián)網全面感知的基礎，應用的技術包括傳感器、射頻識別(RFID)、識別碼和智能卡等，其主要功能是通過傳感設備識別物體，采集信息。傳感器、智能卡等技術在智能建筑中早有體現(xiàn)，已經融入了物-物相連的理念。例如，面向設備的綜合管理系統(tǒng)就采用了傳感器技術，對建筑的供配電、空調、電梯、給排水、消防系統(tǒng)等設備實行全自動的綜合監(jiān)控管理，以實現(xiàn)各類參數的實時控制和監(jiān)視；面向用戶的綜合管理系統(tǒng)中就應用了智能卡技術作為識別身份、門鑰和重要信息的系統(tǒng)密鑰。
位于物聯(lián)網感知層的物，要求帶有CPU以及專門的應用程序，要能發(fā)送、傳輸、接收數據，還必須遵循物聯(lián)網的通訊協(xié)議，不僅要能識別物體，還必須能主動提供信息，與別的物體和人實現(xiàn)信息交流和共享。因此，將運用新技術的傳感設備替代傳統(tǒng)的傳感設備，運用于建筑物各設備和設施中，就能提升建筑物的智能化程度，使建筑物到達物聯(lián)網時代的智慧目標。
網絡層是服務于物聯(lián)網信息匯聚、傳輸和初步處理的網絡設備和平臺，由互聯(lián)網、有線和無線通信網、網絡管理系統(tǒng)以及云計算平臺等組成，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。物聯(lián)網是在互聯(lián)網基礎上延伸和擴展的網絡，無處不在的無線網絡是實現(xiàn)物聯(lián)網必不可少的基礎設施。在智能建筑中，采用安置各樓層的無線全覆蓋技術，可使得動物、植物、機器和物品上的電子介質產生的數字信號隨時隨地通過無線全覆蓋網絡傳送出去，從而為智能建筑的智能化系統(tǒng)進行信息采集和數據通信提供有力的保障。同時，網絡層的“云計算”技術的運用，可使建筑物內成百上千類物品的實時動態(tài)管理成為可能，從而確保建立實用、可靠和高效的智能化信息集成共享平臺，實現(xiàn)對各類設備設施監(jiān)控信息資源的共享和優(yōu)化管理。
應用層將物聯(lián)網技術與行業(yè)專業(yè)技術相結合，主要解決信息處理和人機界面問題，構建智能化的行業(yè)應用。當前，智能建筑包括20～30個子系統(tǒng)，很多子系統(tǒng)已經是準物聯(lián)網形態(tài)或已是物聯(lián)網形態(tài)，例如智能家居、建筑設備監(jiān)控、安防、一卡通、三表遠傳、電子配線管理、智能照明、公共廣播、會議以及專業(yè)應用等系統(tǒng)。在智能建筑中，信息化應用系統(tǒng)和智能化集成系統(tǒng)可以提供快捷、有效的信息，由于具有集合各類共用信息的數據資源庫，因而可以通過智能建筑門戶網站向建筑物內的公眾提供信息匯總、檢索、查詢、發(fā)布和導引等功能。例如，回家前用手機發(fā)條信息，空調就會自動開啟；家中開關只需一個遙控板就可全部控制；家里漏氣或漏水，手機短信會自動報警；消防系統(tǒng)出問題了，消防部門便會自動收到信息上門檢修等。智能建筑系統(tǒng)的無縫集成可以提供快捷、有效的信息，從而使建筑物更加智能，更好地為人們提供更加智慧的生活服務。
4、結語
“智慧城市”的建設，離不開智能建筑的發(fā)展。未來的智能建筑，必將綜合運用物聯(lián)網時代的各種先進技術，為人們提供安全、高效、便捷、健康和舒適的綠色建筑服務。
