物联网在智能建筑中的应用范文
时间:2023-09-01 17:18:14
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篇1
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
引言
融现代建筑技术与通信网络技术等高科技于一体的智能建筑悄然兴起,智能大厦、智能小区已经遍布世界各地,其发展势头十分迅猛。而目前方兴未艾的物联网技术因其各种特性,引入到智能建筑中,必将是一个重要的发展方向。
1、物联网的概述和意义
1.1 物联网的概述
随着网络覆盖的普及,人们提出了一个问题,既然无处不在的网络能够成为人际间沟通的无所不能的工具,为什么我们不能将网络作为物品与物品沟通的工具,人与物品沟通的工具,乃至人与自然沟通的工具?现在这一切正在渐渐变成现实。通过装置在各类物品上的电子标签(RFID),传感器、二维码等经过接口与无线网络相连,从而给物品赋予智能,可以实现人与物品的沟通和对话,也可以实现物品与物品互相间的沟通和对话。这种将物品联接起来的网络被称为“物联网”。
物联网自1999年被美国麻省理工学院的Auto-ID中心提出以来,发展迅速。利用二维码、射频识别(RFID)、各类传感器件/敏感器件等技术和设备,使物体与互联网等各类网络相连,获取无处不在的现实世界的信息,实现物与物、物与人的信息交互,支持智能的信息化应用,实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合,最终形成统一的智能基础设备。物联网是继计算机、互联网与移动通信网络之后的又一次产业浪潮。物联网不是对现有技术的颠覆性革命,而是通过对现有技术的综合运用,实现全新的通信模式转变,同时通过这样的融合也必定会对现有技术提出改进和提升的要求,以及催生出一些新的技术。
2.2 发展物联网的重要意义
在物联网时代,生活中的物品变得“聪明”、“善解人意”,通过芯片自动读取信息,并通过互联网进行传递,使得信息的处理—获取—传递整个过程有机地联系在了一起,是对人类生产力又一次重大的解放。物联网用途广泛,遍及智能文通、环境保护、政府工作、公共安全,智能家居、智能消防、工业监测、农业管理,老人护理、个人健康等多个领域。物联网的普及的发展是伴随着技术的成熟而逐渐应用到各个方面的,并不是应用在等待技术完全成熟以后才会开始,在某些领域,物联网将率先展开应用,同时,伴随着技术的进步,会逐渐拓展到我们生活的方方面面。
2、智能建筑概述
智能建筑是利用系统集成的方式,将现代的计算机技术、现代通信技术、现代控制技术和现代建筑艺术有机的优化组合,向业主提供一个投资合理,具有安全、高效、舒适、便利和灵活的建筑环境。智能建筑诞生于20 世纪80 年代,第一幢智能大厦于1984 年在美国哈特福德(Hartford)市建成。随后的几十年中,世界各地的智能化建筑方兴未艾。据有关统计:美国智能建筑近万幢,日本新建的大楼60% 是智能建筑。中国的智能化建筑起步于90 年代,起步虽晚但是发展很快。
3、智能建筑系统存在的问题
3.1整体建设成本居高不下
在各个子系统的建设过程中,厂商们习惯从各自利益出发,在接口上互相扯皮,容易耽误工期。施工工期长,工程造价高,各个子系统采用不同的布线和施工方案,布线一般采用有线形式,重复布线与重复施工,使得施工量加大,施工工期延长;各系统协同工作及其相互联动变得更加困难,并且都需通过后期定制软件来完成,使得调试周期延长。整合困难,难以实现真正的智能化。不同供应商的产品如门禁、报警、空调、智能照明、一卡通等系统进行系统集成时,由于没有开放的协议,没有统一的接口和数据库,使得技术协调变得困难, 甚至无法达到用户的智能化要求。
3.2 管理及维护成本高
因为每个系统都要不同的人员去管理,需要不同的技能,所以在管理方面,会带来许多额外的开销;每个子系统都得单独维护系统,不能统一远程校调、维护。系统维护困难,使用成本高。不同厂家的设备使用不同的通讯总线和通讯协议,系统及设备相互兼容性差;各家使用不同的布线方案,不但造成重复布线施工的材料浪费,而且还使得系统之间的联动、数据资源共享等用户的人性化操作需求的实现变得困难或难以实现,并增加了系统的使用和维护成本。
3.3 系统扩展性降低,使用不方便
用户在后期要增加新的子系统及设备,需重新进行布线施工和调试系统,扩展性降低;用户需学习各个系统的不同的使用方法及进入运行多个不同的软件,系统的联动及关联操作需在每个系统重复设置,使用极不方便。软件定制集成,不可靠难实时。弱电各子系统之间的联动需要专门定制,信息需经过交换机等商用级网络路由,再通过WINDWOS等软件平台交换信息,环节多,易受病毒、软件可靠性等影响,很难实时可靠地进行多系统联动。
4、物联网时代智能建筑技术特征
4.1 物联网对智能建筑技术发展的影响
(1)物联网对智能建筑技术的影响无处不在,表现如下:
(1)设备经传感器联网比比皆是。
(2)TCP/IP 网络平台支撑了大部分子系统。可以说,很多子系统已经是准物联网形态或已是物联网形态,例如智能家居、建筑设备监控、安防、一卡通、三表远传、电子配线管理、智能照明、公共广播、会议以及专业应用等系统。
智能建筑设备传感/控制联网方式涉及以下五个因素:开关量/模拟量;单向/双向;单路/多路;TCP/IP支持的网,TCP/IP不直接支持的网;设备间无互动/设备间互动。
4.2 建筑设备监控系统目前常用的是三层结构:
管理层—控制层—现场总线层。系统机电设备经传感器联网的特点如下:
(1)物与物、人与物互动多IO、实时、面向现场总线,如Lonwork/BACnet/Modbus/⋯⋯ 其中包括互联网协议栈不能直接支持的网络。
要实现物联网应用,必须完成以下几项工作:
(1)控制器是核心设备,内嵌WebServer功能;
(2)首先在控制器中形成设备互动的物理功能;
(3)转换成互联网协议栈上运行的逻辑功能;
(4)基于浏览器B通过Web Server 实现管理和监控功能。
4.3 智能建筑物联网框架的变迁
基于物联网B/S 访问模式,建筑设备监控系统物联网框架如图3所示。在浏览器上对系统进行故障分析、能耗管理、设备监控和物业管理等。
智能建筑集成系统的物联网框架如图4所示。浏览器通过互联网协议栈对各个子系统进行监控和管理。
图3 建筑设备监控系统物联网框架图
图4 智能建筑集成系统物联网框架图
4.4 智能建筑与数字城市融合
数字城市的物联网框架如图5 所示。数字城市按物联网架构实施,浏览器通过互联网协议栈对城市各个行业的物联网(包括智能建筑)进行监控和管理。
图5 智能建筑与数字城市融合框架图
5、智能建筑在物联网时代的应用前景
随着物联网的推广和普及,3G、物流传感技术的发展进步,智能建筑正在向新一代智能建筑发展。无线传感器网络作为一种融合短程无线通讯技术、微电子传感器、嵌入式系统的新技术,逐渐被用于新一代智能建筑系统等需要数据采集与检测的相关领域,从而给智能建筑带来一次全新的升级。虽然物联网的建设和完善需要很长时间,物联网和智能建筑系统的融合也需要不断的磨合,但物联网在智能建筑的应用前景还是十分乐观的,尤其是传感技术和无线技术的逐渐成熟,相信在不远的将来,物联网在智能建筑的应用会有更进一步的发展。
结束语
智能建筑与物联网的结合是可能也是可行的,两者之间有着天然的联系。智能建筑与物联网的融合将是今后智能建筑的发展趋势,特别是在物联网基础设施得到广泛建设,物联网逐步形成产业化时,智能建筑必将拥有更大的应用空间和市场价值,基于物联网的新一代智能建筑将使未来的建筑更加智能和环保。
参考文献:
篇2
【关键词】智能建筑;物联网技术;应用
物联网是一个全球共享性的信息网络,方便了人们的生活,提高了人们的生活质量。作为新一代的技术革新,物联网拥有多方面的技术优势,具有强大的使用功能,在建筑中进行应用,提高了建筑的智能化、自动化和个性化,有一定的发展前景。
1物联网技术概述
物联网是互联网发展技术下的产物,具有先进性、前沿性,随着网络技术的日益普及,物联网技术得到了国家的重视,并提出了一定的应用战略,成为我国新兴的计算机产业。物联网技术主要包括传感器、传输、云计算三个方面的技术。传感器,在一般的计算机配置中,就有相应的装置,它主要进行感知层面的传感,可以进行通信等。网络传输技术进行的是信号传输的工作,通过接入、转化、定位实现网络的连接、信号的传输,例如我们常见的“3G、4G”网络连接、无线信号连接、网络热点连接,都是传输的方式。云计算基数的应用更加广泛,可以形成局域网,实现信息的共享,可以构建行业内的信息平台,促进行业交流,为物联网技术发展提供各种功能支持。
2物联网技术在智能建筑中的应用
事实上,智能建筑就是实现计算机技术和建筑的结合,是一个新型的概念,以技术的发展为依托,以人们的需要为根本,以多个领域的结合为方法,是一个不断发展、朝阳性的理念。物联网技术的应用,推动了智能建筑的发展,提高了行业结合程度,推动着智能建筑往更高更深的方向发展。
2.1在公共安全系统中的应用
在城市化快速发展的今天,对于居住环境的选择,首先考虑的就是公共安全问题,在建筑中是比较重要的构成部分。它直接影响着人们的生命财产安全,造成人们心理上的压迫感。然而,在智能建筑中,公共安全系统的设置还存在一定的问题,各个报警系统比较孤立,信息传递比较慢,没有形成一个系统的循环网络,无法对信息适时进行监控和管理,进而促进问题的解决,造成了安全系统中的漏洞,影响建筑的功能质量。随着物联网技术的发展和应用,给公共安全系统的改造带来了新的发展。公共安全系统包括重要的三大块内容:火灾报警、安全技术防范、应急联动系统。通过物联网技术的应用,系统应用水平更提升了一个新的台阶。在监控管理方面,主要应用的是物联网传感器的作用,采用光纤光栅传感网络和无线传感网络这两个技术。首先可以将前一种传感器应用于工程建设的材料中,它具有很强的感知能力,能够对细微的参数和性能进行检测。在智能建筑中,电力系统都处在一个强度比较大的工作状态,可以安装光纤光栅传感器在电力系统关键的位置上,进行实时监测,避免烧坏线路,影响正常的供电。也可以利用该传感器进行工程结构的检测,分析内部的质量问题,提前对建筑物的安全性能进行防范。对无线传感器,智能程度比较高,设置的节点较少,在火灾的报警防控中应用比较广泛。在火灾的监控中,马鑫就是利用该技术,实现了对楼层中人员位置的定位。在灾害中,受灾人员位置的确定,能够促进救灾工作的有效开展,提高救灾效率。在公共安全系统方面的应用,除了监控管理方面的应用,在智能安防体系方面也发挥着相应的作用。传统的安防系统比较单一,采用的方法比较死板,结合物联网技术之后,缓解了相应的问题。智能安防中,内容更加多样化,有出入口控制、防入侵报警系统等,为安防提供了多重保障。首先是门禁卡的使用,门禁卡中采用CPU辐射技术,在大学的安防中也经常见到。当学生进入时,用门禁卡在感应区进行接触之后,身体开始走进红外线感应区,刷卡成功,电脑上会立即出现该学生的信息,判断是否有外人进入。这样的门禁系统,可以有效的防止外人的入侵。从以上案例可见,主要是通过门禁卡、红外线传感和数据库的联合进行身份识别,利用了物联网中的传感器和云计算技术,实现了整个防入侵系统的构建,提高了居住区域的安全程度。
2.2在节约能源方面的应用
随着环境的恶化,生态文明建设逐渐得到国家的重视,开始贯彻落实科学发展观,发展集约型经济,提倡绿色环保的行业发展模式。现代化的建筑,自然不能少了绿色生态环保的意识,提倡节约能源的发展形式。在智能建筑中,可以进行无线传感器的安装,对室内各种能源的使用情况进行实时检测,根据数值的变化,进行调整,可以保证降低能源的消耗,提高资源的使用效率,促进节能减排。可以在家里和楼梯间安装光控的照明灯,这也是传感器的应用,根据的天气的早晚变化自行能够开灯、关灯,可以便利人们的生活,也减少电力能源消耗。
2.3在智能家居方面的应用
智能建筑领域,之所以不断提高建筑的功能和质量,主要是为人的生活而服务的。智能家居方面的应用,与人们的生活息息相关,提高了人们的生活品质。这是一个不断发展的过程,需要慢慢进行探索。智能家居方面,是以安防系统和智能手机为基础,提高生活的舒适度为目的的家庭应用系统,实现了自动化、智能化。智能手机,作为与人们几乎形影不离的自媒体终端,在人们的生活中发挥着重要的作用。通过手机,可以对家用电器进行调控,减少能源的消耗,降低不必要的麻烦;同时也可以直接接收到家里居住环境变化的信息,提高防控。智能家居方面的应用有很多,目前有比较常用的应用方式,但还存在一定的缺陷,需要继续探索。
3结语
物联网技术的应用,提高了智能建筑的使用质量。但由于我国智能建筑发展较晚,技术应用不全面,系统相对不完善,还存在一定的差距,在今后的发展中,要加强度对物联网技术的探索,实现智能建筑功能最大化,提高人们的生活质量。
参考文献
[1]高建华,胡振宇.物联网技术在智能建筑中的应用[J].建筑技术,2013(2):136-137.
[2]张红.物联网技术在智能建筑能源管理中应用的研究[J].检测技术与自动化装置,2013(6):59-60.
篇3
关键词:物联网;物联网技术;智能建筑技术;传感器联网方式;
中图分类号:TP393文献标识码: A 文章编号:
一.前言
本文深刻、生动、形象地阐述了物联网概念的丰富内涵,进一步对物联网加深理解,并深刻分析了物联网技术对智能建筑技术的影响和其在智能化建筑领域的广泛应用,在简要描述我国物联网技术在智能化建筑领域中的应用以及发展形势,阐明了物联网技术在智能化建筑领域中存在着巨大的发展潜力和机遇,表明物联网时代已经来临。
二.物联网(The Internet Of things)
物联网的发展,体现在它是信息化、工业化发展相融合的结果 ;是信息技术以及传感 / 控制技术两种技术相融合的产物 ;是物理基础设施(例如 :光、机电设备)以及 IT基础设施相融合一体的架构。物联网到如今为止,还没有明确的绝对定义,下面是现在流行对物联网的几种具体描述 :
美 国 MIT 的 Kevin Ashton 曾经用“Internetof Things”来描述,物联网就是通过网络把计算机连接到真实传感器网络的世界(1999)。ITU :物联网通常是通过 RFID 及智能计算等科学技术来对进行全世界设备互连的网络(2005)。百度百科 :物联网通常是通过 RFID、红外感应器以及全球定位系统,还有激光扫描器等信息传感设备,按着约定成俗的协议,可以把任何物品跟互联网连接起来,来进行信息交换以及进行通信,以便实现智能化的识别、定位以及跟踪、监控和应用于管理的一种网络。
《物联网产业发展研究》报告(2010.4.8)显示:物联网通常是由能自我标识、感知及智能的物理实体,基于通信技术而相互连接,形成的网络,而且这些物理实体可以在没有人工干预的条件下,来实现协同以及互动,为人们生产和生活,提供智慧及集约的服务 。中国物联网大会(2010.6.29)上说明:凡是以传感器和传感技术来感知物体的特性,按照约定的协议,来实现任何时候的物与物之间、人与人之间的互联互通,以实现智能化识别、定位、跟踪、管理的网络 。
在笔者看来,所谓物联网,顾名思义就是物与物之间,以及人与人的智能互联互通。大家都知道,移动通信网是一种信息传输的网络,是人和人之间的互联,是网络中俗称的“客流”系统 ;互联网却是虚拟的信息共享的网络,是电脑和电脑之间的互联。然而物联网它却是一个能信息感知的网络,又称传感网。传感网是物和物之间的互联,属于网络中的“物流”系统。物联网联接的通常是现实的物理世界,并非是非虚拟的世界。在物联网上,不仅能对物质的东西进行撑控,甚至还能对人的心情发生感受。物联网不仅仅是让你了解大千世界,而且可以让你触摸大千世界,感受大千世界。感知到包括传感器的信号采集以及协同处理还有智能组网,甚至信息服务,可以达到控制以及指挥的目的,感知是为了达到远程控制和管理。从虚拟信息空间和人人互联发展直到对现实物理世界进行感知,为信息传输以及信息处理,提供更为丰富的需求资源,从而掀起一波又一波的新的产业化浪潮。
伴随我们国家“十二五”规划,全国上下以物联网为代表的战略型的新兴产业,逐年发展起来,并且还将成为我国大力扶持以及发展的七大战略性的行业之一。根据权威机构的预测,我们国家将要在未来的十年间,投入大约将近四万亿,在全国范围内大力发展物联网业,其中的智能建筑、办公、家居以及RFID 等产业必将是未来我们国家重点发展的领域。
三.物联网对智能建筑技术的影响
(1)在智能建筑技术领域中,物联网的影响是无处不在的,设备通过传感器联网技术而遍及大部分子系统,这样也可以说,很多子系统已经是处于准物联网形态或者已经是处于物联网形态。例如 :智能家居和建筑设备监控,以及安防、一卡通等系统。对于物联网形态,有三个方面的内容 :具体是传感器联网 、互联网的协议、设备网站。
(2)智能建筑设备传感器联网方式
智能建筑设备传感器联网方式分别是:单 向 / 双 向 ;单 路 / 多 路 以及TCP/IP 网和非 TCP/IP 网以及设备间无直接互动 / 直接互动。现实应用的有一卡通 / 视频监控等。复杂的有智能家居 / 建筑设备监控等等。
(3)智能建筑的物联网形态
智能建筑物联网主要应用于家居网,家居网主要是对家电、安防、窗帘、远传表具进行连接。家居网可以是无线,也可以是通过电力载波,也可以是通过以太网等,绝大部分家居网都不是 TCP/IP 来支持的网络。整个家居里面是由智能家居控制器来对这些设备的进行控制联网。每个家庭里面,通过安装一个智能家居控制器,到小区里就可以通过以太网跟住户进行连接,住户同时也可以反馈自己家里一些情况,可以通过移动通信网、也可以通过以太网来进行连接。
(4)建筑设备监控系统物联网形态
建筑设备监控系统目前常用的包括三层结构 :管理层、控制层以及现场总线。设备通过传感器联网的,其特点是物与物、物与人,多 方随时、实时、面向现场总线。现场总线有 LonWork/BACnet/Modbus 等等非 TCP/IP 来支持协议网络。从而形成连接互联网架构的逻辑设,以及构建设备网站,来实现管理和监控的功能。
(5)云计算与智能建筑
在智能建筑里面,云计算比较多的是被广泛用于建筑群能耗计量以及节能管理系统中,没必要在每个楼宇里面都布置建筑群能耗计量以及节能管理系统,只要通过一个云计算平台,就可以把这些统一起来,就设置成一个总的能耗计量以及节能管理系统。这是因为云计算平台实际上是互联网上一种公共服务,它是直接针对互联网架构,也直接针对物联网架构。智能建筑综合通常是集成、维护以及管理系统。如果对智能建筑的维护管理都通过物联网的话,我们的智能建筑,就取消了每个楼里面设置一套智能建筑维护管理班子,而用一个云架构就能实现统一管理,非常便利快捷。
(6)BIM 与物联网
物联网被广泛地应用于楼宇智能管理、物业管理和建筑物的运行维护方面,将会发挥更大的作用。仅从建筑物外表我们不可能看到许多管线、开关阀门,因为它都是隐蔽在楼板和墙体中,遍布建筑物的各个角落,没有图纸,你要找到某个阀门开关是很不容易的,特别是对一些结构复杂的建筑,而图纸通常都保存在档案馆里,很难查阅,那么我们怎样来实现对楼宇内隐藏物体的即时查找和定位?只有把建筑物进行数字化,构建整个建筑信息模型(BuildingInformation Modeling,BIM),才能实现对其更有效的管理。BIM 是物联网应用中的基础数据模型,也是物联网的核心,象比如 BIM 确是ERP 基础数据一样,物联网应用不能离不开BIM。没有 BIM基础数据模型,物联网的应用就会受到极大的限制,就无法深入楼宇的核心,因为有许多隐藏的构件和物体,通过 BIM 才能展示构件的每一个细节。这种模型是三维可视。
四、结束语
本文从建筑领域探讨了物联网技术对智能建筑技术的影响,并且通过对智能建筑联网中家居网、建筑设备监控系统物联网、云计算、BIM模型在智能建筑领域应用前景分析,对建筑行业及领域具有可靠的现实指导借鉴作用。在近年来,我国建筑领域竞争非常激烈,要想突破瓶颈,立足市场,必须依赖物联网的技术创新,及智能化建筑技术,为开拓建筑市场前景具有现实意义。
参考文献:
[1]刘岚,翟鸿雁,陈宁.基于物联网技术的智慧校园建设方案探讨.科技视界,2012.
[2]杨海英.物联网技术在高校实验室管理中的研究.复旦大学硕士论文,2011( 4) .
[3]许欢.物联网技术在个人生活领域的应用.安徽理工大学硕士论文, 2011.
篇4
关键词:物联网;楼宇智能;应用;实现
中图分类号:TN915文献标识码: A
引言
传统智能建筑的发展存在很多的问题,很多建筑的智能化系统的设备不齐全,建筑设备的老化,有的智能建筑系统能正常运行,但系统技术相对还在底层,并不能满足人们对智能建筑的要求。物联网技术的出现打破了人们对智能建筑需求的模式,物联网技术将深化建筑智能化的每个系统、节点的应用,从物联网技术的发展来看,未来的智能建筑必定是物联网技术覆盖下的智能建筑,智能建筑内所有的系统、节点在不久的未来必将以物联网的形态展现。
一、物联网和楼宇智能系统概述
1、物联网
物联网,即物体与物体之间相互连接形成的网络。它包括两方面意思:首先,物联网技术是在互联网技术的基础上产生的,它是对互联网技术应用的一种扩展。其二,物联网的用户端,可以是任意的两个物体,通过物联网可以使任意两个或者多个物体间实现信息的互通与交流。因此,物联网的概念是:利用各种类型的信息传感设备,将互联网与任意的物体进行连接,以实现物体间信息和通信的交换。其目的是为了实现网络与物体的连接,方便人们识别、管理和控制。
2、楼宇智能系统
楼宇智能系统即是采用系统集成的方法,将计算机和网络技术与建筑的设计进行有效的综合,让信息资源得到更加合理的利用,使人们对楼宇的监控和管理更加方便。楼宇智能系统由楼宇、办公、通信这三个方面的自动化系统组成。这三个自动化系统各自又包含许许多多的子系统,各个子系统之间相互作用、相互协调、相互影响。组成楼宇智能系统的三个自动化系统中,楼宇自动化系统是最基础,也是最关键的部分。它不但集中监视楼宇中的各种设备和系统,还要对这些系统和设备进行有效的管理。由于楼宇自动化系统功能十分复杂,规模十分庞大,因此子系统也相对较多,各个子系统的分工也各不相同。但是目前组成楼宇自动化系统的连接技术和通信技术还没有统一的标准,因此设计的系统稳定性和安全性相对较差。虽然目前采取了一些技术手段来解决这些问题,比如现场总线技术等,但效果不是十分明显,很难为用户提供一个运行良好的控制平台,无法达到高效、节能的要求。
二、智能建筑的物联网应用
1、安全防范系统
传统智能建筑的安防系统是将各种安防探测器信号集中至管理中心,由中心的管理人员对这些信号进行监控与联动处理,这种应用仅局限于建筑物内部实施安防。应用物联网技术后,用户可以随时随地通过移动终端对建筑空间进行主动监控,系统发生异常情况时,报警信号能够实时发送给用户,用户通过移动终端发出指令对报警信号进行处理。例如红外探测器节点检测到非法入侵报警信号后,首先通过节点本身数据处理模块对该信号进行判断,判断其是否符合非法入侵的红外信号特征,同时视频监控节点与通信模块联动,摄像机采样到报警部位的图像,远程发送至用户远程移动终端并发出报警提示,远程管理用户确认后向公安机关或物业管理中心发出报警指示。
2、智能家居系统
智能家居系统包含家居布线系统、家庭网络系统、智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统八个系统。该系统在一个家居中建立一个通讯网络,为各子系统设备提供必要的网络连接,在家庭网络操作系统的控制下,通过相应的硬件,实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。传统的智能家居采用有线的方式,施工专业性强、费用高、系统灵活性差、扩展能力低,近年来,随着无线技术的普及,出现了无线智能调光开关、无线温湿度传感器、无线智能插座、无线红外转发器、无线红外防闯入探测器、无线空气质量传感器、无线门磁、窗磁、无线燃气泄漏传感器、无线水位报警器等智能家居终端设备。物联网将所有家居智能终端设备通过WIFI网络连接,并通过外部无线网络连接至远程无线终端应用,通过远程终端,用户可以监控、使用所有家居智能系统上的设备。比如我们可以通过手机对家中的情况进行实时监控,调节室内的温湿度、关闭不必要开启的用电设备,如果愿意的话,当你回到家时,咖啡机里已经煮好了咖啡,而且是在你打开家门的那一刻,咖啡机恰好停止工作。
3、建筑设备监控系统
智能建筑的建筑设备监控系统包含空调与通风、公共照明、给排水、热源和热交唤、冷冻和冷却水、电梯和自动扶梯等系统,传统的智能建筑的建筑设备监控系统应用也仅局限于建筑物内部。应用物联网技术后,远程管理用户可以随时随地通过远程移动终端对建筑设备进行主动监控,这使得管理人员管理效率更高,更具实时性。例如,一位物业管理人员手机上的BA管理软件发出警报,通过该软件他及时发现并关闭了某楼层正在漏水的水阀。另一方面,应用物联网技术后,建筑物内部的设备参数可以被采集并上传至更高级别的数据应用系统,这样就能为更高级别的管理部门决策提供参考数据,如城市能耗监测系统、国家电网统计系统等。目前,我国正在大力推广国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统的建设与应用,将逐步建立政府办公建筑和大型公共建筑的能耗统计、能源审计、能效公示、用能定额以及超定额加价制度,智能建筑的物联网技术应用正是此项工作的重要基础。建筑物设备监控数据被采集后通过物联网上传,能耗监测系统会对该建筑物的耗电量、耗气量、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量、其他能源使用量进行能耗分析,通过对建筑物能耗的分时、分区、分系统统计,以曲线图、柱状图等形式分析各时、各区、各系统的能耗走势,进行量化对比分析,一方面可以为企业用户提供能耗管理参考,更重要的是在区域能耗监测管理平台上,行政管理部门可以对楼与楼之间能耗使用数据进行对比分析,通过提取各项能耗数据进行同、环比对比分析,确定标杆值,对该平台下的各智能建筑进行能耗水平评定,并通过行政手段对部分能耗使用超标的建筑物进行管理和约束,这对于区域能源管理无疑是具有非常积极意义的。
三、基于物联网技术的楼宇智能系统的实现
1、节能管理
根据相关部门的统计,建筑耗能成为了我国全部能耗的重要组成部分,占到35%左右,而建筑耗能主要是楼宇中的各种空调和照明设备的消耗。在楼宇中的不同位置安装一些阅读器和传感器,进而可以精确地获知楼宇中人员的数量和位置的分布情况。另外,在楼宇中不同位置,安装一些温度检测设备,可以及时显示楼宇中不同位置的温度的分布情况。依据这些安装的阅读器和温度检测设备反馈的数据,我们可以有选择性的关闭一些照明设备,调整空调的温度和风速,以达到绿色节能的目的。
2、设备运行维护与管理
在目前现代化的楼宇中有许多相当昂贵的设备,如中央空调、电梯等,他们的作用不可替代,因此必须由专门的人员对这些设备进行管理和维护,而现在很多的物业公司往往不具备这方面的技术和人力。而将这些设备接入到物联网之后,可以将维护这些设备的任务外包给其他更加专业的电梯和中央空调维护公司等专业维护队伍,那些专业的维护公司通过查看物联网中检测到的信息,可以准确地制定出设备维护和故障修理的计划。这样即减轻了物业公司的压力,又保证了设施设备的使用的完好性。
结束语
近年来,我国物联网产业链产值迅猛增长,围绕智能建筑的许多物联网系统也已逐步推向市场,据悉,我国已经规划2020年之前投入3.86万亿元资金用于物联网研发,国家工信部更将物联网发展确定为2010年我国信息产业三大发展目标之一。而物联网的融入将使得智能建筑跨向智慧社区、跨向智慧城市,实现了家庭小网、社区中网、城市大网的融合成为可能,相信这时建筑的智能化时代才是真正的到来。
参考文献
[1]沈苏彬等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京:南京邮电大学学报(自然科学版),2009(6):1~11.
篇5
物联网自1999年被美国麻省理工学院的Auto-ID中心提出以来,发展迅速。利用二维码、射频识别(RFID)、各类传感器件/敏感器件等技术和设备,使物体与互联网等各类网络相连,获取无处不在的现实世界的信息,实现物与物、物与人的信息交互,支持智能的信息化应用,实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合,最终形成统一的智能基础设备。物联网是继计算机、互联网与移动通信网络之后的又一次产业浪潮。物联网不是对现有技术的颠覆性革命,而是通过对现有技术的综合运用,实现全新的通信模式转变,同时通过这样的融合也必定会对现有技术提出改进和提升的要求,以及催生出一些新的技术。研究表明,到2020年,世界上“物物相连”的业务量,将达到人与人通信业务量的30倍;企业级machinetomachine市场将从2009年的210亿美元增长至2013年的680亿美元。三年内网络通信总量达到5000亿GB,大部分通信数据来自物联网。中国无线传感器网相关市场未来将以超过200%的年平均复合增长率增长,于2015年后达到百亿规模。中新网南京9月6日电“去年南京物联网产业年销售收入达到了310亿元,同比增长50%以上,占江苏全省总量的四分之一。”2009年8月7日,总理在江苏无锡调研的时候,提出了“感知中国”中心,目前国内物联网产业的基本布局:北京(京津冀及三北地区)以物联网的系统应用为主导;上海(江浙沪长三角地区)以电子标签大规模生产的产业链为主导;深圳(珠三角地区)以读写器的生产和研发产业链为主导。
2智能建筑概述
智能建筑是利用系统集成的方式,将现代的计算机技术、现代通信技术、现代控制技术和现代建筑艺术有机的优化组合,向业主提供一个投资合理,具有安全、高效、舒适、便利和灵活的建筑环境。智能建筑诞生于20世纪80年代,第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德(Hartford)市建成。随后的几十年中,世界各地的智能化建筑方兴未艾。据有关统计:美国智能建筑近万幢,日本新建的大楼60%是智能建筑。中国的智能化建筑起步于90年代,起步虽晚但是发展很快。物联网对智能建筑技术影响无处不在,当前智能建筑包括了20~30个子系统,其中建筑设备监控、安防、一卡通等已经构成ITP/IP网络平台上的集成融合子系统,已经是准物联网形态或已经是物联网形态。但这些已知的智能化建设只是局部满足了业主和物业服务的需求,系统的稳定性、扩展性是制约其发展的主要因素,少量新型技术的应用偶尔起到点缀的作用,更多的只是成为销售宣传的噱头,这并非真正意义上的智能化建筑。对于物联网技术在智能建筑上的应用,我们关键是要思考:系统能否扩展;系统与系统之间能否关联;人与系统之间的结合程度;整个系统是静态模式还是动态模式。
3智能建筑系统的构建
智能建筑的范围很大,包括医院、酒店、办公楼、银行、住宅等,各种不同的建筑类型对智能化的要求是不一样的,各自包含的专用子系统差别比较大,所以构建智能建筑系统框架的时候先考虑选择其中的通用系统部分,如安防子系统、公共设施子系统、电器管理子系统、环境监测管理子系统、信息处理与控制中心等。
3.1安防子系统安防子系统主要通过感知网络和监控网络结合,实现建筑的周边安全、住户防盗、灾害和突发事件的防护。
(1)周边安全在建筑周边围墙上安装统一编码的红外感应器、红外监控摄像头等设备,利用无线网络和传感网络将信息传给信息处理与指挥中心,图1是小区周边安全系统的布置图。当物体翻越围墙,感应器可以很快的感应到,红外监控摄像头无论是白天或者黑夜,各种天气中都能很快捕捉该物体,同时将报警信息通过信息处理与指挥中心传到保安人员的手持终端上,终端通过系统内的设备编号就知道具体的位置,同时通过视频可以看到是动物或者杂物还是人翻越围墙,然后进行处理。同时保安的对讲机中可植入RFID智能芯片,建筑物联网网络可将保安巡逻区域、时长、路线等重要信息写入并通过物联网无线网络传输到管控中心的数据库。管理者可以从中心服务区上获取保安工作的实时信息,及时了解其工作情况,提高建筑保安服务的配置和管理的效率。
(2)防盗管理在搭建好建筑物联网基础平台后,每一位业主须配置一张基于RFID技术的无线身份证。该卡为有源卡,电池使用寿命3~5年,是建筑业主的身份识别卡,在智能建筑功能实现中发挥着举足轻重的作用。通过计算机系统可以将业主的基本物业信息录入其中:业主姓名、楼号、房号、车辆信息等,这些信息可以通过物联网平台进行交互。业主在进入建筑大门及所住楼宇时不需要出示证件、刷卡或者按密码,系统会直接读取业主随身携带的身份卡信息,如果确认信息为建筑业主,门禁会自动为业主打开。移动巡逻的保安可以配置一台手持设备,通过该设备,保安可以识别50m内的所有携带身份卡的业主信息,对于没有携带卡片的人保安可以上前询问,以免外来闲杂人员混入建筑。对于外部人员,系统在图像比对失败后自动跟踪并提示保安实施监控。人员进入楼道单元时,楼道视频监控设备自动获取来人的图像特征,通过网络传递到信息处理与指挥中心数据库,通过比对,如果不是该楼道住户人员且无住户带领,系统自动警示,保安人员必须马上上前询问。智能门禁装置与户内红外探测器结合,实现室内防盗监控,当用户利用钥匙或者门卡正常开门或者关门时,可以选择性的激活户内红外探测器。因此,在户内红外探测器激活的情况下,无论非法人员通过任何途径进入户内,报警信息都会通过无线感应网络和家庭网络向信息处理与指挥中心发送报警信息。
(3)防灾管理业主离家前设定的安防报警系统将自动启动:对特定的阀门(例如煤气、水阀门)或开关(某些电器开关)实现自动被截断,以防止因忘记关炉灶或水龙头造成火灾或者浪费水资源的情况发生,业主回家后该系统将自动解除。图2为防灾管理室内布置图,如果发生火、燃气泄漏和漏电,烟雾探测器装置、燃气探测器装置和漏电装置的报警信号会自动通过物联网网络传往物管控制中心,并启动相关联动装置,消防系统自动启动防御装置,同时,指挥中心通过灾情的严重程度向附近住户发出警报。
(4)突发事件管理通过在室内安装紧急呼救装置、室内地面探测装置等与中心和区域医院及警局相连,当有突发重病、突发事件或者盗贼闯入时,通过地面探测装置和紧急呼救装置向中心和有关部门呼救。老人或者残疾人士只需要携带一块外观时尚美观的“手表”,可以自动监控心跳、血压等人体健康重要指标数据,这些消息可以通过物联网传送到社区医院,医院计算机系统对病人的健康指标进行监控。如果出现异常情况,医院可以及时为业主提供健康保障服务。在有急救请求的时候,还可以按下手表上的呼叫按钮,呼叫人的位置信息会及时传送到社区医院、物业监控中心,通知医护人员予以帮助或急救。
3.2公共设施子系统公共设施子系统实现公共设施的管理,例如对公共停车位、停车库、游泳池、球馆、公园、电梯、排水、配电公共设施的当前使用量进行监控。使用RFID技术,在入口处安装一个射频接收器,按照统一编号对每个用户发放一个射频卡,当用户使用公共设施的时候,射频接收器接收射频卡信息,从而统计当前设施的使用情况,然后将信息传递到信息中心反馈到查询用户的手中。这样,能有效地提高公共设施的使用率,同时,也方便用户能找到可以使用的公共设施,图3为小区内的公共设施管理布置图。利用RFID技术和图像识别技术,业主车辆可以实现无需通车刷卡,无障碍进出门禁。对于进入车辆,系统可以对车辆的智能车牌及业主的智能身份卡进行自动识别,如匹配成功,车辆门禁将自动放行,并能根据自动生成提示或欢迎信息,显示在入口处的LED屏幕上(或者音响播报语音)。利用车载系统从车库传感器网络中自动搜索建筑内空车位,引导户主到最适合的车位,同时指挥中心也可以看到每台车辆的停放位置。对于外来车辆,摄像自动识别记录车辆号码牌外,还需要人工登记访客身份并领取来访智能身份卡,系统放行进入。当车辆驶出建筑时候,监控系统同样对车牌号和驾驶员进行图像比对,如果为内部车辆且是对应车主时放行,否则报警,对外来车辆,进出车牌号和驾驶员必须对应。该技术的实现,能有效地减少用户寻找空停车位的时间,提高车库利用率,减少建筑内车流量,也提高了建筑安全,同时,也能实现汽车防盗。在排水配电等公共设施监控时,将统一编号的传感器和相应的水流检测装置、电力监控装置布控到相应的设施中,当设备发生异常时,传感终端自动发出报警信号,信息处理与指挥中心就可以通过报警信号判断具置和故障原因,然后实施修护。
3.3电器管理子系统将家电安装无线传感装置连接到传感器网络和互联网中,能实现家电的远程控制。例如,在下班回家之前,在办公室启动家中对空调、厨具等设备的使用,当我们回到家时候,屋内已经达到一个适宜的温度,同时厨具设施已经为我们准备了丰富的晚餐。当家里有小孩或者老人的时候,摄像机的远程监控能让我们从几公里或者几十公里之外,对他们的情况了如指掌。
3.4环境监测管理通过安装在业主家中的智能探头,系统可以实时了解室内温度、天然气浓度等信息,且可以根据用户的设置、习惯,进行自动调节;如有异常信息,系统可以实现自动报警,可大大降低建筑安全事故发生的几率。通过安装在建筑各处的监控探头,系统可以实时的了解建筑的温度、噪声等环境信息,信息传输到物管中心服务器上,并可以显示在建筑的电子物业信息公布栏中。
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关键词:智能建筑建筑电气智能化物联网微电网IBMS
1建筑电气智能化现有技术及发展现状
建筑电气智能化是以建筑为平台,利用先进的科学理论和技术(含电工技术、电子技术、控制技术和信息技术)在建筑物有限的空间中,去创造一个人性化工作生活环境的智能电气系统的技术。建筑电气智能化包含一卡通(门禁、水电费、停车场等)、物联网络(所有设备集中在线监控)、安全防范系统(视频监控、防范报警)、智能电网(市电作为新能源,太阳能、风能、生物质能作为补充)、智能水(污水处理及循环利用),智能照明(根据光强、有无人员及密度自动调节亮度),智能消防及联动(火灾自动报警、处理及反馈,水、风配合),智能循环风(根据室内空气质量净化空气并送排风)、背景音乐及广播、有线电视、数字会议及视频会议等十几个子系统。建筑电气智能化技术的应用为建筑增添了新的活力,据此建造的智能建筑已受到各个开发商高度青睐。世界各国也都在建造外形结构及功能各异的智能化建筑。著名的有美国的IBM总部大厦和DEC总部大厦。美国富豪比尔盖茨的豪宅堪称电气智能化技术应用的典范。它完全依据智能化概念建造,配置一台超高性能的大型服务器作为管理整栋豪宅的心脏,通过专设的高速网络,可以实现对室内家具家电的远程访问和控制。随着科技的发展,建筑的功能也日益丰富,建筑电气智能化技术整合了电气、通信、计算机、控制等技术,改善了建筑空间的声、光、电、热等的通信和管理,已经形成了特色鲜明的专业体系。未来的建筑电气智能化技术将在现场总线、系统集成、弱电技术与强电技术融合、节能、环保等方面取得更大发展。
2建筑智能化未来展望
随着世界人口的膨胀、社会的发展,建筑面积越来越大,超高层建筑越来越多,城市规模越来越大,城市垃圾问题、电力短缺等逐渐成为城市发展过程亟待解决的问题。然而,人们对生活质量的要求却在不断提高,便捷、智能的生活方式已成为新的生活质量指标。基于大数据的互联网、智能电器、新能源、楼宇自控等技术,微电网、物联网、系统集成等新兴技术将被广泛应用。这不仅可以有效地缓解以上问题,也能使人们得到更好的生活体验。
2.1建筑微电网
微电网(microgrid),是指由分布式电源、储能设备、能量转换设备、相关负荷及监控、保护设备汇集组成的微型发配电系统,即一个可以实现自我控制、保护及管理的自治系统,既可根据需要与外部电网并网运行,也可孤网络运行。是智能电网的重要组成部分。智能微电网的关键技术主要包含:新能源可再生能源发电技术、储能关键技术、智能微电网能量优化调度技术、智能微电网保护控制技术等。大电网由微电网和各种发电厂(煤电厂、水电厂、风电场、光伏电站、核电厂等)组成。微电网可以是以户为单位的电站,也可以是智能大厦。燃机发电主要利用燃气、燃料乙醇、氢气等清洁能源。生物智能发电主要使用建筑内生产生活过程中产生的可用于清洁发电的垃圾、生物质等。储能设备可以是建筑内的蓄电池、超级电容等,也可以是具有储能功能的暂时搁置的电动车辆或设备。建筑内的能源管理中心可以根据微电网和大电网的运行状况,实时调度,在满足建筑需要的同时,将多余电能储存起来或是供给大电网;当自身微电网不能满足供电需求时,又可以从大电网获得差额电能。微电网主要采用可再生资源发电技术(风力发电、太阳能发电、生物质能、潮汐能等),与输配电基础设施高度集成,由能源管理系统管理的一种新型电网。微电网的电压等级一般为380V~35KV,容量从几Kw到几MKw不等,是最接近于用户的电网。微电网有两种运行方式:一是与大电网并联运行,二是在电网故障或需要时与主网断开独立运行。对于公用电力企业,智能微电网可视为电力系统可控的“细胞”,成为被控制的一个简单可调度负荷,可以在数秒内做出响应以满足电网系统的需要;对于用户,智能微电网可以作为一个可定制的电源,以满足用户多样化的需求。可以预见,微电网将是建筑电气智能化技术发展的必然趋势,微电网的广泛应用不仅能够提高建筑的智能化水平,提高能源利用效率,极大削弱电网高峰带来的影响。
2.2物联网
信息产业经过多年的高速发展,经历了计算机、互联网与移动通信网两次浪潮,物联网被称为世界信息产业第三次浪潮,代表了下一代信息发展技术。未来的物联网利用各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术,将所有的“物”联系起来,人们可以利用随身携带的终端设备,通过网络实时查看“物”的状态,控制物的行为,甚至与物进行交流互动,从而创造一个智慧的世界。终端设备是手机、电脑、打印机等具有联网功能的设备的总称。智能家居包括电视、空调、洗衣机、冰箱、衣柜、门窗等智能家电和家具。对于智能建筑而言,物联网将建筑内的各种设备(如照明灯具、风机、报警、监控、门禁、可视对讲等)通过通信网络的连接,可以在终端机上远程访问,甚至进行远程操控,方便物业管理的同时,为客户和业主提供了优质服务。物联网在建筑电气智能化中的应用处于探索起步阶段。目前物联网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,覆盖国家或区域性大规模应用较少。我国物联网已取得初步发展,电力、安防、物流、交通、医疗等领域的应用模式正日趋完善。输变电监测、智能电网、远程抄表电力领域的应用正在逐渐拓展;周界防范、视频监控等安防领域的应用已取得良好效果;车辆管理、路网监测和调度等物流领域的应用正在发挥积极作用;运输、物品仓储、监测等交通领域的应用广泛推广;个人健康监护、远程医疗等医疗领域的应用日趋成熟。除此之外,物联网在食品药品溯源、环境监测、楼宇节能、市政设施监控等方面也得到了广泛的应用。
2.3智能化系统集成优化
目前,智能化各系统(消防、楼宇自动化、安防、背景音乐及广播、会议系统等)往往由不同的厂家设计或制造,每个系统都有各自的前端设备和操作软件,用户界面和通讯接口千差万别,大多数系统之间不能信息共享。将各个子系统集成在一个平台上,实现各个子系统的设备统一监控和操作,方便管理的同时,提高了效率。IBMS(IntelligentBuild-ingManagementSystem)智能大厦管理系统应运而生。在IBMS中,可实现对各个子系统的实时检测,各个子系统通过与IBMS的通信可实时将前端设备的状态及运行参数反馈给IBMS,通过智能分析和决策,及时处理发生的故障等问题,既减少了繁琐的人员操作,又确保建筑系统稳定运行。楼宇系统集成软件(IBMS)的出现,极大方便了物业管理,减少了资源浪费,缩短了发现和解决问题的时间。集成度越高,计算越简单,包含的信息量越少,系统的稳定性也随之降低。系统集成虽然经过了多年的发展,但是仍不能完整体现各子系统的性能,加之实现系统集成的准备工作较为复杂和工程量较大,系统成本又较高,性价比不足,最终导致未能普遍应用。尽管如此,系统高集成度和小型化的趋势是不会改变的,这些问题的解决将会使系统集成的发展再上新台阶。
3结论
随着电子、通信、互联网、大数据等技术的在一些关键领域不断突破和飞速发展,微电网、物联网、智能楼宇系统集成等新技术也已形成初步规模,这些新技术的应用,将在很大程度上缓解垃圾危机、能源短缺等社会问题。在这个新理论、新技术日新月异的时代,可以预见,建筑电气智能化技术的发展前景是十分广阔的,未来的智能建筑不仅在功能上更加丰富,而且也会为人们带来更好的生活体验。
参考文献
[1]臧书剑.建筑电气技术的发展与探索[J].水利水电工程,2015,5(3).
篇8
摘要:当代社会进步,不仅表现在科学技术的飞速发展,更直观地表现在人类生活水平的层层提高。在国内,可以明显地看到建筑的发展极其迅速,不只是建筑物本身,而其内的电气设备更是突显科学技术的进步。电气设备的越来越高级化,越来越智能化,诚然能把人类生活变得方便快捷,但是这种"高级化"一定具有不能被忽视的弊端。对解决此种弊端也是决定人类进步与否的关键之一。
关键词:物联网、建筑智能化、人类进化、双刃剑、健康进步
“物联网”这一名词对当代每个国家,每个家庭,每个人,都是一个相当新鲜的概念。1999年首次提出了这一概念,其定义为基于计算机互联网,利用射频识别技术、无线数据通信技术等,构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网(Internet of things),简称物联网。2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟了《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的概念。报告指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。
之所以提出“物联网”一例,是为了体现人类对高科技的追求,和对舒适有效的生活的充分向往,就是这两点推动着建筑设施智能化的一步步快速稳健的发展。
建筑智能化技术其实也是一个新兴技术,物联网技术又与其有相通之处,并且也是建筑智能化技术的一个发展方向。谈及建筑智能化技术,首先需要知道怎样的一个建筑才能算作“智能建筑”。我国的《智能建筑设计标准》对智能建筑的定义是“以建筑为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑坏境。”其中清楚地看到,建筑智能化实质在于内部电气设施的管理自动化、控制自动化、防灾自动化和能量管理自动化,是依靠先进的电气设备让建筑物能“独立”处理各种情况,而物联网技术的发展正是为了让此设想成为现实。
可以肯定的是,源于建筑智能化技术在社会各个方面的应用,才使得我们的生活、学习和工作,变得更加舒适、高效、便捷,更加安全可靠。可是,如果从这种美妙的感受和期待中走出来,从理性角度去思考,这种所谓的“舒适、节能、环保、健康”的生活是否一直对人类有益?
我们必须接受的一个事实是,在近几个世纪,人类作为生活在地球一个物种,在肢体上的进化速度远比不上大脑进化的速度。但可观的是,人类肢体在每一个年龄段的平均重量却在逐年增长,这也是社会上逐渐关注的问题之一,因为这种增长已经开始影响我们的健康。为什么会出现这种现象呢?纵观二十世纪,人类社会的发展可谓翻天覆地,人们在不断实现自身的需求的同时,又不断提出新的需求。人民生活幸福了,吃饭能吃饱了,当然身体自然会健康,但为什么又会影响健康呢?是因为这种“突如其来”的幸福,使得人们缺少了对长远的思考,也使得人们对于生活失去了危机感,而剩下的只是享受。正所谓“心宽体胖”,就像达尔文的进化理论,物种缺少生存危机对其的影响,物种的进化速度就会减慢,而物种数量就会翻倍增加。
另一个方面,随着21世纪信息时代降临,人类的生活不仅在质上发生了变化,而且生活速率也比以前至少要快一倍。尤其在现代的大都市,那种急速的生活工作节奏,往往使得其中的人应接不暇,以致身疲力竭。此时,人们所最希望的,便是一个“舒服安逸”环境,于是建筑智能化技术很快的得到了认同,便很快地进入建筑行业。以辩证的态度来看,这种科技进步确实会使得生活更加美好,但若持续这种“美好生活”,会不会使得人类身体失去了对外界环境的适应能力?更深一步,人类会不会习惯了这种“安逸”而变得越来越懒惰?又会不会因为这种“安逸”出现新的疾病?
“空调病”的出现给予了一个肯定的答案,其病因并不是人对空调的不适应而让身体产生的病状,而是长时间吹空调造成身体机能的衰退。空调只有将近一百年的历史,虽然它的应用促进了人类社会的发展,但对人类本身,却也带来了负面影响,而空调只是众多电器里的一个角色,谁能预料未来会不会出现更多诸如此类的疾病呢?至此,得出结论:建筑智能化技术在给人类生活带来舒适的同时,也给人类本身带来了不确定性的负面影响,可见科学技术是一把双刃剑。
建筑设施智能化是未来建筑发展的必然趋势,《智能建筑设计标准》中提到的“安全、高效、便捷、节能、环保、健康”的六项要求,我们必须真正领会这些要求的真谛:“安全”是前提,“高效、便捷”是目的,“节能、环保”是目的也是方式,“健康”才是最高要求。
结论
当代的社会发展是需要全面和谐地进行,所以要把握住科学技术这把双刃剑,不能一味的看到其积极的一面,还要进一步去研究其对人类进步和社会发展所带来的负面因素,然后才可以在实践过程中把科学技术带来的正面作用发挥到最大化,把负面影响减到最小。就如建筑设施智能技术一样,虽然会使人类生活工作变得安全、高效、便捷、节能、环保,但它对人类自身的健康存在着不确定的负面影响。因此,人类不仅要科学地发展进步,更要健康地发展进步!
参考文献:
[1]智能建筑设计标准[S].GB/T50314-2006.北京:中国计划出版社,2006
篇9
关键词:城市住宅建筑;智能化;现状;发展趋势
中图分类号:X799文献标识码: A
前言
随着现代计算机技术、现代通信技术、现代控制技术和现代建筑技术的发展,建筑工程智能化的浪潮席卷全球,并成为一种势不可挡的历史趋势,出现了诸如智能建筑、智能小区、智能家庭、智能工厂、智能街区、智能城市等信息技术与建筑技术相结合的产物。毋庸置疑,建筑工程智能化给建筑环境的改变和人们生活带来很大的方便。
一、智能建筑的特征
虽然智能建筑已取得广泛的应用,但是国际上关于智能建筑还没有统一的定义。我国的《智能建筑设计标准》(GB/T 5C314-2000)对智能建筑的定义是“以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合于一体,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。
智能建筑包括以下几个基本部分:建筑设备自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)、办公自动化系统(OAS)。即通常所说的3A。后来又增加了智能防火监控系统(FAS)和保安自动化系统(SAS),所以又称5A系统。其中,建筑设备自动化系统是智能楼宇设计最基本和最重要的组成部分。
二、城市住宅建筑智能化的现状
我国对智能建筑的最大贡献是住宅小区智能化建设。在上世纪末在中国开展的住宅小区建设是中国独有的现象,在住宅小区应用信息技术主要是为住户提供先进的管理手段,安全的居住环境和便捷的通信娱乐工具。这和以公共建筑如酒店、写字楼、医院、体育馆等为主的智能大厦有很大的不同,住宅小区智能化正是信息化社会,人们改变生活方式的一个重要体现。推动智能化住宅小区建设的主角是电信运行商,他们试图通过投资建设一个到达各家各户的宽带网络,为生活和工作在这些建筑内的人们提供各种人们需要的智能化信息服务业务,用户通过这个网络接受和传送各种语音、数据和视频信号,满足人们信息交流、安全保障、环境监测和物业管理的需要。以此网络开展各种增值服务如:安防报警、紧急呼救、远程抄表、电子商务、网上娱乐、视频点播、远程教育、远程医疗以及其他各种数据传输和通信业务等,并以这些增值服务来回收投资。目前虽然还有人对这种发展建筑智能化的思路持怀疑态度,但建筑智能化已成为房地产行业最热门的话题。更重要的是他将会改变人们进行建筑智能化建设的技术路线和运作模式,也许这标志着智能化已经突破一般意义上的建筑范畴,而逐渐延伸至整个城市、整个社会中应用。建设部住宅产业促进中心于1999年底颁布了《全国智能化住宅小区系统示范工程建设要点与技术导则》(试行稿),导则计划用5年时间,组织实施全国智能化住宅小区系统示范工程,以此带动和促进我国智能化住宅小区建设,以适应21世纪现代居住生活的需要。信息产业部于2001年出台了《关于开放用户驻地网运营市场试点工作的通知》及《关于开放宽带用户驻地网运营市场的框架意见》。将在13个城市首先开展宽带用户驻地网运营市场开放、管理试点工作。摸索出行之有效的管理办法、技术标准,进而在全国推广,进一步推进中国的宽带建设。
三、城市住宅建筑智能化的发展趋势
1、提高对建筑智能化的认知
在很多年之前,智能建筑这一名词已经被提了出来,但是长期以来都未引起人们的重视,在现阶段,加强有关智能建筑的基本认识,转变自身的思想观念,以正确的态度和方向将智能建筑的发展引向正途,是一件很有必要的事。3A是智能建筑的核心,智能建筑通过综合布线系统规划和综合了三个系统,极大提高了建筑各项设施运转机制的效率,使其更加合理和环保。目前,社会上相继出现了一些建筑公司的4A、5A等宣传,这种说法在一定程度上是没有意义的,因为越多的A只能意味着越低的集成程度。因此,建筑行业的相关人员应该积极普及和宣传各种建筑智能化知识,使全行业的智能化建筑意识得到显著地提升。如果缺乏必要的宣传,适应信息时代要求的智能化建筑就无法在新的社会条件下更好地被建设出来。
2、智能化建筑将实现无障碍发展
在当前建筑智能化发展的过程中,由于管理制度的不合理制约了建筑智能化的发展,建筑智能化的发展涉及到多种复杂的机构和环节,管理不善将会造成程序繁杂,浪费时间,也会对建筑智能化的发展制造一定的障碍。随着管理制度的不断完善和变革,今后可以将建筑智能化的系统作为一个统一的系统进行管理,促进了系统内各项业务的发展,例如在建筑智能系统中,能够预见消防服务业、物业管理等,其他的项目也都能够得到升级管理,这是今后建筑智能化发展的趋势,也是能够很快实现的目标。
3、云服务、物联网”在建筑智能化中的应用
随着信息技术的日新月异的发展,云服务和物联网等新技术已在各大行业取得了广泛应用。将其用于建筑智能化的建设,对于提高智能建筑设备的管控、资源信息共享等具有显著的作用。因此,智能建筑的设计施工、建筑设备管控和日程服务等方面可考虑运用云服务和物联网等信息技术,促进建筑工程智能化的革新。
4、实现技术发展与生态环保相结合的发展模式
在经济得到发展和建筑业实现繁荣的过程中,必然会带来生态的恶化和环境的破坏,因此说在今后建筑业发展的过程中,在保证建筑智能化的同时,实现其发展和生态环保理念相结合,实现绿色建筑的发展。所谓绿色建筑,就是综合的运用当今生态学和建筑学的知识,综合其他的科学技术成果,把建筑住宅区域打造成为一个生态型的活动范围,为居民提供一种自然气息浓厚,生态环境良好,生活舒适和谐的环境。绿色生态建筑是在不破坏环境的基础上进行的,目的就在于提高人们的生活质量,这与智能建筑的发展有异曲同工之处,因此说,建筑智能化在今后的发展过程中,可以与生态环保建筑相结合,在建筑设计上既体现出智能的优势,有能够充分展现出生态的理念,这是今后智能建筑发展的大趋势。
5、大力推动建筑智能化结构和材料的发展
建筑智能化在今后的发展过程中,除了要与绿色生态环保理念相结合,还要推动系统结构的升级和新型材料的更新发展。例如可以进行修复混凝土的应用,即在混凝土中加入装有树脂的空心纤维,当结构的构件超过标准出现裂缝时,里面的树脂就会自动流出进行粘合;再如智能化平衡结构的应用,使建筑物的结构趋于平衡;光纤混凝土也是新型的材料,将其应用在建筑智能化发展的过程中,能够有效的监视构件在荷载作用下的受力情况,显示出结构的安全性能和程度。由此可见,建筑智能化在今后的发展过程中,需要向着高科技和新材料的方向发展,同时在发展的过程中适当的扩大区域范围,使智能化建筑涵盖医院、社区、公共场所等因素,使我国的建筑智能化朝着智能化小区和智能化城市的方向发展。
6、建筑结构本体的数字化、智能化
从智能建筑的定义可以看出建筑智能化主要是对建筑环境、设备及人们日常服务等方面的智能化管控,而对建筑本体的数字化、智能化却没有考虑。建筑结构作为智能建筑的主体,其健康安全状况等对于建筑智能化的实现起着至关重要的作用。因此,未来的建筑智能化应包括建筑土木结构的数字化、智能化,可利用生物智能技术,将智能传感器、驱动材料、修复材料运用于建筑土木结构,实现建筑结构健康安全状态自监测、自诊断、自适应、自修复等特异功能。
结束语
随着经济的发展,技术的进步,信息化已经成为今天的发展趋势,在以信息技术为支撑的建筑智能化的发展,也成为当今建筑行业的发展主流。要继续投入人力加强应用研究,促进我国建筑智能化的发展,为其发展开创更广阔的空间。
参考文献
[1] 秦亚玲.智能建筑应用及工程管理[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2012(03)
篇10
其中,射频识别技术(RadioFrequency Identification)已越来越广泛地用于社会的各个领域,包括制造业、零售业、医药、物流等。如果要说它的优点,其呈现出的低成本,轻便,小尺寸以及低维护费用已在国内外得到一致公认,而今也已经被考虑用于其他不同的领域,例如,计算机业、医疗业、建筑业、运输以及安全行业。
由此在本文中,笔者将以智能建筑中所部署RFID系统为前提条件,并通过一些案例和系统的工作原理,以及RFID系统在智能建筑所发挥的作用等方面,多角度进行探讨。
部署RFID系统需具备条件
在日常生活中,射频识别技术并不少见,但事实上,不少人还并没有真正清楚其内涵。其实,射频识别技术(RFID)是一种无线通信系统.它广泛地用于各种行业中的供应链管理,就像条形码系统,但又具有着比条形码系统更高级别的应用。RFID技术利用无线电波信号来传输信息,它将一种被称为标签(TAG)的芯片附于日标物上,再使用一个扫描设备扫描标签内的信息。
虽然RFID技术并不算什么新生事物,但在国内起步较晚,其在建筑领域的应用也并不普及,但从目前来看,使用RFID系统构建建筑智能化已然成为发展趋势。所以,若要在建筑内真正部署射频识别系统,还应具备必要的基础条件:一是建筑内所有人员都必须携带规定的智能卡;二是所有设备、物品等都附于RFID标签;三是将所有办公室,设备间,会议室等分配一个唯一的编号,并存储在RFID的读卡器中;四是每个办公室、设备间以及会议室都需要在门口安装一个读卡器;五是建筑的所有出入口也要配置相应的读卡器。
RFID为建筑“智能换装”
实现建筑智能化,对人的身份识别成为首要关注的环节,身份识别系统其实是RFID系统的最主要的应用之一,是其他应用系统的基础。当一位持有RFID卡的用户出入一间房间时,设在房间出入口的读卡器就会自动读取卡内RFID标签内的信息,每个用户都会有自己唯一的识别信息,读卡器扫描到这些信息后,将数据发送到后台服务器上查询,就可以实现对人员身份识别的功能。
同时,实现设备的定位或人员的跟踪也是智能建筑的表现之一,人们由于繁忙的工作有时候会忘记一些办公设备放在哪里,例如笔记本电脑或多媒体投影仪等。此时,RFID则可以建立一个定位设备位置的机制,不同的设备被附于不同的标签,这些设备从一个房间被移动到另一个房间时,由于每个房间门口安装了读卡器,设备位置变化的信息就很容易地被记录下来。从某种程度上说,这对维护设备的安全也起到更大的保障作用,从而帮助人们减少物品被盗的风险,对盗贼也是一种威慑力。对于人的定位,和设备定位的原理一样,所有雇员和访客都会有自己唯一的身份信息存储在身份卡中,当人员进入或者离开房间、楼层时系统就会自动记录位置信息的变化。
不仅如此,在大力提倡环保理念的趋势下,房间自动化系统也是一个非常实用的功能,此功能使得无处不在的电器做到了极大的电力节约。对于一个有权限进入房间的人,结合IBMS系统,控制包括灯光、空调、电扇等电器的开关。当一个已经获得授权的人进入房间时,储存在服务器配置文件中预设的电器信息将会被IBMS系统执行,而当此人离开房间时,照明、空调等电器则会被自动关闭。
事实上,系统可以支持多点同时扫描,并且能够随时进行扩展。读卡器检测RFID标签并且将读出的信息发送到微控制器,微控制器将读到的身份信息进行编码后发送到验证服务器,验证服务器会将收到的数据与数据库服务器比对进行认证授权,若身份信息通过认证,则RFID系统将相关设备信息发送给IBMS系统,由IBMS系统控制室内设备(照明、空调、风扇等)使用。
可以说,系统的主要功能是对人和设备在任何时刻的识别。系统在对目标物的跟踪、节能以及自动化方面有着很大的优势。系统提供的大部分功能都是可以量化的并且在长期使用后所产生的影响也是可以量化的。然而,在安全方面,RFID系统存在着不便。由于增加了系统的安全性,导致一个未经授权的人是无法进入房间的,但出于某些原因难免会有这样的情况发生,所以系统为部分身份不明的人设置了部分手动控制的功能,这就导致了安全方面的问题;另外部分的系统功能也涉及到员工的隐私,比如人员的位置信息,这也产生了人权方面的问题。
此外,智能考勤也是智能建筑改变的新模式。毋庸置疑,维护员工考勤记录是件繁琐的工作,签到时间、签离时间、持续时间等信息都需要记录。特别是对于人员较多的企事单位,如果仅仅依靠手工完成,将会有巨大的工作量,但是基于RFID系统的考勤管理系统就可以轻松地完成这项工作:当人员进入公司时系统就会扫描ID卡信息,记录签到时间并保存在服务器中,离开时同样也会有记录保存。
RFID系统助力智能建筑
随着RFID技术的发展,这项技术已被广泛应用于社会生产的各个行业来提高人们的生产效率。在智能建筑中,RFID技术对提高生产效率也发挥着巨大作用,例如对人员的识别就是使用RFID的主要应用之一,尤其是在建筑物内对不同人员的门禁权限的区别;另外对大型设备和工具的状态监测也是其一个主要应用,可用于实时更新设备信息和状态:同时RFID还可以对其他固定资产进行监控和管理库存等,但这只是条形码系统的增强版。