物联网技术在智能楼宇中的应用样本.docx

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物联网技术在智能楼宇中的应用样本

一、物联网核心技术概述

1.物联网定义

物联网英文名称叫TheInternetofthings。

顾名思义，物联网就是物物相连互联网。

这有两层意思：

第一，物联网核心和基本依然是互联网，是在互联网基本上延伸和扩展网络；第二,其顾客端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息互换和通信。

因而，物联网定义是：

通过射频辨认（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按商定合同，把任何物体与互联网相连接，进行信息互换和通信，以实现对物体智能化辨认、定位、跟踪、监控和管理一种网络。

2.物联网原理

物联网中非常重要技术是射频辨认（RFID）技术。

RFID是射频辨认（RadioFrequencyIdentification）技术英文缩写，是20世纪90年代开始兴起一种自动辨认技术，是当前比较先进一种非接触辨认技术。

以简朴RFID系统为基本，结合已有网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一种由大量联网阅读器和无数移动标签构成，比Internet更为庞大物联网成为RFID技术发展趋势。

而RFID，正是可以让物品“开口说话”一种技术。

在“物联网”构想中，RFID标签中存储着规范而具备互用性信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品（商品）辨认，进而通过开放性计算机网络实现信息互换和共享，实现对物品“透明”管理。

互联网，即广域网、局域网及单机按照一定通讯合同构成国际计算机网络。

兴起于上世纪90年代，当前仍以计算机设备互联为主，但已有许多手机等终端设备实现了这一网络。

互联网使用TCP/IP合同当前已经面临地址资源枯竭难题，当前使用IPv4版本采用32位二进制数定义地址，虽然总数能达到约43亿，但是依然不能满足现今全球网络飞速发展需求，因而IPv6版本应运而生,IPv6采用128位定义地址，可以提供地址数量大幅度增长。

理论上讲，可觉得地球上每粒沙子分派一种IP地址,客观上为物联网广泛应用提供了也许。

在互联网基本上，任何物，可以通过嵌入不同复杂限度智能芯片,实现互相之间信息互换。

物，也许是运动或需要以便变化方位对象，如运营中汽车、跟随父母小朋友、信件、包裹等；也有许多处在固定状态对象，如需要监控门窗，检测火险烟雾传感器等，由于工程条件、外观、成本等各方面因素，不适当采用有线连接方式接入互联网。

因此,物接入互联网重要途径是无线方式。

植入到物中间智能芯片需要实现功能涉及：

物标记、传感器信号解决、底层物理通道建立、信息互换、数据计算、数据解决、控制输出等。

在这些功能中，为实现物物互联，最基本性是传感技术（智能感知），因此物联网又称为传感网。

物联网可分为三层：

感知层、网络层和应用层。

感知层是物联网皮肤和五官，辨认物体，采集信息。

感知层涉及二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等，重要是辨认物体，采集信息，与人体构造中皮肤和五官作用相似。

网络层是物联网神经中枢和大脑，传递和解决信息。

网络层涉及通信与互联网融合网络、网络管理中心、信息中心和智能解决中心等。

网络层将感知层获取信息进行传递和解决，类似于人体构造中神经中枢和大脑。

应用层是物联网社会分工与行业需求结合，实现广泛智能化。

应用层是物联网与行业专业技术深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，此类似于人社会分工，最后构成人类社会。

二、研究背景和意义

1.研究背景

物联网是互联网应用拓展,应用创新是物联网发展核心,以顾客体验为核心是物联网发展灵魂,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展第三次浪潮。

置身信息化革命浪潮,物联网是信息技术移动化一种详细应用。

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,详细地说,就是把物联网感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、大坝、供水系统、油气管道、办公和家用器具等各种物体中,然后将物联网与既有互联网整合起来，实现人类社会与物理系统整合,在这个整合网络当中,存在能力超级强大中心计算机群，可以对整合网络内人员、机器、设备和基本设施实行管理和控制，在此基本上,人类可以实现无所不在计算和网络,以更加精细和动态方式管理生产和生活,管理将来都市,达到智慧状态,提高资源运用率和生产力水平，改进人与自然间关系。

2.意义

智能楼宇是指运用系统集成办法，将计算机技术、通信技术、信息技术与建筑技术有机结合，通过对设备自动监控、对信息资源管理和对使用者信息服务及其与建筑优化组合，所获得投资合理、适合信息社会需要并且具备安全、高效、舒服、便利和灵活特点建筑物。

随着物联网概念浮现，物联网技术渗入到了各行各业，推动着对老式产业技术升级和改造。

借助物联网技术提高智能楼宇建设也是发展必然。

通过物联网技术升级改造，智能楼宇将有4大特性：

智能化，由本来被动静止构造转变为具备能动智能工具;信息化，提供全方位信息互换功能，协助楼宇内单位与外部保持信息交流畅通;可视化，将室内CO2浓度、煤气浓度、光照、温度等不可见状态通过数据可视化形式清晰明了地呈现给顾客，让顾客对楼宇内状态有更加直观感受;人性化，强调人主观能动性，注重人与环境协调，使顾客能随时、随处、随心控制楼宇内生活和工作环境。

三、国内外研究现状

毫无疑问,如果物联网时代来临,人们寻常生活将发生翻天覆地变化。

然而,不谈什么隐私权和辐射问题,单把所有物品都植入辨认芯片这一点当前看来还不太现实。

人们正走向物联网时代，但这个过程也许需要很长一段时间。

尽管如此,不论是国内还是国外,当前已经产生了某些成熟和先进应用案例,如在门、窗、墙体上安装物联网传感器,计算机系统对这些传感器获取图像、声音、温度、压力、振动、红外线等信息进行综合解决分析,辨别出爬上墙究竟是人还是猫狗等动物，各种传感手段构成一种协同系统后,可以防止人员翻越、偷渡、恐怖袭击等袭击性入侵。

这一传感网防入侵系统,当前已经应用在上海浦东国际机场和上海世博会,并筹划推广到全国民用机场，由此可知，基于物联网特点，它将会在楼宇智能化方面最先得到普及应用。

当前，国内通用楼宇智能系统大多是通过各种独立子系统来满足智能化规定。

每个子系统各自为政,有独立传感器、独立控制器，甚至后台管理系统都是独立，缺少总体集成概念和系统发展考虑。

如此自然带来了如下若干问题:

1）初期建设成本高，由于每个系统部件都不能共享，不能融合，必然导致整体建设成本居高不下。

在各个子系统建设过程中，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布线和施工方案，布线普通采用有线形式，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互相联动变得更加困难，并且都需通过后期定制软件来完毕，使得调试周期延长。

整合困难，难以实现真正智能化。

不同供应商产品如门禁、报警、空调、智能照明、一卡通等系统进行系统集成时，由于没有开放合同，没有统一接口和数据库，使得技术协调变得困难，甚至无法达到顾客智能化规定。

2）管理及维护成本高，由于每个系统都要不同人员去管理，需要不同技能，因此在管理方面，会带来许多额外开销；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。

不同厂家设备使用不同通讯总线和通讯合同，系统及设备互相兼容性差;各家使用不同布线方案，不但导致重复布线施工材料挥霍，并且还使得系统之间联动、数据资源共享等顾客人性化操作需求实现变得困难或难以实现，并增长了系统使用和维护成本。

3）系统扩展性减少，使用不以便。

顾客在后期要增长新子系统及设备，需重新进行布线施工和调试系统，扩展性减少；顾客需学习各个系统不同用法及进入运营各种不同软件，系统联动及关联操作需在每个系统重复设立，使用极不以便。

软件定制集成，不可靠难实时。

弱电各子系统之间联动需要专门定制，信息需通过互换机等商用级网络路由，再通过WINDWOS等软件平台互换信息，环节多，易受病毒、软件可靠性等影响，很难实时靠地进行多系统联动。

四、系统实现方案

1.系统重要功能和架构

1.1重要功能

基于物联网智能楼宇管理系统重要由楼宇人员管理追踪和人员室内定位系统、楼宇设备智能控制系统、楼宇环境智能控制系统、智能无线视频实时控制系统、

智能楼宇停车定位及引

导系统等五大某些构成。

其详细功能有：

（1）室内环境监测

监测室内有毒气体浓度、CO2浓度、湿度、温度、光照强度等环境指标，并能实时地将这些数据以可视化方式展示给顾客。

（2）数据收集及保存

将室内布置各种传感器收集到数据和各个智能设备自身数据上传到后台数据中心存储备份。

（3）智能顾客控制

通过智能手机等移动终端在室外通过网络远程控制方式来操纵室中各种智能设备，例如控制空调温度、窗帘开合、灯光亮灭等。

（4）智能感知控制

依照室内感知到数据，同步依照顾客当前位置和状态，智能地控制室内各种设备，调节室内环境达到顾客最舒服、便捷、安全规定。

（5）智能安防系统

智能楼宇提供自动分级安防模块，依照顾客当前位置和活动状态，提供不同安全级别安防服务，达到节能、安全两不误。

（6）智能停车系统

便宜、小巧、低功耗无线传感节点（如无线弱磁传感节点、无线超声波测距节点、无线红外节点等）作为基本感知节点，通过大规模布设，达到全方位、全天候精准检测车位使用状况;信息可通过网络发布至电子路牌、电脑、智能手机等联网终端，扩大应用领域，可为不同层次顾客提供优质车位信息服务。

1.2系统总体架构

基于物联网智能楼宇在技术层面分为5个层次：

感知层、接入层、网络层、支持层和应用层。

感知层：

为智能楼宇提供最基本最底层数据感知功能，让智能楼宇可以“感觉到”室内点点滴滴;

接入层：

通过不同传播合同，实现终端机顶盒与各顾客终端（手机、平板等）、智能楼宇感知设备和智能设备数据传播。

接入层终端通过楼宇网关（Web方式）与网络层实现互联;

网络层：

通过因特网，网络层为智能楼宇、支持层数据中心以及第三方（如医疗机构、安保机构等）进行互联，容许各方进行数据交互;

支持层：

为智能楼宇提供数据统一数据保存功能，为后续数据共享和应用提供实时和历史数据;应用层：

为顾客提供简洁易用、美观可视、随时随处顾客应用，结合顾客控制和智能控制，为顾客提供舒服、健康、人性、安全生活。

2.楼宇人员管理追踪和人员室内定位系统

本系统涉及如下重要几种功能模块：

人员出入管理系统、办公人员定位系统、访客管理系统等。

2.1人员出入管理系统

在楼宇入口处设立开放式通道，每一种进入楼宇人员必要佩带无线胸卡才干通过，每个卡上可以设立各持卡人身份信息，当持卡人通过通道时就会在相应显示屏中列出进入楼宇区域人员欢迎信息，无需停留，自动辨认人员，迅速并且智能化。

如果有非法人员进入楼宇区域，此通道会自动报警，有效制止非授权人员进入，提高楼宇区域安全性。

在楼宇区域电梯口及楼梯口设立隐藏式通道，如果有非法人员或外来人员未经登记进入该通道后，此通道会自动报警，有效制止非授权人员进入。

该系统重要由天线、读写器、声光批示模块、红外模块和顾客身份辨认卡（电子标签）等某些构成。

可迅速辨认顾客佩戴身份辨认卡，同步判断该顾客进出状况，当无卡顾客通过时可发出声光报警;身份辨认卡由专用发卡器写入个人信息。

发卡器是一款桌面式RFID读写器，可读写符合ISO/IEC15693国际原则射频卡及ISO/IEC14443typeA类卡，通过网络与楼宇管理中心联接，重要用于发卡操作。

2.2访客管理系统

该系统可以代替老式手写来访登记，实现访客登记、管理一体化，达到“数字化登记、网络化办公、安全化管理”效果，和开放式门禁、通道控制等系统集成后，形成人员进出管理、员工考勤及一卡通全面解决方案。

通过发卡器暂时发放ID卡后，访客就可以通过出入通道到有关楼层访问楼宇内人员，如果该访客达到非指定楼层时系统即进行报警，让保安人员可以实时理解该人员动态，保证楼宇财