浅谈物联网环境下的智能建筑

1 智能建筑简介

一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境需要将建筑的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，由此便产生了智能建筑的概念。智能建筑是以建筑物为平台，强调智能化系统设计与建筑结构的配合和协调。

2 建筑智能化的特点

智能建筑的“智能化”是指在建筑物内进行信息收集、分析处理和对信息综合利用的能力[1]。智能建筑具有节省费用、舒适方便、安全、有长期发展灵活性和市场价值等特点。智能建筑的特点也实现了以下功能。

2.1 楼宇自动化功能

楼宇自动化功能指建筑物本身应具备的自动化控制功能，包括感知、判断、决策、反应、执行的自动化过程，能够保证大楼运行办公必备的配电、照明、空调、供热制冷、通风、电梯、以及消防系统、保安监控系统、提供有效安全的物业管理，达到最大限度的节能和对各类报警信号的快速反应。

2.2 通信系统的自动化

通信系统的自动化是指建筑物本身应具备的通讯能力。为在该大楼工作的用户提供易于连接方便、快速的各类通信服务，畅通的 音频电话、数字信号、视频图像、卫星通信等各类传输渠道。它包括建筑物内的局域网和对外联络的广域网及远程网。通信网络正在向着数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化方向发展。

2.3 办公业务的自动化

办公业务的自动化是为最终使用者所具体应用的自动化功能。它提供包括各类网络应用在内的饱含创意的工作场所和富于思维性的创造空间，创造出高效有序及安逸舒适的工作条件，为大楼内用户的信息检索与分析、智能化决策、电子商务等业务工作提供方便。实现建筑物自动化和智能化的龙骨是大楼的综合布线系统，它破除了以往存在于语音传输和数据传输的界限，使这两类不同的信号能通过技术上的进步与飞跃，而共同在同一条线路中传输，这既为智慧大楼提供了物理基础，也与代表未来发展方向的综合业务数据网络工SDN的传输需求相结合。以计算机网络为核心的通信网络则是实现智能化大楼的桥梁。智能化大楼的中心是以计算机为主的控制管理中心，它通过结构化综合布线系统与各种终端，如通信终端(电话、电脑、传真和数据采集等)和传感终端(如烟雾、压力、温度、湿度传感等)相连接，“感知”建筑物内各个空间的“信息”，并通过计算机处理给出相应的对策，再通过通信终端或控制终端(如步进电机、阀门、电子锁或开关等)给出相应的反应，使得该建筑好像具有“智能”，这样建筑物内的所有设施都实行按需控制，提高了建筑物的管理和使用效率，降低了耗能。

3 智能建筑系统简介

智能建筑系统由综合布线、楼宇自控、机房工程、防盗报警、公共广播、门禁系统等系统组成，实现建筑的智能化就需要从与上述系统相关的节能、安全、舒适等方面考虑。

（1）综合布线系统智能化

综合布线系统是实现建筑物智能化核心[2]。它解决了语音传输和数据传输的界限问题，通过技术的发展使得这两类不同的信号能在同一条线路中传输。以计算机网络为核心的通信网络则是实现建筑智能化的桥梁。控制管理中心是智能建筑的中心，它通过结构化综合布线系统与其他终端，如通信终端(电脑和数据采集等)和传感终端(压力、温度传感等)相连接，“感知”建筑物内的“信息”，经过处理后给出相应的对策，再通过通信终端或控制终端(如步进电机、阀门、电子锁或开关等)做出相应的反应，使建筑实现部分智能化。这样建筑物内和综合布线相关的所有设施都得到相应控制，从而提高了建筑物的管理和使用效率，降低了耗能。

（2）楼宇自动化系统智能化

楼宇自动化系统(BAS)对整个建筑的所有公用机电设备进行集中监测和遥控，包括建筑的中央空调系统、照明系统、电梯系统等，从而提高建筑的管理水平，降低设备故障率，减少维护及营运成本。

（3）防盗报警系统智能化

智能建筑内的防盗报警系统利用计算机来管理[3]，从而大大提高其自动化程度。当自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，系统随即产生报警信号，并提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系统。该系统有效地保证生命财产的安全。目前防盗报警系统主要有 门磁式、触摸式、红外线监测等。

4 物联网和智能建筑的关系

4.1 物联网简介

物联网是互联的应用拓展，它通过装置在各类物体上的射频识别(RFID)、传感器、二维码等经过接口与无线网络相连，从而给物体赋予“智能”。物联网的技术构架分为感知层、网络层和应用层三层[4]。其中，感知层的功能是识别物体采集信息；网络层将感知层获取的信息进行传递和处理；应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化。

4.2 物联网和智能建筑的关系

智能建筑技术发展，处处体现“物联”的理念。智能建筑通过结构化其组成系统与其他终端，如通信终端和传感终端相连接，“感知”建筑物内的“信息”，并将这些信息分析处理，再通过通信终端或控制终端做出相应的反应。建筑智能化处处吻合着物联网的三层架构。

4.3 物联网在智能建筑中的应用

智能建筑是构建智慧城市的基本单元，分析人士指出，随着“智慧城市”基础设施的完善，包括智能交通、智能建筑、平安城市、电子政务、数字医疗等众多应用领域将受到带动。智慧城市是中国物联网产业的靶心，而绿色智能建筑是智慧城市的最基本单元，所以绿色智能建筑是物联网的靶心的靶心。所以，预构建智能建筑，进而推进智慧城市的发展，必须从物联网的传感技术和通讯手段入手进行改善[5]。

（1）传感技术的改善

作为感知物体信息的检测装置，传感器需要有高度的灵敏度。生产高质量的组成传感器的敏感元件和转换元件是一方面，提高传感器的抗干扰能力也是一种方式。将质量好、微型化、价格便宜的传感器应用到设备中，建筑的智能化也会提高。

（2）网络的改善

提供安全保障是安防监控的基本功能，但是随着视频监控系统和IP技术的融合，IP技术也开始涉及智能建筑管理等监控业务。在物联网的基础上实现安防监控和管理监控的共享和融合，使得监控规模的进一步扩大。传输网络作为监控业务的承载，高可靠、低延时转发的视频流是监控的更高要求，所以在前端监控点采用先进的接入技术是提高监控能力的重要选择，采用网络组播的方式转发实时流也会提高低延时性，减少骨干网络出现拥塞的可能性。

5 结论

物联网的到来给智能建筑行业带来了巨大的发展和机遇，物联网的发展已纳入国家“十二五”规划发展战略，智能建筑定会随着物联网的发展取得辉煌成就。