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物联网与建筑

物联网与建筑摘要:本文介绍了物联网的定义、背景、关键组成、国内外发展概况和物联网时代的智能建筑的技术特征,进一步研讨了智能建筑物联网的应用,其中包括智能建筑技术现状、智能建筑物联网应用发展现状及其体系架构、智能家居的物联网系统结构等内容。

最后,讨论了智能建筑物联网应用进程中的若干问题.,并对物联网是未来进行了展望。

关键词:物联网设备监控智能建筑发展展望物联网(INTERNET OF THINGS)理念指的是将无处不在的末端设备和设施,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”的,如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人或车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”,通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成GRAND INTEGRATION,也就是MAI, M2M APPLICATION INTEGRATION, VS. EAI)、以及基于云计算的SAAS营运等模式,在内网、专网、和/或互联网环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、进程控制、安全防范、进程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化TAAS(EVERYTHING AS A SERVICE)服务物联网产生的背景:物联网是信息化和工业化发展和融合的必然结果;是信息技术和传感/控制技术两者融合的产物;是物理基础设施(例如光、机、电设备)和IT基础设施融合一体的架构。

20世纪90年代中期开始,信息化进入到“互联网计算模式”时代,计算机信息从此摆脱“孤岛”环境,越向全球进入到全面开放的时代,促进了各行各业的发展,极大地满足了人类的需求。

工业化的需求,促进了传感/控制技术的飞速发展,物件(设备)通过传感器和(或)执行器按一定的协议(规程)连接起来构成了传感/控制网络,进入到“工业自动化“时代。

随着传感/控制技术以及工业化和数字城市需求的不断发展,控制领域信息的应用也必须面向开放,从“孤岛”迈向城市和区域乃至全球。

因此,一种既包括互联网协议,又具有传感/控制网协议的结构在互联网计算模式中脱颖而出。

这就是新的计算模式——“物联网计算模式”。

物联网技术国内外发展历程:国外发展概况物联网技术的发展始于20世纪90年代后期。

1995年,比尔盖茨在《未来之路》中提及“物联网”,但当时这个新概念没有引起太多的关注1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议上提出,传感网是21世纪人类面临的又一个发展机遇,2005年,国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》,并预测物联网的建立将会带来10亿量级的信息设备、30亿量级的智能电子设备、5000亿量级的微处理器、万亿以上传感器的需求,是下一个万亿级信息产业引擎,成为继计算机、互联网后的第三次信息产业浪潮。

继后,美国权威咨询机构FORRESTER预测到2020年,世界上物物互联的业务与人与人通信的业务相比,将达到30%。

因此,物联网被称为下一个万亿级通信业务的网络。

此后,物联网理念正式在IT界确立。

2009年1月28日,美国总统奥巴马与工商业领袖举行了一次圆桌会议,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”的概念。

该概念一经提出,即得到美国各界的高度关注。

该战略具体地说,就是把传感器嵌入或装备到电网、铁路、公路、建筑、交通运输工具、供水系统、大坝、油气管道等各种基础设施中,并且相互通信连接,形成所谓的物联网。

IBM前任首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点,认为计算模式每隔15年发生一次变革。

物联网的确是继互联网后的第四代计算模式。

国内发展概况我国在《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006—2020年)》中已把物联网列入重点研究领域。

若干年来,相关的高等院校、研究所和企业已承担了物联网的相关课题(着重于传感器和传感器联网的产品),并获得了一定的成果,但未形成自主产业链。

2009年11月3日把物联网列为国家五大新兴战略性产业之一。

2010年3月5日,温家宝总理在政府工作报告中指出,要加快物联网的研发应用。

物联网首次被写进政府工作报告,物联网的发展得到了国家最高层领导的关注。

据悉,中国已经规划2020年之前投入近4万亿元资金用于物联网研发。

工业和信息化部已把物联网发展作为2010年我国信息产业确定的三大发展目标之一。

在国内众多商家还在针对“物联网”概念进行研究的过程中,海尔U-HOME已在物联网领域进行了很多早期的实际应用。

2006年采用智能系统的哈药集团哈公馆的交付使用,2008年首个海尔U-HOME智能化社区在青岛东城国际的建成,2009年济南全运村数字化运动员村的交付使用等等许多项目,已让许多用户提前感受到了物联网的巨大魅力。

近期,海尔UHOME又与杭州电信联合推出了“我的E家·智慧屋”产品,无疑是近期物联网在实际应用中的重要延伸。

据了解,“我的E家·智慧屋”产品是通过“物联网网桥(WSN BRIDGE)”,实现用户通过手机、互联网、固话与家中灯光、窗帘、报警器、电视、空调、热水器等家电的沟通,通过“网桥”,用户可以轻松实现人与家电之间、家电与家电之间、家电与外部网络之间、家电与售后体系之间的信息共享,其最大的优势就是将物联概念与用户的生活实际紧密联系起来,使之成为像水、电、气一样的,用户居家生活的基础应用服务。

物联网时代智能建筑技术特征当前智能建筑技术现状,智能建筑包括了20-30个子系统。

子系统分成两大类:常规与专业应用;绝大部分常规类、几乎全部专业应用类子系统均为网络化、IP网络化架构;建筑设备监控、安防、一卡通等已经构成ITPIP网络平台上的集成融合子系统。

一卡通包含很多内容,门禁、消费等等很多内容,现在融合起来了,变成一个集成融合子系统。

智能建筑技术遍及各个行业,从传统“弱点”发展成“综合集成系统”;智能建筑技术遍及数字城市,是构建数字城市核心技术之一;智能建筑技术是构建绿色建筑的重要技术;标准与规范日趋完善。

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,可以说:很多子系统已经是准物联网形态或已经是物联网形态。

什么叫物联网形态,有三个方面内容,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。

例如智能家居、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;TCPIP网、非TCPIP网;设备间无直接互动直接互动。

简单例:远传抄表一卡通视频监控等。

复杂例:智能家居建筑设备监控等。

智能建筑的物联网形态,家居网连接了家电、安防、窗帘、远传表具。

家居网可以是无线,可以是电力载波,也可以是以太网等等。

大部分家居网里可能都不是TCPIP支持的网络。

整个家居里面必须要有智能家居控制器来控制这些设备的联网。

每个家里面有一个智能家居控制器以后,到小区里可以通过以太网跟住户连接起来,住户也可以反馈自己家里一些情况。

要么就是移动通信网,要么就是以太网。

什么叫做物联网我们知道物联网里面一个最主要的核心部分是互联网的协议,互联网协议在住户移动终端跟物业里,必须要浏览器跟服务器的访问,如果BS访问模式必须要有一个服务器,服务器放在家居智能控制器里面,也就是说住户的移动终端或者物业的终端,通过服务器就可以访问到家居设备的运行情况,对它们进行控制。

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三层结构:管理层、控制层、现场总线。

设备经传感器联网的特点是物与物、物与人,多IO、实时、面向现场总线。

现场总线有LONWORKBACNETMODBUS 等等,非TCPIP协议栈网络。

形成连接互联网架构的逻辑设备,构建设备网站,实现管理和监控功能。

TRIDIUMSEDONA架构简述TRIDIUM公司2009年8月推出的开源软件编程开放平台。

包括SEDONA编程语言、工具包、虚拟机、编译器、图形化开发调试工具等。

是控制网成为物联网形态一种软件体体系架构;目的是把现场总线上的物理设备形成SEDONA设备;通过BS访问模式对SEDONA设备进行管理和监控;目前已成为事实上的行业标准。

我们中国也有厂家跟TRIDIUM合作以后,要推自己的产品,推物联网架构,用它这样的东西肯定到物联网架构去。

大家要了解智能建筑的话,不能不去了解TRIDIUMSEDONA架构。

云计算与智能建筑互联网,物物相连以后是传感器联网,加上互联网等于物联网。

所以云计算同样适合于物联网。

云计算,外面讲的很多。

云计算在智能建筑里面用的比较多的是建筑群能耗计量与节能管理系统,没必要每个楼里面都搞建筑群能耗计量与节能管理系统,只要用一个云计算平台,把这些统一起来,形成一个总的能耗计量与节能管理系统。

因为云计算实际上是互联网上一种公共服务,它是针对互联网架构,也针对物联网架构。

智能建筑综合集成、维护、管理系统。

如果我们智能建筑维护管理都走物联网道路的话,我们智能建筑用不到每个楼里面都搞一套智能建筑维护管理班子,用一个云架构就可以了,统一管理,非常方便。

智能建筑展望智能建筑如果用物联网架构以后,总体结构要发生变迁。

而且用了物联网架构,智能建筑与数字城市进一步融合,自主创新和产业发展大好机遇。

智能建筑总体结构的变迁,这是一个楼控系统,中间是建筑设备网站,左边是浏览器,故障分析、能耗管理、设备监控、物业管理,通过建筑设备网站对这些设备进行监控和管理,空调暖通、给排水、电梯、照明、供配电、能耗计量。

如果要搞集成管理的话,智能建筑搞一个门户网站,对楼控、安防、一卡通、智能照明等进行统一管理。

跟数字城市进一步融合,中间是互联网的应用协议,下面是城市里各智能设备,有家居、楼控、工控、保健、交通等等,都嵌入传感器设备,如果都跟互联网协议相连,互联网的应用协议上面就是BS访问模式,设备管理、能耗管理、库存管理、生产管理、服务管理等等,整个智能建筑跟数字城市进一步融合起来。

物联网时代的来临,这是产品、系统结构、维管模式等自主创新的大好机遇,具体体现在:(1)传感器微芯化,特别是中高档的传感器,嵌入到设备中。

(2)产品数字化,就可实现系统TCP/IP网络的支撑,最终实现物联网结构。

(3)资源网站化,控制器、一体化终端等设备可内嵌WEB SERVER,采用B/S 访问模式,开发物联网应用。

(4)物联网应用架构支持了维管服务社会化,有助于发展智能建筑第三产业。

(5)物联网搜索引擎产业得到发展。

协同时光有限公司是第一家将物联网中间件与智能建筑软件融合的公司,将智能建筑软件完全基于物联网中间件而建立。

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