物联网增添建筑之美——焦香淋

物联网增添建筑之美

——浅谈物联网在建筑领域应用

物联网作为一套技术被应用在智能家居以及农业、医疗等领域逐渐为大家所认知。而在建筑这个技术与艺术结合的领域的应用也同样深刻地改变着我们的生活。

摘要:1995年,比尔盖茨在《未来之路》中提及“物联网”,单单是这份额新概念没有引起太多的关注。然而信息化时代却在此时掀起了“互联网计算模式”潮流,物联网在这股潮流中竟然茁壮成长,成为信息化时代的未来之星。而比尔盖茨的现金而有内涵的豪宅成为未来智能建筑(还可能是绿色建筑)的缩影,其实物联网,智能建筑一直离你很近。

何谓物联网

先有“物”,然后有物联网。在这里我应该明确物联网是什么,还有它与WSN的区别。

物联网定义:是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖全世界万事万物的“Internet  of  Things”。在这个网络中,物品(多数指商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)等技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

无限传感器网络由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多条自组织网络。一个无限传感器网络通常包括三要素,即传感器、感知对象和观察者。两者区别比较明显,包含关系,物联网包含了无限传感器网络,其中传感器主要是用于环境或是特定场合的参数监控,而物联网涵盖了更多东西,无限传感终端,彩信眼,智能交通等等(百度文库)。应该说物联网中的每个节点绝不只是传感器,而是各自包含了更多智能处理机制,比如小到只能房屋采光、温室自动灌溉、电力抄表,大到上海世博会门票、伊朗地铁等大型项目。

何谓智能建筑

简单来说就是指通过将将建筑物的结构、设备、服务和管理等各个方面根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术、现代通信技术和现代控制技术所组成。

从这里看上去,好像跟普通现代建筑,特别是居民自建房区别不大,毕竟现代建筑那么多,电脑普及及其广泛,电话就更不用说了,安防监控也活跃于商品房中。但仔细想想,却并不是那么简单:其重要标志是以建筑物为平台,强调智能化系统设计与建筑结构的配合和协调。把上述各种技术简单混搭意义不大,可是做到配合和协调才是智能建筑的真正目标——同样都是这几种技术,为什么比尔盖茨的豪宅这么有内涵,钢铁侠的寒舍这么神通广大,自己却只能望洋兴叹,原因在于没有准确了解这些概念。

物联网和智能建筑

对此我想重点说明下面几个有关物联网和智能建筑的相关应用。

智能家居

智能家居是物联网在智能建筑领域的一个典型应用。简单举例来说,物联网传感公司推出的基于ZigBee的智能家居系统就能完全呈现物联网的整体架构。比如,在门上配备了带有传感器功能的云智能锁,遭遇外力的破坏,就能向主人手机发出警报信号,如果主人手机丢了,即使手机丢失,,门也不会被歹人打开,因为存在云端的数据没有泄漏。此外,还可以用手机指挥电饭锅煮饭,空调开放,自动拉上窗帘等等。简单来说,引入了物联网智能家居管理系统极大方便了我们的日常生活,帮助人们有效安排时间,增强家具生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。

智能家居的外部应用主要有这几部分组成:智能开关、插座、智能调光、家电(电视,音响)控制,空调控制,安防监控。而整个智能家居系统的核心是智能家居服务器。它的主要功能是实时的采集,显示,控制各个物联网节点的状态。突出了物联网的“Internet of Things”概念,也是离我们最近的应用技术。

Wifi网络应用普遍,智能家居明显不是家庭局域网可以概括的,因为后者一般没有对各个节点采集数据的必要,只是给家人提供网络流量分配而已。家庭局域网是一个结构模糊的,或完全不含物理结构的网络,一般来说节点只是接入互联网外网的个人电脑或手机,用途较为单一(每个节点只能上网):智能家居则需要针对各个节点进行合理的物理布线,并且节点自动感应,其操作可以控制屋内各个相关家具,节点种类脱离单纯PC,用途广泛,同时智能家居大多数时候不会接入外网。

绿色建筑

其实上面所说的智能家居在一定程度上包含了绿色建筑,毕竟现代的绿色建筑已经不只是立体绿化那么简单,而是能够真正实现生态平衡和可持续发展的不能只靠多种几盆花就能做到的。弱电技术,光伏技术,生态工程的发展也给了绿色建筑一定的技术支持。尽管兴建绿色建筑似乎已成为普遍共识,但在一些专家看来,目前一些在建的绿色建筑并不适合推广。“有些所谓的绿色建筑只是在作秀,属于高成本节能。”王振军如此评价。高成本的作秀最终只会被人们抛弃,等于把绿色建筑引向死路。随着物联网的发展,新型城镇化建设要走“节约、智能、绿色、低碳”的道路,才能符合建设资源节约、环境友好型社会以及生态文明建设的要求,这也是绿色建筑的基本目标。

必须说明一下:物联网在绿色建筑中的最直接作用是节约能耗和合理充分利用新能源(尤其是太阳能)。其他可实现的功能还有控制排放(一般来说是温室气体,工业上可以指其他污染物)等。

智能型写字楼

智能型写字楼是指具有楼宇自动化,通行自动化,办公自动化等智能功能,以办公用途为主的智能物业。

现阶段,智能化物业主要的自动化系统包括:

(1)楼宇自动化(BA系统,Building Automation)。实质是楼宇各种配套设施和设备的自动化。它是智能物业中的最基本功能。在这里需要我们配置性能适度的核心交换机。

(2)通讯自动化系统(CA系统,Communication Automation Systems)。将物业内各种不同的信息处理系统联结于一体,达到自由交换信息的目的,并能与国际信息网络联结,组成一个高速的通讯系统。

(3)办公自动化系统(OA系统,Office Automation Systems)。利用信息技术将各种办公设备联成一体,把文字、数据、图像、语言和信息处理功能组合于一个系统之中,达到提高办公效率和办公质量的目的。

(4)保安自动化系统(SA系统,Security Automation Systems)。利用信息技术对整个物业进行安全性布防,是物业内保障人身和财产安全最重要的系统。

(5)消防自动化系统(FA系统,Fire Automation Systems)。消防自动化系统是一种自动报警及联动系统。当出现异常情况时,自动控制消防系统能及时报警和接警:发生火灾时,能自动启动灭火设备,及时扑灭火灾。

(6)管理自动化系统(MA系统,Management Automation Systems)。将各种自成体系的自动化系统通过计算机统一管理起来,大量减少人工操作,达到全面自动化,最终实现信息共享和系统联动,产生物业智能化的整体性。

从世界首幢智能建筑——美国哈特福德市的CityPlace大厦是在1984年建成智能建筑已经走过了29个春秋,虽然在这其间互联网发展到现在已经过了好几代更替,智能建筑却依然能搭上物联网的顺风车散发出勃勃生机。

尽管现在有业内人士表示,目前中国物联网发展的最大瓶颈,是基础设施不完善和行业标准的缺失。加上物联网与现有法律和政策间不能完全对接。但这些并不能完全掩盖物联网作为明日之星的潜力:无锡山水城向阳茶园高效栽培综合利用基地,天津市北辰区雨农蔬菜种植专业合作社,智慧城市等等依然预示着未来的极大前景。期待我们未来能享有更加便捷美好的互联生活。

参考文献:

《通知物联网技术让绿色智能建筑快速行动》中国建筑报;

《无线传感器网络与物联网》

《数字化家园:我们的差距与对策》大众网

《物联网与智能建筑及弱电工程》张公忠

《智能建筑与物联网》张公忠

《物联网在智能建筑领域的应用及发展趋势》李宏侠

《物联网时代下的智能建筑变革》

《物联网在智能建筑的应用》

转载请注明来源:吉林农业大学物联网工程2013级 » 物联网增添建筑之美——焦香淋

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