基于物联网技术的智慧楼宇系统探究

基于物联网技术的智慧楼宇系统探究

曹智华

身份证号码：431081198510233273

摘要：随着经济的发展，在国家大力提倡的“双碳”政策下，随着信息化技术的进一步发展和应用，在楼宇的建设优化过程中，也进一步有效应用了节能技术和信息化技术，实现了楼宇智能化系统的有效建设和完善。在实际的建设过程中，数字孪生智慧楼宇系统、照明节能系统、“双碳”可视化系统等，可确保智慧楼宇系统展现更大的优势，同时也可促进整体建筑工程实现节能降碳发展。

关键词：物联网技术；智慧楼宇；系统探究

引言

在“新基建”、“新型城镇化建设”、“碳达峰”、“碳中和”等多重因素影响和叠加的时代命题中，城市的规划、建设和发展都遇到了极大的冲击和挑战，“智慧城市”便是解决这些问题的最佳答案。当前，在我国的建筑工程领域中，很多先进的测量技术和现代信息化技术已被广泛采纳并应用于各类工程咨询服务中，其中，BIM技术能够将设计及施工过程中所有的数据进行整合，并将其转化为三维可视化模型中的数据，随后针对项目使用运维阶段中不同的应用场景收集信息、处理数据，最终一个集成整合的建筑信息模型被赋予了“生命”，具有了参数化、数据化、信息化的特性，也成为了“智慧城市”得以实现和发展的坚实基础。

1智慧楼宇的应用体系设计

智慧楼宇的功能体系主要是指智慧楼宇的应用层的规划，起到了承上启下的作用，功能体系的确定对于智慧建筑的基础规划和平台规划有着至关重要的作用。通过功能体系的描述，使用方可以了解智慧建筑在功能上的体现，对于规划和设计者来说使目标更加明晰，对于实施者来说，通过功能的要求，对于产品的选择就会极具指导性。对于智慧楼宇的功能系统，注意:需要遵循统一基础平台、统一数据规范、统一管理权限的原则。在应用总集过程中，需要谨慎甄别垂直应用的解决垂直场景问题的能力，避免应用和功能同质化。物联网平台具有统一的接入能力并能进行感知设备的对接开发。在实施应用对接开发过程中，需要将应用涉及的所有与平台基础体系相关的API进行对接。在对接应用时，需要充分考虑软件部署后的一系列运维及软件生命周期管理的配套工具和方案。

2物联网技术在智慧楼宇中的应用

2.1科技赋能楼宇创新应用发展

5G、物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术的不断发展，为楼宇创新应用提供了成熟的技术基础，并应用到楼宇安防、消费、运营、楼控、消防、能源等多个场景。5G+楼宇，提供高可靠、高安全的通信网络，便于智能设备随时随地接入，提高楼宇管理效率，为楼内企业和员工提供便利。物联网+楼宇，通过生物识别、人证比对、车牌识别、视频质量诊断等智能化技术手段，提高楼宇安全防范等级。云计算+楼宇，云计算为采用物联网技术带来的海量数据的计算与存储问题奠定了基础，成为推动智慧建筑应用更加智能化的核心动力。大数据+楼宇，将各个环节数据汇聚，实现实时监控、远程/自动控制、数据统计、能耗分析等高效的楼宇管理工作。AI+楼宇，可实现楼宇人脸无感开门、人脸考勤等应用，满足智能检测、智能识别、智能告警等需求，驱动楼宇整体的智能化转型，降低楼宇管理成本，提高运营效率。

2.2楼宇自控系统

基于物联网技术和云计算,楼宇控制体系分为楼宇控制系统与硬件设备。楼宇控制系统通过传感器、智能监控设备、员工GPS追踪器等基层信息采集设备对楼宇能耗、空气质量、公共照明、停车场剩余可容量等楼宇状态进行信息数据采集,采用开放式或非开放式的网络协议将设备、数字孪生技术与自身系统连接将楼宇状态网络数字化,自控系统选择合适的网络构架实现楼宇的自控。通常网络构架会选择集散型控制方式,分为三级设备和二级网络,通过三级设备与一级网络把机电集中以及二级网络进行实时监控完成参数的精确采集。二级网络一般以BACnet技术为主,借助现场总线技术并遵循BACnet协议。自控系统是门禁系统、防火防盗系统等子系统的集合,大多采用分布式系统提高控制机群的抗干扰能力。

2.3数字孪生智慧楼宇系统

以用户物联网智能微型断路器为基础，借助物联网、4G/5G高速通信、北斗定位，服务端人工智能新模式，升级建设楼宇综合监控预警系统，实现员工用电数据信息收集、汇总、监管、调控，规范员工用电行为，强化应急救援能力，服务各管理部门大数据分析决策，提供用户用电安全隐患预警、故障报警、紧急远程切断和应急服务等功能。做到先知、先觉，用电无盲区、无死角，杜绝用电安全隐患。外网版智慧系统安装在阿里云服务器上，可通过互联网进入，也可在移动设备上下载智慧楼宇APP进行控制和操作。

2.4建筑能效监管系统

建筑能效监管系统的整体构架采用分布式部署的多层架构设计，采用以能耗采集终端为核心的前端采集系统。系统依靠建筑能耗模型作为运行核心。数据采集层采用符合相关标准要求的建筑能耗采集终端，统一采集电能表、水表等能量计量表计，并通过通信网络稳定地传输到能耗监管中心。通过能耗采集数据服务平台，并与系统内各能耗采集终端进行实时数据通信，完成对系统内能耗采集终端的管理，同时采集数据服务平台为实时信息组件提供数据支撑。通过核心的实时信息组件，实时地完成数据存储和统计分析计算，并将计算结果存储至关系数据库中。将数据库内的信息映射成上层业务易理解、易操作的对象。以能耗模型为核心，实现可扩展、可配置的应用界面和用户交互，实现灵活多变的应用环境。基于建筑能耗计量管理系统平台、图形化组件和实时信息组件，实现能耗监控、能耗监管与结算、能耗评价等应用子系统。

3总结与展望

3.1设计优化中心

智慧楼宇系统作为一切工作的基体,安全性是至关重要的一点。无论在何时何地使用中都应保证数据安全传递不向外泄漏,对数据功能不越权访问,对用户隐私不侵犯泄露。随着智慧楼宇的发展,其业务将会有一定程度的变化,对于系统功能的需求也将更加丰富。智慧楼宇的系统在面对业务变化时应提供与其相对应且匹配的改变措施。因此,在设计初期也就要考虑系统需要具有一定的可扩展性与足够的系统容量。当智慧楼宇扩大时能够便利地添加修改相关功能。在升级与完善系统的同时,应尽可能地不影响原有功能的正常运行,或只是产生少部分影响,这要求系统具有相当高的可修改性。避免在升级与完善系统的同时频繁出现问题或难以修改系统,以至于对智慧楼宇的日常工作产生影响。

3.2智慧楼宇发展趋势和运营商的角色

目前产业链不同厂家提供的智慧楼宇解决方案普遍聚焦单一技术优势，难以满足客户的整体性需求，未来主流产品将会向端网边业协同的方向演进。运营商在楼宇市场具备资源基础优势，目前产品供给普遍以连接服务为主，未来可能会快速向一体化智慧楼宇解决方案发展。对于新兴业务蓝海，运营商企业业务缺少成熟应用，楼宇价值未能充分挖掘，运营商可利用大联接类业务提前入局，借助工信部组织的商务楼宇宽带接入市场联合整治行动，加快完善高价值商务楼宇千兆网络覆盖，充分挖掘市场价值，借助资源基础优势获得连接以外的更多商机。

结语

智慧楼宇其理念与技术尚还在不断完善和发展过程中，本文提及的技术和功能系统均立足于研究节点当下，也提出相应扩展建议，在组建具体建设方案时应注意为后续技术、信息、设备等的获取、衔接预留开放接口或通道。在智慧楼宇建设过程中，应切实落实各项保障措施，尤其是智慧楼宇在物业运维管理等方面要求大大提高，相应的人员、技术均应跟上大楼智慧化建设的步伐，以真正发挥智慧化系统的效益。

参考文献

［1］马政，张君鹏，王猛．基于互联网的智慧园区系统的设计与实现［J］．中国信息化，2021(5):90-92．

［2］唐洋平．办公建筑节能的智能化设计研究［D］．长沙:中南大学，2014．

［3］叶佳帆，倪安辰．智慧园区异构数据集成技术的研究与实现［J］．电动工具，2021(1):17-21．