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1物聯網概述

物聯網自1999年被美國麻省理工學院的Auto-ID中心提出以來，發展迅速。利用二維碼、射頻識別（RFID）、各類傳感器件/敏感器件等技術和設備，使物體與互聯網等各類網絡相連，獲取無處不在的現實世界的信息，實現物與物、物與人的信息交互，支持智能的信息化應用，實現信息基礎設施與物理基礎設施的全面融合，最終形成統一的智能基礎設備。物聯網是繼計算機、互聯網與移動通信網絡之后的又一次產業浪潮。物聯網不是對現有技術的顛覆性革命，而是通過對現有技術的綜合運用，實現全新的通信模式轉變，同時通過這樣的融合也必定會對現有技術提出改進和提升的要求，以及催生出一些新的技術。研究表明，到2020年，世界上“物物相連”的業務量，將達到人與人通信業務量的30倍；企業級machinetomachine市場將從2009年的210億美元增長至2013年的680億美元。三年內網絡通信總量達到5000億GB，大部分通信數據來自物聯網。中國無線傳感器網相關市場未來將以超過200%的年平均復合增長率增長，于2015年后達到百億規模。中新網南京9月6日電“去年南京物聯網產業年銷售收入達到了310億元，同比增長50%以上，占江蘇全省總量的四分之一。”2009年8月7日，總理在江蘇無錫調研的時候，提出了“感知中國”中心，目前國內物聯網產業的基本布局：北京（京津冀及三北地區）以物聯網的系統應用為主導；上海（江浙滬長三角地區）以電子標簽大規模生產的產業鏈為主導；深圳（珠三角地區）以讀寫器的生產和研發產業鏈為主導。

2智能建筑概述

智能建筑是利用系統集成的方式，將現代的計算機技術、現代通信技術、現代控制技術和現代建筑藝術有機的優化組合，向業主提供一個投資合理，具有安全、高效、舒適、便利和靈活的建筑環境。智能建筑誕生于20世紀80年代，第一幢智能大廈于1984年在美國哈特福德（Hartford）市建成。隨后的幾十年中，世界各地的智能化建筑方興未艾。據有關統計：美國智能建筑近萬幢，日本新建的大樓60%是智能建筑。中國的智能化建筑起步于90年代，起步雖晚但是發展很快。物聯網對智能建筑技術影響無處不在，當前智能建筑包括了20~30個子系統，其中建筑設備監控、安防、一卡通等已經構成ITP/IP網絡平臺上的集成融合子系統，已經是準物聯網形態或已經是物聯網形態。但這些已知的智能化建設只是局部滿足了業主和物業服務的需求，系統的穩定性、擴展性是制約其發展的主要因素，少量新型技術的應用偶爾起到點綴的作用，更多的只是成為銷售宣傳的噱頭，這并非真正意義上的智能化建筑。對于物聯網技術在智能建筑上的應用，我們關鍵是要思考：系統能否擴展；系統與系統之間能否關聯；人與系統之間的結合程度；整個系統是靜態模式還是動態模式。

3智能建筑系統的構建

智能建筑的范圍很大，包括醫院、酒店、辦公樓、銀行、住宅等，各種不同的建筑類型對智能化的要求是不一樣的，各自包含的專用子系統差別比較大，所以構建智能建筑系統框架的時候先考慮選擇其中的通用系統部分，如安防子系統、公共設施子系統、電器管理子系統、環境監測管理子系統、信息處理與控制中心等。

3.1安防子系統安防子系統主要通過感知網絡和監控網絡結合，實現建筑的周邊安全、住戶防盜、災害和突發事件的防護。

（1）周邊安全在建筑周邊圍墻上安裝統一編碼的紅外感應器、紅外監控攝像頭等設備，利用無線網絡和傳感網絡將信息傳給信息處理與指揮中心，圖1是小區周邊安全系統的布置圖。當物體翻越圍墻，感應器可以很快的感應到，紅外監控攝像頭無論是白天或者黑夜，各種天氣中都能很快捕捉該物體，同時將報警信息通過信息處理與指揮中心傳到保安人員的手持終端上，終端通過系統內的設備編號就知道具體的位置，同時通過視頻可以看到是動物或者雜物還是人翻越圍墻，然后進行處理。同時保安的對講機中可植入RFID智能芯片，建筑物聯網網絡可將保安巡邏區域、時長、路線等重要信息寫入并通過物聯網無線網絡傳輸到管控中心的數據庫。管理者可以從中心服務區上獲取保安工作的實時信息，及時了解其工作情況，提高建筑保安服務的配置和管理的效率。

（2）防盜管理在搭建好建筑物聯網基礎平臺后，每一位業主須配置一張基于RFID技術的無線身份證。該卡為有源卡，電池使用壽命3~5年，是建筑業主的身份識別卡，在智能建筑功能實現中發揮著舉足輕重的作用。通過計算機系統可以將業主的基本物業信息錄入其中：業主姓名、樓號、房號、車輛信息等，這些信息可以通過物聯網平臺進行交互。業主在進入建筑大門及所住樓宇時不需要出示證件、刷卡或者按密碼，系統會直接讀取業主隨身攜帶的身份卡信息，如果確認信息為建筑業主，門禁會自動為業主打開。移動巡邏的保安可以配置一臺手持設備，通過該設備，保安可以識別50m內的所有攜帶身份卡的業主信息，對于沒有攜帶卡片的人保安可以上前詢問，以免外來閑雜人員混入建筑。對于外部人員，系統在圖像比對失敗后自動跟蹤并提示保安實施監控。人員進入樓道單元時，樓道視頻監控設備自動獲取來人的圖像特征，通過網絡傳遞到信息處理與指揮中心數據庫，通過比對，如果不是該樓道住戶人員且無住戶帶領，系統自動警示，保安人員必須馬上上前詢問。智能門禁裝置與戶內紅外探測器結合，實現室內防盜監控，當用戶利用鑰匙或者門卡正常開門或者關門時，可以選擇性的激活戶內紅外探測器。因此，在戶內紅外探測器激活的情況下，無論非法人員通過任何途徑進入戶內，報警信息都會通過無線感應網絡和家庭網絡向信息處理與指揮中心發送報警信息。

（3）防災管理業主離家前設定的安防報警系統將自動啟動：對特定的閥門（例如煤氣、水閥門）或開關（某些電器開關）實現自動被截斷，以防止因忘記關爐灶或水龍頭造成火災或者浪費水資源的情況發生，業主回家后該系統將自動解除。圖2為防災管理室內布置圖，如果發生火、燃氣泄漏和漏電，煙霧探測器裝置、燃氣探測器裝置和漏電裝置的報警信號會自動通過物聯網網絡傳往物管控制中心，并啟動相關聯動裝置，消防系統自動啟動防御裝置，同時，指揮中心通過災情的嚴重程度向附近住戶發出警報。

（4）突發事件管理通過在室內安裝緊急呼救裝置、室內地面探測裝置等與中心和區域醫院及警局相連，當有突發重病、突發事件或者盜賊闖入時，通過地面探測裝置和緊急呼救裝置向中心和有關部門呼救。老人或者殘疾人士只需要攜帶一塊外觀時尚美觀的“手表”，可以自動監控心跳、血壓等人體健康重要指標數據，這些消息可以通過物聯網傳送到社區醫院，醫院計算機系統對病人的健康指標進行監控。如果出現異常情況，醫院可以及時為業主提供健康保障服務。在有急救請求的時候，還可以按下手表上的呼叫按鈕，呼叫人的位置信息會及時傳送到社區醫院、物業監控中心，通知醫護人員予以幫助或急救。

3.2公共設施子系統公共設施子系統實現公共設施的管理，例如對公共停車位、停車庫、游泳池、球館、公園、電梯、排水、配電公共設施的當前使用量進行監控。使用RFID技術，在入口處安裝一個射頻接收器，按照統一編號對每個用戶發放一個射頻卡，當用戶使用公共設施的時候，射頻接收器接收射頻卡信息，從而統計當前設施的使用情況，然后將信息傳遞到信息中心反饋到查詢用戶的手中。這樣，能有效地提高公共設施的使用率，同時，也方便用戶能找到可以使用的公共設施，圖3為小區內的公共設施管理布置圖。利用RFID技術和圖像識別技術，業主車輛可以實現無需通車刷卡，無障礙進出門禁。對于進入車輛，系統可以對車輛的智能車牌及業主的智能身份卡進行自動識別，如匹配成功，車輛門禁將自動放行，并能根據自動生成提示或歡迎信息，顯示在入口處的LED屏幕上（或者音響播報語音）。利用車載系統從車庫傳感器網絡中自動搜索建筑內空車位，引導戶主到最適合的車位，同時指揮中心也可以看到每臺車輛的停放位置。對于外來車輛，攝像自動識別記錄車輛號碼牌外，還需要人工登記訪客身份并領取來訪智能身份卡，系統放行進入。當車輛駛出建筑時候，監控系統同樣對車牌號和駕駛員進行圖像比對，如果為內部車輛且是對應車主時放行，否則報警，對外來車輛，進出車牌號和駕駛員必須對應。該技術的實現，能有效地減少用戶尋找空停車位的時間，提高車庫利用率，減少建筑內車流量，也提高了建筑安全，同時，也能實現汽車防盜。在排水配電等公共設施監控時，將統一編號的傳感器和相應的水流檢測裝置、電力監控裝置布控到相應的設施中，當設備發生異常時，傳感終端自動發出報警信號，信息處理與指揮中心就可以通過報警信號判斷具體位置和故障原因，然后實施修護。

3.3電器管理子系統將家電安裝無線傳感裝置連接到傳感器網絡和互聯網中，能實現家電的遠程控制。例如，在下班回家之前，在辦公室啟動家中對空調、廚具等設備的使用，當我們回到家時候，屋內已經達到一個適宜的溫度，同時廚具設施已經為我們準備了豐富的晚餐。當家里有小孩或者老人的時候，攝像機的遠程監控能讓我們從幾公里或者幾十公里之外，對他們的情況了如指掌。

3.4環境監測管理通過安裝在業主家中的智能探頭，系統可以實時了解室內溫度、天然氣濃度等信息，且可以根據用戶的設置、習慣，進行自動調節；如有異常信息，系統可以實現自動報警，可大大降低建筑安全事故發生的幾率。通過安裝在建筑各處的監控探頭，系統可以實時的了解建筑的溫度、噪聲等環境信息，信息傳輸到物管中心服務器上，并可以顯示在建筑的電子物業信息公布欄中。

3.5信息處理與控制信息處理中心是整個系統實現智能化的核心，它由計算機系統和顯示人機操作系統構成。以上各個子系統通過信息處理與控制中心聯系在一起，中心通過計算機設備與保安控制終端聯網、相應的應用軟件、數據存儲技術組成控制網絡。

4智能建筑展望物聯網的智能建筑就目前來說還是一個全新的概念，正處于發展的初始階段，缺乏國家的統一標準和規范，需要政府各部門的支持，同時還依賴于國民經濟的發展和國民總體素質的提高，由此可見，前途任重而道遠。江蘇省編制了2009~2012年物聯網產業規劃，打造“一個產業核心區（無錫）、兩個產業支撐區（蘇州、南京）、全省應用示范先行區”，以相對成熟的物聯網應用領域和項目為切入點，建設智能工業、智能環保、智能交通等十大示范工程，為智能建筑的發展指明了方向。物聯網技術將從2010年之前的單個物體間互聯，發展到2010~2015年物與物之間和傳感器的互聯，基于物聯網的智能建筑將實現半智能化無線傳感網及全智能化傳感網。因此，我們只有抓住機遇，迎接挑戰，才能找出一條適合我國國情的智能化發展道路。