建筑用电设备物联网系统智能终端的研究

2018-01-24白杨

智能建筑与智慧城市 2018年10期

关键词：用电空调联网

白杨

（中国水利电力对外有限公司）

1 引言

物联网在长时间的发展过程中，已经被广泛应用于社会建设的各个方面，尤其是对智能建筑的发展具有重要意义。因此，本文着重对物联网技术和物联网系统在建筑用电设备中的智能终端进行研究，探索相应的功能需求，并有效地结合实际进行技术优化。

2 智能终端概述

2.1 基本定义

所谓智能终端（Smart Terminal），是一种能嵌入计算机系统内部的设备，这个体系结构的框架和嵌入式系统体系结构是完全一致的。智能终端是嵌入式系统的一个应用方向，其应用场景设定较为明确，因此，其体系结构比普通嵌入式系统结构更加明确，且拥有一些自身的特点。

2.2 结构分类

智能终端体系的结构主要可以分为两部分：

1）软件结构

软件结构又被分为应用软件和系统软件。这两种软件相互合作作用于计算机内部系统的应用程序、中间件和操作系统[1]。该操作系统的功能是管理职能终端的所有资源，主要涉及五个方面的管理功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。

2）硬件结构

硬件结构主要由存储器、处理器（运算器、控制器）组成，主要将收集到的信息从外部传递到处理器内部，经过处理后，传递给外部系统，还可以将相关信息传输到存储器中进行存储[2]。从硬件来看，智能终端普遍采用的是计算机经典的体系结构，即冯·诺依曼结构，主要包括以下几部分：运算器（Calculator，也叫算术逻辑部件ALU）、控制器（Controller）、存储器（Memory）、输入设备（Input Device）和输出设备（Output Device）。而且运算器和控制器相互合作，可以构成计算机的核心部件，这一核心部件就是中央处理器（Center Process Unit，CPU）。

2.3 操作系统

智能终端的研究已经渗透到了科学技术领域涉及的每个部分，为了优化其实际应用和技术特性，在将其植入电脑系统后，还必须优化相应的计算机系统[3]。现阶段，常见的智能终端操作系统包括：Linux、WindowsCE、SymbianOS、iPhoneOS等。

2.4 技术特点

智能终端处理器作为智能终端系统中的核心元件，对其效率的研究和功能的优化有助于提升整个计算机应用系统的性能，从而有效促进其在实际科学技术工作过程中的应用。智能终端的技术特点包括：

1）高性能

由于计算机科学技术力量的不断发展，社会主义现代化国际浪潮的不断推进，使我国现阶段对智能终端系统的应用越来越广泛，而且还在不断扩展。这样的发展趋势对其实际使用过程中的智能终端具有较高的要求，目的是给使用者提供完整的功能和较好的体验。

2）集成度较高

只有具备了较高的集成度，才能使其在很小的尺寸上集成较多的器件。一方面可以保障整个智能终端的尺寸被有效控制，另一方面还能降低设计过程的复杂性，保障了系统的实用性和可靠性。

3）功耗较低

由于很多的智能终端都是利用电池供电才能保持正常的工作，使系统的功耗非常敏感。因此，只有保障智能终端的处理器功耗保持在一个较小的功率下才能正常工作。

3 建筑用电设备物联网系统中智能终端的应用

3.1 空调通风系统

以美国Alerton（艾顿）公司的BACNet产品——空调通风系统为研究对象，对其内部构成进行详细的分析，发现其主要由新风机组、定风量组合式空调机组以及空调冷热源系统组成，这一系统的建立有效实现了恒温恒湿的舒适环境。而当建筑用电设备植入物联网系统中后，其结构主要由图形工作站、监控工作站、BACTalk网络控制器、VLC-1188DDC控制器、VLC-853DDC控制器一起共同作用。并且在实际工作时，空调通风系统的监控工作站、网络控制器与底层的DDC控制器之间借助BACNet协议进行工作，并通过图形工作站的图形化设计将现场的新风机组、定风量空调机组的参数直观地展示出来，有效地满足了现阶段互联网技术对空调通风系统提出的新要求。此外，为了保障在网络条件顺利运行的情况下使各个工作步骤被落实，必须满足第三方集成商KPWARE所提供的ServerEX软件包和相应的BACNet通信协议，才能有效地保障数据传输的稳定性。

3.2 门禁系统

以美国汉军（HUNDURE）公司的产品为研究对象，门禁系统主要包括两个重要的部分：①上位机软件eNitor，要以TCP/IP通信协议为基础，并且要结合这计算机的技术应用和非接触式样的IC卡技术，才能使IC卡承担完全的门禁通信、身份识别等职能，并且在通用性能方面也有更出色的表现；②门禁控制器RAC2000，一般会用到五块，但是能够实现对 XX305、XX404、XX412、XX308等共计十扇门的刷卡控制，实现了在云平台数据的收集和控制，而且在网络通畅的条件下实现了大数据的共享。

3.3 视频监控系统

视频监控系统的应用已经成为我国现阶段建筑设计过程中最普遍的一种，其主要目的是对整栋建筑内部的安全性进行防范，因此，选择海康威视公司的硬盘录像机、枪型网络摄像机、球型网络摄像机以及核心交换机共同组装成的监控系统为研究对象，将其安置在实验室的房间内部，并借助TCP/IP协议将视频存储到硬盘录像机内，帮助使用者进行观察和研究。