建筑用电设备物联网系统智能终端的研究

邵汉卿 罗燕 潘建华 赵琪辉 张剑明 梁梦颖

【摘 要】我国综合国力的不断增强，使社会发展速度日益加快，现代化城市建设进程的不断推进，使人们的生产生活与思维方式发生了巨大的变化，电子信息技术开始真正融入到人们的日常生产生活当中，并发挥着越来越重要的作用。各种各样物联网系统的出现，为人们带来巨大便捷的同时，也体现出其与电子信息技术协同发展、齐头并进的态势，将电子信息技术应用于各种物联网系统中，必将为互联网发展开拓一个崭新的空间。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。鉴于此，本文是对建筑用电设备物联网系统智能终端进行研究，仅供参考。

【关键词】物联网系统；用电设备；智能终端

一、物联网及电子信息技术的概念

1、物联网

在物联网系统中，其主要是通过识别技术、智能感知技术以及通讯技术等手段来实现人与物、物与物之间的连接和控制，进而使人们能够通过这些技术手段来获取到任何物体的任何信息，从而大大提高了数据的利用效率。相比于互联网来说，物联网可以看作是其另一种延伸，这是因为物联网不仅包括互联网中的所有内容，而且能够在原有基础上进一步的延伸，从而使这些内容被私有化应用，而不像互联网一样，其内容是被大众化、公开化应用的。

2、电子信息技术

现代化信息技术的发展，使各种电子产品纷纷应运而生，人们的日常生活也越来越依赖于这些电子产品，这也使电子信息技术成为人们生产生活中不可分割的一部分。电子信息技术的形态多种多样，如传感器技术、电子应用、通信导航技术、嵌入式系统技术等都是电子信息技术的一部分，正是这种形态的多样化，使电子信息技术和人们之间有着非常密切的联系，大大提高了各个领域的生产效率，推动了我国社会的发展。而对于物联网来说，电子信息技术也同样是物联网系统中的重要应用技术之一，可以说，没有电子信息技术，就没有现今的物联网。

二、智能终端概述

1、基本定义

所谓智能终端（SmartTerminal），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、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。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。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（InputDevice）和输出设备（OutputDevice）。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（CenterProcessUnit，CPU）。

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。现阶段，常见的智能终端操作系统包括：Linux、WindowsCE、SymbianOS、iPhoneOS等。

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。

三、建筑用电设备物联网系统中智能终端的应用

1、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。

2、恒压供水系统

恒压供水系统主要通过上位机进行控制，形成供水、用电统计报表并存储和打印输出，才能完成模拟量的采样、运算和输出，最终完成控制系统的启停、水路的切换、工况监控以及相应的故障监测、判断以及报警等任务。

3、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。

4、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。

结束语

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。

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（作者单位：绍兴市质量技术监督检测院）