面向物联网的现代智能建筑

2021-01-28商天鸿

建材与装饰 2021年3期

商天鸿

（广西宏基工程监理有限公司南宁第三分公司，广西南宁 530007）

近年来，全球智能建筑市场规模不断扩大，预计将从2020年的663亿美元增加到2025年的1089亿美元，期间年复合增长率大约为10.5%。从智能建筑实现增长的原因分析，得益于基于物联网的建筑管理系统以及人们空间利用意识的增加，同时行业标准与法规的提高，节能系统需求不断增加。未来，智能建筑越来越多，深度分析此课题，分析物联网的具体应用，提出物联网与建筑融合的方法，有着重要的意义。

1 智能建筑的内涵分析

简单来说，智能建筑的节能水平与舒适度等增强。将设备进行感知与传输同时实现远程监控，既能够节约能源，同时可以减少楼宇人员的运维。从智能建筑市场层面分析，主要组成如下：①安全与安保管理；②能源管理；③建筑基础设施管理；④网络管理等。一般来说，建筑物的安全与保障都是主要考虑的问题。配置访问控制与视频监控系统，能够实现对相关活动的跟踪，便于检测入侵者同时保持环境安全。随着技术水平的不断提高，涌现出更多高水平的访问控制系统与消防和生命安全系统等，切实保障了业主与资产的安全。

2 基于物联网的智能建筑主要功能

2.1 案例概述

以某智能建筑为例，基于物联网构建了智能化管理系统，采用射频识别技术与传感技术等，实现对建筑的数据采集与传输，经过数据的分析与处理，辅助物之间智能化的控制，系统的关键技术整理如表1所示。采用技术或者智能化设备，采集物理信息，借助组网与协同信息处理技术，实现对数据的传输。利用网络层，依托互联网与无线网络等，实现数据的有效交流和传输，促使建筑智能化控制的实现。除了传统的安防系统与视频监控系统外，此智能建筑进行了创新，开发了建筑物的监测系统。现结合智能建筑的设计与实现，展开具体的论述。

表1 智能建筑的系统架构

2.2 建筑物监测预警系统

基于物联网构建针对建筑的监测预警系统，不仅具有远程监控功能和自动化分析功能，还实现对传统监测的创新。结合建筑物的特点，运用有限元分析方法，设置适宜的监测点与传感器装置，实现对建筑物数据信息的采集，进行相应的分析，保障建筑的安全性。一般来说，房屋建筑的安全要素主要如下：①位移。通过采集建筑的水平位移与垂直位移数据信息，分析建筑产生坍塌事故的可能性，进而采取有效的防护；②倾斜。如果建筑物产生倾斜的情况，整体受力处于非均衡状态，产生很大的局部应力，同时明显大于结构可承受的力，极易引发断裂或者其他问题，要求做好严格监测；③裂缝。基础结构产生不均匀沉降的情况，则会形成裂缝。构建的监测系统，结合安全监测的需求，配置位移传感器、沉降传感器、裂缝传感器、倾角传感器等，借助内置无线模块的支持，利用GSM/GPRS网络快速传递到云平台，采用大数据技术展开分析，形成的信息转移到处理器内，同建筑设计方案对比分析，掌握建筑的安全状态，为运行维护提供支持。考虑到数据传输的要求，构建的监测系统，引入了Zigbee无线传输方法，具有功耗低和成本少等优势。传感器的各类数据信息传输到路由节点，运用路由算法处理后转移到协调器，最终显示到终端设备。

2.3 安防系统

构建的智能建筑系统，安防系统为核心，同使用者的生命与财产安全有直接关系。基于物联网技术的安防系统，不仅操作速度快，而且精度比较高。建筑的安防系统组成，主要为视频监控系统、周界报警系统与智能巡更系统等，可实现对人员进出和车辆进出等的全面实时监控。物联网下的监控系统，相比传统监控系统具有突出的优势，即不需设置工作人员盯着屏幕。对摄像头采集的画面与声音等信息，可实现录制保存，方便以后查询。当遇到紧急情况，可实现自动向系统监控中心报警。周边报警系统的功能实现，依靠传感器技术，若产生非法越过以及探测器报警，则能够将巡检信息利用无线传感器输送到管理中心与管理人员等，为安防工作的开展提供支持，切实保障建筑安全。在建筑门窗上设置监控设备，能够实现对数据信息的采集，传送到安防中心服务器，建筑内的住户可利用中心服务器获得家中的监控画面。利用室内配置的报警装置或者煤气探测器等，实现对意外情况的有效监测，及时掌握危险情况，采取解决措施，确保内部人员的安全。

2.4 车辆管理系统

从建筑小区的情况分析，车辆的空间需求较大，同时车辆数量不断增加，增加了停车困难和车辆管理的难度。采用物联网技术，构建车辆管理系统，促使系统更加高效和安全。监测功能的实现，借助RFID技术与识别技术，实现对车辆信息以及收费服务等各项功能，达到车辆管理的透明化和实时化。管理实践中利用视频监控系统，能够记录与保存车辆信息，为车辆与人员的安全管理提供支持。在实际应用中要注重数据分析，掌握智能建筑运行情况，做好全面的管控，最大限度保障建筑安全，促使技术应用价值的实现。

3 基于物联网的智能建筑发展策略

3.1 做好软硬件的配置控制

基于物联网的智能建筑管控系统构建，要做好软硬件的配置控制，满足实际需求，保障各项管理工作落实到位。在进行智能建筑监控系统的开发与构建时，要结合管控的需求，分析所需的软硬件，例如传感器和监控器等，选择性价比较高的仪器设备。建设时选择适宜的位置配置，切实保障机械设备的作用发挥，实现监控功能，最大限度保障智能建筑建造目标的实现。加大资金投入力度，配置高性能的监控设备，满足智能化建筑管控功能的实现，实现保障监控功能，促使建筑管理工作高质量落实[1]。

3.2 加大功能的开发

目前来说，物联网技术水平不断提高，在实际应用中可发挥的作用较多。智能建筑监控系统的构建方面，要加强功能的开发。物联网的应用如下：①智能安防。基于物联网的智能安防系统，通过对拍摄的图像进行传输和存储，同时开展分析和处理，形成智能化安防系统，例如门禁系统和报警系统以及监控系统[2]；②智慧能源环保。物联网在能源监控方面的应用，发挥着积极的作用，例如电能和燃气等。同时在井盖与垃圾桶等环保装置方面，配置监测水位和状态等的传感器，可实现有效监控，为建筑管理提供支持，减少能源损耗[3]；③智能家居。随着人们生活水平的提高，使用的方法与设备不断增加，满足多样化需求，使家庭更加舒适和安全以及高效。采用物联网技术，辅助智能家居方面的控制，可对位置和状态等实施监测，分析变化特征，结合管理的需求，开发相应的功能。构建智能建筑系统，要求做好需求的全面分析，切实保障建筑功能的实现。

3.3 做好建筑系统的应用

采用物联网技术，构建智能化建筑系统，开发所需的功能，能够满足建筑管理的需求。实际应用中系统功能的发挥，主要依靠的是数据信息。实践中要深度挖掘数据信息的价值，提出优化建筑管理的策略，促使各项管控工作落实到位。将物联网技术的应用功能发挥到极致，最大限度保障建筑智能化管理目标的实现，为建筑使用者提供优质的服务[4]。

3.4 做好系统运行维护

基于物联网的智能建筑系统功能的实现，离不开各类软硬件的支持，需做好全面的维护。实践中要结合各个系统与软硬件的特点，制定完善的管理制度，指导维护工作的开展落实，切实保障系统功能保持“在线”的状态。组织专业的人员，负责对监测设备与系统进行维护检修，积极排查存在的隐患与问题，采取消缺处理措施，切实保障监控系统的应用功能[5]。