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摘要：物联网是当前一个比较流行的名词，它也是未来社会的发展方向，对人们的生产生活都会产生积极的作用，而且这项技术在世界许多国家已经得到了认可和关注。智能楼宇系统是物联网技术的一个重要的应用，是未来改变人们生活方式的新技术，在未来一定会得到广泛的应用。本文主要研究智能楼宇系统的组成、功能和优势，以及发展过程中的难题，希望对智能楼宇系统的发展提供一些参考。
关键词：物联网；智能楼宇；应用
物联网是最近非常流行的一个名词，但是该技术在1999年就已经被提出，它主要是通过RFID、红外传感器、全球定位系统、激光扫描器等传感设备，按照一定的规则和协议，以有线或者无线的方式将物品与互联网连接起来，对物品进行识别、定位等工作，是目前正在积极研究的一种管理网络。由物联网的定义可以延伸出许多的应用，例如可以将物联网技术应用到楼宇的建设、运转过程中，让物联网技术更好的服务于用户。
一、智能楼宇的组成及功能
1、智能楼宇的组成
智能楼宇是未来楼宇建设的重要的发展方向，该楼宇的科技含量更高，会应用到诸如计算机技术、通信技术、网络技术、自动控制技术等自动化处理技术，这些技术能够与楼宇的设计、建设有机地结合起来，让楼宇具有实用性和艺术性，楼宇的监管和维护工作会变得更加简单，依靠物联网技术就能实现，节省了大量的人力物力，用户也会得到更好的居住体验，让人们真正感受到科技带来的益处。
智能楼宇系统的组成主要包括以下几个方面：楼宇自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统，同时这三个系统中又会包含很多的分系统。其中，楼宇自动化系统是最为重要的组成部分，是楼宇运行的基础部分。它要承担许多的任务，包括电力、照明、空调、给排水、防灾、保安、车库管理等设备或系统的监视和管理工作[1]。
智能楼宇要想实现最佳的服务效果，就必须将各个分系统有机的串联起来，虽然分系统较多，但也应当做到井然有序，不能存在交叉、错位等现象，分系统之间的联系要高效、安全，虽然目前还没有制定出针对于智能楼宇的通信技术，但是，仍然有一定的原则可以参考，例如可靠性原则、可维护性原则和可集成性原则，通信环节顺畅就能保证各种工作在畅通的状态下运行。智能楼宇系统的组成如下图所示：
二、物联网技术下智能楼宇系统的功能
在物联网技术的支持下，智能楼宇系统能够完成多项工作，提升楼宇的功能，增加用户的居住体验，提升服务的效果。具体包括以下几个方面的功能：
1、消防工作智能化
在物联网技术的帮助下，智能楼宇系统可以将自身的消防信号传送到消防部门的监管系统中，消防部门可以实时监控楼宇内的情况，可以通过内置的火灾检测仪器检测是否出现火灾信息，当智能楼宇内出现火灾之后，不需要人工进行呼救，消防部门就可以在第一时间做出行动，及时进行灭火工作，减少火灾造成的损失，保障居民的生命和财产安全。同时，智能楼宇系统还可以为消防部门提供实时的火灾画面，便于消防部门做出最准确的方案，准确找出发生火灾的位置，集中力量对该区域进行灭火。而且，运用三维模型可以有效的引导居民进行疏散，降低火灾的损失。
2、自动读取水、电、气的使用数据
在现在的水电气管理工作中，往往要依靠人工进行抄表，这种工作方式比较的落后，效率极低，而通过智能楼宇系统，就可以就可以直接将电表、煤气表、水表的数据上传到互联网中，水、电、气各个公司可以根据自己的需求进行读取，数据结果非常精确，数据获取的方法更加便捷和高效，节省了大量的人力资源。
3、节约能源
我国的能源消耗情况一直不容乐观，尤其是建筑耗能一直是我国全部能耗的重要组成部分，其中空调和照明设备的消耗占据着最大的比重。通过物联网技术，可以在楼宇内安装一些阅读器和传感器，进而可以精确地获知楼宇中人员的数量和位置的分布情况。另外，在楼宇中不同位置，安装一些温度检测设备，可以及时显示楼宇中不同位置的温度的分布情况。依据这些安装的阅读器和温度检测设备反馈的数据，可以有选择性的关闭一些照明设备，调整空调的温度和风速，节约能源，提高能源的利用效率。
4、对楼宇内的设备进行维护管理
现代楼宇内往往存在许多贵重的电气设备，例如中央空调、电梯等，而且这些设备的使用频率和使用强度是非常大的，如果没有进行有效的管理和维护，就会使得设备在故障状态下运行，后期会对设备造成严重的不良影响，而通过物联网技术，智能楼宇系统可以对这些设备进行有效的管理和维护，及时发现设备的故障，准确查找出发生故障的原因，并确定最佳的维修方案，进而可以在第一时间派遣专业维修人员进行维修维护，使设备一直处在比较稳定的状态[2]。
三、实现智能楼宇系统存在的障碍
虽然智能楼宇系统存在许多的优点，但是，在实施的过程中却存在一些障碍，具体如下：
1、IP地址不足
目前，在互联网中使用的网络通信协议主要是IPv4，这种协议的缺点是地址不足，最大上限只有40亿，而如果将这种网络协议应用到智能楼宇系统中，就会导致IP地址严重不足，影响其他方面的使用，因此，这种问题必须通过其他的方法解决，例如制订一个新的网络层协议标准，增加IP地址的上限，这样及时在楼宇中使用互联网，也不会发生IP地址枯竭的情况。
2、无线协议
本文设计的系统中采用了一种基于能量广播和通信开销的路由方法（ECCR）。该方法用节点剩余能量和通信开销作为拓扑权重来竞争簇头结点（即汇聚节点），选出簇内能量较多的节点作为汇聚节点，每隔一段时间竞争一次，用以均衡簇内平均能量消耗；同时，将连接可靠度和跳数用来建立拓扑，这样节点每次发送消息的成功率与能量消耗的平均期望值就最小，在网络环境不是很好的情况下，能有效地减少簇头节点的能量消耗。与传统的基于能量的路由算法（如DECEC（基于能量消耗和链路的转发路由协议））相比较如图所示，此路由算法不仅能节省能量，而且可以确保拓扑连接的可靠度，有效地延长了网络的生命周期，非常适合智能楼宇中无线传感网络的使用。
3、实时通信问题
实时通信是智能楼宇系统运行的基础，也是互联网技术的一个软肋。智能楼宇是对楼宇进行自动化监测和控制的系统，严格来说必须采用实时通信技术，这也是现场总线通信技术在智能楼宇中能够得到广泛应用的一个主要原因。互联网无法实现实时通信，而移动通信网基本的功能就是电话语言通信，电话语言通信实际上是一种典型的实时通信。所以随着三网融合的推进和软交换技术的广泛应用，3G核心承载网络将会与IP互联网融合统一，物联网的实时通信问题将得到解决[3]。
4、安全和隐私问题
在智能楼宇的应用中，会使用到大量的信息数据，这些数据如果发生泄漏，就会对某些用户造成损失，而且泄漏和恶意更改都可能会带来难以估计的后果。智能楼宇系统的推广应用必须要解决系统的安全问题，确保用户的信息数据在安全保密的状态下进行，最有效的方法是通过对物联网协议进行优化设计，保证在物联网上传输信息的安全，从而降低联网终端设备在信息安全方面设计的难度。
【总结】
目前我国的基本国情适合建造智能楼宇系统，这套系统能够提高居民的居住体验，提高楼宇的安全性、可靠性，降低楼宇的建筑耗能，因此，值得在我国大面积的推广。但是，目前实施智能楼宇系统仍然有一定的难度，政府和相关科研单位应该想出解决的方法，满足智能楼宇系统的建设需求，在未来，物联网技术必将会得到深层次的发展，对智能楼宇的帮助也会明显提高，智能楼宇系统在未来的建筑中也将会大受欢迎。
参考文献：
[1]张少军等.智能楼宇系统集成中的控制网络分析[J].智能建筑电气技术，2007（2）：59～61.
[2]王蒙田.智能楼宇的网络化远程监控系统分析[J].建筑科学，2009（25）：49.
[3]石新美.建筑智能化系统集成的应用研究[J].西安建筑科技，2008.
作者简介
汪庆胜，出生年月：1978年9月，毕业学校：哈尔滨工业大学，职务：高级项目经理。研究方向：从事智能建筑、智能交通、智慧城市等行业工作，拥有系统的专业知识和丰富的工程经验。
论文作者:汪庆胜
论文发表刊物:《电力设备》2015年6期供稿
论文发表时间:2016/1/12
标签：楼宇论文; 智能论文; 系统论文; 技术论文; 通信论文; 能量论文; 节点论文; 《电力设备》2015年6期供稿论文;