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摘要：我国经济的快速发展使我国快速进入现代化发展阶段。物联网技术是一种信息集成技术，借助射频识别、红外感应、定位系统等信息传感设备实现普通物体与互联网的信息交换和通信，实现智能化识别、定位、监控和管理。在建筑领域，通过物联网技术的应用与融合，有效解决了信息系统集成难度大、可扩展性差、跨系统协调困难等问题，推动了建筑向信息化、智能化方向发展。
关键词：物联网技术；智能建筑系统集成；应用
引言
我国建筑行业发展至今离不开国家经济的大力支持。随着现代建筑技术和通信网络技术的快速发展，智能建筑迅速兴起并得到了迅猛发展。一个智能建筑中通常具有设备自动化系统、安全防范系统、停车场控制等多个智能化子系统，为了促进各个子系统之间的联动并且加强控制，因此引入了智能建筑系统集成概念。
1物联网技术概述
当信息技术发展到一定高度，互联网延伸扩展到实物，实现物物相息，这时物联网应运而生，物联网中网络的终端不再是计算机，而是嵌入式计算机系统以及各类传感器。2008年IBM创造性地提出了“SmarterPlanet”这一概念，2010年IBM再次推出“SmartCity”战略，2012年我国首批90个智慧城市试点名单出炉，这一数据到2017年底已突破500个，据业内专家预测，2021年智能城市市场规模将直逼19万亿元。2018年11月国家统计局公布了《战略性新兴产业分类》，物联网技术服务作为“互联网与云计算、大数据服务”的子项名列其中。其中，作为applicationlayer的云计算技术，主要将多处服务器或计算机共享到云端，为各类物联网应用提供信息存储及分布式计算服务平台；networklayer主要针对的是输入输出接口，以及过程中的信息可靠传输和传输协议等，除传统的有线网络传输技术外，光纤传输和无线移动通信技术是目前的研究热门，也是未来网络传输技术的发展趋势；sensorlayer是物联网终端所在，传感技术既是sensorlayer的重要技术组成，更是物联网核心技术的关键，目前前沿传感器技术包括无线传感器网络、分布式光纤传感技术、射频识别技术等。
2智能建筑
通过对建筑物的管理、结构、外观以及服务等进行智能化的组合，来达到满足客户需求目的的建筑就是智能建筑。现阶段，在智能建筑领域，常应用技术手段有自动控制技术、计算机技术和现代通信技术。随着科学技术的不断进步，例如智能照明系统、智能监控系统，智能安防系统以及智能家居都是基于物联网技术下，在建筑智能化方面的显著应用。物联网的出现，改变了智能化领域，通过将电子芯片放置于建筑物的相关设备位置，可以帮助人们对无法到达的区域进行实时的监控和管理，提升了对建筑物的管理水平的同时，也为人们打造了一个安全、温馨、舒适的生活和工作环境。
3基于物联网技术的建筑质量监测实现原理及应用优势
在建筑质量监测中应用物联网技术，是指通过在建筑结构内安装传感器并通过网络技术，对建筑结构的变化进行监测，从而达到监测建筑损伤的目的。该技术的实现关键在于对建筑结构变化数据的采集，通过传感器获得实时的建筑结构监测数据，并且服务端对特征因子进行安全评估，根据预设的规则判定建筑质量状况。建筑工程质量是建筑功能实现的基础，也是保障业主生命、财产安全的前提和保障。然而，在建筑施工、使用、维护过程中，受环境、消防、装修、运维等诸多因素的影响，建筑结构可能发生变化，给建筑安全带来严重隐患，需要及时进行排查和维修处理。然而，传统的建筑结构损伤检测需要由需求方提出需求，专业团队到现场进行检测，包括对建筑裂缝、倾斜、沉降等建筑结构状况和温湿度、噪声、风力等环境因素进行详细的采集、统计，最终得到建筑整体质量状况。该过程漫长、手续繁琐、成本高、难度大、数据量多，只能在发现问题后联系专业检测和维修团队进行处理。借助物联网技术，在建筑施工过程中，在建筑主体结构、钢筋工程、基础工程中预设传感器，通过网络与建筑质量监测系统连接，能够及时获取建筑安全状况信息并进行处理，随时查看历史数据，实现建筑质量的在线监测，及时发现异常数据并进行处理，从而提高建筑质量安全监测的实效性、准确性，保障业主生命财产安全。
4应用方法设计
使用物联网技术，对智能建筑系统进行集成处理。同样使用上述三层架构，分三个层次进行搭建，通过使用相应层次结构的物联网技术，将智能建筑子系统进行集成操作。其中感知层主要进行对建筑各方面数据的采集工作，感知层要负责信息的获取，它通过设置的各种带有固定功能的节点和协调器接收来自系统中各个节点和子系统汇集来的信息。网络层主要由集成网关组成，负责对感知层汇集来的信息进行进一步处理和传输，接受各节点发送来的讯息并对这些节点发布指示信息，完成综合管理系统中心和网关之间的信息交流和传输。应用层是针对用户所提出的具体要求对系统进行控制的命令发出层，用户对建筑系统进行智能控制的需求各不相同，根据不同用户的不同需求建立数据库，从综合管理中心发布命令解决相应需求。运用物联网技术，使智能管理系统通过感知层获取信息和数据，然后通过网络层进行信息数据传输，后传递到应用层针对用户需求形成相应的应用模式。
5建筑质量监测系统实现过程
5.1数据采集
建筑结构质量数据的采集通过建筑结构内预埋或安装结构位移振动传感完成。建筑位移、振动传感器由传感单元、信号处理单元、信号传送单元和供电单元组成。通常，一个传感器采用一个或多个声音、振动传感单元。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆传感单元在接收到声音、振动信息后经预处理将信息传递给监测服务器。基于建筑结构内传感器，建筑质量安全监测系统能够实时获取0.01Hz～10kHz的声音和振动及0.1～1000kPa的结构应力变化，实现建筑结构裂缝、振动和结构应力变化的有效监测。传感器与无缘电缆相连，能够实现建筑结构数据的长期监测。
5.2智能安全防范
智能安防系统的核心在于智能视频分析技术，智能视频分析技术是在传统的烟感、红外及电磁感应等报警探测器基础上发展起来的，在提供非法入侵、燃气泄漏等报警信息的同时，还能利用计算机智能分析算法对于误报信息进行判断并剔除，然后通过互联网传输至业主、物业保安手中，便于相关人员立即介入处理，这种基于触发分析的智能安防兼具人性化与智能化。目前，集成DellEdgeGateway5000的V5自供电远程安全设备已能够实现1m范围内情景视频覆盖和枪声侦测，意味着下一代基于工业物联网的云端安防系统即将闪亮登场，造福社会。
5.3数据传输与处理
传感器监测的数据需要经过各网络节点汇聚到建筑质量安全监测管理数据库中，以便于应用服务器调用和处理。在建筑项目建设中，由于单一传感器难以完成整个建筑项目的监测，更不能全面反映项目质量安全状况，因此，建筑施工单位需要根据项目结构特点布设传感器，提高建筑项目质量监测数据的准确性、有效性。然而，传感器数量的增加必然产生组网问题。常见的网络传输方法包括有线传输和无线传输两种方式。有线传输稳定性高，但布线存在一定难度，且线路故障排查和维修难度大。无线传输稳定性较弱，但组网方便，建设成本低。在本工程中，施工单位综合对比几种无线传输技术，最终确定使用ZigBee无线传输技术进行组网。ZigBee模块使用碱性电池，可连续使用3～5年，且具有良好的抗干扰能力、兼容性高等特点，满足本项目长期观测要求。ZigBee模块与网关相连，经过光纤、交换设备与建筑质量安全管理系统数据库连接，确保了数据采集、写入的安全性。
5.5智能监控管理
随着经济的不断发展，很多行业和领域对安防监控的需求越来越高，尤其是在交通、银行、安检以及日常生活当中的应用越来越广泛。通过借助物联网技术，以移动网络传输为纽带，实现将相关的摄像视频传递到后台，或者利用视频智能分析系统，对摄像头监控到的异常行为进行检测，通过有线或者无线网络将报警信息传递给客户，可以使得用户能够第一时间发现问题，并采取对应的措施进行应多。例如：现阶段应用较多的智能摄像头，用户将摄像头安装在家庭当中，可以利用手机进行远程查看、回放和通话，可以对家中的情况进行实施监控，如果有特殊情况发生时，预警信息会第一时间发给到手机客户端，用户可以根据远程查看功能对预警信息进行处理。
5.6结果展示与处理
传感器采集到的数据经网络传输到建筑质量安全数据库中，由于建筑质量安全影响因素非常多，同一传感器采集的数据也不尽相同，可能存在异常值。同时，由于建筑质量安全监测周期较长，一般为几年到数十年，传感器采集的数据量非常大，必须对采集数据进行处理。数据处理过程可分为数据处理、特征处理和决策处理。数据处理主要是对传感器采集的大量重复、长周期无变化的数据进行处理。该过程处理数据量大、处理过程较长。特征处理是提取传感器采集的数据中的特征信息，包括位移、应力、倾斜度等，并分类存储。特征处理对采集数据进行压缩和分类，有助于应用系统调取和处理。决策处理是经建筑质量安全监测系统调用，实现监测数据与建筑质量安全问题特征建立联系，从而得出建筑质量安全问题结论，并通过系统设定方法传递给业主、物业、施工单位等。
5.7智能建筑在物联网时代的发展
随着社会经济的不断进步，建筑物也在不断的发展当中，智能化建筑越来越多的被应用到建筑工程当中，满足了人民的各种各样的需求。结合物联网技术，发展的智能建筑，适应了当前时代的发展。其发展趋势主要体现在以下几个方面：（1）应用智能化产品的建筑规模将不断扩大，除了传统的居民小区建筑之外，现阶段智能建筑已经扩展到医院、学校、厂房等建筑领域当中。越来越多的智能建筑在城市中拔地而起，呈现着连年增长的趋势。尤其是智能小区和智能城市的发展理念，充分体现了建筑智能化的发展前景相当广阔。（2）随着科学技术的进步，智能建筑的不断增多，相关的建筑材料、施工技术等也在不断朝着智能化的方向发展。提升了建筑的智能化水平的同时，也革新了建筑的施工工艺。（3）建筑智能化紧密结合绿色生态建筑：节能绿色环保是新时期人们十分重视的环保理念，近年来，越来越多的人们关注环境问题，尤其是在建筑方面，建筑的智能化和绿色生态建筑之间的联系日益密切，不仅有效提升了建筑的舒适度和智能化水平，而且减少了对周边环境的污染，保护了生态环境，为人们创造了一个美好舒适的大环境。
结语
物联网技术是传统网络技术的延伸和发展，促进了建筑工程智能化发展。本文深入分析了基于物联网技术的建筑质量安全监测系统应用优势及实现原理，并探讨了建筑质量安全评估体系的构建过程及预警供功能实现，以期为同类建筑项目实施提供参考，促进建筑智能化发展。
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论文作者:章冠华
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第16期
论文发表时间:2019/6/17
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