物联网与绿色智能建筑

陈佳实 林伟生 董晓纯

（1.广东省建筑智能技术工程研究开发中心 2.广东宏景科技有限公司）

1 引言

2009年，美国IBM提出了实现“智慧地球”的三大要素[1]：Instrumented、Interconnected、Intelligent，即物联化、互联化和智能化。通俗地讲，“智慧地球(Smart Earth)=物联化+互联化+智能化”，“智慧地球、智慧城市、智能建筑=物联网、视联网 +互联网+智能网”。

不仅国外对物联网提出了看法，进行了研究，我国在物联网建设方面也有相应的举措：① 2009年11月3日，温家宝总理发表了题为“让科技引领中国可持续发展”的讲话，温总理指出抢占五大战略性产业的制高点，着力突破物联网的关键技术，及早部署后IP时代相关技术的研发；② 2010年工信部、国家标准委员会成立物联网联合组工作。

智慧地球与物联网备受关注，推动了智能建筑的发展。以下从物联网的角度出发，阐述物联网与智能建筑的关系，以及智能建筑发展中涉及的关键问题。

2 物联网与视联网

2.1 物联网的定义、核心技术与标准体系

物联网是物(人、设备、传感器等)与物之间的互联网，从网络看，物联网=传感网（RFID，或有线）+互联网。物联网将是互联网后新一轮技术革命，是第三次信息产业浪潮。

物联网核心技术包括：① 射频RFID、条码、GPS、红外激光等各类传感器技术及识别技术，解决物体定物、定位、定量(包括芯片研发)的数据采集；② 传输技术：传感器网、视联网、互联网、智能网；③ 后台管理平台技术(云计算)；④ 物联网与视联网融合技术。

物联网标准体系结构如图1所示。可分为感知层、网络层、应用层三个层面，公共技术不属于物联网技术某个特定层面，而是与三个层面都相关[2]。

图1 物联网标准体系结构

2.2 视联网

视联网(VMS, Video Multi-Media System)是网络技术的重大革新，是互联网发展的里程碑，是互联网的更高级形态，是一个实时网络，能够实现目前互联网无法实现的全网高清视频实时传输，将众多的互联网应用推向高清视频化，高清面对面。最终将实现世界无距离，实现全球范围内人与人的距离只是一个屏幕的距离。

VMS视联网技术采用目前全球最先进的实时高清视频交换技术，可以在一个网络平台上将任何所需的服务[3]，如高清视频会议、视频监控、智能化监控分析、应急指挥、数字广播电视、延时电视、网络教学、现场直播、VOD点播、电视邮件、个性录制（PVR）、内网（自办）频道、智能化视频播控、信息发布等数十种视频、语音、图片、文字、通讯、数据等服务全部整合在一个系统平台，通过电视或电脑实现高清品质视频播放。

视频网具有如下的技术优势：

⑴ 覆盖全面：全球视频通讯服务号码体系——一个覆盖全球、覆盖每一个人的视联网。

视联网基于现有的互联网物理网络，通过协议层的技术升级将高清的视频（通讯）等服务覆盖到千家万户，覆盖到每一个人，最终实现网络和通讯技术的下一个里程碑，即高清视频（通讯）服务。

通过类似于电话的号码构架体系，不同的企业、不认识的人可以在一个平台上面对面沟通，实现大规模的实时高清视频交流，实现文字、数据和语音基础之上的视频沟通。

⑵ 高清高速：美国VMS视联网技术架构的高清视频网络(兼容IP)。

在我国已有成功案例（医院、学校、城市交通等）。VMS在全球范围内异地视频传输延迟仅为0.2秒，它支持各种终端（电视、手机、PDA、电脑、屏幕）兼容现有的IP网、局域网、互联网、3G网、电话网，突破IP或互联网流媒体技术瓶颈，实现高清（1080P）/超高清高品质的视频实时传输。VMS 100%通信保密性与信息存储安全性，不含有网络病毒、木马、黑客攻击、匿名访问和 IP网络故障，具有国家广电级别的系统结构安全性，并已得到广电部的应用。

⑶ 稳定可靠：具备国家电信级别的稳定运行保证——“4个9”99.99%，高度的运行稳定性。

VMS平台具备国家电信级别的《4个9》持续服务能力，具备绝对的系统稳定性，保证正常和稳定运行，具体表现在以下几个方面：

① VMS平台系统每年不超过1个小时的下机时间；

② 系统断电重新恢复正常状态小于15秒；

③ 系统终端入网小于3秒；

④ 终端断电重新接入服务小于15秒。

高度智能化、自动化、高稳定的性能确保了VMS平台全部的视频、语音、通讯和数据服务的稳定和不间断性。

VMS无需庞大的网络技术队伍保障稳定运行，仅需1名技术人员即可对平台进行全面管理。

2.3 物联网在建筑智能化系统中应用的契机

⑴ 智能建筑的子系统，如布线、网络、安防、一卡通、智能家居，是物联网的基础；

⑵ 智能建筑中多网融合技术、智能会议技术、系统集成技术也是物联网、视联网应用的基础，是信息交互、处理、管理的平台；

⑶ 三网融合或四网融合（视联网）、光纤到户推动智能建筑发展，也是物联网应用的基础。

3 智能建筑核心是系统集成

智能建筑核心是系统集成，系统集成是智能建筑的方向、重点、难点、亮点，它的性能在一定程度上决定着整个系统优劣[4～6]。建筑智能化系统工程系统集成包括安防集成、建筑设备管理系统（BMS）集成、智能建筑总集成平台（IBMS）集成等。图2 为智能建筑集成平台框图。

图2 智能建筑集成平台框图

3.1 集成目标

智能建筑集成目标是：基于 web技术、Internet/Intranet技术，C/S+B/S计算模式，在以太网采用TCP/IP协议的三层分布式集成模式，达到子系统集成、功能集成、网络集成和软件界面集成。

3.2 集成模式

集成模式不再沿用以往以BA为中心、不完全开放的集成模式，而是采用以BMS为中心的完全开放、与厂家产品无关的系统集成模式，遵循从集成出发，从上往下设计，从下往上实施回到集成的设计理念。

3.3 BMS所集成的子系统

BMS必须集成的子系统包括：BA、安防、火灾自动报警、公共广播及应急广播、智能照明控制等，它们是实现跨系统联动的必需。

根据项目特点，需要集成的子系统可以灵活加入。图3为智能建筑集成平台现场监控图。

图3 智能建筑集成平台现场监控图

4 智能建筑发展方向是绿色建筑

绿色建筑是节约资源、保护环境、减少污染、与自然和谐共生的建筑。图4所示为绿色建筑的图景。绿色建筑的主要特点是4个Savings：Save Energy(节能)、Save water(节水)、Save Land(节地)、Save Material(节材)。绿色建筑的室内环境质量(IEQ，Indoor Environment Quality)指的是：IAQ(室内空气质量)、Thermal Comfort (热舒适)、Lighting Comfort(照明舒适)、Acoustic Comfort(声学舒适)[7]。

图5为实现绿色建筑的措施图，包括材料与资源、能源与环境、室内环境、水环境四个方面的措施。图6为绿色建筑与智能建筑的关系图。可以看出，绿色建筑推动智能建筑、智能建筑服务绿色建筑。

所以，对节约与环保而言，应是在保证环境健康的前提下，最大限度地节能。

图4 绿色建筑图景

图5 实现绿色建筑的措施图

图6 绿色建筑与智能建筑的关系图

5 结论

物联网、视联网是实现智慧城市（Smart City）的关键技术，而建筑智能化系统工程是物联网、视联网的应用基础。

⑴ 物联网、视联网需要解决的难点问题：①物联网、视联网是一个国家级工程，甚至是世界级工程，首先需要标准。标准化的结构，标准化数据率，标准化接口协议、互联互通的网络平台，统一的身份识别、编码系统，才能让建筑、城市、世界各地的物体接入网络，被世界识别、互联互通；②其次是各类信息的安全、传输的稳定性；③物联网、视联网是一个国家级产业，需要产业化，需要资金，政府投入，集体攻关。

⑵ 建筑智能化系统工程为物联网提供了物联网应用基础平台。①物联网、视联网、多网融合（包括语言、数据、图像）等关键技术，将推动建筑智能化系统的纵深发展；②建筑智能化系统工程中的已有计算机网络（包括外网、内网、总线网、语言网、智能专网、城域网连接）为物联网、视联网建立城域网平台（Smart City），进而实现到Smart Earth的网络应用基础平台。

(3) 建筑智能化系统中的系统集成（包括安防集成SMS楼宇集成管理系统BMS、信息总集成IBMS等）为物联网、视联网在建筑楼宇内的多网（三网或四网）融合、集成提供了集成应用基础平台，进而在城域网上实现Smart City。

[1]IBM 商业价值研究院.智慧地球赢在中国[R/OL].http://www-900.ibm.corn.2009,09.

[2]杨震. 物联网及其技术发展[J].南京邮电大学学报(自然科学版). 2010,30(4):1-8.

[3]VisionVera（视联动力）中国地区技术支持中心. VMS视联网技术架构及应用说明. 2010.

[4]宋建锋等. 智能建筑[M].北京:中国建筑工业出版社,2009:17-190.

[5]Teich, T.; Zimmermann, M.; Franke, S., et al. Intelligent Building Automation[C].Proceedings of the 2010 International Conference on Automation, Robotics and Control Systems.2010:53-57.

[6]Ma Hui; Wang Jianting. Study on the economic externality of green building[C]. 2010 IEEE International Conference on Industrial Engineering & Engineering Management. 2010,2475-2478.

[7]Runming Yao; Jie Zheng.A model of intelligent building energy management for the indoor environment[J].Intelligent Buildings International. 2010,2(1):72-80.