智能建筑中的物联网技术应用

于澜，赵学祺

（1.威海市规划设计研究院有限公司，山东 威海 264200；2.威海市城乡规划编研中心有限公司，山东 威海 264200）

1 概述

随着科技的发展和人们对于生活和居住条件的要求越来越高，智能建筑逐渐成为建筑领域里的研究热点。智能建筑是以建筑为基础，包含了建筑相关设备、管理系统以及相关的通信网络的完整系统。在我国的《智能建筑设计标准》里也有详细的定义。由于自身的优势和与科技的紧密结合，我们可以断定智能建筑是建筑行业的未来发展趋势。

目前，涵盖了传感器、自动化、网络以及嵌入式系统等综合性的技术的物联网技术也在深刻影响着人们的生活[1]。假如将物联网技术能运用到建筑中，特别是智能建筑，那么两者结合则代表这未来建筑最终的发展目标。物联网技术在智能建筑中最主要的应用就体现在智能家居、节能减排、智能安防以及监控管理等方面，这是建筑技术上的一个新的尝试，也是智能建筑发展的必然趋势[2]。

2 智能建筑

从1984年美国建成了第一幢智能建筑开始，通过一定的方法把现代建筑艺术、自动控制技术、网络通信技术以及计算机软件技术进行一定的融合与集成，成为了建筑行业非常重要的发展方向。根据相关资料，美国的智能建筑已经将近万栋。而近些年来，我们的邻国日本新建的建筑中有将近65%是智能建筑。对于我国来说，虽然在建筑行业的起步比较晚，但是发展与应用还是比较迅猛的[4]。

物联网技术与智能建筑的充分结合，一方面，是智能建筑为物联网提供数据内容、相关标准以及中间件架构。另一方面，智能建筑的不断前进又离不开物联网的技术的不断发展和进步。物联网技术与智能建筑是在不断互相影响和促进[5]。

3 智能建筑中的物联网技术

随着智慧城市和智能建筑的不断发展，现代建筑中的信息化程度和要求越来越高，一般意义上的建筑也从单体建筑走向智能建筑，逐渐变得集群化、智能化、数字化。我们可以说，物联网技术在智能建筑中的影响几乎无所不在，物联网技术的创新发展对智能建筑的推动作用也非常明显。目前智能建筑中的很多子系统的设备，都是通过传感器、联网技术连接起来的，比如智能家电、智能家居、安防监控、远传抄表等系统[6]。

物联网对于智能建筑的影响可以说是无处不在，目前的智能建筑中包括30个子系统，其中一卡通、安防、设备监控已经构成了网络平台上的融合子系统，这已经属于物联网形态了，但是不得不承认的是已知的智能化建筑其实只是部分满足了建筑管理的要求和业主的需求，系统的扩展性和稳定性直接制约了智能建筑的发展。新型技术应用不是常态，但是更多的是销售上的花哨，那些并不是真正意义的智能建筑。我们应该思考，关于如何更好的将物联网技术应用于智能建筑，其中需要考虑的是整个系统应该是动态还是静态，系统与人类之间应该结合到怎样的程度，系统和系统之间是否需要关联，系统上能否进行扩展等[7]。

4 物联网技术与智能建筑的结合

智能建筑中的物联网技术应用体现在很多方面，不仅仅是控制，更多的是对于居住环境的感知、管理，调整等。目前，物联网技术的应用主要包括以下几个方面：智能家居、安防监控、能源管理、设备控制、环境监测等。

智能家居：智能家居是物联网技术基础上建立的各种家具设备的互相协同和配合工作。

一般家庭中包含的灯光照明系统、家电设备、窗户窗帘控制、安全防护监控系统、娱乐休闲系统等，都是通过内嵌或者增加的智能控制芯片或者设备，采用物联网相关技术，实现集中管理或者远程控制，为业主提供综合性的现代化家居生活。这就是我们的“物联”智能家居。通过这种协同工作，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测以及可编程定时控制等多种功能和手段。

集合了各种物联网技术的智能家居与普通家居相比，除了具有传统的居住功能，更具有了基于网络和互联网技术以及自动控制技术的全方位的交互功能。当然，我们在进行智能家居的建设中，应该意识到，智能家居并非只是各种智能设备的简单堆积，也不是系统的先进性的高低，而是取决于系统的整体设计和配置是否符合家庭基本的使用规律，是否能够协同工作，系统能否安全稳定地运行，系统的管理维护和升级是否简单方便，系统的技术是否成熟，升级改造是否能够实现无缝提升。也就是说，智能家居不但是物联网技术应用到家居系统中，而是二者深度融合，以提升家居生活品质为重点的综合系统它的主要目的是实现家居生活的现代化、智能化，让业主拥有高质量的生活。

安防监控：将物联网技术应用于智能建筑的报警防护中与传统的建筑防护体系相比，成效更明显、更实用，在处理上速度也更快且精确。其中涉及到电子巡检、视频网络的实时监控、灾情预警、逃生通道安全控制等等。

对于目前的智能防护系统来说，一般是从3个方面进行统一的管理，分别是：一网制管理、建立一个数据库、门禁一卡制。目前的智能建筑使用的门禁卡，一般带有射频卡，如果使用者使用门禁卡时，在巡逻中的安保人员就能通过数据库判定持卡人的身份信息。家庭内部的安全防护主要是燃气传感器、烟火探测器、热敏感应器、视频监控、门锁电磁系统以及家庭红外线传感器等，其中一旦哪一个超出了设定的安全值，就会立即报警提示，并及时的向小区的安保寻求帮助，能够有效的保证家庭成员的人身财产安全。例如，视频监控中的人脸识别及移动监测功能，能对人脸进行识别及其移动轨迹判定是否非法入侵等[8]。

节能管理：目前我们国家倡导生态化、绿色化，这也是国家政策对建筑行业的要求。因此，节能已经成为衡量智能建筑的一个重要指标。我们把相关物联网技术应用到智能建筑的设计中，主要目的是充分利用有限的自然资源，减少不必要的能源消耗。同样的能源消耗下，产生更多的效率。智能建筑通过采用物联网技术，使用有能耗计量仪表和相关计算机网络、控制技术，可以实现对电、水、气、供暖等能源消耗进行分项采集、统计和分析，并利用根据数据的挖掘分析结果，建立相关模型，为节能提供支持，从而打造低碳绿色的智能建筑。物联网技术在其中也发挥着重要的作用。

设备监控：现代智能建筑包含多个子系统，比如空调、照明、给排水等。这些子系统里都使用了各种各样的设备。这些设备通过传感器、控制设备等物联网相关技术，能够随时随地获取相关设备的工作状态，可以利用相关数据，判断设备是否正常工作，一旦出现某个系统的故障，便可以及时获取到故障信息并提供给有关管理部门，及时处理，保障各个系统及设备的正常运行，保证建筑功能的完整和持续。

环境监测：建筑本身的光照、温度、湿度、噪声等各项环境指标，包括现在大家比较关心的空气污染，PM2.5等信息，都可以通过部署在智能建筑中的各类环境参数监测传感器，通过物联网技术，随时上报和预警，能够指导业主以及物业管理人员采取相关措施，调整空调系统、新风系统、空气净化系统等，应对空气质量的变化，保证建筑中的环境质量符合人类健康需要。

5 展望

物联网技术对智能建筑的影响是颠覆性的，随着人们对建筑现代化需求的逐渐增长，对智能建筑中的各种物联网技术的使用提出了更高的要求。我们希望越来越多的物联网新技术，更多地融合和加入到智能建筑的设计以及实现中，提高智能建筑的整体设计水平。同时，也希望智能建筑的发展和越来越多的建设，能够更好地推动物联网技术向前发张，更好地满足人们的居住要求。

我们可以相信，智能建筑是建筑行业未来的必定趋势，结合了物联网技术的智能建筑也是我们未来必然的发展方向。目前，我国智能建筑相关产业产值已相当可观，我们也可以相信，融合了物联网技术的智能建筑，必然会使得这一产业拥有更高的关注度和更好的发展前景。

6 结语

将物联网技术应用于智能建筑，就是将现代计算机技术、网络通信技术、自动控制技术和建筑艺术进行有机结合，互相融合，创造一个更舒适、更健康、更环保、更节能、更智慧的科技居住环境。物联网技术的应用，不仅让智能建筑更加人性化，对于能源的利用也更加充分并合理。虽然我国的建筑整体大环境起步较晚，但是国家对于建筑的重视程度，以及建筑行业相关学者都在为建筑未来的发展做努力，而未来建筑行业的发展会逐步趋向智能化。所以，应该抓住当下的机遇，迎接未来的挑战，进而找到真正符合我国国情的基于物联网拘束的建筑智能化道路。