传感器在智能楼宇的应用发展

朱雅叶

（深圳宏伟时代自控有限公司，广东深圳 518000）

智能楼宇是信息时代的重要产物，主要是利用计算机信息技术、传感器等进行优化应用，实现对建筑群内的照明、空调、安保等方面进行集中化监视和管控，从而为业主创建舒适、安全、高效的工作生活环境，强化居住体验，优化建筑功能。智能楼宇的建设离不开传感器技术的有效性应用，可以与自动化系统进行融合应用，实现对建筑各个区域相关数据的全面性采集和自动化分析，以便对建筑楼宇内的运营数据进行调控，使其始终保持良好的运行状态。随着现代化科学技术水平的逐渐提升，再加上建筑施工水平越来越高，智能楼宇建设需求日益涌现，在各国建筑物中的比例逐渐增加，在未来具有广阔的发展空间和发展前景。

1 综合概述

传感器本质上是检测设备，可以对自然环境、生产中的各类信息进行有效和精准测量与采集，并将获得的数据信息进行转化，形成电信号传输到控制系统中，为各类设备的集中化监视、管控提供重要的数据依据。可以说，传感器是智能楼宇正常运行发展的基础与前提，只有在传感器测量数据的基础上，才能实现自动化调控和管理，保障智能楼宇稳定的运行状态。随着现代化科学技术的快速发展，传感器技术在社会各行各业得到了广泛的应用和推广，如工业生产、环境保护、医学诊断等，尤其是在智能楼宇的建设发展中发挥了越来越重要的作用。

智能楼宇主要是在现代化分布控制理论基础上进行的建设和设计，也被叫作楼宇自动系统，是一种自动化的集散系统。在具体运行中，应用网络系统，对不同监控区域的系统控制器进行统一性连接，开展集中操控，并结合具体情况进行针对性管理和控制，形成自动化的综合系统。在智能楼宇的运行发展中，主要是通过计算机技术、网络技术、通信技术、智能化技术等的联合应用，对建筑结构内部的相关机电设备进行全方位、多角度、层次化的监视和控制。其中应用到多种类型的传感器，如温度传感器、湿度传感器等，从而对建筑物内的空调系统、变配电系统、照明系统等所在的环境条件开展全面性检测，并把采集获取的数据信息传输到控制系统中，通过科学算法获得精准的计算结果，以此为依据对建筑内部的机电设备进行自动化控制与调节，从而保障建筑物内工作、生活环境的舒适性、安全性与高效性，同时减少能源消耗，实现节能减排的目的。在智能楼宇建设设计中需要满足以下要求：①在防火、防盗、防爆、防泄漏等方面具有较高的安全性；②要构建舒适的环境，其中包含物质、物理等方面；③要对现代化的通信设施、信息处理终端设备等进行优化利用；④要对建筑物内部的机电设备等实现自动化和智能化控制，提高生活、工作便捷化和高效化，强化人们的居住体验。

2 传感器在智能楼宇中的具有应用

2.1 消防系统

在智能楼宇设计中，关键是要强化安全设计，保障整体楼宇的安全性，减少安全事故的发生几率。所以要强化对火灾控制系统的动态跟踪监测，及时发现异常情况，并对火灾安全隐患进行有效控制，保障智能楼宇各个区域的安全性。

一般情况下，智能楼宇中应用的火灾消防监控系统传感器主要是对火情进行监测，并对火灾事故进行智能化报警，其中包含烟感传感器、感温传感器、紫外线传感器、消防水管水压传感器。其中烟感传感器主要可以对相应区域范围内的烟雾浓度进行自动化监测，如果检测到的烟雾浓度超过设定标准值，该传感器就会将采集的相关数据传输到控制中心终端，并由控制系统发出指令，启动报警系统，同时还可以结合数据分析结果对火灾隐患进行智能分析，判断是否需要打开自动喷水装置和切断电源、气源等；消防水管水压传感器可以对消防水管中的水压情况进行动态监控，保障其始终处于正常状态，方便发生火灾时能够提供充足的水量进行救灾灭火。同时还可以把检测到的数据实时传送到终端，以此来对水管中的水压和水量进行适当调控，保障其良好的运行状态。

此外，智能楼宇中的消防安全系统传感器类型，还可以结合物理作用方面的差异性，将其分为离子型、光电型；在信号传输方面的差异性可以分为开关型、模拟型、智能型。在智能楼宇的关键区域，可以相应地增多传感器的设置种类和数量，从而开展全方位、多层次的监测，保障监测结果的精准性，防止出现误报警现象；要把现场检测并采集到的数据及时传输到控制系统中，进行集中化分析和处理，以便及时了解火灾情况，并结合具体需求采取相对应的自动措施，对火灾进行有效防控。同时还可以通过通信网络向相关部门汇报灾情情况，从而对防火卷帘门、电梯、灭火器等联动设备进行开启、关闭操作，实现火灾的及时控制，减少损失。自动启动公共广播系统，播报灾害情况，对现场人员进行安全疏散和引导。火灾消防监视系统还包含气敏传感器和火焰传感器两种。此外在智能楼宇的消防安全系统中，还有火灾报警联动控制器，这是一种大型的智能化报警系统，包含若干个微处理器等构件，对软件结构、智能化网络分布处理技术等进行融合应用，实现对智能楼宇的火灾探测、消防联动等操作。通过该装置可以把灾情自动传送到消防部门的控制系统中，火灾感知传感器、玻璃球洒水喷头等，可以在发生火灾时，温度升高，玻璃球破裂，高压自来水自动喷出，达到火灾防控效果。

2.2 门禁系统

在现代化科学技术高速发展背景下，门禁系统逐渐向系统化、智能化方向发展，并对不同类型的传感器进行优化利用，实现对各个通行通道的有效性管控。其主要方式包含刷卡、密码，此外还包含一些生物识别方式，如指纹、面部、虹膜等。其中指纹识别方式比较常见，包含电光指纹识别器、电容指纹识别器等。电光指纹识别器主要是照亮指纹纹理，并通过摄像头捕捉和扫描，并将采取的信息与数据库内存储的数据进行比较，如果吻合度较高，既可以通过身份确认允许出入；电容指纹识别方式把两个导体板组合成电容阵列，并在中间设置绝缘层将其分割开来。在利用电容扫描器扫描指纹时，凸起的指纹会利用其导电特质，把分割开的两个导体进行连接，形成闭合回路，产生电流。该方式的识别精度高，安全性更好。

2.3 照明系统

通过智能技术的有效性应用，更加突出了智能楼宇的节能特性。现代化社会发展中，智能楼宇的建筑结构较大，空间较为广阔，因此照明系统的耗电量也非常大。基于此，需要对智能化传感器进行优化合理利用，实现对灯光系统的有效控制，减少其运行过程中的用电量，真正实现节能目的。其中，在对智能楼宇的照明灯光系统进行安装设计时，可以在照明需求频率相对较低的区域设置声控传感器、光控传感器、红外传感器等，共同形成可以智能控制的开关，以便减少照明系统的耗电量。一般情况下，在智能楼宇的声控照明系统中，主要是通过声控传感器、光控传感器设备进行控制，本质上是利用声音、光等要素对灯具的开关进行共同控制，当该区域的声音达到一定强度时，传感器就会自动感应并激活控制电路，开启灯具；当长期感应不到声音时，就会自动关闭灯具。光控传感器主要是将光敏电阻作为敏感元件，当光照较强时，光敏电阻值会降低，对应电路中的电压分配降低，从而输出低电平；当光线不足时，会输出高电平，从而实现利用光信号对电信号进行控制的目的。红外感应开关，主要是通过热释电红外传感器以及光控传感器进行共同控制，热释电红外传感器能够对人体内发射的红外线进行灵敏性探测，并在非接触的情况下，对人体红外辐射能量变化情况进行精准检测，并将探测到的数据转化为电信号，输送到电路中，以便对照明系统进行控制。

2.4 空调控制系统

空调控制系统的运行主要监测空气温度和湿度环境，并结合监测结果数据进行合理调节，既可以优化整体空间环境舒适度，还可以减少资源浪费，实现节能减排效果。其中主要是对制冷机、热力站、空气处理设备等运行状态进行监测。其中空间控制系统中应用到的传感器有一氧化碳传感器、二氧化碳传感器等。在具体运行中，可以对空间区域内的一氧化碳、二氧化碳等气体的浓度进行有效监测，并结合数据分析结果展开自动化的调整动作，从而保障该区域环境的安全性和舒适性。尤其是一氧化碳传感器可以及时探测空气中一氧化碳超标现象，并自动打开报警系统，把相关信息传输到空调控制系统，以便开展换气操作，减少安全隐患；温度传感器可以对区域内的温度进行动态检测，从而对空调制冷机或者热力站进行操作，以便控制送风口的温度，为室内人员创建更加舒适的温度环境；还可以利用释热电人体检测传感器，可以对人体释放的红外线进行检测和感应，一旦检测到室内人体活动量不足，即可进行自动判断室内是否有人，然后自动关闭空调系统，这样可以减少资源浪费，加大环保性能。智能楼宇中空调控制系统的具体行营原理如图1所示。

图1 智能楼宇内空调控制系统的运行原理示意图

2.5 给排水系统

智能楼宇内的给排水系统主要是通过现场监控站、管理中心进行控制。在具体操作中，可以结合实际用水量对水泵进行实时调整，保障水压的适宜性，减少资源浪费，保障泵房稳定运行。同时还可以对整体楼宇的排水系统进行实时监控，并结合需求自动排水，一旦发现隐患问题就会自动发出报警信号，方便管理人员针对性处理。给排水系统的监控内容包含水泵的自动启停控制、水位流量、给排水量、污水处理设备运行情况等，并提前编制相关软件程序对控制器进行自动控制，其中水泵启停、进水控制阀开关的控制指标为水箱、水池内的高低水位信号，一旦发现溢水、停水问题就会自动发出预警信号。当主题水泵故障不能正常运行时，需要自动启动备用水泵进行作业。智能楼宇内给排水系统监控原理如图2所示。

图2 智能楼宇内给排水系统监控原理框图

3 结束语

综上所述，在现代化科学技术高速发展背景下，我国楼宇建设越来越向着智能化、自动化、科技化与现代化方向发展，对各种高新科学技术与设备进行综合性应用，进一步强化了智能楼宇的功能作用，提高人们的智能化体验。传感器在智能楼宇中的应用发展，主要体现在消防系统、给排水系统、照明系统、空调系统、门禁系统中，实现了对整体楼宇结构的智能化和自动化控制，提高楼宇运营安全性和可靠性，提高人们的生活、工作品质，也为现代化建筑施工水平的提升提供了强大的技术支持。