基於物聯網技術的智能樓宇管理係統
學術研究
作者：張新
摘 要：智能樓宇已成為現代智能化建築的發展方向。物聯網技術的興起，給智能樓宇增添了新的活力。文中就物聯網中的RFID射頻識別、無線傳感網等技術在智能樓宇中的應用進行了探討，並介紹了智能樓宇的五大子係統的設計方法。
關鍵詞：物聯網；智能樓宇；RFID技術；無線傳感網
中圖分類號：TP216 文獻標誌碼：A 文章編號：2095-1302（2014）03-0020-04
0 引 言
“物聯網”被稱為繼計算機、互聯網之後，世界信息產業的第三次浪潮。物聯網技術的應用已在各個領域推動著產業的升級。物聯網技術是集多專業交叉複合的技術，核心技術主要包括傳感器、無線傳感網、射頻識別、智能處理等技術。目前在現代物流、智能交通、智慧農業等領域得到了廣泛應用，並產生了巨大的效益。
智能樓宇是指利用係統集成方法，將計算機技術、通信技術、信息技術與建築技術有機結合，通過對設備的自動監控、對信息資源的管理和對使用者的信息服務及其與建築的優化組合，所獲得的投資合理、適合信息社會需要並且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點的建築物。隨著物聯網概念的出現，物聯網技術滲透到了各行各業，推動著對傳統產業的技術升級和改造。借助物聯網技術提升智能樓宇建設也是發展的必然。
經過物聯網技術的升級改造，智能樓宇將有4大特性：智能化，由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智能的工具；信息化，提供全方位的信息交換功能，幫助樓宇內單位與外部保持信息交流暢通；可視化，將室內CO2濃度、煤氣濃度、光照、溫度等不可見狀態通過數據可視化的形式清晰明了地呈現給用戶，讓用戶對樓宇內狀態有更加直觀的感受；人性化，強調人的主觀能動性，重視人與環境的協調，使用戶能隨時、隨地、隨心的控製樓宇內的生活和工作環境。
1 係統主要功能和架構
1.1 主要功能
基於物聯網的智能樓宇管理係統主要由樓宇人員管理追蹤和人員室內定位係統、樓宇設備智能控製係統、樓宇環境智能控製係統、智能無線視頻實時控製係統、智能樓宇停車定位及引導係統等五大部分組成。其具體功能有：
（1）室內環境監測
監測室內的有毒氣體濃度、CO2濃度、濕度、溫度、光照強度等環境指標，並能實時地將這些數據以可視化的方式展示給用戶。
（2）數據收集及保存
將室內布置的各種傳感器收集到的數據和各個智能設備自身的數據上傳到後台數據中心存儲備份。
（3） 智能用戶控製
通過智能手機等移動終端在室外通過網絡遠程控製的方式來操縱室中的各種智能設備，比如控製空調的溫度、窗簾的開合、燈光的亮滅等。
（4）智能感知控製
根據室內感知到的數據，同時根據用戶的當前位置和狀態，智能地控製室內各種設備，調節室內環境達到用戶最舒適、便捷、安全的要求。
（5）智能安防係統
智能樓宇提供自動分級安防模塊，根據用戶的當前位置和活動狀態，提供不同安全等級的安防服務，達到節能、安全兩不誤。
（6）智能停車係統
廉價、小巧、低功耗的無線傳感節點（如無線弱磁傳感節點、無線超聲波測距節點、無線紅外節點等）作為基本感知節點，通過大規模布設，達到全方位、全天候精準檢測車位使用情況；信息可通過網絡發布至電子路牌、電腦、智能手機等聯網終端，擴大應用領域，可為不同層次用戶提供優質車位信息服務。
1.2 係統總體架構
基於物聯網的智能樓宇在技術層麵分為5個層次：感知層、接入層、網絡層、支持層和應用層。
感知層：為智能樓宇提供最基礎最底層的數據感知功能，讓智能樓宇能夠“感覺到”室內的點點滴滴；
接入層：通過不同傳輸協議，實現終端機頂盒與各用戶終端（手機、平板等）、智能樓宇感知設備和智能設備的數據傳輸。接入層終端通過樓宇網關（Web方式）與網絡層實現互聯；
網絡層：通過因特網，網絡層為智能樓宇、支持層數據中心以及第三方（如醫療機構、安保機構等）進行互聯，允許各方進行數據交互；
支持層：為智能樓宇提供數據統一的數據保存功能，為後續的數據共享和應用提供實時和曆史數據；
應用層：為用戶提供簡潔易用、美觀可視、隨時隨地的用戶應用，結合用戶控製和智能控製，為用戶提供舒適、健康、人性、安全的生活。
2 樓宇人員管理追蹤和人員室內定位係統
本係統包括以下主要幾個功能模塊：人員出入管理係統、辦公人員定位係統、訪客管理係統等。
2.1 人員出入管理係統
在樓宇入口處設置開放式通道，每一個進入樓宇的人員必須佩帶無線胸卡才能通過，每個卡上可以設置各持卡人的身份信息，當持卡人通過通道時就會在相應的顯示器中列出進入樓宇區域人員的歡迎信息，無需停留，自動識別人員，快速而且智能化。如果有非法人員進入樓宇區域，此通道會自動報警，有效阻止非授權人員進入，提高樓宇區域的安全性。在樓宇區域的電梯口及樓梯口設置隱藏式通道，如果有非法人員或外來人員未經登記進入該通道後，此通道會自動報警，有效阻止非授權人員進入。
該係統主要由天線、讀寫器、聲光指示模塊、紅外模塊和用戶身份識別卡（電子標簽）等部分組成。可快速識別用戶佩戴的身份識別卡，同時判斷該用戶的進出情況，當無卡用戶通過時可發出聲光報警；身份識別卡由專用發卡器寫入個人信息。發卡器是一款桌麵式RFID讀寫器，可讀寫符合ISO/IEC15693國際標準的射頻卡及ISO/IEC14443 type A類卡，通過網絡與樓宇管理中心聯接，主要用於發卡操作。