1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑領(lǐng)域應(yīng)用本文是在本屆博覽會 “智能家居與數(shù)字化社區(qū) ”論壇上，根據(jù)全 國智能建筑及居住區(qū)標準化技術(shù)委員會 清華大學計算機科學與技術(shù) 系張公忠教授的講話整理編發(fā)的，供業(yè)界朋友參考。大家下午好！我今天講的題目是 “物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑領(lǐng) 域應(yīng)用 ”。主要包括四個方面：第一是物聯(lián)網(wǎng)時代的到來；第二是物 聯(lián)網(wǎng)時代智能建筑技術(shù)特征； 第三是云計算與智能建筑； 第四智能建 筑展望。物聯(lián)網(wǎng)時代的到來什么是物聯(lián)網(wǎng)？通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、 激光掃描器等信息傳感設(shè)備， 按約定的協(xié)議， 把任何物件與互聯(lián)網(wǎng)連 接起來進行信息交換和通訊服務(wù)，曾稱 “傳感網(wǎng) ”。實現(xiàn)智能化設(shè)備定 位

2、、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能的一種網(wǎng)絡(luò)，使物理基礎(chǔ)設(shè)施和 IT 基 礎(chǔ)設(shè)施融為一體的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概述： 1995 年，比爾蓋茨在未來之路中提 及物聯(lián)網(wǎng)，但當時這個新概念沒有引起太多的關(guān)注； 1999 年，在美 國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議提出： 傳感網(wǎng)是下一個世紀人類面 臨的又一個發(fā)展機遇； 2005 年，國際電信聯(lián)盟（ ITU ）發(fā)布互聯(lián)網(wǎng)報告 2005 ：物聯(lián)網(wǎng)。預(yù)測物聯(lián)網(wǎng)的建立將帶來 10 億量級的信息設(shè)備、30 億量級的智能電子設(shè)備、 5000 億級的微處理器，萬億以上的傳感 器需求， 是下一個萬億級信息產(chǎn)業(yè)引擎， 為計算機物聯(lián)網(wǎng)后的第三次 信息產(chǎn)業(yè)浪潮。美國權(quán)威咨詢機構(gòu)預(yù)測：到 2

3、020 年，世界上物物互聯(lián)的業(yè) 務(wù)，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達到 30：1。因此，物聯(lián)網(wǎng)被稱為 是下一個萬億級的通信網(wǎng)絡(luò)。2009 年，奧巴馬就任總統(tǒng)后， 1 月 28 日與美國工商業(yè)領(lǐng)袖 舉行了一次圓桌會議， IBM 首席執(zhí)行官首次提出 “智慧地球 ”概念。這 一概念提出以后， 得到美國各界高度關(guān)注，甚至有分析認為： IBM 公 司戰(zhàn)略構(gòu)想絕對有可能上升到美國國家戰(zhàn)略。 該戰(zhàn)略具體地說就是把 傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系 統(tǒng)、大壩、油氣管等各種物體中，并且被普遍連接起來，形成所謂的 物聯(lián)網(wǎng)。 IBM 前執(zhí)行官曾提出一個重要觀點，認為計算模式每隔 15 年發(fā)生

4、一次變革，物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)后的第四次計算模式。第一次計算模式是主機終端模式，第二次是微機網(wǎng)絡(luò)模式，第三次是互聯(lián)網(wǎng)，第四次就是物聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)真正引起中國公眾關(guān)注從去年 8 月份開始。溫家寶總理 到中科院無錫高新微納傳感工程技術(shù)研發(fā)中心考察表示： 在傳感網(wǎng)發(fā) 展中，要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術(shù)。溫家寶總理在 11 月 3 日發(fā)表題為科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā) 展的重要講話，把物聯(lián)網(wǎng)列為國家五大信息產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略之一。3 月 5 日，溫家寶總理在 “兩會 ”政府工作報告中指出，要加 快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用， 物聯(lián)網(wǎng)首次被寫進政府工作報告， 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā) 展進入了國家層面的視野。 據(jù)悉，中國已經(jīng)規(guī)劃 2020

5、年之前投入 3.86 萬億元資金用于物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)。工信部：物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成為 2010 年我國信息產(chǎn)業(yè)確定三大發(fā) 展目標之一；由工信部和國標委領(lǐng)導(dǎo)，成立物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組； 三大電信運營商、 國家廣電總局等均制定物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃。 國家廣 電總局電視網(wǎng)到千家萬戶， 所以到 2012 年的時候，要利用廣電網(wǎng)絡(luò)， 家居智能化搞物聯(lián)網(wǎng)。據(jù)預(yù)測，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈： 2009 年可能已 突破 1000 億元產(chǎn)值。 2010 年產(chǎn)值將超過 2000 億元。二、物聯(lián)網(wǎng)時代智能建筑技術(shù)特征當前智能建筑技術(shù)現(xiàn)狀，智能建筑包括了 20-30 個子系統(tǒng)； 子系統(tǒng)分成兩大類：常規(guī)與專業(yè)應(yīng)用；絕大部分常規(guī)類、幾乎全部專 業(yè)

6、應(yīng)用類子系統(tǒng)均為網(wǎng)絡(luò)化、 IP 網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)；建筑設(shè)備監(jiān)控、安防、 一卡通等已經(jīng)構(gòu)成 ITP/IP 網(wǎng)絡(luò)平臺上的集成融合子系統(tǒng)。一卡通包含很多內(nèi)容，門禁、消費等等很多內(nèi)容，現(xiàn)在融合起來了，變成一個 集成融合子系統(tǒng)。智能建筑技術(shù)遍及各個行業(yè)，從傳統(tǒng) “弱點 ”發(fā)展成 “綜合集成系統(tǒng) ”；智能建筑技術(shù)遍及數(shù)字城市，是構(gòu)建數(shù)字城市核心 技術(shù)之一； 智能建筑技術(shù)是構(gòu)建綠色建筑的重要技術(shù)； 標準與規(guī)范日 趨完善。物聯(lián)網(wǎng)對智能建筑技術(shù)發(fā)展的影響物聯(lián)網(wǎng)對智能建筑技術(shù)影響無處不在； 設(shè)備經(jīng)過傳感器聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)遍及大部分子系統(tǒng)； 可以說：很多子系統(tǒng)已經(jīng)是準物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)或 已經(jīng)是物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)。什么叫物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)，有三個方面

7、內(nèi)容，一部分是 傳感器聯(lián)網(wǎng)，一部分是互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議棧，一部分是設(shè)備網(wǎng)站。現(xiàn)在很 多子系統(tǒng)可以說已經(jīng)是物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)。例如智能家居、建筑設(shè)備監(jiān)控、 安防、一卡通、電子配線架、遠傳抄表、專業(yè)應(yīng)用等系統(tǒng)。智能建筑設(shè)備傳感器聯(lián)網(wǎng)方式：單向 /雙向；單路 /多路； TCP/IP 網(wǎng)、非 TCP/IP 網(wǎng)；設(shè)備間無直接互動 /直接互動。簡單例： 遠傳抄表 /一卡通/視頻監(jiān)控等。復(fù)雜例：智能家居 /建筑設(shè)備監(jiān)控等。智能家居物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)移動通仁門以些驢如圖，智能建筑的物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)，家居網(wǎng)連接了家電、安防、窗 簾、遠傳表具。家居網(wǎng)可以是無線，可以是電力載波，也可以是以太 網(wǎng)等等。大部分家居網(wǎng)里可能都不是 TCP/IP支持

8、的網(wǎng)絡(luò)。整個家居 里面必須要有智能家居控制器來控制這些設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)。每個家里面有 一個智能家居控制器以后，到小區(qū)里可以通過以太網(wǎng)跟住戶連接起 來，住戶也可以反饋自己家里一些情況。要么就是移動通信網(wǎng)，要么 就是以太網(wǎng)。什么叫做物聯(lián)網(wǎng)？我們知道物聯(lián)網(wǎng)里面一個最主要的核心部分是互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議在住戶移動終端跟物業(yè)里， 必須要 瀏覽器跟服務(wù)器的訪問，如果B/S訪問模式必須要有一個服務(wù)器，服 務(wù)器放在家居智能控制器里面，也就是說住戶的移動終端或者物業(yè)的 終端，通過服務(wù)器就可以訪問到家居設(shè)備的運行情況， 對它們進行控 制。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)目前常用三層結(jié)構(gòu)：管理層、控制層、現(xiàn)

9、 場總線。設(shè)備經(jīng)傳感器聯(lián)網(wǎng)的特點是物與物、物與人，多 10、實時、 面向現(xiàn)場總線。現(xiàn)場總線有 Lonwork/BACnet/Modbus 等等，非 TCP/IP 協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)。形成連接互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的邏輯設(shè)備，構(gòu)建設(shè)備網(wǎng) 站，實現(xiàn)管理和監(jiān)控功能。Tridium Sedona 架構(gòu)簡述Tridium 公司 2009 年 8 月推出的開源軟件編程開放平臺。 包括 Sedona 編程語言、工具包、虛擬機、編譯器、圖形化開發(fā)調(diào)試 工具等。是控制網(wǎng)成為物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)一種軟件體體系架構(gòu)； 目的是把現(xiàn) 場總線上的物理設(shè)備形成Sedona設(shè)備；通過B/S訪問模式對Sedona 設(shè)備進行管理和監(jiān)控； 目前已成為事實上的行

10、業(yè)標準。 我們中國也有 廠家跟 Tridium 合作以后，要推自己的產(chǎn)品，推物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，用它這 樣的東西肯定到物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)去。 大家要了解智能建筑的話， 不能不去 了解 Tridium Sedona 架構(gòu)。三、云計算與智能建筑互聯(lián)網(wǎng)，物物相連以后是傳感器聯(lián)網(wǎng)，加上互聯(lián)網(wǎng)等于物聯(lián) 網(wǎng)。所以云計算同樣適合于物聯(lián)網(wǎng)。云計算，外面講的很多。云計算在智能建筑里面用的比較多的是建筑群能耗計量與 節(jié)能管理系統(tǒng)， 沒必要每個樓里面都搞建筑群能耗計量與節(jié)能管理系 統(tǒng)，只要用一個云計算平臺，把這些統(tǒng)一起來，形成一個總的能耗計量與節(jié)能管理系統(tǒng)。因為云計算實際上是互聯(lián)網(wǎng)上一種公共服務(wù)， 它 是針對互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，也針對物聯(lián)

11、網(wǎng)架構(gòu)。智能建筑綜合集成、維護、管理系統(tǒng)。如果我們智能建筑維 護管理都走物聯(lián)網(wǎng)道路的話，我們智能建筑用不到每個樓里面都搞一 套智能建筑維護管理班子，用一個云架構(gòu)就可以了，統(tǒng)一管理，非常 方便。四、智能建筑展望智能建筑如果用物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)以后，總體結(jié)構(gòu)要發(fā)生變遷。而 且用了物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，智能建筑與數(shù)字城市進一步融合，自主創(chuàng)新和產(chǎn) 業(yè)發(fā)展大好機遇。故障分析建筑設(shè)備網(wǎng)站設(shè)備監(jiān)J務(wù)智能建筑總體結(jié)構(gòu)的變遷物業(yè)管坷J排水腳明智能建筑總體結(jié)構(gòu)的變遷，這是一個樓控系統(tǒng)，中間是建筑 設(shè)備網(wǎng)站，左邊是瀏覽器，故障分析、能耗管理、設(shè)備監(jiān)控、物業(yè)管 理，通過建筑設(shè)備網(wǎng)站對這些設(shè)備進行監(jiān)控和

12、管理，空調(diào)暖通、給排 水、電梯、照明、供配電、能耗計量。如果要搞集成管理的話，智能建筑搞一個門戶網(wǎng)站，對樓控、 安防、一卡通、智能照明等進行統(tǒng)一管理。跟數(shù)字城市進一步融合，中間是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用協(xié)議，下面是 城市里各智能設(shè)備，有家居、樓控、工控、保健、交通等等，都嵌入 傳感器設(shè)備，如果都跟互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議相連，互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用協(xié)議上面就是 B/S訪問模式，設(shè)備管理、能耗管理、庫存管理、生產(chǎn)管理、服務(wù)管 理等等，整個智能建筑跟數(shù)字城市進一步融合起來。據(jù)預(yù)測，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈在2009年可能已突破100億元產(chǎn)值，2010年產(chǎn)值將超過2000億元。近幾個月來，幾起智能家居的 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)已推向市場。 智能建筑物聯(lián)網(wǎng)標準應(yīng)該先行， 涉及住建部 /工信部/公安部/廣電總局等