一种基于IoT的智能建筑管理系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于 IoT的智能建筑管理系统，包括应用层、自动化层、虚拟化层、物理层、安全与信用管理层和配置管理层，所述自动化层，用于采用机器学习机制，根据用户活动来自动操作和执行命令与事件；所述虚拟化层包括虚拟设备管理模块；所述物理层包括设备装备；所述安全与信用管理层包括服务管理模块和上下文管理模块、通信管理模块、安全与信用管理模块；所述配置管理层包括服务质量管理模块和布局管理模块。本发明专利技术所提供系统能够可靠、实时地传输传感器的测量数据；通过计算数据的信用值避免误报警，并确保系统中不存在影响系统决策的恶意攻击或设备故障；通过系统架构中自动化层的功能组件实现系统先进的智能化。

An intelligent building management system based on IoT

The present invention provides an intelligent building management system based on IoT, including application layer, automation layer, virtual layer, physical layer, security and credit management and configuration management, the automation layer for using machine learning mechanism based on user activity to automate and execute the command and the virtual events; layer including virtual device management module; the physical layer includes equipment; the security and credit management including service management module and context management module, communication management module, security and credit management module; the configuration management including service quality management module and management module layout. The invention provides a system capable of reliable and real-time transmission of sensor measurement data; data by calculating the credit value to avoid false alarms, and ensure the effect of system decision not system in the presence of malicious attacks or equipment failure; implementation of advanced intelligent system through the function module automation layer of the system framework.

【技术实现步骤摘要】
一种基于IoT的智能建筑管理系统
本专利技术涉及智能建筑领域，更具体的，本专利技术涉及基于IoT的智能建筑管理系统。
技术介绍
IoT是InternetofThings的缩写，通常称为“物联网”，指的是将各种信息传感设备与互联网相连，让所有能够被独立寻址的各种各样的嵌入式传感器实现互联互通的网络。物联网能够使建筑中的监控系统、门禁系统、云计算、移动互联网和楼控中心进行很好的结合，组成建筑物的智慧大脑。BMS是指建筑管理系统，是BuildingManagementSystem的简称，系统立足于各个维护建筑运行的自动控制系统，为建筑的管理、运营提供服务。系统的目标是对建筑内的所有设备采用现代化技术，进行全面有效的监控和管理，确保建筑内的所有设备处于高效、节能的最佳运行状态，为建筑内的人员提供一个安全、舒适、便捷的工作和生活坏境。SOA是指面向服务的体系结构，它将应用程序的不同功能单元成为服务，通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。面向服务的架构是一种粗粒度、松耦合服务架构，服务之间通过简单、精确定义接口进行通讯，不涉及底层编程接口和通讯模型。SOA将能够帮助软件工程师们站在一个新的高度理解企业级架构中的各种组件的开发、部署形式，采用SOA架构的系统能够更加从容的面对业务的急剧变化。随着我国移动通信网络和信息技术的发展，国民经济水平的提高，企业和居民对能提供安全、智能、便捷服务的智能建筑管理和智能家居的需求越来越高，目前现有的智能建筑管理系统存在架构层次简单、采集的数据错误率高、自动化层度不高的问题。
技术实现思路
为了解决现有智能建筑管理系统中服务质量(QoS)不高，传感器数据误报率高的问题，本专利技术提出了一种基于物联网的智能建筑管理系统，运用面向服务的体系结构(SoA)，使服务与设备之间能无缝交互，系统的可信度、可靠性、智能化高。本专利技术技术方案提供一种基于IoT的智能建筑管理系统，所述IoT为物联网，包括应用层、自动化层、虚拟化层、物理层、安全与信用管理层和配置管理层，所述自动化层，用于采用机器学习机制，根据用户活动来自动操作和执行命令与事件；所述虚拟化层包括虚拟设备管理模块；所述虚拟设备管理模块，用于负责虚拟化智能设备，并管理虚拟设备；所述物理层包括设备装备；所述设备装备，用于提供集成在设备上使设备能被应用程序访问的所有功能组件；所述安全与信用管理层包括服务管理模块和上下文管理模块、通信管理模块、安全与信用管理模块；所述服务管理模块，用于管理应用程序的请求，并利用虚拟设备管理模块提供的服务来处理应用程序的请求；所述上下文管理模块，用于负责管理相同设备或与同一个虚拟实体相关联的所有设备测量值；所述通信管理模块，用于负责管理设备与设备之间以及设备与系统其他模块之间的通信；所述安全与信用管理模块，用于负责系统中所有的与安全相关的操作所述配置管理层包括服务质量管理模块和布局管理模块；所述布局管理模块，用于负责在建筑平面图上将设备分配到计划的位置，支持应用程序发现要使用的设备，并对发现的结果进行用户界面显示；服务质量管理模块，用于负责系统中所有QoS相关的操作，保证系统中服务和设备的QoS水平维持在所要求的水平，所述QoS表示服务质量。而且，所述设备装备，包括如下单元，资源管理单元，用于采集设备传感器的数据，或向设备的执行器发送执行命令；注册单元，用于将设备注册到系统的注册表中，并存储设备在建筑中的位置信息、与物理实体的关联关系、以及设备的类型；接入单元，用于提供访问设备服务的接口，解析收到的请求并访问请求的设备资源；配置或重新配置设备单元，用于进行设备相关配置；而且，所述通信管理模块，包括如下单元，智能设备组件单元，用于负责选择和配置设备的接口，同时负责路由传输和调度数据包；网关组件单元，用于负责对集中式路由和集中式信道进行分配，当在不同的域和网络中传输数据包时，还负责翻译网络和应用协议。而且，所述虚拟设备管理模块，包括如下单元，注册表单元，用于负责从设备装备获取设备信息，并将设备的所有信息存储到一个集中式索引数据库中；虚拟设备管理器单元，用于负责配置和管理虚拟设备的资源，并为服务质量管理模块设定QoS级别，计算设备的信任级别；设备发现管理器单元，用于负责根据应用程序的请求来发现虚拟设备，查询注册找出最可能满足程序请求的设备或设备组。而且，所述服务质量管理模块，包括如下单元：监测单元，用于负责监测设备所提供服务的QoS，监测设备连接状态的QoS；QoS变更管理单元，用于与通信管理模块和虚拟设备管理模块协同处理QoS的变更。而且，所述服务管理模块，包括如下单元，处理单元，用于处理应用程序的请求；发现单元，用于发现满足应用程序请求的服务；组织单元，用于组织和编排发现的服务，以满足应用程序的请求；访问单元，用于访问虚拟设备的服务，通过向虚拟设备管理模块发送请求，来发现能提供请求所需服务的设备；数据管理单元，用于从设备获取请求的数据，处理并发送给上下文管理模块和将转发到应用程序的服务。而且，所述上下文管理模块，包括如下单元，上下文提取单元，用于从设备采集的测量数据中提取上下文数据，然后当需要修改配置时发送给安全与信用管理模块。而且，所述安全与信用管理模块，包括如下单元，设备安全配置单元，用于向虚拟设备管理模块下发命令，根据设备的信用值对各个设备进行安全配置；安全通信单元，用于向通信管理模块下发命令，确保安全通信；授权与接入控制单元，用于通过向服务管理模块输出命令实现对服务和设备的访问进行授权和接入控制，确保仅有已被授权的用户有权根据预定义的策略访问服务和设备；信用值计算单元，用于从上下文管理模块中获取数据，来计算和管理系统中用户面和设备面的信用值。而且，所述自动化层，包括如下模块，事件管理模块，用于接收服务管理器转发的设备数据，跟踪、管理系统中的事件，将事件发送到案例推理模块；案例推理模块，用于应用机器学习算法，分析传感器的数据来提取行为模式，为当前遇到的问题自动寻找潜在的有用的解决方法，从而改变系统指令，推理结果输入到业务流程管理模块；业务流程管理模块，用于存储应用程序的业务处理流程，编排业务处理的步骤，当应用程序的业务流程改变时，发送新的命令给命令编辑模块；命令编辑模块，用于转发新的命令给服务管理模块，为应用程序的业务流程配置服务。本专利技术通过在系统架构中加入安全与信用管理层、自动化层，降低了数据的错误率，提高了系统的智能化、自动化程度。本专利技术系统架构中的安全与信用管理层、自动化层，极大的降低了数据的错误率，提高了系统的智能化和自动化程度。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、可靠、实时地传输传感器的测量数据；2、通过计算数据的信用值避免假报警，并确保系统中没有恶意攻击或功能有故障的设备来影响系统决策；3、通过系统架构中自动化层的功能组件实现系统先进的智能化。附图说明图1为本专利技术实施例的架构层次图；图2为本专利技术实施例的功能架构图。具体实施方式以下根据附图和实施例对本专利技术具体实现进行说明。参见图1，本专利技术实施例提供了一种基于IoT的智能建筑管理系统，包括：应用层，用于处理和监听物联网应用程序访问本专利技术架构服务的请求；自动化层，用于根据用户的活动自动配置服务给用户；包括事件管理模块、案例推理(CBR)模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于IoT的智能建筑管理系统，所述IoT为物联网，其特征在于：包括应用层、自动化层、虚拟化层、物理层、安全与信用管理层和配置管理层，所述自动化层，用于采用机器学习机制，根据用户活动来自动操作和执行命令与事件；所述虚拟化层包括虚拟设备管理模块；所述虚拟设备管理模块，用于负责虚拟化智能设备，并管理虚拟设备；所述物理层包括设备装备；所述设备装备，用于提供集成在设备上使设备能被应用程序访问的所有功能组件；所述安全与信用管理层包括服务管理模块和上下文管理模块、通信管理模块、安全与信用管理模块；所述服务管理模块，用于管理应用程序的请求，并利用虚拟设备管理模块提供的服务来处理应用程序的请求；所述上下文管理模块，用于负责管理相同设备或与同一个虚拟实体相关联的所有设备测量值；所述通信管理模块，用于负责管理设备与设备之间以及设备与系统其他模块之间的通信；所述安全与信用管理模块，用于负责系统中所有的与安全相关的操作所述配置管理层包括服务质量管理模块和布局管理模块；所述布局管理模块，用于负责在建筑平面图上将设备分配到计划的位置，支持应用程序发现要使用的设备，并对发现的结果进行用户界面显示；服务质量管理模块，用于负责系统中所有QoS相关的操作，保证系统中服务和设备的QoS水平维持在所要求的水平，所述QoS表示服务质量。...

【技术特征摘要】
1.一种基于IoT的智能建筑管理系统，所述IoT为物联网，其特征在于：包括应用层、自动化层、虚拟化层、物理层、安全与信用管理层和配置管理层，所述自动化层，用于采用机器学习机制，根据用户活动来自动操作和执行命令与事件；所述虚拟化层包括虚拟设备管理模块；所述虚拟设备管理模块，用于负责虚拟化智能设备，并管理虚拟设备；所述物理层包括设备装备；所述设备装备，用于提供集成在设备上使设备能被应用程序访问的所有功能组件；所述安全与信用管理层包括服务管理模块和上下文管理模块、通信管理模块、安全与信用管理模块；所述服务管理模块，用于管理应用程序的请求，并利用虚拟设备管理模块提供的服务来处理应用程序的请求；所述上下文管理模块，用于负责管理相同设备或与同一个虚拟实体相关联的所有设备测量值；所述通信管理模块，用于负责管理设备与设备之间以及设备与系统其他模块之间的通信；所述安全与信用管理模块，用于负责系统中所有的与安全相关的操作所述配置管理层包括服务质量管理模块和布局管理模块；所述布局管理模块，用于负责在建筑平面图上将设备分配到计划的位置，支持应用程序发现要使用的设备，并对发现的结果进行用户界面显示；服务质量管理模块，用于负责系统中所有QoS相关的操作，保证系统中服务和设备的QoS水平维持在所要求的水平，所述QoS表示服务质量。2.根据权利要求1所述基于IoT的智能建筑管理系统，其特征在于：所述设备装备，包括如下单元，资源管理单元，用于采集设备传感器的数据，或向设备的执行器发送执行命令；注册单元，用于将设备注册到系统的注册表中，并存储设备在建筑中的位置信息、与物理实体的关联关系、以及设备的类型；接入单元，用于提供访问设备服务的接口，解析收到的请求并访问请求的设备资源；配置或重新配置设备单元，用于进行设备相关配置。3.根据权利要求1所述基于IoT的智能建筑管理系统，其特征在于：所述通信管理模块，包括如下单元，智能设备组件单元，用于负责选择和配置设备的接口，同时负责路由传输和调度数据包；网关组件单元，用于负责对集中式路由和集中式信道进行分配，当在不同的域和网络中传输数据包时，还负责翻译网络和应用协议。4.根据权利要求1所述基于IoT的智能建筑管理系统，其特征在于：所述虚拟设备管理模块，包括如下单元，注册表单元，用于负责从设备装备获取设备信息，并将设备的所有信息存储到一个集中式索引数据库中；虚拟设备管理器单元，用于负责配置和管理虚拟设备的资源，并为服务质量管理模块设定QoS...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚洁，蔡剑峰，陈丹，胡志勇，阳许军，邱显龙，肖伟明，余道敏，
申请(专利权)人：武汉虹信技术服务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42