一种基于物联网的智能建筑区域管理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于物联网的智能建筑区域管理系统。本发明专利技术以智能建筑中基于建筑结构及功能、环境状况、人为划分等因素形成的区域为单位，在物联网的感知层针对建筑设备管理系统、信息服务设施、安全保卫设施、环境监测系统等多类型的功能节点决定区域依属，并基于区域进行系统集成，形成区域集成子系统，从而在区域范围以内实现各类型建筑功能系统的数据传输共享与相互联动。而在物联网的应用层，智能建筑的信息与控制中心则以区域为目标进行状况监测及任务指令的下达，区域集成子系统根据信息与控制中心的指令，调动区域内各建筑功能系统进行协同响应。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的智能建筑区域管理系统
本专利技术涉及智能建筑
，更具体地，涉及一种基于物联网的智能建筑区域管理系统。
技术介绍
智能建筑以建筑物为平台和载体，内部集成了能够智能化工作的建筑设备管理系统、信息服务设施、安全保卫设施、环境监测系统等建筑功能系统，并且设立信息和控制中心对整个建筑进行状况监测和集中控制，最终实现建筑的功能、管理、环保、节能等方面的优化，为建筑使用者提供理想的环境和优质的服务。智能建筑是以各类型的建筑功能系统自身的智能化和集中化管理和控制为基础和起点发展起来的，随着技术的不断发展，建筑功能系统自身的智能化水平和性能得到了显著的提升和完善。例如，智能照明系统已经能够实现基于时段和环境光照等因素全自动地进行照明设备的开关和强度调节；安全保卫设施可以实现门禁控制、视频监视、异常报警等方面的自动运行和响应；建筑物内的电子告示牌和显示屏幕可以在信息和控制中心的远程操作下实现开关控制和显示内容更新，等等。当前，智能建筑技术发展的关键已经不在于各个建筑功能系统自身的提升，而在于建筑功能系统的综合集成。智能建筑的系统综合集成并不是各系统的简单叠加，而是要以数据交互传输和功能协同联动为手段，其中最基础的是建立各建筑功能系统一体化的信息共享和共同控制的机制。物联网被称为“物物相连的互联网”，即通过传感设备和智能装置针对现实世界进行物体识别和信息采集，进而在约定的共同协议基础上，通过网络进行传输互联，并且进行数据的计算、处理、存储和应用，从而实现信息整合和共享。在物联网的基础上，能够在非常广泛的范围内，实现针对所谓物的实时控制和精确管理。图1示出了物联网的网络架构，共包括三层体系，即感知层、网络传输层以及应用层。感知层实现对现实世界的状态感应、物体识别和信息采集，包括各类物理量传感器，RFID标签设施，二维码设施，还包括能够生成和传输自身相关状态数据的智能化装置，例如现有技术中的智能空调、智能监控器、智能灯具等都内置了支持物联网数据反馈的控制芯片。网络传输层的任务是针对感知层提供的数据实现传输与路由，将数据提供至应用层。应用层集中了物联网应用及其中间件架构，通过对数据的聚集和分析，实现具体功能。可见，对于智能建筑当中各个建筑功能系统的集成来说，基于物联网技术的发展，能够充分地实现建筑功能系统之间的整合互通，从而为系统之间的数据交互和协同控制提供了良好的基础平台。因而，在将物联网从概念推向实际应用的进程当中，人们已经比较早地尝试在智能建筑领域构建物联网平台。图2是现有技术中一种典型的基于物联网构建的智能建筑系统集成解决方案。在该方案中，智能建筑的闭路监控设备、门禁对讲系统、水电气计量表、照明控制系统、空调暖风系统等智能建筑的建筑功能系统通过标准化的适配器接口连接到交换机，再通过以太网架构连通至信息和控制中心服务器，由该服务器向智能建筑的物业管理中心以及互联网提供查询和控制服务。所述适配器接口可以基于BACNET、LONTALK等标准协议，向底层兼容不同功能设备的物理层及数据链路层，向上屏蔽了底层的差异而提供标准统一的接口和通信协议，由网关进行数据转换，实现符合以太网标准的上层硬件架构，从而将不同厂商的建筑功能系统均集成到整个智能建筑管理系统中来。然而，从上述以物联网为基础实现集成的智能建筑管理体系中可以看到，现有技术以各个智能建筑系统为单位进行网络架构组织，并相应地执行数据传输和功能控制。各个智能建筑的功能系统直至物联网的应用层仍然处于分立的状态，需要由信息和控制中心进行系统之间数据的融合以及功能上的协同联动。可见，总的来说，通过对比图1和图2可以发现，现有技术仍然是以物联网自身的架构方式，来实现智能建筑中的系统集成。然而，事实上，建筑物本身是一种独特的物联网应用环境。建筑物的核心特征是以空间区域作为其基本的功能单元和组织单元，智能建筑的建筑功能系统也需要分布或集中设置在空间区域内。小区等建筑群可以以幢为单位进行区域划分；对于一幢建筑物来说，可以按照楼层、房间等不同尺度的区域进行单元划分；某些较大建筑结构如走廊、门堂大厅、公共车库、看台虽然空间上连通，也可以根据位置关系来划分区域。区域在对建筑物的管理和控制方面具有重要作用，因为建筑物一般是基于区域进行组织和应用从而实现功能的。智能建筑的建筑功能系统也往往要面向区域发挥其作用。例如，在会议中心，人们以房间为单位召开会议，相应地就要以各个房间为单位对其温度、通风、供电、照明以及门禁设施、信息化设备进行设置和调控。另一方面，建筑物的各种自身状况也与区域具有密不可分的关系，例如建筑物内的自然光照、温度等状况都与区域位置呈现出密切的联系。建筑物的区域可以是由工程建设过程中形成的建筑结构和建筑功能决定的，例如楼层与房间；也可以基于各种自然或环境因素来划分，例如根据光照条件、室内温度分布进行自适应的区域分割；也可以是按照人为因素而划定的，例如在车库中分割停车区位。由于上述原因，在基于物联网实现的智能建筑的集成系统当中，以区域为单位融合各个建筑功能系统、规划系统架构并实现信息资源共享、多系统协同和管理控制，相比现有技术面向各个建筑功能系统的网络构架和集中控制，具有明显的优势。例如，为了在智能建筑中的某一房间进行某项会议，需要将该房间的温度、通风、照明调节至适宜的程度，将房间内的显示器和音频装置等信息化设施设置至可用状态，根据参会人员情况对应地设置开放门禁系统，在电子公告牌上显示本会议的名称、起止时间等信息，以及启动相关的闭路监控以避免意外情况等等。以上管理一部分可以由智能建筑的系统自动实现，而另外一些则只能通过人工设置实现。但是在现有技术的体系结构下，无论是自动还是人工实现上述过程，都需要比较高的成本和比较复杂的控制手段。由于现有技术中空调、照明、信息服务设施管理、安保等建筑功能系统从基础的感知层是分立构建和组织的，因而信息和控制中心必须在应用层调用不同的功能应用，分别针对各个功能系统进行数据监测、分析、控制及指令下达。显然，信息和控制中心针对各个建筑功能系统在感知层上的全部或大部分传感器节点和智能设备分别进行相对独立的管理与控制，在现有技术中其硬件成本和通讯方面的开销是比较大的，特别是在多系统协同过程中需要调用各应用功能的控制进程，其实现过程非常复杂。相反，在以区域构架的物联网实现的智能建筑管理系统当中，信息和控制中心能够容易地调取与会议房间相关的区域，执行数据监测和实现管理控制。
技术实现思路
根据现有技术中的上述需求，本专利技术提供了一种基于物联网的智能建筑区域管理系统。本专利技术以智能建筑中基于建筑结构及功能、环境状况、人为划分等因素形成的区域为单位，在物联网的感知层针对建筑设备管理系统、信息服务设施、安全保卫设施、环境监测系统等多类型的功能节点决定区域依属，并基于区域进行系统集成，形成区域集成子系统，从而在区域范围以内实现各类型建筑功能系统的数据传输共享与相互联动。而在物联网的应用层，智能建筑的信息与控制中心则以区域为目标进行状况监测及任务指令的下达，区域集成子系统根据信息与控制中心的指令，调动区域内各建筑功能系统进行协同响应。本专利技术提供了一种基于物联网的智能建筑区域管理系统，其特征在于，包括：功能设施节点，区域集成控制节点，区域控制中心，以及信息和控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的智能建筑区域管理系统，其特征在于，包括：功能设施节点，区域集成控制节点，区域控制中心，以及信息和控制中心；所述功能设施节点处于物联网的感知层，用于对智能建筑的环境状态进行感应生成相应的参数数据，和/或执行建筑设施功能并生成反映自身状态的参数数据；所述区域控制中心用于根据所述功能设施节点的空间位置、功能属性和状态参数确定其依属区域，形成各区域的区域集成子系统的节点构成方案，并且实现功能设施节点的编址和地址分配；所述区域集成控制节点位于物联网的网络传输层，用于根据所述区域集成子系统的节点构成方案，与区域内的功能设施节点建立连接以便进行数据和指令传输；并且，所述区域集成控制节点对所述功能设施节点的状态参数进行汇集、存储与监测，并且向区域内的功能设施节点下达控制指令；所述区域集成控制节点还用于与信息和控制中心建立通信连接，上传本区域的区域信息和区域状态参数；所述信息和控制中心用于汇集区域集成控制节点上传的区域信息和区域状态参数，根据所述区域状态参数监测区域的状态；并且向区域集成控制节点下达面向区域的区域控制指令。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的智能建筑区域管理系统，其特征在于，包括：功能设施节点，区域集成控制节点，区域控制中心，以及信息和控制中心；所述功能设施节点处于物联网的感知层，用于对智能建筑的环境状态进行感应生成相应的参数数据，和/或执行建筑设施功能并生成反映自身状态的参数数据；所述区域控制中心用于根据所述功能设施节点的空间位置、功能属性和状态参数确定其依属区域，形成各区域的区域集成子系统的节点构成方案，并且实现功能设施节点的编址和地址分配；所述区域集成控制节点位于物联网的网络传输层，用于根据所述区域集成子系统的节点构成方案，与区域内的功能设施节点建立连接以便进行数据和指令传输；并且，所述区域集成控制节点对所述功能设施节点的状态参数进行汇集、存储与监测，并且向区域内的功能设施节点下达控制指令；所述区域集成控制节点还用于与信息和控制中心建立通信连接，上传本区域的区域信息和区域状态参数；所述信息和控制中心用于汇集区域集成控制节点上传的区域信息和区域状态参数，根据所述区域状态参数监测区域的状态；并且向区域集成控制节点下达面向区域的区域控制指令；其中,所述区域控制中心包括：通信单元，用于基于MAC层实现与各个功能设施节点和区域集成控制节点的通信；节点信息单元，用于接收和维护表示各个功能设施节点的空间位置、功能属性和状态参数的信息；规划获取单元，用于调取表示智能建筑中依据建筑结构、建筑功能和人为定义所划分的区域的空间边界范围的区域规划方案；规则选择单元，根据功能设施节点的功能属性，确定该功能设施节点区域依属的规则；空间关系计算单元，用于根据所述功能设施节点的空间位置以及所述空间边界范围，计算功能设施节点之间的空间关系，以及计算功能设施节点与智能建筑中依据建筑结构、建筑功能和人为定义所划分的区域之间的空间关系；状态相似度计算单元，用于根据功能设施节点的状态参数，计算功能设施节点之间状态参数相似度值；节点分配单元，用于基于所述规则，根据功能设施节点的空间关系、功能属性和状态参数相似度值中的至少一项，确定功能设施节点区域依属的区域；所述功能设施节点区域依属的规则包括：空间优先规则、属性优先规则、基于状态参数的自适应区域划分规则；并且，所述节点分配单元基于所述空间优先规则，获得功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙向东，杨俊，高艳辉，
申请(专利权)人：尚高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32