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基于物联网技术的建筑智能化系统优化与应用探讨

杨新星
  
富网媒体号
2024年50期
武汉建工集团股份有限公司 湖北武汉 430057

摘要:时代的进步和科技的发展催生了信息化时代,信息化时代极大的促进了社会生产力的进步。随着信息化时代发展的深入,物联网技术逐渐兴起,实现了现代社会的万物互联。物联网技术在建筑智能化系统中的应用促进了现代建筑体系的发展,让建筑不断趋向现代化和智能化,为人们生产生活带来了便利。本文将针对基于物联网技术的建筑智能化系统优化与应用,目的在于进一步挖掘物联网的价值,完善物联网在现代建筑智能化系统中的应用。

关键词:物联网;建筑智能化;应用

智能化作为现代社会发展的主题词,无论是日常生活,还是工业生产中,智能化的应用都为人们提供了极大的便利,提高了生产生活效率,同时,也让人们享受到了来自科技的便捷,在建筑领域,通过物联网技术,能够有效提升建筑能源效率、优化资源配置以及改善居住与工作环境质量的持续追求。这是现代社会发展的必然趋势,物联网背景下的建筑智能化设计已经成为行业发展的大势所趋。

一、物联网技术概述

物联网,是一种基于信息化时代背景而产生的一种新兴技术,其通过网络和相应的终端设备,实现不同设备之间的互联,按约定的协议,对任何物品进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一个网络。物联网技术将各种物理设备与互联网相连接,实现信息的互联互通,从而创造出更加智能、便捷的生活方式。就当下社会而言,物联网的应用已经渗透到社会发展的各个层面,无论是在家居领域还是工业、农业等生产领域,物联网的作用都得到了巨大的发挥。而互联网作用的发挥离不开关键技术的支撑。其中,传感器技术是物联网技术的核心。传感器能够感知外部环境的变化,将物理量转换为电信号,为物联网系统提供丰富的数据源。此外,通信技术、云计算技术、大数据技术等也为物联网技术的发展提供了有力支持,这些技术的不断突破和创新,为物联网技术的广泛应用提供了可能。在物联网发展的过程中,也存在一定的安全隐患,数据安全与隐私保护问题、设备兼容性与标准化问题、网络覆盖与通信质量问题等。为了克服这些挑战,需要不断加强技术研发、完善法律法规、推动产业合作,共同推动物联网技术的健康发展。

二、物联网技术在智能建筑管理系统中的具体应用

1.智能安防监测系统

随着科技的飞速发展和信息化时代的到来,物联网技术以其独特的优势逐渐渗透到各个行业和领域,其中智能建筑管理系统便是其重要的应用领域之一。物联网技术在智能建筑管理系统中的应用,不仅提高了建筑的管理效率,更实现了对建筑的智能化、安全化监控。智能安防监测系统是智能建筑管理系统的重要组成部分,它运用物联网技术实现对建筑内部及周边的全方位、实时监控,这一系统通过布置传感器、摄像头等物联网设备,将实时数据通过网络传输至监控中心,为管理人员提供准确、及时的信息,以便对可能存在的安全隐患进行及时处置。物联网技术提高了监控的实时性和准确性。通过物联网设备,管理人员可以实时获取建筑内部的温度、湿度、光照等环境数据,以及人员出入、物品移动等动态信息。同时,高清摄像头可以捕捉到建筑内外的画面,帮助管理人员及时发现异常情况。同时,物联网技术实现了监控数据的自动化处理和分析。通过大数据和云计算技术,系统可以对监控数据进行实时分析,自动识别异常行为,并向管理人员发出预警,系统还可以对历史数据进行挖掘,为管理人员提供决策支持。此外,物联网技术还提升了安防系统的智能化水平。通过人工智能和机器学习技术,系统可以不断优化,提高识别异常行为的准确性和速度。

2.智能家居系统

近年来,智能家居系统逐渐走进人们生活,成为大众喜爱的一种家庭设计,智能家居能够为人们日常生活提供方便,让人们享受智能社会带来的优势。智能家居对于人们最为直接的影响就是智能家电的控制,通过物联网技术,用户可以轻松实现对家中各种家电设备的远程控制。无论是空调、冰箱还是洗衣机,只要连接到物联网平台,用户就可以随时随地通过智能手机进行操作,这种便捷的控制方式,让人们在繁忙的生活中能够更加方便地管理家电设备,提高生活质量。同时,智能照明系统也是物联网在智能家居中的重要应用场景。智能照明系统利用物联网技术,可以根据环境光线、时间等因素自动调节室内照明亮度。此外,用户还可以根据个人喜好和需求,设置不同的灯光场景,这种智能化的照明系统,不仅提升了家居环境的舒适度,还有助于节约能源。此外,智能环境监测能够提升家居设计体验。物联网技术可以应用于智能环境监测领域,通过在家中布置各种传感器,用户可以实时了解室内环境状况。同时,智能家居系统还可以根据监测数据自动调节室内环境,为人们打造一个更加健康、舒适的居住环境。物联网技术在智能家居系统中的应用,它不仅提高了人们的生活质量,还为家庭安全提供了有力保障。

3.能效分析系统

随着物联网发展的逐渐深入,建筑系统智能化逐渐走入大众视野,也成为现代建筑设计中不可或缺的一个维度,通过引入物联网技术,能够实现能效分析,这对于建筑智能化是非常必要的。能效分析系统通过收集建筑内各种设备的能耗数据,利用物联网技术进行分析处理,为建筑管理者提供有关能耗的详细信息,以便进行节能改造和优化管理。能效分析系统可以实时监测建筑的能耗情况,包括电、水、气等资源的消耗情况,并生成相应的报表和图表,使管理者能够直观地了解建筑的能耗状况。此外,能效分析系统还可以根据历史数据和实时数据,对建筑的能耗进行预测和规划,为管理者提供科学的决策依据。在能效分析系统的应用中,物联网技术还发挥着重要的作用。物联网技术可以通过无线传感器网络实现对建筑内各种设备的实时监测和数据采集,为能效分析提供准确的数据支持,同时,物联网技术还可以实现设备间的信息共享和协同工作,使得能效分析系统更加智能化和高效化。

三、物联网技术在建筑智能化中应用存在的问题

1.系统操作存在安全隐患

在建筑智能化过程中,物联网技术通过连接各种设备和系统,实现了对建筑环境的实时监控、智能控制和数据分析。这种高度互联的特性也使得系统容易受到各种安全威胁。一方面物联网设备可能因设计缺陷或软件漏洞而遭受黑客攻击,导致系统被篡改或数据泄露。另一方面由于物联网设备数量众多,管理难度加大,一旦某个设备被攻击,整个系统都可能受到波及。近年来,国内外已有多起建筑智能化系统遭受黑客攻击的事件被报道。黑客通过入侵系统,窃取建筑内的敏感信息,甚至控制建筑内的设备,造成严重的安全隐患。此外,由于物联网设备的安全漏洞和管理不当,每年因系统操作安全问题导致的经济损失高达数十亿。

2.数据采集与分析能力不足

数据采集与分析,是物联网实现不同设备互联的基础,其本质就是利用不同设备之间数据的交互实现控制,因此,数据采集与分析对于物联网的发展是非常重要的,但在实际应用中却存在这方面能力不足的情况。这主要是由于物联网设备在数据采集过程中,受到环境、设备性能等多种因素的影响,导致数据采集的精度和稳定性受到挑战。同时,尽管已经采集到了大量的数据,但是如何有效地对这些数据进行处理和分析,以提取出有价值的信息,却是一个具有挑战性的任务。目前,大多数建筑智能化系统缺乏高效的数据分析算法和模型,导致无法充分利用采集到的数据来优化建筑运营和管理。

3.系统集成问题

物联网,是通过网络与数据交互,将相应的终端设备联接的一种技术,而这就涉及到了系统集成的问题,不同设备之间存在互斥,或者在系统设计中存在一定的局限,导致整个物联网系统在集成中存在问题。由于建筑智能化系统涉及的设备种类繁多、功能各异,如何实现各种设备之间的信息交互和协同工作,成为了摆在人们面前的一大难题。此外,不同厂商生产的设备往往采用不同的通信协议和标准,这也给系统集成带来了极大的挑战。物联网技术在建筑智能化中的应用存在系统集成问题,但只要采取积极的措施,加强技术研发和创新,推动标准体系建设,加强人才培养和引进,就一定能够克服这些难题,推动物联网技术在建筑智能化领域的应用取得更加显著的成果。

四、物联网技术建筑智能化系统优化策略

1.利用大数据和机器学习技术,提升系统性能

物联网技术建筑智能化系统优化是一个复杂且关键的过程,其目的在于通过利用大数据和机器学习技术,不断提升系统的性能,以满足现代建筑对于智能化、高效化和可持续性的需求。然而仅仅依靠物联网技术并不能完全满足建筑智能化系统优化的需求。为了进一步提升系统性能,需要借助大数据和机器学习技术。大数据技术能够对海量数据进行存储、分析和挖掘,从而发现隐藏在数据背后的规律和价值,在建筑智能化系统中,大数据技术可以帮助实现对设备运行数据、环境数据、人员行为数据等的全面分析,进而找出系统中的瓶颈和优化点。机器学习技术则是一种能够从数据中自动学习并改进算法的技术。在建筑智能化系统中,可以利用机器学习技术对历史数据进行学习,构建出能够预测和优化的模型。通过对设备运行数据的分析,机器学习模型可以预测设备的维护周期和故障风险,从而提前进行维护和更换,避免设备故障对系统性能的影响。除此之外,大数据和机器学习技术还可以帮助我们实现对建筑智能化系统的智能化控制和优化。通过对环境数据的分析,系统可以自动调节室内温度、湿度和光照等参数,提高居住者的舒适度和满意度。同时,系统还可以根据人员行为数据调整设备的工作模式和运行策略,实现能源的节约和高效利用。

2.材料和设计创新,提高建筑智能化系统的效率

创新,是时代发展的关键词,尤其是对于物联网领域而言,创新已经成为一种常态化的理念,只有不断创新,才能跟紧时代发展的步伐,不断实现技术和理念上的突破。而对于建筑智能化系统而言,创新不外乎就材料和设计上进行开拓,对于材料,要从材料的性质和兼容性上进行突破,而对于设计,则需要设计师通过对整个建筑功能和施工的把握,进行科学合理的设计。首先,在材料创新方面,材料创新是建筑智能化系统优化的关键一环,随着科技的进步,新型材料不断涌现,为建筑智能化系统提供了更多的可能性。采用具有自感知、自修复等功能的智能材料,能够实现对建筑内部环境参数的实时监测与调节,从而优化系统的运行效率。此外,绿色建材的使用也能降低能耗,减少对环境的污染,实现可持续发展。此外,在设计方面,在建筑智能化系统的设计中,需要充分考虑物联网技术的应用。通过将传感器、控制器等物联网设备嵌入到建筑结构中,实现数据的实时采集、传输与处理,从而为系统的优化提供有力支持。此外,借助大数据分析技术,还可以对建筑智能化系统的运行数据进行深入挖掘,发现潜在问题并制定针对性措施,提高系统的稳定性和可靠性。

3.利用分布式能源系统,减少对传统能源的依赖

物联网作用的发挥需要给予各个设备相应的动能,就目前建筑智能化设计而言,大部分设备的运转都是依靠传统电能,而随着智能化设备的增加和建筑的增多,电能消耗也是非常巨大,因此,采用分布式能源系统,能够有效减少对传统能源的依赖。在建筑智能化系统优化中,利用分布式能源系统具有诸多优势。分布式能源系统是指将多种能源形式和能源系统以一定方式分散布置在用户端,独立地输出冷、热、电能的系统,与传统的集中式能源供应方式相比,分布式能源系统更加灵活、高效,能够实现对能源的优化配置和高效利用。利用分布式能源系统可以减少对传统能源的依赖。传统能源如煤炭、石油等,不仅开采和使用过程中对环境造成污染,而且资源有限,难以满足日益增长的能源需求。而分布式能源系统则可以通过利用可再生能源,实现能源的可持续利用,这些可再生能源不仅对环境友好,而且资源丰富,具有巨大的发展潜力。此外,分布式能源系统还可以提高建筑智能化系统的能源利用效率。传统的能源供应方式往往存在能源损失和浪费的问题,而分布式能源系统可以通过智能控制和管理,实现对能源的精准调控和优化利用。通过智能调度系统,可以根据建筑的实际需求,自动调节各种能源的输出和分配,避免能源的浪费和损失。此外,利用分布式能源系统还可以提高建筑的安全性。在传统能源供应方式中,一旦出现能源供应中断或故障,整个建筑可能会陷入瘫痪状态。而分布式能源系统由于具有分散布置的特点,可以在一定程度上避免这种风险,即使部分能源系统出现故障,其他系统仍然可以正常运行,保证建筑的基本运行需求。

4.模块化设计和开放式标准,降低维护成本

物联网背景下,建筑智能系统设计中,需要不断推行模块化设计与开放式标准,这不仅有利于降低维护成本,提高使用效率,还能够推动整个行业的发展。首先,就模块化设计而言,通过将系统划分为多个独立且相互关联的模块,模块化设计能够使得系统的各个部分更易于维护和升级。当某个模块出现故障时,只需对该模块进行更换或修复,而无需对整个系统进行停机维修,从而大大缩短了维修时间,降低了维护成本。此外,模块化设计还有助于提高系统的可扩展性,使得建筑智能化系统能够随着需求的变化而灵活调整。此外,开放式标准的建立也是非常重要的,这不仅有利于提高物联网设备的使用效率和兼容性,也能推动整个物联网设备生产行业的进步,建立统一的生产和技术标准,能够更好的推进物联网的发展。开放式标准意味着系统能够兼容不同厂商、不同型号的设备,使得用户在选择设备时具有更多的选择空间,这不仅能够降低设备采购成本,还有助于提高系统的稳定性和可靠性。同时,开放式标准还有助于推动物联网技术的标准化和规范化发展,使得不同系统之间的数据共享和互通变得更加便捷。采用模块化设计的系统能够更好地适应环境变化和需求变化,提高系统的灵活性和可扩展性。同时,开放式标准的应用也有助于降低系统的技术门槛和成本,推动物联网技术在建筑领域的广泛应用。

结束语:

物联网技术作为一种极具时代性和科技感的技术,正在逐渐改变人们的生产生活,最直接的影响是为人们提供了便捷高效的生产生活环境,但从深层次意义上来讲,这是推动了整个社会生产力的提高,促进了社会文明的进步,对于人类文明不断发展做出了极大的贡献。

参考文献:

[1]陈涛.基于物联网技术的建筑电气智能化系统设计与优化[J].绿色建造与智能建筑,2023,(08):78-81.

[2]罗金成.建筑智能化系统中物联网技术应用[J].四川建材,2023,49(02):31-32+41.

[3]蒋平.物联网技术在建筑智能化系统中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2022,(11):63-65.

作者简介:杨新星(1988.9-),男, 汉族,湖北麻城人,学士,工程师,研究领域:建筑智能化,智慧城市,智慧工地,智慧医疗,智能建造,弱电工程等.

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