1 前言

物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，它将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术集成，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界,也因此才被称为是信息产业的第三次革命性创新[1]。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

目前，智能建筑也成为物联网技术的一个重要应用领域。由智能建筑与物联网技术结合产生的“智慧建筑”物联技术，是智能建筑领域的一项突破性技术革命，彻底克服了过去传统智能化技术方案的缺陷，它可以像神经网络一样覆盖并监控整个智能建筑实体，实现真正意义的智能建筑一体化，解决建筑系统集成化、综合管理和节能存在的问题，从而为人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境[2]。同时，也解决了建筑领域影响“智慧城市”建设的信息孤岛现象，为“智慧城市”建设的发展鉴定了坚实的基础。

在现代化的智慧建筑中，更注重“拟人化管理”。比如：车辆进入停车场，感知范围内灯光自行调节；车子接近车库时，门禁系统自动识别身份开启；车子进入车库后，办公室程序自动感应提前开启空调；办公环境提前预置，电梯被呼叫等候；人离开后，报警系统自动布防，能耗自动关闭。城市或建筑的所有传感/执行终端设备可以做到“拟人”智慧运行。一点鼠标给予物体“预案、策略、思想或智慧”， 让物联网任何传感或执行终端能够有效地自主路由、自主组网、现场感知、底层执行。这就是“物体拟人”和“现场感知、底层执行”的物联网解决方案理念。物联网技术，在人与物之间随心建立智慧预案或模型，使得人的行为自识别控制节能成为可能。

2 智能建筑物联网技术解决方案

物联网的核心含义就在于，它要实现的是物与物的相连，是在互联网技术基础上进一步发展的信息应用架构。通常认为物联网分为三层架构：感知层、网络层、应用层（如图1）；在智能建筑领域中，为了更好区分各层职能，可进一步将其架构体划分为控制域、信息域两部分（如图2）。

智能建筑物联网解决方案已成功应用于国内诸多建筑，且效果显著，例如中国平安全国后援中心、大梅沙万科总部、广州中石油大厦等。现以美国SAFTOP物联系统解决方案及产品为例，解析物联网平台在智能化建筑体系中的搭建及主要特点：

（1）控制域(基于网关路由器、子系统控制器等硬件接口的系统集成)：在这个域中的系统，其特点是系统所采集的信息均来自现场，控制信息针对于现场，要求信号实时性强。联动控制功能以及控制域全局事件处理集中在本层，通过底层控制总线层网络互联和技术融合实现跨总线、跨网段、跨子系统的总线级的无限联动控制。控制域的系统联动不依赖电脑工作站和服务器，且联动设置采用友好的人性化界面，可极大的提高系统的使用及编译性；

（2）信息域（基于Windows软件接口的系统集成模式）：在这个域中的系统，特点是信息量大，系统信息来自于数据库、终端录入设备或其它系统，信号要求交换能力强，传递速度快，但对实时性要求不强。“信息域”重点实现综合管理和增值应用，重点实现各子系统的运行状态、故障状态、报警信息、运营信息、设计档案、安装档案的搜集、整理和分析，为设备管理、运营、维护、决策提供科学的技术手段和决策依据；同时提供智能化集成系统与其他信息化系统的标准接口，为智能化系统与其它系统的信息沟通与远程控制提供必要条件。

总之，在智能建筑中，物联网技术及体系能够使各种设备在“控制域”层实现互联互通，在“信息域”层集成，进行监测、策略编译等统一管理。

智能建筑物联网解决方案传统的智能建筑提升为“智慧建筑”，比如SAFTOP物联产品通过NLPU智慧单元和IOT-LINK关键技术使建筑内的各执行或传感终端的硬件资源、传感资源互联共享，从而实现无缝集成，轻易实现各子系统协同工作。以“身份识别”为核心自动完成大楼内各机电设备的预案控制，通过一体化的智能手段，实现精确控制、精细管理、高效节能。（如图3）

SAFTOP系统采用物联网两层体系结构，在实际应用中特点如下：

（1）控制域实现了混合组网，即将门禁、灯光、电梯、报警等系统控制器手牵手串接，组成全系统的底层设备“神经网络”。控制域的核心技术是IOT-Link协议栈，将其嵌入底层设备后，能够实现该层设备的横向互联互通，包括传感器、控制器、执行器等设备，均可具有全局分享功能，可以接受人类的策略和智慧。第三方的产品可通过标准协议及接口接入网关，从而纳入到物联网系统中，实现硬件的横向互联互通。在策略下载完成后，跨系统联动即可实现，无需额外增加支持模块，执行过程不依赖于上层电脑。

物联网智能化系统与传统弱电智能化系统具有本质区别，真正实现了全系统的软硬件集成相结合，即各智能化子系统在架构上融为一个整体，真正实现了一体化的协同运作。如：上班时间刷卡开门，可同时记录考勤，联动工作间灯光照明或室内机电设备供电，联动风机盘管，并可根据室内环境监测调节空调系统，可实现照明调节、场景控制、 窗帘控制，缔造舒适的工作环境；下班时间自动布防，联动监控、报警，以门禁点作为巡更点实现在线巡更；以上策略均由硬件响应执行，全过程不依赖工作站电脑，相比传统的软件联动更稳定更安全更精细。

（2）信息域是物联网系统的思想管理平台，它的作用是管理和控制策略。SAFTOP系统的思想管理平台囊括了众多各式的非定制软件。这些软件具备用户可自行创建的物联策略组件，可以创建智慧模型，具备跨行业的管理平台和可装卸的业务模块，支持用户自定义的业务交互，并可以加载各种泛在网络，模块化管理，灵活性更高。（如图4）如楼和楼之间已经建立的网络、办公局域网、2G/3G Wi-Fi等，将其与控制层的IOT-Link协议层共同纳入TCP/IP网络体系中。

信息域集成管理系统主要特点如下：

对各设备子系统进行统一的监测、控制和管理：集成系统将分散的、相互独立的智能化子系统，用相同的环境，相同的软件界面进行集中监视。

实现跨系统的联动，提升建筑的智能水平：智能化系统实现集成以后，原本各自独立的子系统在集成平台的角度来看，就如同一个系统一样，无论信息点和受控点是否在一个子系统内都可以建立联动关系。这种跨系统的控制流程，大大提高了建筑的自动化水平。

提供开放的数据结构，共享信息资源：建立一个开放的工作平台，采集、转译各子系统的数据，建立对应系统的服务程序，接受网络上所有授权用户的服务请求，即实现了数据共享。这种网络环境下的分布式客户机/服务器结构使集成信息系统充分发挥其强大的功能。

提高工作效率，降低运行成本：集成系统的建立充分发挥了各智能化子系统的功能。以前为了达到同样功能，往往要增加许多硬件和设备，如在消防和安保系统中增加输出点，接入机电设备自动化管理系统的输入点上，以达到统一监控和联动的目的，但由于硬件点数量的限制，往往不能达到很好的效果又增加了投资。现在集成系统用软件功能代替硬件设备，不仅节约，更增加了集成的信息量和系统功能。集成系统可以使管理人员在一台或多台电脑上，以相同的界面操作、管理各个智能化子系统，而电脑可以放在建筑的任何地方，这样一来方便了管理，也可以减少管理人员的人数，提高了管理效率，同时降低了对管理者素质的要求，降低了人员培训的费用。

3 物联网系统创新点及优势

（1）实现物物横向互联互通。IOT—LINK协议栈使跨系统联动的执行过程更可靠、安全，使系统架构更简单。真正实现了物物相联。

（2）传感器、控制器、执行器可以接受人类的智策略和智慧。随着控制策略的不断完善，大厦机电系统智能化程度可达到1+1＞2的水平。

（3）传感器和执行器具有全局分享的功能，如报警 探头在物联网系统中，可同时用于人员探测，控制照明系统的开关。

（4）控制器不再按系统划分，只有功能和接口的区分。如： 门禁控制器若有未占用的I/O端口，则该端口也可应用于照明等其他系统。

（5）物联网系统为多主架构，系统中任一节点损坏，不会影响其他系统的运行。

4 SAFTOP物联网子系统特点简介

（1）智能照明系统

传统照明控制根据强电回路的设计实现场景控制，因此在设计期需要考虑布局和回路分隔，更改繁琐。SAFTOP智能照明应用DALI数字照明技术，控制回路与强电回路设计无关，每条DALI总线支持64个地址和16个分组模式。控制方式灵活，便于事后变更、扩展。可实现场景设置、灯光分组、调光控制、 开关控制等。

（2）门禁管理系统

物联系列门禁系统可与考勤、报警、巡更、停车、电梯、视频监控联动。自动记载每张卡的刷卡时间以供登记，可连续刷卡提高房间安全级别。

如：门禁系统与报警系统的联动。流程如下所示(如图5)：

经系统设定，连续刷卡即可进入布防状态。此时触发报警，还可联动报警区域的灯光，可切换至报警区域的监控录像，安保人员可通过读卡器刷卡解除报警，此时同样可联动室内灯光、风机盘管等机电设备。极大的体现物联网系统“物物相连”的特色。

（3）客房中控系统

1）可对VIP客人提供量身订做的服务。例如：不同的客人入住房间，对室内温度、湿度、灯光等要求不一，应用物联网的酒店智能管理系统可在客人第一次入住时，记录环境参数，并在之后每次该客人入住时，自动将室内调节为服务于该客人的适宜环境，满足客人的需求，提升酒店品级。

2)对酒店工作人员的管理，可以精确到个人，如应用于酒店工作人员水电定量供给，对清洁人员清洁时间进行绩效相关记录等，均有利于提升服务水平。

3）基于物联网技术的一卡通系统，还可囊括停车场、客房、商店超市等各消费及门禁区域，按等级类别授权。也可应用于酒店固定资产管理。

（4）与第三方对接

通过总线路网关/路由器与第三方系统如CCTV系统、BA系统等融合，实现基于底层硬件的高可靠实时的联动控制。目前，SAFTOP网关产品已实现与BACnet等数据通信协议的无缝对接。

由此，物联网理念和技术的嵌入赋予现代弱电智能化系统极大的先进性，如下所述：

1）多系统混合组网，共用一组总线，布线施工成本大大降低，同时省去了各个系统的硬件联动设备与软件定制的成本。

2）底层硬件联动，高性能高可靠，不易受电脑病毒影响和操作员失误的干扰，在物理层上就可以实现信息联动及分享。

3）精细化管理成为现实，绿色环保节能，充分提高能源利用率，增加企业经济效益。

5 智能建筑物联网系统的附加价值

（1）系统扩展性强：物联网系统使用统一总线、标准化、模块化的架构，扩容施工简单；而且跨系统联动功能调整不需增加费用，比传统系统扩容至少省40%-60%费用。

（2）精细化节能：传统系统无法对人的行为进行控制管理，物联网系统可以实现对人的行为进行管理，从而达到精细化节能。

（3）节省工期：采用物联网系统由于简化设计和决策，减少项目实施过程中的变更，往往会节省工期，而因为节省工期可以让投资方产生巨大效益。

6 总结

“物联网前景非常广阔，它将极大地改变我们目前的生活方式。”业内专家表示，物联网把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。可以说，物联网描绘的是充满智能化的世界。在物联网的世界里，物物相连、天罗地网[3]。物联网使得人们可以更加精细和动态的方式管理生产和生活，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然的关系[4]。建设新一代的智慧型建筑，大势所趋，任重而道远。