建筑用電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)智能終端的研究

邵漢卿 羅燕 潘建華 趙琪輝 張劍明 梁夢(mèng)穎

【摘 要】我國(guó)綜合國(guó)力的不斷增強(qiáng)，使社會(huì)發(fā)展速度日益加快，現(xiàn)代化城市建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，使人們的生產(chǎn)生活與思維方式發(fā)生了巨大的變化，電子信息技術(shù)開(kāi)始真正融入到人們的日常生產(chǎn)生活當(dāng)中，并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。各種各樣物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的出現(xiàn)，為人們帶來(lái)巨大便捷的同時(shí)，也體現(xiàn)出其與電子信息技術(shù)協(xié)同發(fā)展、齊頭并進(jìn)的態(tài)勢(shì)，將電子信息技術(shù)應(yīng)用于各種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，必將為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展開(kāi)拓一個(gè)嶄新的空間。物聯(lián)網(wǎng)在長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于社會(huì)建設(shè)的各個(gè)方面，尤其是對(duì)智能建筑的發(fā)展具有重要意義。鑒于此，本文是對(duì)建筑用電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)智能終端進(jìn)行研究，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；用電設(shè)備；智能終端

一、物聯(lián)網(wǎng)及電子信息技術(shù)的概念

1、物聯(lián)網(wǎng)

在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，其主要是通過(guò)識(shí)別技術(shù)、智能感知技術(shù)以及通訊技術(shù)等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的連接和控制，進(jìn)而使人們能夠通過(guò)這些技術(shù)手段來(lái)獲取到任何物體的任何信息，從而大大提高了數(shù)據(jù)的利用效率。相比于互聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)可以看作是其另一種延伸，這是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)不僅包括互聯(lián)網(wǎng)中的所有內(nèi)容，而且能夠在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步的延伸，從而使這些內(nèi)容被私有化應(yīng)用，而不像互聯(lián)網(wǎng)一樣，其內(nèi)容是被大眾化、公開(kāi)化應(yīng)用的。

2、電子信息技術(shù)

現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，使各種電子產(chǎn)品紛紛應(yīng)運(yùn)而生，人們的日常生活也越來(lái)越依賴(lài)于這些電子產(chǎn)品，這也使電子信息技術(shù)成為人們生產(chǎn)生活中不可分割的一部分。電子信息技術(shù)的形態(tài)多種多樣，如傳感器技術(shù)、電子應(yīng)用、通信導(dǎo)航技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等都是電子信息技術(shù)的一部分，正是這種形態(tài)的多樣化，使電子信息技術(shù)和人們之間有著非常密切的聯(lián)系，大大提高了各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)效率，推動(dòng)了我國(guó)社會(huì)的發(fā)展。而對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，電子信息技術(shù)也同樣是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的重要應(yīng)用技術(shù)之一，可以說(shuō)，沒(méi)有電子信息技術(shù)，就沒(méi)有現(xiàn)今的物聯(lián)網(wǎng)。

二、智能終端概述

1、基本定義

所謂智能終端（SmartTerminal），是一種能嵌入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備，這個(gè)體系結(jié)構(gòu)的框架和嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是完全一致的。智能終端是嵌入式系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用方向，其應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)定較為明確，因此，其體系結(jié)構(gòu)比普通嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加明確，且擁有一些自身的特點(diǎn)。

2、結(jié)構(gòu)分類(lèi)

智能終端體系的結(jié)構(gòu)主要可以分為兩部分：

1）軟件結(jié)構(gòu)

軟件結(jié)構(gòu)又被分為應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件。這兩種軟件相互合作作用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)的應(yīng)用程序、中間件和操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)的功能是管理職能終端的所有資源，主要涉及五個(gè)方面的管理功能：進(jìn)程與處理機(jī)管理、作業(yè)管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、文件管理。

2）硬件結(jié)構(gòu)

硬件結(jié)構(gòu)主要由存儲(chǔ)器、處理器（運(yùn)算器、控制器）組成，主要將收集到的信息從外部傳遞到處理器內(nèi)部，經(jīng)過(guò)處理后，傳遞給外部系統(tǒng)，還可以將相關(guān)信息傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器中進(jìn)行存儲(chǔ)。從硬件來(lái)看，智能終端普遍采用的是計(jì)算機(jī)經(jīng)典的體系結(jié)構(gòu)，即馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，主要包括以下幾部分：運(yùn)算器（Calculator，也叫算術(shù)邏輯部件ALU）、控制器（Controller）、存儲(chǔ)器（Memory）、輸入設(shè)備（InputDevice）和輸出設(shè)備（OutputDevice）。而且運(yùn)算器和控制器相互合作，可以構(gòu)成計(jì)算機(jī)的核心部件，這一核心部件就是中央處理器（CenterProcessUnit，CPU）。

3、操作系統(tǒng)

智能終端的研究已經(jīng)滲透到了科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域涉及的每個(gè)部分，為了優(yōu)化其實(shí)際應(yīng)用和技術(shù)特性，在將其植入電腦系統(tǒng)后，還必須優(yōu)化相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，常見(jiàn)的智能終端操作系統(tǒng)包括：Linux、WindowsCE、SymbianOS、iPhoneOS等。

4、技術(shù)特點(diǎn)

智能終端處理器作為智能終端系統(tǒng)中的核心元件，對(duì)其效率的研究和功能的優(yōu)化有助于提升整個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的性能，從而有效促進(jìn)其在實(shí)際科學(xué)技術(shù)工作過(guò)程中的應(yīng)用。智能終端的技術(shù)特點(diǎn)包括：

1）高性能

由于計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)力量的不斷發(fā)展，社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)際浪潮的不斷推進(jìn)，使我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)智能終端系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而且還在不斷擴(kuò)展。這樣的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)其實(shí)際使用過(guò)程中的智能終端具有較高的要求，目的是給使用者提供完整的功能和較好的體驗(yàn)。

2）集成度較高

只有具備了較高的集成度，才能使其在很小的尺寸上集成較多的器件。一方面可以保障整個(gè)智能終端的尺寸被有效控制，另一方面還能降低設(shè)計(jì)過(guò)程的復(fù)雜性，保障了系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠性。

3）功耗較低

由于很多的智能終端都是利用電池供電才能保持正常的工作，使系統(tǒng)的功耗非常敏感。因此，只有保障智能終端的處理器功耗保持在一個(gè)較小的功率下才能正常工作。

三、建筑用電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中智能終端的應(yīng)用

1、視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為我國(guó)現(xiàn)階段建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中最普遍的一種，其主要目的是對(duì)整棟建筑內(nèi)部的安全性進(jìn)行防范，因此，選擇?？低暪镜挠脖P(pán)錄像機(jī)、槍型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以及核心交換機(jī)共同組裝成的監(jiān)控系統(tǒng)為研究對(duì)象，將其安置在實(shí)驗(yàn)室的房間內(nèi)部，并借助TCP/IP協(xié)議將視頻存儲(chǔ)到硬盤(pán)錄像機(jī)內(nèi)，幫助使用者進(jìn)行觀察和研究。

2、恒壓供水系統(tǒng)

恒壓供水系統(tǒng)主要通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行控制，形成供水、用電統(tǒng)計(jì)報(bào)表并存儲(chǔ)和打印輸出，才能完成模擬量的采樣、運(yùn)算和輸出，最終完成控制系統(tǒng)的啟停、水路的切換、工況監(jiān)控以及相應(yīng)的故障監(jiān)測(cè)、判斷以及報(bào)警等任務(wù)。

3、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

以美國(guó)Alerton（艾頓）公司的BACNet產(chǎn)品——空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其內(nèi)部構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)其主要由新風(fēng)機(jī)組、定風(fēng)量組合式空調(diào)機(jī)組以及空調(diào)冷熱源系統(tǒng)組成，這一系統(tǒng)的建立有效實(shí)現(xiàn)了恒溫恒濕的舒適環(huán)境。而當(dāng)建筑用電設(shè)備植入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中后，其結(jié)構(gòu)主要由圖形工作站、監(jiān)控工作站、BACTalk網(wǎng)絡(luò)控制器、VLC-1188DDC控制器、VLC-853DDC控制器一起共同作用。并且在實(shí)際工作時(shí)，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控工作站、網(wǎng)絡(luò)控制器與底層的DDC控制器之間借助BACNet協(xié)議進(jìn)行工作，并通過(guò)圖形工作站的圖形化設(shè)計(jì)將現(xiàn)場(chǎng)的新風(fēng)機(jī)組、定風(fēng)量空調(diào)機(jī)組的參數(shù)直觀地展示出來(lái)，有效地滿(mǎn)足了現(xiàn)階段互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)提出的新要求。此外，為了保障在網(wǎng)絡(luò)條件順利運(yùn)行的情況下使各個(gè)工作步驟被落實(shí)，必須滿(mǎn)足第三方集成商KPWARE所提供的ServerEX軟件包和相應(yīng)的BACNet通信協(xié)議，才能有效地保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

4、門(mén)禁系統(tǒng)

以美國(guó)漢軍（HUNDURE）公司的產(chǎn)品為研究對(duì)象，門(mén)禁系統(tǒng)主要包括兩個(gè)重要的部分：①上位機(jī)軟件eNitor，要以TCP/IP通信協(xié)議為基礎(chǔ)，并且要結(jié)合這計(jì)算機(jī)的技術(shù)應(yīng)用和非接觸式樣的IC卡技術(shù)，才能使IC卡承擔(dān)完全的門(mén)禁通信、身份識(shí)別等職能，并且在通用性能方面也有更出色的表現(xiàn)；②門(mén)禁控制器RAC2000，一般會(huì)用到五塊，但是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)XX305、XX404、XX412、XX308等共計(jì)十扇門(mén)的刷卡控制，實(shí)現(xiàn)了在云平臺(tái)數(shù)據(jù)的收集和控制，而且在網(wǎng)絡(luò)通暢的條件下實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的共享。

結(jié)束語(yǔ)

本文著重對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在建筑用電設(shè)備中的智能終端進(jìn)行研究，探索相應(yīng)的功能需求，并有效地結(jié)合實(shí)際進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]白楊.建筑用電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)智能終端的研究[J].智能建筑與智慧城市，2018（10）：50-51.

[2]周椿入.智能家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全測(cè)評(píng)技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué)，2018.

[3]林之博，陳耿新，林潔紋，謝福紅，陳苗潔.基于ZigBee的智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)[J].自動(dòng)化與信息工程，2015，36（05）：19-23.

[4]王建.基于“北斗”的地理信息在建筑物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用研究[D].山東建筑大學(xué)，2014.

[5]彭偉.建筑用電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中智能終端研究[D].山東建筑大學(xué)，2013.

[6]趙婷，高昆侖，鄭曉崑，徐興坤.智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)及信息安全防護(hù)體系研究[J].中國(guó)電力，2012，45（05）：87-90.

（作者單位：紹興市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院）