正文 基於物聯網技術的智能樓宇管理係統(2 / 3)

2.2 訪客管理係統

該係統能夠代替傳統的手寫來訪登記,實現訪客登記、管理一體化,達到“數字化登記、網絡化辦公、安全化管理”的效果,和開放式門禁、通道控製等係統集成後,形成人員進出管理、員工考勤及一卡通的全麵解決方案。通過發卡器臨時發放ID卡後,訪客就可以通過出入通道到相關樓層訪問樓宇內人員,如果該訪客達到非指定樓層時係統即進行報警,讓保安人員能夠實時了解該人員的動態,保證樓宇財產的安全。

2.3 人員定位係統

定位技術是比較複雜的技術。RFID射頻識別技術本身具有一定的目標定位能力,但是這種方式很難做到實用。主動式 RFID 定位技術定位準確,通信距離長,因此采用主動RFID 標簽,結合“信號指紋”的方法來實現對人員的定位功能。係統由主動式RFID標簽、天線、RFID閱讀器和相應的軟件組成。

基於“信號指紋”的定位方法具體包括3個方麵:部署場地規劃、信號指紋庫采集、信號指紋匹配。

在基於“信號指紋”的定位方法中,首先要做的便是對部署場地進行規劃。即確定每台接收機(天線、RFID閱讀器)所處的位置並進行記錄。係統在樓宇區域的四周部署信號接收機。部署密度需達到在區域內的任何點發送的信號可以被3個或者3個以上的接收機所接收到的要求。由於每台接收機所覆蓋的麵積有限,因此可以通過單個接收機所處的位置得到信號源(主動RFID tag)所處的位置,這個大致的區域被稱為母區,例如所在樓層、所屬房間等。

在部署接收機之後,需要進行信號指紋的采集(訓練階段)。具體方法是首先對需要定位的區域進行網格化,通常采用1 m×1 m的區域作為網格的最小單元。之後測量人員佩戴一個RFID標簽,以網格為單位,在每一個網格中停留一段時間(通常選取1 min)。同時,另外一個工作人員記錄下接收到該標簽的信號機的編號,以及這幾個信號機接收到該主動式RFID標簽發出的信號對應的信號強度。處在不同網格中的主動式RFID標簽發出的信號會被不同的接收機所接收。並且即使相鄰位置處可以被相同的接收機接收到,由於距離這幾個接收機的距離發生了變化,因此接收信號會產生衰減。造成在這兩個相鄰位置處不同接收機測量的信號強度不同。我們將不同接收機測量到的主動標簽發出信號的信號強度作為該主動標簽在該位置處的“指紋”,並存入數據庫中。在訓練階段,為了避免接收機異質(不同生產廠家的產品或者相同生產廠家相同產品但是由於生產工藝造成的性質不同)帶來的信號不一致,收集指紋時必須過濾噪聲並采用連接測量的方式記錄所有接收機的信號指紋。在整個信號指紋庫采集工作完成之後,係統便可以得到區域任意位置的信號指紋。

在信號指紋匹配階段(查詢階段),位置服務器首先確定該人員所處的母區,即大致位置。然後根據接收到該標簽的接收機編號,以及接收機接收到信號的強度在位置服務數據庫中進行匹配。最終返回相應的地理位置信息作為該標簽所在的實時位置。在查詢階段,指紋匹配采用帶權重的k近鄰算法。該方法可以有效避免異常信號測量值造成的巨大定位誤差,提高定位係統的精度和魯棒性。

3 樓宇設備智能控製係統

通過物聯網在線控製技術,對樓宇內部的各種設備進行智能控製。通過手機或其他移動智能設備就可以控製各種設備的開啟、調整和開閉操作。該係統隻需利用智能手機,就能管理控製樓宇內部的各種設備。例如照明、空調、窗簾等。管理簡單、方便、省時又靈活。

整個係統包括智能窗簾、燈光亮度控製單元、智能開關、空調等的控製單元。這些控製單元對樓宇中常用的電器設備進行監測和控製,並通過無線傳感器網絡節點與室內主控單元互聯互通(主控單元可以是固定的PC機也可以是用戶手持的PDA或手機),形成一個綠色智能的網絡,使得用戶可以自由操縱室內的各種電器,真正成為生活的主人。

基於物聯網的智能樓宇組網采用分層體係架構,同樣可以劃分為感知層、網絡傳輸層、融合服務層3個層麵:

智能樓宇感知層:包括了各種與電器相關的傳感器、控製器、執行器及識別裝置等,以及有線網絡結合無線泛在網絡的物理連接。這一層還包括不同接入方式的MAC子層和鏈路控製子層,對上層網絡層提供統一的接口,屏蔽異構網絡之間的差異;進行不同形式樓宇通信網絡間的MAC協議數據單元(PDU)映射,以支持不同網絡間進行方便互通;支持動態智能的有線及多種無線網絡的接入及選擇;

智能樓宇網絡層:主要包括樓宇內部網絡和骨幹網絡接入兩個部分。樓宇內部組網支持的有線方式包括:以太網、串行總線USB1.1、USB2.0和IEEE1394等;無線方式包括:無線局域網、藍牙、紅外、ZigBee等。網絡接入層通過家庭網關與業務網關,實現不同應用協議規範的互聯互通互操作,並與骨幹網絡實現無縫連接;

智能樓宇服務層:以用戶為中心的融合業務層,提供用戶接口和不同製式的智能樓宇服務。通過智能樓宇組網多層協作的自適應QoS,自適應匹配異構網絡及終端設備,充分保證端到端的媒體、語音等多種業務的服務。

4 樓宇環境智能控製係統

室內環境監測係統主要用於室內環境等相關監控。可以監控的參數有溫濕度、光照、粉塵、輻射、CO2等。