[发明专利]基于物联网和云计算的智能建筑集成系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能建筑领域，具体涉及基于物联网和云计算的智能建筑集成系统及控制方 法。

背景技术

进入二十世纪八十年代，信息技术飞速发展，极大地促进了社会生产力的变革，人们的 生产、生活方式也随之发生了日新月异的变化。全球出现信息革命的高潮，知识经济、可持 续发展已引起广泛关注，在这样的技术背景下产生了智能建筑。

建筑控制是在高度自动化、高精度控制、节能运行的工业控制的基础上发展而来的。早 期的建筑控制与工业控制类似，控制重点在源设备侧，只关注例如冷机、锅炉等大型设备系 统，被控设备相对较少但控制目标相对稳定。如今建筑控制系统满足①建筑为“人”来服务， 人在建筑中处于主体地位。被控环境的经常变化是由于人的经常变化而引起的。②“空间” 逐渐成为建筑中关注的焦点。控制管理是在以空间为单元的基础上进行的。③以区域为单位 的跨专业设备的相互协作(照明、空调、遮阳、安防、电梯、变配电等)。树形结构是国内 外各智能建筑系统产品普遍采用的结构，与树形结构类似产品的共同点有：系统结构均是树 形分级的，存在各级建筑设备监控系统；对机电设备的接口；在上层实现集成；设计、组网、 调试过程。不同点有：总线标准(通信协议)不同；DDC/PLC设计不同(计算能力，通信能力， I/O接口种类、个数)；提供不同的组态软件、集成软件。

现有的上述产品存在诸多不足；第一，由于只能在各级监控中心系统实现跨设备系统的 协作，监控中心设备承担过多的“任务”，不易改变，使其灵活性降低。第二，虽然各设备 均服务于同一单元，却需要在上层监控中心集成。第三，要求子系统的设备性能、系统结构、 每个设备/参数的物理位置均“投射”到监控中心。第四，由于组网、校核需要大量的人工工 作导致人员调度的灵活性不好。第四，由于需要在在监控中心编程实现逻辑因此需要兼修建 筑机电专业和IT专业的人才。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了基于物联网和云计算的智能建筑集成系统及 控制方法，建立了一个面向区域数据存储、计算与控制的智能节点构成的分布式计算节点的 三维网络，实现了节点即插即用，系统安装、调试与维护便捷的随机性目的。该系统能有效 实现空间内空调、照明、围护结构、电源、安防等所有设备的控制，集成解决所有控制问题， 采集标准的数据集(规定标准空间中，可能的设备/信息种类，以及每种信息的最大个数、命 名、数值表示方式)。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

基于物联网和云计算的智能建筑集成系统，包括多个计算节点平台，每个计算节点平台 均与其相应的智能设备相连，每个计算节点平台作为相应区域中建筑室内环境控制的基本单 元，分布在各个区域中的计算节点平台连接成能够反应了建筑空间的连通结构的三维网状网 络拓扑结构；

计算节点平台中的计算节点为传感节点或主节点，传感节点通过自组织方式构成无线传 感网络，传感节点将采集到的数据通过无线发送，沿着其他传感节点逐跳进行传输，最终汇 集到主节点，主节点与上位机通信，上位机通过网关与云服务器通信。

进一步的，所述传感节点还接受主节点下传的控制命令，控制节点上的执行机构，实现 对环境参数的控制。

进一步的，所述主节点连接着无线传感网络和上位机，实现了通信协议之间的转换，同 时将汇集的数据转发上位机，或向无线网络发布上位机下达的命令。

进一步的，所述无线传感网络将采集到的数据通过主节点上传至上位机，上位机进行数 据处理，下达相应的控制命令，上位机还将无线传感网络中复杂的逻辑数据转换成用户感兴 趣的环境参数指标，便于环境参数的査询或控制。

进一步的，所述上位机将主节点上传的数据存入数据库，通过分析处理，上位机同时利 用相应的控制算法得到控制命令，上位机作为网关的服务器再将命令下传网关，网关作为桥 梁将数据传输至云服务器。

进一步的，所述计算节点平台提供标准接口与智能设备连接，也支持控制策略或管理应 用软件直接下载到计算节点平台。

进一步的，所述计算节点分为基础模块和扩展模块两个部分；基础模块由处理模块、无 线模块及电源模块组成，其组成种类和数量固定不变；扩展模块包括传感模块、执行模块或 主节点，扩展模块可根据应用需要搭载在基础模块上，其组成种类和数量不固定。