[发明专利]一种基于物联网的楼宇运营设备状态监测与可视化分析系统

说明书

本发明提出一种基于物联网的楼宇运营设备状态监测与可视化分析系统。本发明利用物联网通信技术，从智能建筑的各类传感器和功能设施等运营设备当中实时监测其状态数据。本发明进而针对状态数据，根据其采样点的空间分布，采用可视化方式，生成楼宇状态图样，通过该图样来显示整个智能建筑的状态，并且运用图像处理和模式识别技术来快速和定性地分析该图样，实现对楼宇区域性异常的识别监控。

技术领域

本发明涉及智能建筑技术，尤其涉及一种基于物联网的楼宇运营设备状态监测与可视化分析系统。

背景技术

智能建筑是将信息化、物联网化的技术手段运用于建筑物之中，在无人工介入的情况下实现各种建筑功能的优化。智能建筑即包括建筑本体，也涵盖了建筑内部的各类型功能设施。与传统建筑本体及其内部设施相比，智能建筑的本质优势在于：建筑相关多元化数据信息的大规模采集、高效率高智能的数据分析和状况判断、功能设施的远程操作控制、以及以人的体验为最终目标的建筑环境优化。其中，多元化数据的采集、处理、分析和智能判断是实现功能设施操控以及建筑环境状态优化的前提条件。

数据是建筑智能化的基础。长时间并且高频率地采集和保存从智能建筑中感知的数据，特别是精细化地采集和保存智能建筑本体及其功能设施全方面、多类型的数据，是实现任何后续的智能分析和调控必需的条件。目前，虽然LEED等建筑标准要求或鼓励长期保存运行数据并将这些数据上报，但仅限于建筑总能耗之类的宏观数据，没有针对建筑内外各个空间位置以及各个类型设施的数据进行全面采集与上传，并且数据记录的频率一般也是长至一天或者一月，由于缺乏详细的高频率的建筑运行历史数据，很多智能化的分析与控制都无从谈起。

针对以上问题，近几年新建设的智能建筑一般会设置比较全面的多元化传感器网络以及具有数据通信能力的功能设施，可以实现高密度、高频率的数据采集。特别是随着物联网技术的普及应用，智能建筑中的传感器和功能设施都普遍被纳入到楼宇的物联网体系之中。物联网被称为“物与物的互联网”，是将空间中的每个物品作为网络里面的一个节点，执行数据的采集和收发，从而在空间中形成一个无处不在、无所不包的泛在化的网络，利用该网络实现数据采集、传输、共享，以及下达远程指令对物品进行控制。物联网化虽然便利了智能建筑当中数据的采集与传输，但是，由此产生的一个新问题就是海量化数据给面向智能建筑的数据管理与分析造成了困难。

因为大部分智能建筑属于大中型楼宇(比如写字楼、大型商场、住宅楼、体育馆、车站等)，其空间尺度很大，为了保证智能建筑体系在大中型楼宇的正常运营，需要对楼宇内、外的多种类型的环境参数进行采集，包括光照参数、温度参数、湿度参数、噪声参数、烟雾感应、空气颗粒物参数等，这就需要安装大量的各类传感器；同时，楼宇内部还安装大量的功能设施，例如照明灯、消防喷水嘴、空调出风口、空气净化器、自动窗帘，等等。我们将上述传感器和功能设施统称为运营设备。运营设备数量多、种类多、空间位置分散。例如，为了防范火灾而用于监测烟雾的烟雾传感器，每个房间至少有一台，则整个大楼就会有几百台分布在各个房间；同样，为了准确监测楼宇房间的照明，每个房间里面需要安装数个光照传感器，那这个大楼就有成百上千的光照传感器，分散在楼宇的各个地点。可见，在一栋大中型楼宇当中，由每个运营设备构成的数据采样点有成千上万个，其输出的数据量也很大。