智慧建筑集成管理平台(IBMS)是一种高度集成的系统,通过统一的管理平台实现对建筑物内各种设施设备的自动化、信息化和智能化管理。IBMS的系统架构通常包括四个层次:设备感知层、网络连接层、平台管理层和业务应用层。其中,设备感知层是整个系统的基石,负责实现建筑内部所有设施设备的全面感知和数据采集。
(古河IBMS系统架构图)
一、设备感知层的核心作用
设备感知层是智慧建筑的“感官系统”,通过广泛部署的传感器和设备,将建筑内的各类数据转化为可供分析和决策的信息。它为平台的智能化运行提供数据支撑,确保IBMS能够实时监测建筑状态并做出智能响应。
二、设备感知层的设备种类及功能
(一)空调系统
- 功能:用于室内温度、湿度的调控,提供舒适的环境。
- 设备:新风机组、风机盘管、冷热源设备等。
- 数据采集:温度、湿度、设备运行状态等。
(二)照明系统
- 功能:实现建筑区域的灯光控制,根据人员活动和光照强度自动调节。
- 设备:智能灯具、光照传感器、红外传感器等。
- 数据采集:光照强度、人员活动状态等。
(三)安防系统
- 功能:保障建筑安全,防止非法入侵。
- 设备:监控摄像头、入侵报警设备、门禁系统等。
- 数据采集:人员出入记录、视频流数据、报警信号等。
(四)消防系统
- 功能:提供火灾预警和应急响应。
- 设备:烟雾探测器、温感设备、手动报警按钮等。
- 数据采集:烟雾浓度、温度变化、报警状态等。
(五)电梯监控
- 功能:监控电梯运行状态,保障乘客安全。
- 设备:电梯运行状态传感器、故障检测模块等。
- 数据采集:电梯运行方向、开关门状态、故障信息等。
(六)能源管理设备
- 功能:实时监测建筑能耗,优化能源使用。
- 设备:水电表、热量表、能耗计量设备等。
- 数据采集:实时能耗数据、设备运行时间等。
(七)环境监测传感器
- 功能:监测建筑内部环境质量。
- 设备:温湿度传感器、CO₂传感器、PM₂.₅传感器等。
- 数据采集:温度、湿度、空气质量等。
(八)停车系统及道闸设备
- 功能:管理车辆出入和车位状态。
- 设备:车牌识别摄像头、道闸、车位传感器等。
- 数据采集:车辆出入记录、车位占用状态等。
三、通信协议与数据采集方式
设备感知层通过多种通信协议实现对设备的统一连接和管理,具体协议包括:
1.LAN/RS232/RS485
- 特点:适用于传统设备的低速数据采集,适合稳定的有线连接场景。
- 应用:连接各类传感器和控制设备。
2.BACnet/Modbus/KNX
- 特点:标准化协议,确保不同品牌设备的互联互通。
- 应用:广泛用于楼宇自动化系统。
3.oBIX/OPC
- 特点:提供开放性和扩展性,适用于工业设备的数据传输。
- 应用:连接工业自动化设备。
4.SNMP
- 特点:适用于网络设备的状态监控与管理。
- 应用:监控网络交换机、路由器等设备。
设备感知层的数据采集主要依赖于传感器和控制设备,如红外传感器、流量计、摄像头等。通过对这些设备的统一管理,设备感知层能够提供实时、精准的建筑状态信息。
四、数据处理与初级分析
设备感知层不仅负责数据采集,还提供基础的数据处理功能,确保数据的准确性和可用性:
(一)实时监测
设备感知层将采集的原始数据传递至网络连接层,同时进行初级数据处理,如过滤异常数据、去噪和数据聚合。
(二)数据存储
通过边缘设备对关键数据进行缓存,保障在网络中断情况下的业务连续性。
(三)指令执行
设备感知层还具备指令下发模块,能够根据平台管理层的指令对设备进行操作控制,如开关灯、调节温度等。
设备感知层是智慧建筑集成管理平台(IBMS)的核心基础,通过多种设备和传感器实现对建筑内部的全面感知和数据采集。它不仅为IBMS提供了丰富的数据支持,还通过初级数据处理和指令执行功能,确保系统的高效运行。随着技术的不断进步,设备感知层将在智慧建筑的智能化管理中发挥越来越重要的作用。