...wd......wd......wd...基于LPWAN技術的智能樓宇解決方案天津中科智城網絡科技2017年3月目錄1、方案綜述22、背景與需求23、應用場景34、解決方案44.1總體解決方案44.2平臺層51、云計算平臺52、物聯網平臺63、運營支撐平臺64、智能樓宇管理系統64.3LPWAN智能表計系統74.4環境監測系統84.5停車場管理系統94.6智慧消防管理系統104.7智能照明系統114.8智能巡更系統124.9智能門禁系統135、客戶利益141、方案綜述近幾年來，隨著我國國民經濟的持續穩定開展，隨著人民群眾物質生活水平的不斷提高，人們對辦公、家居、娛樂等環境的安全性、舒適性、便捷性、智能化的要求越來越高，這使得建筑樓宇的功能逐漸發生巨大的改變：從單一的封閉型休息居所轉向集休息、娛樂、辦公等為一體的開放式、智能型多功能智能大樓轉變。特別是近年來云計算、物聯網技術的突飛猛進，智能建筑在人們生活中已成為不可缺少的一局部，并且這方面需求還不斷在飛速增長。因此，建筑的自動化、現代化、智能化就成為房地產開發商的一個極具競爭力的賣點。智能化樓宇，就是綜合計算機、信息通信等方面的先進技術，使建筑物內的電力、照明、防災、防盜、運輸設備等協調工作，實現建筑物自動化、通信自動化、辦公自動化、安全保衛自動化、消防自動化和綠色環保設計，將這六種功能結合起來的建筑，加上綜合布線系統、構造化綜合網絡系統、智能樓宇綜合信息自動化系統，一同構成智能化樓宇。通過實現建筑設備自動化控制,到達合理利用設備,節省能源、節省人力,確保設備安全運行之目的。但是,現有的系統存在的問題也很多,例如無法滿足用戶自行維護設備的需要,無法降低系統組建的成本，將無線傳感器應用在樓宇自控系統中是非常有意義的。2、背景與需求從定義中我們可以看出，智能建筑不僅要實現高效便捷的智能化，還要實現節能環保。智能化只是手段，而保證舒適度不變的前提下實現建筑節能才是最終目的。建筑節能是建筑技術開展的一個方向，也是節能領域的一個重要的組成局部。世界平均建筑能耗占總能耗的37％，其中包括采暖、通風、空調、照明在內的民生能耗又占能耗的80％以上，我國建筑能耗約占全國總能耗的28％，且隨著近幾年建筑的不斷增多，年增長率高達15％。而我國的采暖空調、照明、配電系統由于技術、設備落后，能耗巨大。而局部樓宇缺乏對能耗的統一管理，沒有有效的節能措施，導致能耗開銷太大，且園區樓宇管理平臺智能化程度不高，不能做出很好的策略，平臺開放性不高，不能兼容其他廠家的相關系統，無法集成各廠家的優勢系統。最終導致辦公舒適度不高而影響工作效率。3、應用場景隨著低功耗傳感器和云計算的逐漸開展成熟，大量的應用需要低功耗、遠距離、低成本的方案，如智慧消防、智慧抄表、智慧能源中的應用。以LoRaWAN為代表的LPWAN技術在這三方面的特點正好補齊了物聯網開展中的短板。智城網絡是中國科學院計算技術研究所重點培植的新興產業公司。公司專注低功耗廣域物聯網產品與開發、銷售和技術服務，提供LPWAN基站及配套設備、網絡設計、部署優化、運維、行業應用等運營級LPWAN整體解決方案，最大限度的降低客戶產品物聯網化的成本和風險。作為極具創新意識的行業領頭人與先行者，智城網絡在傳統通信行業和互聯網行業中吸取精華——繼承了傳統通信行業的穩健、樸素；吸取了互聯網行業的創新精神和時代感，以及迅速擴張能力和執行力。我們將為您提供一站式的網絡建設服務，實現從設備采購到系統安裝再到運維托管、人員培訓等工程全程需求。4、解決方案4.1總體解決方案經過幾年的推進，LoRaWAN已成為當前最為普遍應用的物聯網專用網絡通信技術。就LoRaWAN的部署來說，其產業生態相對成熟，在大量合作伙伴中已得到驗證。智城網絡依托天津智慧城市研發中心，整合城市級物聯網應用，包括消防、能源、醫療、環保及城市公共設施管理等領域，不斷為城市生活提供高性價比的低功耗廣域網聯網接入服務，目前已經在天津西青區、山東聊城市、山東濟寧市等地區進展了LPWAN網絡的覆蓋。智城網絡的智能建筑解決方案是基于云計算平臺、物聯網平臺、運營管理系統為根基的解決方案，比傳統解決方案有多方面的優勢，尤其適用于大型、具備一定規模的建筑群。智能建筑方案運用了當前最先進的云計算和物聯網技術，對軟硬件資源進展了云化處理，提供了各系統互通互聯的接口，使第三方應用能快速的部署，降低了建筑智能化集成復雜度，讓業主享受到優質的智能建筑平臺。智城網絡的智能樓宇解決方案的架構如以以下圖：圖智能樓宇總體架構智城網絡的智能化管理系統將弱電系統進展集成，在任意地點、任意時間、一個平臺上集中進展監控、控制和管理，以保障樓宇建筑的安全、綠色、高效運營。圖智城網絡智能化管理平臺4.2平臺層1、云計算平臺智城網絡PaaS云平臺構建于云根基設施IaaS層之上，并為SaaS云應用提供根基支撐。它由設備接入能力平臺、大數據能力平臺、用戶能力平臺、企業監控能力平臺、運維監控能力平臺、開放應用能力平臺六大局部構成。2、物聯網平臺物聯網(M2M)平臺包括了終端服務、應用服務、定制業務等模塊，集成了運營支撐、網絡接入等模塊，對外提供了管理門戶和應用使用門戶，并且為第三方提供了應用集成接口。通過此平臺可以快速、便捷的應用于交通、物流、節能、環保、安防、建筑等各個領域的物聯網應用。3、運營支撐平臺智城網絡運營支撐平臺其目標是為智能建筑應用提供運營支撐、自動化運維以及流程維護等支持。運營支撐系統主要提供機房管理、網絡管理、資源管理、運維管理、運營管理等方面的內容。能夠提供云服務業務包括：主機托管、服務器租用、帶寬出租、存儲租賃、虛擬主機、彈性塊存儲、云盤、虛擬桌面、數據備份〔其中包括遠程容災備份、網絡數據鏡像和遠程鏡像磁盤〕、負載均衡、系統安全〔包括軟硬件防火墻以及入侵監測〕、監測〔包括設備監測、網絡監控和流量統計〕等服務。4、智能樓宇管理系統大樓是一個高檔智能化的辦公區。利用系統集成方法，將現代計算機技術、現代通信技術和現代控制技術在現代辦公區平臺上作有機的優化組合，為現代管理體系開展的需要，實現安全和諧的辦公區環境。隨著現代通信技術、現代計算機技術、現代控制技術的飛速開展，大型辦公區中的各個子系統向著大規模、分散控制、集中管理的方向開展，這對于子系統間信息傳遞速率和共享程度提出了很高的要求。另外，由于語音、數據、視頻及控制等各類信號的傳輸線纜大量的敷設，智能化子系統眾多，給管理工作帶來了極大的不便，所有這一切都對智能建筑的開展提出了新的挑戰。智能化集成的最終目標是搭建數據整合平臺，采用基于智能化集成數控平臺技術架構。技術架構采用了平臺化的設計思路，先進的流程優化技術。平臺從各個智能化系統獨立的數據庫中進展數據抽取、轉換、集成、裝載等數據整合以及數據的更新和校驗，實現了將不同功能的建筑智能化系統，通過統一的信息標準平臺實現集成，以形成具有信息會聚、資源共享以及優化管理等綜合功能的系統。利用現代網絡信息技術和集成技術將各智能化子系統予以有機的整合后，為辦公區內的信息業務處理提供多種高效、跨系統的聯動管理功能，實現真正的數字化、智能化辦公區管理。4.3LPWAN智能表計系統針對大樓不同的室內外環境和設備使用情況，我們制定的控制策略基于舒適性和節能的雙重考慮，不僅實現對大樓內的各種機電設備的控制，并依據它們之間內在的聯系，實現對整個系統的連鎖控制。另外，如果樓宇自動化系統能夠通過通訊接口的方式從水、電計量系統取得設備的能耗統計數據并進展各種分析與處理，就能夠優化系統的控制參數、制定維護方案，使大樓機電設備在穩定工作的根基上，最大限度的節省能源，降低大樓后期運行和維護成本。基于LoRaWAN技術的無線系統提供的無線抄表系統能真正保證數據可靠、完整、安全和及時的傳輸。LoRaWAN基站覆蓋范圍廣，單基站最多可帶幾千終端，基站攤到每路監控通道的費用很少。在樓宇建筑中，每個水、電、氣表安裝后，不需要任何額外的布線和設置，表計中的傳感模塊自動啟開工作。抄表的頻率可以自定義，每天、每小時、甚至十幾分鐘，保證數據的實時性。圖LPWAN智能表計系統示意圖4.4環境監測系統環境監測系統與樓宇自動化系統配合，對大樓內的環境進展有效的監測，對異常情況進展告警，保證了大樓內部環境的安全與舒適。環境監控系統適用于大樓內部各個區域的環境(溫度、濕度、煙感、水浸、紅外)進展實時監控、統一管理，以保障大樓內部的環境安全與舒適。環境監控報警系統功能齊全、性能優越、設置方便快捷，以最經濟的方式解決環境監控問題，是環境監控的最正確選擇。圖LPWAN環境監測產品圖示4.5停車場管理系統本系統架構在邏輯上系統由后臺應用系統和前臺應用系統組成，主要完成車輛出入管理、收費管理、圖像識別、車位引導、擴展系統接入、發卡應用以及信息采集和外設管理。停車場管理系統在個人用戶、住宅小區、大廈、機關單位的應用越來越普遍。而人們對停車場管理的要求也越來越高，因此智能化停車場管理系統也隨之穩步開展，滿足人們對停車方便快捷的要求，同時也為物聯網智能停車場管理系統提供了更好的解決方案。圖LPWAN智能停車場管理系統4.6智慧消防管理系統針對滅火器、消防栓等消防設備的信息進展采集、統一管理的智能化應用系統，該系統的主要功能是對消防設備的施封、查驗〔自檢、巡檢、年檢、消防檢查〕等記錄信息進展查詢和采集，對消防設備的維護進展管理。由于在每一個消防器材上都封有RFID電子封印，那么每一個設備都有了自己獨一無二的“身份〞編號，在設備的整個生命周期中，所有的信息都會以這個編碼記錄，從而實現了管理的數字化。同時，還能夠為樓宇內部房間、走廊等區域提供無線煙霧探測器、無線聲光報警器等消防預警設備。具有安裝便捷、部署周期短、性能穩定等諸多優勢。圖LPWAN智慧消防管理系統4.7智能照明系統現代建筑中照明系統對于能源的消耗已經高達35%，建筑界已經引入“綠色〞照明的概念，其中心思想是最大限度采用自然光源、設置時鐘自動控制、采用照度感應和動靜傳感器等新技術。辦公樓不僅要有足夠的工作照明，更應營造一個舒適的視覺環境，減少光污染。照明已經成為直接影響工作效率的主要因素之一，因此，越來越引起人們的高度重視。做好照明設計，加強照明控制設計，已成為現代化建筑的一個重要內容。圖LPWAN智慧照明系統圖示4.8智能巡更系統為了進一步確保智能化樓宇、酒店、學校等企事業單位的財產安全，每個企業都加強了保安巡邏制度的建設和完善，但是仍然無法杜絕保安玩忽職守所造成的財產損失、火災、用戶投訴等現象的頻繁發生。如何通過科學有效的技術手段，加強對保安巡邏人員的有效監管是當前管理者不容無視的重要問題。通常的方法是依靠員工的自覺性，在巡檢巡邏的地點上定時簽到，以到達管理目的。但是這種方法又不能防止一次多簽。作為管理者難以進展有效、公平合理的監視管理，從而形同虛設。電子巡更系統完全可以解決這些問題，為管理者提供提高了各類巡邏巡檢工作的標準化及科學管理水平。杜絕了對巡邏巡檢人員無