| 标题 | 基于Android的智能楼宇系统设计与实现 |
| 范文 | 王鸿彬 摘要：随着物联网技术的不断发展，应用领域不断扩大，物联网在智能楼宇方面的应用也趋于成熟，整合度越来越高，智能化程度不断提升。该文从目前高速发展的移动互联网和智能楼宇相结合的角度出发，设计实现了基于Android的智能楼宇系统，该系统实现了移动终端远程对智能楼宇状态信息的查询，智能联动控制等功能。 关键词：Android；智能楼宇；物联网；无线传感网络 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）29-0174-02 1 概述 近年来，由于国家政策的大力支持、业主的重视以及楼宇智能化系统本身的价值得到体现，智能楼宇市场蓬勃发展。根据近几年资料显示，我国每年新开工楼宇面积约20亿㎡，其中公共楼宇业地产楼宇大约占4亿㎡，政府保障房、经济适用房和住宅地产大约占16亿㎡。按楼宇面积测算智能楼宇市场规模大约为4000亿元。 智能楼宇和人们的工作、生活密切相关，楼宇智能化程度的提高，会很大程度上改善人们的生活品质，提高工作效率，因此受到很大关注。然而现代的智能楼宇安防系统一般都是采用整体解决方案，包含很多的业务功能。每个系统都需要有专门的管理人员来管理维护，都会造成资源的浪费；其二系统缺失，无法实现统一管理：是在系统设计初期没有考虑到未来的业务扩展，随着时间的推进，已有的系统不能满足需求，而需要增加的业务又不能和已有的系统相融合，无法实现统一管理；其三系统僵化，资源浪费：僵化型的安防系统使原有系统中的业务很难改进，要实现新的功能需要推翻重建，造成资源的极大浪费。 2 技术背景 2.1 智能楼宇 智能楼宇的核心是5A系统，智能楼宇就是通过通信网络系统将此5个系统进行有机的综合，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，使建筑物具有了安全、便利、高效、节能的特点。智能楼宇是一个边沿性交叉性的学科，涉及计算机技术、自动控制、通讯技术、建筑技术等，并且有越来越多的新技术在智能楼宇中应用。 目前，智能楼宇系统包含视频监控系统、报警系统、出入口控制系统、门禁系统等多个子系统组成等[1]，围绕以业务为中心智能楼宇集成应用分析如下：如采用门禁系统管理人员出入，视频监控系统监视安防事件，停车场系统管理车辆出入，报警系统探测报警事件，巡更系统管理巡更业务。原有系统功能的外延也在不断延伸，如一些门禁系统整合了大部门报警系统、电梯控制系统、灯控系统所具有的功能；视频监控系统除了监控安防事件之外，还集成了环境监测功能，并结合视频信息核实等。但以业务为中心的建设管理模式会随着业务的增加而导致系统众多，管理复杂，效率低下，因此后期出现了以信息集成平台为核心的纯软件产品。 2.2 Android Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。本系统采用Android作为开发平台主要基于如下几点考虑[2]： （1） Android移动设备价格占优。目前市场上的安卓设备从几百元至几千元不等，即使使用千元左右的手机作为系统的移动终端，其性能也完全能够保障系统的流畅运行。 （2） 基于Android应用开发成本相对较低，随着近年来Android设备的大规模应用，国内培养了大量高水平的Android开发工程师，所以，无论从人力成本还是从时间成本考虑，Android应用开发的成本都要低于其他移动平台。 （3） Android设备机型多，硬件配置丰富。从手机到平板电脑再到智能电视，Android设备的屏幕从3英寸到上百英寸，屏幕分辨率从VGA到4K，种类繁多的设备能够最大限度上满足应用对各种应用场景的需求。 （4） Android系统应用广泛，市场占有率高。据市场调研公司Kantar Worldpanel ComTech最新发布的智能手机操作系统数据显示，2016年，Android在中国市场占有率为86.4%。如此高的市场占有率使得安卓具备更加广泛的群众基础，这也就使基于Android开发的应用程序的学习成本更低，有利于系统的推广使用。 3 系统设计 3.1 物理架构设计 智能楼宇系统包含自动控制系统、安防系统、消防系统、环境监测系统、设备状态采集系统等多个子系统，各个子系统之间在信息互通、资源共享、协调控制方面都存在诸多差异，因此在系统物理结构设计当中，为了整合多个子系统，在各个子系统之上增加了综合网关和控制中心，对异构网络信息传输和各子系统协调互动提供支持。具体物理结构如图1： 3.2 软件架构设计 系统的软件架构采用B/S和C/S相结合的混合架构设计，主要有信息采集、消息处理、控制中心、数据库、流媒体服务等平台模块，自动控制、安防、消防、环境监测、设备状态采集等应用模块及C/S客户端、Web服务和Android应用端等模块组成[3]。软件框架如图2所示： 3.3 主要功能设计 （1） 视频监控功能：移动设备通过Android应用可随时查看智能建筑内部和建筑外延所有摄像头提供的实时图像，摄像头可通过电子地图或列表两种方式显示，在电子地图上还能够实时显示摄像头状态，通过颜色直观反映摄像头的工作状态（绿色表示正常、红色表示故障）。除查看实时图像外，应用还支持视频回放，能够会看视频监控系统中存储的任意时刻的视频信息。对于敏感部位的摄像头还可通过移动终端设置电子围栏和报警功能。 （2） 检测与预警：在整个智能建筑当中分布着十几种数百个传感器，这些传感器时时刻刻检测着整个建筑各种各样的信息并通过无线网络实时的传送到综合网关，这些信息包括各个点位的温度、湿度、光照度、水压、电压、煤气浓度等等。如此多的信息综合在一起就形成了整个智能建筑进行智能联动控制、安防、消防、日常管理所必需的数据基础。在所开发系统中这些信息都能通过程序分门别类的展示出来，还能够通过设置阈值实现预警功能。 （3） 智能控制：系统通过传感器、综合网关和控制中心的配合，可以实现相对于传统智能楼宇更加复杂、更加智能的联动控制。可定制多种智能控制策略，在时间、空间、传感器、执行设备等多个维度自由定制。大大提高了楼宇的自动化水平[4]。 （4） 管理与统计：通过应用管理层可以方便地查询楼宇人流量、电量使用、水量使用、停车场使用情況、电梯使用情况、安防情况等多种对于日常管理非常重要得数据。在收集大量实时数据的同时，系统还能够根据管理目的生成大量统计报表，如：停车场停车率及繁忙时段统计；电梯使用情况统计；照明系统用电情况统计；安防报表等。综合实时管理数据和统计报表等多项数据能够为管理层决策提供可靠的依据，同时也能够通过分析数据的变化来制定相应的工作计划和分析报告。管理与统计子系统的应用对于实现精细化管理和提高楼宇物业管理水平能够起到非常大的帮助。 4 小结 目前，智能楼宇正处在高速发展过程当中，各种新技术、新设备不断应用到其中，这使得楼宇的智能化水平不断提高。随着移动互联网的快速普及，移动终端，特别是基于Android系统的移动终端已经逐步渗透到我们生活的方方面面。这些设备以其出色的便携性、强大的性能和网络连接能力正在逐渐改变我们的生活方式。在未来的发展当中，可以预见的是，智能终端和智能建筑会更加紧密融合在一起，为我们的工作、生活提供更多的便利。 参考文献： [1] 郭利全，谢维波.基于Android 平台的可视对讲系统的设计与实现[J].软件天地，2012（5）. [2] 王永皎，刘荣辉.基于ZigBee技术的智能楼宇节能控制系统[J].青岛科技大学学报：自然科学版，2014（35）. [3] 张新.智能楼宇管理系统的设计与实现[J].安徽理工大学学报：自然科学版，2014（9）. [4] 陈彤，刘孝赵，凡增威.基于GSM 技术的智能楼宇远程控制系统设计[J].科技广场，2014（12）. |
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