新物联网时代智慧(智能)建筑.doc

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1、新物联网时代智慧(智能)建筑目 录摘要 . 错误！未定义书签。 ABSTRACT . 错误！未定义书签。第1章 绪论 . 31.1研究意义及目的 . 31.2 国 SMART建筑的概述 . 62.1SMART建筑的概念 . 62.2传统建筑与SMART建筑的比较 . 72.3SMART地球和数字（SMART）城市 . 72.3.1smart地球 72.3.2数字（smart）城市 72.4SMART建筑的基础 . 9第3章 SMART建筑的主要系统集成及关键技术 . 103.1通信自动化系统（CAS） . 103.2建筑设备自动化系统（BAS） . 123.3办公自动化系统（OAS） . 12

2、3.4 BIM（建筑信息模型） . 133.5 物联网技术 . 13第4章物联网的概述 . 184.1什么是物联网 . 184.2物联网的发展 . 184.3SMART建筑中应用物联网技术的必要性 . 18第5章 物联网时代背景下SMART建筑的发展路径 . 205.1四种适合发展的SMART建筑建设路径 . 205.2依托主流技术构建数字化、网络化、信息化建筑 . 215.3立体绿化SMART建筑是未来SMART的发展趋势 . 22第6章 中国SMART建筑产业市场综述 . 236.1SMART建筑产业的市场经济性及其投资前景 . 236.2国内SMART建筑工程市场容量分析 . 236.3

3、中国SMART建筑市场的未来 . 24第7章 中国SMART建筑存在的问题及对应发展策略 . 267.1中国SMART建筑存在的问题分析 . 26I7.2在政府推进物联网技术研发的政策下大力发展SMART建筑 . 267.3深入发展物联网新技术在SMART建筑领域的应用 . 277.4加强SMART建筑技术的安全性 . 277.5促进SMART建筑行业的标准化的形成 . 27第8章 全文总结及研究展望 . 298.1全文总结 . 298.2研究展望 . 29参考文献 . 30 致 谢 . 错误！未定义书签。II 第1章 绪论当今世界，以物联网、云计算、下一代互联网技术为代表的新一轮信息技术革命

4、势头不减，并以其独有的渗透性、冲击性、倍增性和创新性席卷全球，推动着以smart、绿色和可持续为特征的新一轮科技革命和产业革命的来临。信息化已成为当代社会生产力发展和人类文明进步的强大动力，人类步入信息社会。信息化与城市化相互融合，协调发展，正推动世界范围内城市的生产方式、生活方式和经济社会发展观发生着前所未有的深刻变革。以信息能力为基础的smart优势已经成为决定一个城市品质的关键要素，全球发达国家和发展中国家都竞相制定和实施“smart城市”发展战略与行动计划，力图抢占现代城市发展的战略制高点。smart建筑是“数字城市”和“smart地球”的基本方向，smart建筑是人类的生活环境，也是

5、物品生产、流通、使用的基础。传统建筑发展理念是建立在规模扩张和区域生产总值增长的基础之上，而smart建筑则更加重视发展中实现经济效益与人文环境并重、物质文明与精神文明共建，实现从规模速度型发展方式向质量效益发展方式跨越；从追求GDP增长向追求公众幸福感增长跨越；从工业经济时代向信息经济时代跨越。国内各城市纷纷开展smart城市建设，以期抢占城市竞争的有利位置，需要注意的是，在smart城市的建设中，各地区应紧密结合城市定位，找准建设重点和方向，扎实推进社会应用，使有限投入发挥无限效用。自上个世纪70年代末，中国实行改革开放政策以来，中国经济得到了巨大的发展。由于经济的不断发展和科技的突飞猛进

6、，人们对建筑工程要求的数量上大发展的同时，对建筑工程美观、品质、安全、环境和功能方面提出了更大、更高的要求。面对这样繁重而复杂的任务，建筑设计与营造必须要具有现代化理念，开发采用现代化技术和运用现代化管理。其中智能化融入于建筑之中，乃是当今现代化建筑发展的一项重要内容和发展趋势。目前，smart建筑主要是一些涉外的酒店和特殊需要的工业建筑，采用的技术和设备主要是从国外引进的。所以事实告诉我们，要想让我国smart建筑得以迅速发展和成长，大力发展smart建筑技术对提高自身竞争能力是至关重要的。1.1研究意义及目的随着经济全球化和科技的不断发展，smart建筑已成为未来建筑发展的主要趋势，这也已

7、提高到国家的发展战略高度。并伴随着我国经济的持续增长、城镇化进程的日益加快和人民生活水平的不断提高，对建筑产业的发展提出了更高的要求，走新型工业化道路，改变建筑建设的传统生产方式，构筑smart建筑已成 为住宅产业发展的必然趋势。深入研究smart建筑的发展，将极大提高城市化水准。深入探究smart建筑，着重在与市民生活息息相关、社会关注度高的领域，实现率先突破，将能够切实改进公众生活方式，提高民众幸福指数。如深圳市从科技、人文、生态三个方面打造smart城市，并以此作为建设国家创新型城市的突破口。重庆提出要以生态环境、卫生服务、医疗保健、社会保障等为重点建设smart城市，提高市民的健康水平

8、和生活质量，打造“健康重庆”等等。我国正在向市场经济转化，smart建筑也要符合市场经济规律。目前，我国离信息化社会太远，量化的经济分析太少。我国在概念上并不落后，但在项目管理、实施技术上存在许多不足，项目实施上可操作、可量化的东西太少。深入研究smart建筑的发展路径及其经济性，将能够有力地促进smart建筑产业的快速、良性发展。1.2 国内外研究现状综述随着计算机技术,现代通信技术和自动控制技术的迅速发展，smart建筑在发达国家应运而生。1984年美国哈特福特市将一座旧式大楼改造，并且对大楼的空调，电梯、照明，防盗等设备采用计算机进行监测控制，为客户提供语音通信。文字处理，电子邮件和情报

9、资料等信息服务，被称为世界上第一座smart建筑。自1984年美国建成第一座smart建筑以来的十几年中，在世界范围内，smart建筑以一种崭新的面貌和技术，迅速在各地展开。尤其是亚洲的日本、新加坡、台湾等国家和地区，为了适应smart建筑的发展，进行了大量的研究和实践，相继建成了一批具有smart化的建筑。中国smart建筑是逐步发展起来的，在八十年代末建设部编制的民用建筑电气设计规范中，就已经提出了楼宇自动化和办公自动化，对smart建筑理念和各种系统有了比较全面的涉及。这个时候人们对建筑smart化理解主要是将电话、有线电视系统接到建筑中来，同时利用计算机对建筑中机电设备进行控制和管理。

10、各个系统是独立，相互没有联系，与建筑结合也不密切。1995年中国工程建设标准化协会通信工程委员会发布了建筑与建筑综合布线系统和设计规范，这些都促进了通信网络和办公自动化系统在建筑中的应用。同年上海正式颁发了地方标准智能建筑设计标准，它根据不同的需求，把smart建筑划分为三级，为smart建筑规划、设计和施工提供了依据，推动了smart建筑的发展。2000年出台的国家标准智能建筑设计标准，标志着smart建筑建设从盲目追求智能化、贪大求全转向务实。为我国smart建筑健康有序发展提供了保证。在此基础上，我国smart建筑研究进入一个新的阶段，发展势头迅猛。1.3研究内容和研究方法1.3.1研究

11、方法本论文的研究主要有五大方法：实际调查与文献研究法，定量分析与定性分析法，功能分析法。 调查法中最常用的是问卷调查法，是以书面提出问题的方式搜集资料，将调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。文献研究法是通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。本论文的研究主要利用图书馆、期刊网等途径查阅收集相关资料并进行资料的归类和分析。前期工作主要为通过各种途径进行资料的收集整理，中期为论文的撰写与修改，后期为论文的编目与打印。定量分析法就是对研究对象进行“量”的方面的分析。以便更加科学地揭示规律，把握本质，理清关系，预测事物的发

12、展趋势。定性分析法就是对研究对象进行“质”的方面的分析。具体地说是运用归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法。功能分析法是通过说明社会现象怎样满足一个社会系统的需要来解释社会现象。研究方法的具体运用见表1-1：1.3.2研究内容本论文着重smart建筑在建筑业中的应用模式。通过绪论介绍研究的意义和国内外的研究现状；再通过第二章剖析smart建筑的内涵，指出它在国民经济中应用的可能性和现实性；第三章着重分析了smart建筑的主要系统集成，详细说明了它的关键技术要求，并使用图标加以描述；第四章介绍了物联网，从技术层面介绍物联网技术在smart建筑发展中的应用；第五章以大量篇幅详尽阐述了物联网时

13、代背景下smart建筑的发展路径，并分析了每个路径下的发展趋势；第六章涉及到了smart建筑的经济性，阐述其发展的经济效益和投机前景；第七章探析了中国smart建筑存在的问题及对应发展策略；从深入发展物联网新技术、加强smart建筑技术的安全性、促进smart建筑行业的标准化的形成、加速培训smart建筑的专门管理人才等方面进一步深化了研究内容。 第2章 smart建筑的概述smart建筑在我国近年来发展迅速，许多相关行业都在运用smart建筑来发展其业务，smart建筑广泛的功能是不容忽视的，因此了解smart建筑的内涵是非常必要的。2.1smart建筑的概念所谓smart建筑是指通过将建筑

14、物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。smart建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术、现代信息网络技术、现代通讯技术和现代控制技术所组成。smart建筑的概念，在上世纪末诞生于美国。通过对建筑物的4个基本要素，即结构、系统、服务和管理，以及它们之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。建筑smart化集成不是smart建筑的目的，而是实现smart建筑安全、高效、便捷、舒适的工作和生活环境的重要技术方法和技术手段，它服务于sm

15、art建筑的社会效益、经济效益和环境效益，不是为集成而集成，smart化集成仅仅是一种手段而非最终目的。从技术的角度来看，smart建筑是一系列技术集成的系统工程。它利用综合布线技术、楼宇自控技术、通信技术、网络互联技术、多媒体应用技术、安全防范技术等将相关设备、软件进行集成设计、安装调试、界面定制开发和应用支持。从商业的角度来看，smart建筑是传统建筑在商务模式的一种拓展。在smart建筑产业周围能够牵引一大批相关产业的发展。这些产业包括传统建筑业、制造业到现代信息产业等。smart建筑技术遍及各个行业，从传统“弱点”发展成“综合集成系统”。从管理的角度来看，smart建筑是通过配置建筑物

16、内的各个子系统，以综合布线为基础，以计算机网络为桥梁 ，全面实现对通信系统、建筑物内各种设备（空调、共热、给排水、变配电、照明、电梯、 消防、公共安全等）的综合管理。smart建筑是当代科学技术发展的必然产物，尤其是上世纪末，信息科学技术及电子计算机的发展，成为smart建筑产生与发展的重要支柱。建筑业从未经历过象今天这样的重大冲击，可以预见smart建筑将成为建筑革命的先声，成为 21世纪的重要产业部门，并进而带动其它行业的发展，乃至成为一个国家科学技术与文化发展水平的重要标志。也是未来建筑的重要标志。2.2传统建筑与smart建筑的比较传统建筑发展理念是建立在规模扩张和区域生产总值增长的基

17、础之上，而smart建筑则更加重视发展中实现经济效益与人文环境并重、物质文明与精神文明共建，实现从规模速度型发展方式向质量效益发展方式跨越；从追求GDP增长向追求公众幸福感增长跨越；从工业经济时代向信息经济时代跨越。国内各城市纷纷开展smart城市建设，以期抢占城市竞争的有利位置，需要注意的是，在smart建筑的建设中，各地区应紧密结合城市定位，找准建设重点和方向，扎实推进社会应用，使有限投入发挥无限效用。2.3smart地球和数字（smart）城市2.3.1smart地球smart地球就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍

18、连接，形成所谓“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。这一概念由IBM首席执行官彭明盛首次提出。smart地球的核心是以一种更smart的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。如今信息基础架构与高度整合的基础设施的完美结合使得政府、企业和市民可以做出更明智的决策。smart方法具体来说是以以下三个方面为特征：更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的smart化。2.3.2数字（smart）城市“数字城市”（digital city）以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以

19、宽带网络为纽带，运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。“数字城市”系统是一个人地（地理环境）关系系统，它体现人与人、地与地、人与地相互作用和相互关系，系统由政府、企业、市民、地理环境等，既相对独立又密切相关的子系统构成。政府管理、企业的商业活动、市民的生产生活无不体现出城市的这种人地关系。美国副总统戈尔于1998年1月21日提出了数字地球的概念之后，中国学者 特别是地学界的专家认识到“数字地球”战略将是推动我国信息化建设和社会经济、资源环

20、境可持续发展的重要武器，并于1999年11月29日至12月2日在北京召开了首届国际“数字地球”大会。从这之后，与“数字地球”相关相似的概念层出不穷。“数字城市”是“数字地球”的一个组成部分，可以看作是一个系统工程或发展战略，但不能看作是一个项目或一个系统，它可能包括了很多系统。“数字城市”是一个城市发展的战略目标，并有一个逐渐发展的过程，而且在发展过程中将会对城市建设、市民生活、经济发展逐渐带来效益和方便。从上世纪九十年代末开始，国外一些发达国家的城市相继启动了“smart城市”建设，比较突出的有新加坡、首尔、阿姆斯特丹等。国内城市smart城市建设正处于起步阶段，从2010年开始，国内也有很

21、多城市相继提出了“smart城市”的发展理念并着 信息技术使人们的生产、生活等方式发生了巨大变化，表现在：（1）电子商业的出现，包括网上信息服务、电子购物、电子银行和服务、网上攻读学位；（2）管理工作的变化；（3）制造业和活动全球化。有了Internet，一个新设备可以在美国设计，印刷，俄罗斯制造。作为人居住和活动场所的建筑物要适应信息化带来的变化，smart建筑的产生和发展是必然趋势。smart建筑是通过配置建筑物内的各个子系统，以综合布线为基础，以计算机网络为桥梁，全面实现对通信系统、建筑物内各种设备（空 调、共热、给排水、变配电、照明、电梯、 消防、公共安全等）的综合管理。所有这些，从技

22、术上也为smart建筑的产业起到技术上的支撑作用。 第3章 smart建筑的主要系统集成及关键技术为了达到建筑smart化的要求，使它真正成为“具有人脑般聪明smart的建筑物”，实现“高效、舒适、安全、节能”的目标，smart建筑一般由下面四大系统组成：建筑系统；通信自动化系统（CAS）；建筑设备自动化系统（BAS）；办公自动化系统（OAS）。而其中的BAS、CAS和OAS系统共同组成了大楼的头脑与神经系统与此同时，BIM技术和物联网新技术更是极大促进了smart建筑的快速发展。 图l智能建筑系统构成圈3.1通信自动化系统（CAS）通讯自动化系统包括综合布线系统、数字程控电话交换机或接入网系

23、统、光纤电视及卫星电视接收系统、电视会议系统、卫星通信系统、背景音乐与紧急广播系统。目前，通信领域正在向"三网合一"趋势过渡，即将电话网、数据网和有线电视网合成一个网。现在看来，"三网合一"并不是简单地用一种方式代替其他方式，而是一个互相渗透的过程。这对smart建筑将产生重大影响。3.1.1综合布线技术综合布线系统技术出现于20世纪80年代，当时人们只是想把一个建筑物内的各种仪表、控制信号用一种集中监控设备管理起来，以实现对各种设备的自动或手动控制。综合布线系统是一种模块化的、灵活性极高的设置于建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。它既能使语音、数据、图

24、像设备和交换设备与内部其他信息管理系统彼此相连，也能使这些设备与外部的系统相连。通过这种系统， 一方面实现了网络内部和外部的信息沟通，另一方面为网络以后的改造、扩充、维护提供了便利条件。综合布线技术吸引了一大批通信网络和IT行业的公司进入smart建筑领域，促进了信息技术行业对smart建筑发展的关注。同时由于综合布线系统对语音通信和数据通信的模块化结构，在建筑内部为语音和数据的传输提供了一个开放的平台，加强了信息技术与建筑功能的结合，对smart建筑的发展和普及产生了巨大的作用。3.1.2主干网网络技术在smart建筑网络的建设中，主干网选择何种网络技术对网络建设的成功与否起着决定性的作用。

25、选择适合smart建筑网络需求特点的主流网络技术，不但能保证网络的高性能，还能保证网络的先进性和扩展性，能够在未来向更新技术平滑过渡，保护用户的投资。目前在局域网络上应用最广泛的技术有以太网、快速以太网、FDDI、Token Ring以及最新崛起的ATM（异步传输模式）、千兆以太网等。在这些技术中，千兆以太网以其在局域网领域中支持高带宽、多传输介质、多种服务、保证QoS等特点正逐渐占据主流位置。（1）快速以太网(FastEthernet)快速以太网技术仍然是以太网，也是总线或星型结构的网络，快速以太网仍支持共享模式，在共享模式下仍采用的是广播模式（CSMA/CD竞争方式访问，IEEE 802.

26、3），所以在共享模式下的快速以太网继承了传统共享以太网的所有特点，但是带宽增大了10倍。快速以太网的应用主要是基于它的交换模式。在交换模式下，快速以太网完全没有CSMA/CD这种机制的缺陷，除了上面谈到的交换以太网的优点以外，交换模式下的快速以太网可以工作在全双工的状态下，使得网络带宽可以达到200Mbps。因此快速以太网是一种在局域网技术中性能价格比非常好的网络技术，在支持多媒体技术的应用上可以提供很好的网络质量和服务。（2）令牌网(Token Ring)令牌网使用一种标记数据作为令牌，它始终在环上传输，当无帧发送时，令牌为空闲状态，所有的站点都可以俘获令牌，只有当站点获得空闲令牌后，才将令

27、牌设置成忙状态，并发送数据。数据随令牌至目的站点后，目的站点将数据复制，令牌继续环行返回到发送站点，这时发送站点才将俘获的令牌释放，令牌重新成为空闲状态。令牌环网络传输的主要特点是可以保证每个节点设备在可以预定的时间间隔获得对网络的访问，适用于对实时性要求较高的应用。由于这种网络设备的价格较高，不利于普及，另外缺乏对多种服务和QoS的支持。在国内应用的例子较 少。（3）光纤分布式数据接口（FDDI）FDDI是高性能的高速宽带LAN技术，其标准为ANSI3T9.5/ISO9384。FDDI物理结构是二个平行的、相对作反向传输的双环结构网，它采用定时的令牌传送协议。因此，它可以被看作是一个令牌环网

28、协议的高速版本。但与Token Ring技术不同的是当其发送完帧后就立即产生新的令牌帧，故其利用率较高，其运行速度可达100Mbps。其双环结构有非常好的冗余特性。FDDI有两种接入方式：双端口连接站（DAS），单端口连接站（SAS）。DAS方式比较贵，但有冗余功能；SAS需要有源集中器，且无冗余功能。（4）千兆位以太网技术（Gigabit Ethernet）千兆位以太网技术以简单的以太网技术为基础，为网络主干提供1Gbps的带宽。千兆位以太网技术以自然的方法来升级现有的以太网络、工作站、管理工具和管理人员的技能。千兆位以太网与其他速度相当的高速网络技术相比，价格低，同时比较简单，例如保留以太

29、网的帧格式、管理工具和对网络概念上的认识。千兆位以太网能够提供更高的带宽，并且成为有强大伸缩性的以太网家族的第三个成员。利用交换机或路由器可以与现有低速的以太网用户和设备连接起来，因为千兆位以太网的帧格式和帧尺寸大小等都与所有以太网技术相同，不需要对网络做任何改变。这种升级方法使得千兆位以太网相对于其他高速网络技术而言，在经济和管理性能方面都是较好的选择。3.2建筑设备自动化系统（BAS）建筑设备自动化系统(Building Automation)采用传感器技术、图形图像技术、计算机和现代通信技术对建筑的电力、空调、电梯、冷水机组、热力站、给排水、消防系统、保安监控、出入门控制等设备实行全自动

30、的综合监控管理。它由若干子系统组成。其中楼宇控制系统主要负责对空调系统、通风系统、冷冻水系统、冷却水系统、生活热水系统、给排水系统、配电系统、照明系统、电梯系统的监测与控制；安全防范系统包括防盗报警系统、闭路电视监控系统、保安巡更系统、出入控制与门卫系统、紧急报警系统、模拟显示系统等。IC卡管理系统包括IC卡登记结算系统、宾馆IC卡门锁系统、IC卡门禁管理系统等。此外，还有消防报警及消防联合行动系统、停车场管理系统等。3.3办公自动化系统（OAS）办公自动化系统是利用技术的手段提高办公的效率，进而实现办公自动化处理的系统。它采用Internet/Intranet技术，基于工作流的概念，使企业内

31、部人员方便快捷地共享信息，高效地协同工作；改变过去复杂、低效的手工办公方式， 实现迅速、全方位的信息采集、信息处理，包括计算机网络系统、酒店管理系统、物业管理系统等。它主要由高性能的传真机、各种终端、微机、文字处理机、主计算机、声像设备等现代化办公设备与相应的软件组成。主要用于文字处理、办公服务、公文文档等综合管理,以及电子票务、电子邮件、电视会议以及电子数据交换等。3.4 BIM（建筑信息模型）建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。

32、BIM将会给国内smart建筑业带来一次巨大变革。这些建筑模型的数据在建筑信息模型中的存在是以多种数字技术为依托，从而以这个数字信息模型作为各个建筑项目的基础，去进行各个相关工作。建筑工程与之相关的工作都可以从这个建筑信息模型中拿出各自需要的信息，即可指导相应工作又能将相应工作的信息反馈到模型中。建筑信息模型不是简单的将数字信息进行集成，它还是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。BIM可以四维模拟实际施工，以便于在早期设计阶段就发现后期真正施工阶段所会出现的各种问题，来提前处理，

33、为后期活动打下坚固的基础。在后期施工时能作为施工的实际指导，也能作为可行性指导，以提供合理的施工方案及人员，材料使用的合理配置，从而来最大范围内实现资源合理运用。3.5 物联网技术物联网技术是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。从分层构架上物联网可以分为感知层、网络层和应用层。在smart建筑中感知层由建筑物内设备的传感器或者传感器网关（各设备的监控模块）构成，例如二氧化碳传感器、温度传感器、摄像头、电流电压互感器等，主要提供设备运行状态的采集；网络层包括一切可以传输数据的网络，无论是总线、专线，还是私有网络、互联网、有线

34、无线网络以及现在的云计算平台等，负责传递和处理感知层获取的信息；应用层提供各种设备与用户（组织、机构、系统或个人）的接口，例如消防报警、车库管理、智能家居、环境监控等等，用于实现smart建筑的各种功能。同时各个功能在信息平台统一控制下，不再是独立的、分散的、各自为政式的提供服务，而是相互协同合作、精细和动态的控制和管理，提高建筑物资 源利用效率，服务更加的人性化。2005年，国际电联发表了一份题为“物联网”的报告，其第一作者劳拉斯里瓦斯塔瓦说：“我们现在站在一个新的通信时代的人口处，在这个时代中，我们所知道的因特网将会发生根本性的变化。因特网是人们之间通信的一种前所未有的手段，现在因特网又能

35、把人与所有的物体连接起来，还能把物体与物体连接起来”。国际电联报告提出物联网主要有四个关键性的应用技术：标签事物的RFID，感知事物的传感网络技术Sensor technologies，思考事物的智能技术Smart technologies，微缩事物的纳米技术Nanotechnology-RFID，传感器，智能技术以及纳米技术。这四项核心技术正极大地推动smart建筑的进一步发展。3.5.1smart建筑中涉及的物联网关键技术之RFIDRFID(radio frequency identification，射频识别)，射频识别是一种非接触式自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关

36、数据，识别过程无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现smart建筑建设中的跟踪与信息共享。电子标签是一种把天线和IC封装到塑料基片上的新型无源电子卡片；具有数据存储量大、无线无源、小巧轻便、使用寿命长、防水、防磁和安全防伪等特点；是近几年发展起来的新型产品，是未来几年代替条形码走进“物联网”时代的关键技术之一。阅读器(即PCE机)和电子标签(即PICC卡)之间通过电磁场感应进行能量、时序和数据的无线传输。在PCD机天线的可识别范围内，可能会同时出现多张PICC卡。如何准确识别每张卡，是

37、A型PICC卡的防碰撞(即anticollision，也叫防冲突)技术要解决的关键问题。RFID的技术标准主要由ISO和IEC制定的。目前可供射频卡使用的几种射频技术标准有ISOIEC10536、ISOIEC 14443、ISOIEC 15693和ISO，IEC18000。应用最多的是ISO，IEC 14443和ISOIEC15693，这两个标准都由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议4部分组成。RFID基本上是由3部分组成：标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设

38、备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。对1D的技术难点与问题可以概括为如下几个方面： I)RFID反碰撞防冲突问题；2)RFID天线研究；3)工作频率的选择；4)安全与隐私问题。3.5.2传感器网络与检测技术传感器是机器感知物质世界的“感觉器官”，可以感知热、力、光、电、声、位移等信号，为网络系统的处理、传输、分析和反馈提供最原始的信息。随着科技技术的不断发展，传统的传感器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化，正经历着一个从传统传感器(dumb sensor)-,智能传感器(smartsensor)-*嵌入式Web传感器(embedded web

39、 sensor)的内涵不断丰富的发展过程。无线传感器网络(WSN，wireless sensor network)是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，以其低成本、微型化、低功耗和灵活的组网方式、铺设方式以及适合移动目标等特点受到广泛重视，是关系国民经济发展和国家安全的重要技术。物联网正是通过遍布在各个角落和物体上的形形色色的传感器以及由它们组成的无线传感器网络，来最终感知整个物质世界的。传感器网络节点的基本组成包括如下几个基本单元：传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)以及电源。此

40、外，可以选择的其他功能单元包括：定位系统、移动系统以及电源自供电系统等。在传感器网络中，节点可以通过飞机布撒或人工布置等方式，大量部署在被感知对象内部或者附近。这些节点通过自组织方式构成无线网络，以协作的方式实时感知、采集和处理网络覆盖区域中的信息，并通过多跳网络将数据经由Sink节点(接收发送器)链路将整个区域内的信息传送到远程控制管理中心。另一方面，远程管理中心也可以对网络节点进行实时控制和操纵。目前，面向物联网的传感器网络技术包括以下一些方面：1)先进测试技术及网络化测控综合传感器技术、嵌入式计算机技术、分布式信息处理技术等，协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，并对其进行

41、处理、传送。研究分布式测量技术与测量算法，应对日益提高的测试和测量需求。2)智能化传感器网络节点传感器网络节点为一个微型化的嵌入式系统，构成了无线传感器网络的基础层支持平台。感知物质世界及其变化过程中，需要检测的对象很多，如温度、压力、湿度、应变等，微型化、低功耗对于传感器网络的应用意义重大，研究采用MEMS加工技术，并结合新材料的研究，设计符合未来要求的微型传感器：其次，需要研究 智能传感器网络节点的设计理论，使之可识别和配接多种敏感元件，并适用于主被动各种检测方法；第三，各节点必须具备足够的抗干扰能力、适应恶劣环境的能力，并能够适合应用场合、尺寸的要求；第四，研究利用传感器网络节点具有的局

42、域信号处理功能，在传感器节点附近局部完成很多信号信息处理工作，将原来由中央处理器实现的串行处理、集中决策的系统，改变为一种并行的分布式信息处理系统。3.5.3智能技术智能技术是为了有效地达到某种预期的目的，利用知识所采用的各种方法和手段。通过在物体中植入智能系统，可以使得物体具备一定的智能性，能够主动或被动的实现与用户的沟通，也是物联网的关键技术之一。主要的研究内容和方向包括：1)人工智能理论研究智能信息获取的形式化方法；海量信息处理的理论和方法；网络环境下信息的开发与利用方法；机器学习。2)先进的人机交互技术与系统声音、图形、图像、文字及语言处理；虚拟现实技术与系统；多媒体技术。3)智能控制

43、技术与系统物联网就是要给物体赋予智能，可以实现人与物体的沟通和对话，甚至实现物体与物体互相间的沟通和对话。为了实现这样的目标，必须要对智能控制技术与系统实现进行研究。例如：研究如何控制智能服务机器人完成既定任务(运动轨迹控制、准确的定位和跟踪目标等)。4)智能信号处理信息特征识别和融合技术、地球物理信号处理与识别。3.5.4纳米技术纳米技术，是研究结构尺寸在O1100 nm范围内材料的性质和应用，主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这7个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这3个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米