一種基於物聯網的建築生態雲平臺的製作方法

2023-04-26 03:45:36 1

本發明涉及智能建築領域，尤其涉及一種基於物聯網的建築生態雲平臺。

背景技術：

綠色建築是當代建築的發展趨勢，其特點是在保證用戶的舒適健康的前提下，實現與自然的友好相處。我國住房與城鄉建設部與科技部聯合發布的《綠色建築技術導則》明確指出，智能化技術是綠色建築和建築節能的重要手段，它能有效地控制能源的使用、降低建築物各類設備的能耗，保證建築物在全壽命周期內更加綠色環保、高效節能。

現有技術已實現了對建築環境數據的採集和電氣設備能耗的測控，但是建築內具有大量測控裝置，如果運維人員逐一對其進行運行、維護和管理則需花費大量的人力物力。存儲性能和並發通信直接決定了建築物聯網系統能否安全、穩定地運行。因此，如何搭建一種具備傳感器管理、電氣設備管理、人員監測、數據智能處理等功能，可實現對建築物聯網系統運維的建築生態測控系統仍是待解決的技術問題。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基於物聯網的建築生態雲平臺，該雲平臺不僅可以實現對建築環境的全面感知，還具備傳感器管理、電氣設備管理、人員監測、數據智能處理等功能，將上述功能按模塊化封裝集成到雲平臺之中，可向用戶提供雲存儲和雲計算等服務，用戶只需在客戶端軟體點擊各類服務模塊就可實現對建築物聯網系統的運維。

本發明所採用的技術方案是：

一種基於物聯網的建築生態雲平臺，包括建築生態雲伺服器、移動終端、無線路由器、建築環境監測模塊、人員流動監測模塊、電氣設備測控模塊、能耗監測模塊和安防模塊；

所述建築環境監測模塊，用於實時獲取監控區域內建築環境狀態監測數據，並通過無線路由器將建築環境狀態監測數據無線傳輸至建築生態雲伺服器；

所述人員流動監測模塊，用於實時獲取監控區域內人員狀態監測數據，並通過無線路由器將人員狀態監測數據無線傳輸至建築生態雲伺服器；

所述能耗監測模塊，用於實時獲取監控區域內電氣設備的能耗監測數據；

所述安防模塊，用於在監控區域內，獲取監控區域視頻信息、門禁信息，若存在安防問題，則通過無線路由器向建築生態雲伺服器發生報警信息；

所述建築生態雲伺服器，用於接收所述建築環境狀態監測數據、人員狀態監測數據、能耗監測數據和安防信息，進行雲資料庫中建築環境狀態、人員狀態、能耗和安防信息數據的實時更新，並通過電氣設備測控模塊對電氣設備進行控制；

所述移動終端，用於使用客戶端軟體訪問所述建築生態雲伺服器，查看當前監控區域內建築環境狀態監測數據、人員狀態監測數據、能耗監測數據和安防信息。

進一步的，所述建築生態雲伺服器包括中央處理模塊、無線通訊模塊、雲存儲模塊和api數據接口；所述中央處理模塊通過無線通訊模塊接收監測數據，並將監測數據存儲在雲存儲模塊中，通過api數據接口與移動終端通訊連接，根據所述api數據接口接收所述移動終端發送的數據讀取指令，根據所述數據讀取指令將雲存儲模塊中存儲的數據返回至所述移動終端。

進一步的，所述無線路由器的數量不少於3個，任意兩個無線路由器之間採用橋接或中繼方式連接。

進一步的，所述環境監測模塊包括溫溼度監測節點、二氧化碳濃度監測節點、pm2.5濃度監測節點和光照度監測節點，所述溫溼度監測節點包括溫溼度傳感器、第一控制器和第一wifi模塊，所述第一控制器接收所述溫溼度傳感器採集的溫溼度數據並處理，通過第一wifi模塊將處理後的溫溼度數據發送至建築生態雲伺服器；所述二氧化碳濃度監測節點包括二氧化碳傳感器、第二控制器和第二wifi模塊，所述第二控制器接收所述二氧化碳傳感器採集的二氧化碳濃度數據並處理，通過第一wifi模塊將處理後的二氧化碳濃度數據發送至建築生態雲伺服器；所述pm2.5濃度監測節點包括pm2.5傳感器、第三控制器和第三wifi模塊，所述第三控制器接收所述pm2.5傳感器採集的pm2.5濃度數據並處理，通過第三wifi模塊將處理後的pm2.5濃度數據發送至建築生態雲伺服器；所述光照度監測節點包括光照度傳感器、第四控制器和第四wifi模塊，所述第四控制器接收所述光照度傳感器採集的光照強度數據並處理，通過第四wifi模塊將處理後的光照強度數據發送至建築生態雲伺服器。

進一步的，所述人員流動監測模塊包括紅外傳感器、第五控制器和第五wifi模塊，所述第五控制器接收紅外傳感器採集的監控區域內人員狀態數據，並通過第五wifi模塊發送至建築生態雲伺服器。

進一步的，所述電氣設備測控模塊包括第六控制器、執行器和第六wifi模塊，所述第六控制器通過所述第六wifi模塊接收所述建築生態雲伺服器發送的控制指令，根據所述控制指令通過執行器控制繼電器的斷開和連接。

進一步的，所述能耗監測模塊包括交流電監測節點和第七wifi模塊，所述交流電監測節點用於採集流經電氣設備的電壓值和電流值，根據電壓值和電流值得出電氣設備的能耗以及生成這些能耗時需要向外界釋放的二氧化碳排放量，並通過第七wifi模塊將電氣設備的電壓值、電流值和能耗發送至建築生態雲伺服器；

進一步的，所述交流電監測節點包括電壓傳感器、電流傳感器和第七控制器，所述電流傳感器用於採集流經電氣設備的電流值，所述電壓傳感器用於採集流經電氣設備的電壓值，所述第七控制器用於接收所述電流傳感器採集的電流值和所述電壓傳感器採集的電壓值。

進一步的，還包括便民服務模塊，所述便民服務模塊包括智能控制模塊、數據採集模塊、信息存儲模塊、第一無線通信模塊和信息發布系統，所述智能控制模塊通過所述數據採集模塊採集各個子功能模塊所監測的基礎設施狀態信息和功能模塊自身的狀態信息，並存儲到所述信息存儲模塊中，所述智能控制模塊通過第一無線通信模塊接收建築生態雲伺服器指令，或返回各個子功能模塊所監測的基礎設施狀態信息和功能模塊自身的狀態信息，根據指令控制各個子功能模塊運行狀態，所述智能控制模塊通過網線與信息發布系統連接，通過信息發布系統發布信息；所述子功能模塊為車位鎖管理模塊、自動售賣機管理模塊、空氣淨化器管理模塊或自動飲水機管理模塊中的一種。

進一步的，所述安防模塊包括入侵探測模塊、門禁模塊、火災監測模塊、和聯動報警模塊，所述入侵探測模塊包括多路視頻採集攝像頭，所述門禁模塊包括門禁控制器、讀卡器和電控鎖，所述讀卡器和電控鎖分別與門禁控制器相連；所述火災監測模塊包括溫度傳感單元和煙霧傳感單元，所述聯動報警模塊包括多路紅外報警器、第二無線通信模塊和主控制器，所述多路紅外報警器通過有線或無線方式與主控制器連接，所述多路視頻採集攝像頭、門禁控制器和溫度傳感單元和煙霧傳感單元分別通過無線通信模塊與主控制器無線通信連接，所述主控制器通過第二無線通信模塊與所述建築生態雲伺服器通信連接。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明採用建築生態雲伺服器實現數據的存儲和分析，採用環境監測模塊實時對建築環境狀態監測，採用人員流動監測模塊實時對監控區域內人員個數狀態監測，採用能耗監測模塊對各類電氣設備進行能耗監測，採用安防模塊監測監控區域內的影像、門禁等安防信息，若出現安防問題，及時報警並將報警信息發送至建築生態雲伺服器，同時建築生態雲伺服器可根據控制指令通過氣設備測控模塊中電氣設備控制節點實現對電氣設備的控制，無需運維人員逐一對各功能模塊進行運行、維護和管理，用戶可通過移動終端實時訪問建築生態雲伺服器，查看當前監控區域內建築環境狀態監測數據、人員狀態監測數據、能耗監測數據和安防信息，該雲平臺即實現對建築環境的全面監測，還具備傳感器管理、電氣設備管理、人員監測、數據智能處理等功能，還可實現建築物聯網海量數據的存儲和分析，大大減少搭建本地伺服器等基礎設施所產生的成本。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並不構成對本申請的不當限定。

圖1是本發明實施例的整體結構示意圖；

圖2是本發明實施例的整體結構框圖。

具體實施方式

應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這裡所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這裡所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括複數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語「包含」和/或「包括」時，其指明存在特徵、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

為了實現對建築環境數據的採集和電氣設備能耗的測控裝置的統一維護和管理，本申請提供了一種基於物聯網的建築生態雲平臺，該雲平臺不僅可以實現對建築環境的全面監控，還具備傳感器管理、電氣設備管理、人員監測、數據智能處理等功能，可向用戶提供雲存儲和雲計算等服務，用戶利用安裝在移動終端上客戶端軟體實現對建築生態雲平臺的運維。

本申請的一種典型的實施方式中，如圖1所示，提供了一種基於物聯網的建築生態雲平臺，該雲平臺中包括建築生態雲伺服器1、移動終端2、無線路由器3、建築環境監測模塊4、人員流動監測模塊5、電氣設備測控模塊6、能耗監測模塊7和安防模塊8。

其中，建築環境監測模塊4、人員流動監測模塊5、電氣設備測控模塊6、能耗監測模塊7和安防模塊8同時通過無線路由器3與建築生態雲伺服器1進行通信連接，所述建築環境監測模塊4，用於實時獲取監控區域內建築環境狀態監測數據，並通過無線路由器將建築環境狀態監測數據無線傳輸至建築生態雲伺服器；所述人員流動監測模塊5，用於實時獲取監控區域內人員狀態監測數據，並通過無線路由器將人員狀態監測數據無線傳輸至建築生態雲伺服器；所述能耗監測模塊7，用於實時獲取監控區域內電氣設備和房間的能耗監測數據；所述安防模塊8，用於在監控區域內，獲取監控區域視頻信息、門禁信息，若存在安防問題，則通過無線路由器向建築生態雲伺服器發生報警信息。

所述建築生態雲伺服器1，用於接收所述建築環境監測模塊4發送的建築環境狀態監測數據、所述人員流動監測模塊5發送的人員狀態監測數據、所述能耗監測模塊7發送的能耗監測數據、所述安防模塊8發送的安防信息，進行雲資料庫中建築環境狀態、人員狀態、能耗和安防信息數據的實時更新，並通過電氣設備測控模塊6對電氣設備進行控制。

所述移動終端2，用於使用客戶端軟體設置所述建築生態雲伺服器功能，查看當前監控區域內建築環境狀態監測數據、人員狀態監測數據、能耗監測數據和安防信息。

本實施例提供的基於物聯網的建築生態雲平臺，將物聯網建築的環境監測模塊、人員流動監測、電氣設備測控、能耗監測、安防等各種功能以各種服務模塊的形式集成在雲平臺上，可以滿足用戶數量多、用戶定製、高並發讀寫、安全性、穩定性等需求，用戶只需利用移動終端上客戶端軟體點擊各類服務模塊就可實現對建築生態雲平臺的運維。

本申請的另一種實施例中，如圖2所示，上述的建築生態雲伺服器1包括中央處理模塊10、無線通訊模塊12、雲存儲模塊11和api數據接口13；所述中央處理模塊10通過無線通訊模塊12接收監測數據，並將監測數據存儲在雲存儲模塊11中，通過api數據接口13與移動終端2通訊連接，根據所述api數據接口13接收所述移動終端發送的數據讀取指令，根據所述數據讀取指令將雲存儲模塊中存儲的數據返回至所述移動終端。

用戶可通過計算機、智慧型手機等移動終端2設備訪問建築生態雲平臺，對建築生態雲平臺進行模塊化操作。

上述的雲存儲模塊11包括雲資料庫，該雲資料庫的結構主要包括執行器列表、管理員列表、用戶列表、推送表、建築名稱列表、樓層列表、房間/區域列表、各類環境監測傳感器列表、各類環境監測數據列表、能耗列表、基礎設施管理列表和安防列表。

考慮到實際工程中環境監測節點數量以及wifi信號覆蓋範圍，所述無線路由器3的數量不少於3個，任意兩個無線路由器之間採用橋接或中繼方式連接。

所述環境監測模塊4包括溫溼度監測節點41、二氧化碳濃度監測節點42、pm2.5濃度監測節點43和光照度監測節點44，通過溫溼度監測節點、二氧化碳濃度監測節點、pm2.5濃度監測節點和光照度監測節點實現建築環境狀態的採集。

其中，所述溫溼度監測節點41包括溫溼度傳感器411、第一控制器412和第一wifi模塊413，所述第一控制器接收所述溫溼度傳感器採集的溫溼度數據並處理，通過第一wifi模塊將處理後的溫溼度數據發送至建築生態雲伺服器。

所述二氧化碳濃度監測節點42包括二氧化碳傳感器421、第二控制器422和第二wifi模塊423，所述第二控制器接收所述二氧化碳傳感器採集的二氧化碳濃度數據並處理，通過第一wifi模塊將處理後的二氧化碳濃度數據發送至建築生態雲伺服器。

所述pm2.5濃度監測節點43包括pm2.5傳感器431、第三控制器432和第三wifi模塊433，所述第三控制器接收所述pm2.5傳感器採集的pm2.5濃度數據並處理，通過第三wifi模塊將處理後的pm2.5濃度數據發送至建築生態雲伺服器。

所述光照度監測節點44包括光照度傳感器441、第四控制器442和第四wifi模塊443，所述第四控制器接收所述光照度傳感器採集的光照強度數據並處理，通過第四wifi模塊將處理後的光照強度數據發送至建築生態雲伺服器。

上述的環境監測模塊4中，各類環境監測節點的控制器根據設定的周期向傳感器發送讀取數據請求，或傳感器主動發送數據至控制器，控制器接收傳感器採集的數據並對數據處理之後，通過wifi模塊向建築生態雲伺服器發送傳感器採集的數據。

所述人員流動監測模塊5包括紅外傳感器51、第五控制器52和第五wifi模塊53，所述第五控制器接收紅外傳感器採集的監控區域內人員狀態數據，並通過第五wifi模塊發送至建築生態雲伺服器。

所述能耗監測模塊7包括交流電監測節點71和第七wifi模塊72，所述交流電監測節點用於採集流經電氣設備的電壓值和電流值，根據電壓值和電流值得出電氣設備的能耗以及生成這些能耗時需要向外界釋放的二氧化碳排放量，並通過第七wifi模塊將電壓值、電流值和能耗發送至建築生態雲伺服器；

其中，上述交流電監測節點71包括電壓傳感器、電流傳感器和第七控制器，所述電流傳感器用於採集經電錶和電氣設備的電流值，所述電壓傳感器用於採集經電錶和電氣設備的電壓值，所述第七控制器用於接收所述電流傳感器採集的電流值和所述電壓傳感器採集的電壓值。

上述能耗監測模塊可與電氣設備相連，通過電壓傳感器、電流傳感器採集周期時間內流經的電氣設備的電壓值和電流值，第七控制器根據電壓值和電流值得出設備能耗以及生成這些能耗時需要向外界釋放的二氧化碳排放量。

所述電氣設備測控模塊6包括多個電氣設備控制節點61，所述電氣設備控制節點包括第六控制器611、執行器612和第六wifi模塊613，所述第六控制器通過所述第六wifi模塊接收所述建築生態雲伺服器下達控制指令，通過執行器控制繼電器的斷開和連接。

上述電氣設備測控模塊中，在各個電氣設備控制節點，控制器通過第六wifi模塊持續向建築生態雲平臺發送請求並接收建築生態雲平臺的控制命令，進而通過執行器控制繼電器的斷開和連接。

本實施例公開的基於物聯網的建築生態雲平臺，通過溫溼度監測節點41採集建築環境溫溼度數據，二氧化碳濃度監測節點42採集建築環境中二氧化碳濃度數據，pm2.5濃度監測節點43採集建築環境中pm2.5濃度數據，光照度監測節點44採集建築環境中光照強度數據，通過人員流動監測模塊採集監控區域內人員狀態數據，通過wifi模塊將數據發送到建築生態雲伺服器的雲資料庫中，平臺可按不同需求來分析處理數據，運維人員可通過移動終端2上網頁和手機app等客戶端軟體查看原始數據和分析處理得到的結果，同時建築生態雲伺服器可根據指令通過電氣設備測控模塊6中電氣設備控制節點實現對電氣設備的控制。

本申請的又一實施例中，基於物聯網的建築生態雲平臺還包括所述便民服務模塊9，所述便民服務模塊9包括智能控制模塊92、數據採集模塊93、信息存儲模塊94、第一無線通信模塊95和信息發布系統96，所述智能控制模塊92通過所述數據採集模塊93採集各個子功能模塊91所監測的基礎設施狀態信息和功能模塊自身的狀態信息，並存儲到所述信息存儲模塊94中，所述智能控制模塊通過第一無線通信模塊95接收建築生態雲伺服器指令，或返回各個子功能模塊所監測的基礎設施狀態信息和功能模塊自身的狀態信息，根據指令控制各個子功能模塊運行狀態，所述智能控制模塊通過網線與信息發布系統94連接，通過信息發布系統發布信息。

本實施例中，子功能模塊91包括車位鎖管理模塊、自動售賣機管理模塊、空氣淨化器管理模塊或自動飲水機管理模塊中的一種，所述車位鎖管理模塊、自動售賣機管理模塊、空氣淨化器管理模塊或自動飲水機管理模塊通過信號線與數據採集模塊93連接。當子功能模塊為車位鎖管理模塊時，用戶通過移動終端向建築生態雲伺服器發送預約車位指令，建築生態雲伺服器將預約車位指令發送至便民服務模塊，便民服務模塊9中根據指令驅動車位鎖管理模塊打開車位鎖。所述安防模塊8包括入侵探測模塊81、門禁模塊82、火災監測模塊83、和聯動報警模塊84，所述入侵探測模塊81包括多路視頻採集攝像頭，所述門禁模塊82包括門禁控制器、讀卡器和電控鎖，所述讀卡器和電控鎖分別與門禁控制器相連；所述火災監測模塊83包括溫度傳感單元和煙霧傳感單元，所述聯動報警模塊84包括多路紅外報警器、第二無線通信模塊和主控制器，所述多路視頻採集攝像頭、多路紅外報警器均安裝於監控區域內，所述多路視頻採集攝像頭用於採集監控區域的影像，所述多路紅外報警器用於監控監控區域的安全狀況及報警，所述多路紅外報警器通過第二無線通信模塊與主控制器連接，所述多路視頻採集攝像頭、門禁控制器和溫度傳感單元和煙霧傳感單元分別通過有線或無線方式與主控制器通信連接，若監控區域內發生非法入侵或火災，主控制器能及時觸發紅外報警器發出報警信號；所述主控制器通過第二無線通信模塊與所述建築生態雲伺服器通信連接，使所述建築生態雲伺服器實時接收監控區域的影像和報警信號。

本實施例公開的基於物聯網的建築生態雲平臺，通過安防模塊實時監測監控區域內的影像、門禁等安防信息，若發生安防問題，能及時報警，並實時將影像和報警信號傳輸至建築生態雲伺服器。

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。