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摘要：高层及超高层建筑内的环境质量是不容忽视的一个问题。本文分析了建筑物内环境污染的来源，阐述了物联网的发展及其特點，构建了物联网技术应用于高层及超高层建筑中的应用框架，从感知层、传输层、应用层提出了不同建设内容。物联网技术在高层建筑物环境监测中的应用是物联网与智能建筑结合的一个新方向，将提高环境信息采集效率，促进建筑内环境质量的提升。
关键词：物联网，环境监测，高层建筑
Internet of Things technology in environmental monitoring in high-rise buildings Application
BAO XIN QIANGQIAN YI NA
Construction Engineering Co., Ltd. Zhejiang Huzhou L
Abstract: High-rise and high-rise building within the environmental quality is a problem can not be ignored. This paper analyzes the sources of pollution within the building, describes the development and characteristics of things, build things technology in high-rise and high-rise building in the application framework, from the perception layer, transport layer, application layer made of different construction content. Internet of Things technology in high-rise buildings in the application of environmental monitoring is combined with intelligent building things with a new direction, will increase the efficiency of environmental information collection and promote improved environmental quality within the building.
Keywords: things, environmental monitoring, high-rise building
1．引言
高层及超高层建筑最近几年在我国得到了快速发展，这些建筑内的环境质量问题还未引起人们的普遍关注,物联网时代的到来，标志着信息化推动工业化发展到了一个新的阶段，促进了数字城市建设的深入发展，也给智能建筑技术未来发展和应用指明了方向。物联网技术将覆盖从建筑外部环境到建筑内部结构，从机电设备系统到建筑结构材料，从设备材料表面特征到内部特征等几乎所有领域，并将给大楼安防系统、设备管理系统、消防报警系统、变配电系统乃至物业管理系统等带来革命性的变化。物联网技术由于其全面感知、可靠传输和智能处理的特点，可为建筑物环境监测提供坚实的技术支撑。
2．建筑物内环境问题
由于高层及超高层建筑一般都使用集中空调系统，及时地自动地将楼内小气候调节到适宜的程度，使楼内人群在非常舒适的环境内活动，提高工作效率，这就要求大楼的门窗不能向楼外敞开。在密闭的建筑物内，楼内空气与楼外大气不能通过门窗任意交换，因此，建筑内的环境质量问题是不容忽视的问题。室内环境的污染及其污染来源是多方面的，大致有以下几类：
（1）建筑材料散发出的有害气体
许多装饰材料都是化工产品，能释放出多种挥发性有机化合物，其中具有代表性的是甲醛。甲醛有异嗅，能刺激眼结膜、皮肤，能引起局部甚至全身的过敏反应，能降低机体免疫力，影响神经系统，严重时能引起喉头水肿，也能损伤肝脏，引起中毒性肝炎,另外某些粘合剂、油漆、涂料、地板蜡等化工用品中含有苯、甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、二异氰酸醋类等有毒物质。苯能损害造血系统，引起白血病。
（2）人体散发出的气体
主要来自楼内人群的呼出气，主要为二氧化碳及氨气、二甲胺等。人体若吸入了某些有机化合物, 也能从呼吸道排出部分该化合物的原形及其气态分解产物。此外，人体的皮肤也能排出汗液或其它具有不良气味的挥发性物质。
（3）现代化办公设备
复印机能释放臭氧，具有强刺激作用。碳黑粉中含有强致突变物一硝基多环芳烃。
除了以上三类外，还有物体燃烧的各种燃烧产物，如吸烟过程引起烟叶的燃烧产生的化学物质；室内用于喷雾、加湿、空调冷却等的用水产生的污染；各种卫生杀虫剂的使用产生的毒性物质。
3．物联网技术发展
物联网，在中国亦称传感网，是通过传感、控制设备，按约定的协议，将物件信息或（和）物件间互动的信息与互联网连接起来，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能的一种应用架构。
“物联网”概念最先是在1995 年比尔·盖茨在《未来之路》中提及的，但当时这个新概念没有引起太多的关注。1999 年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出，传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇。“物联网”真正引起中国公众关注，则是从2009 年8 月开始。2009 年8 月7 日，温家宝总理到中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时表示，在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术。温家宝总理于同年11 月3 日发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话，物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一。2010 年3 月5 日，温家宝总理在政府工作报告中指出，要加快物联网的研发应用。“物联网”首次被写进政府工作报告，物联网的发展进入了国家最高层的视野。工业和信息化部已把物联网发展作为2010 年我国信息产业确定的三大发展目标之一。
4．应用框架
针对智能建筑物内环境的特点，综合运用先进传感技术、网络通讯技术、信息处理与存储技术，紧密结合物联网感知层、传输层和应用层的框架，设计物联网技术在建筑物内环境监测的应用框架，如图1所示。
图1 应用框架
（1）感知层：包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等，主要是识别物体、采集信息。在本应用中感知层主要包括温湿度传感器、甲醛气体传感器、苯气体传感器等，这些传感器以环境信息采集节点形式部署于建筑物内的出入口、主要有害气体排放点等区域，负责采集与监测对象相关的数据，并将其协同处理后的数据传送到汇聚结点，提升对区域中监测对象的监测能力。
（2）传输层：将感知层获取的信息进行传递和处理，包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。在本应用中传输层根据建筑物内的网络布线特点，采用有线/ 无线多种方式，可通过WiFi、有线局域网等多种数据传输方式来整合不同技术，提供解决方案。
（3）应用层：是物联网与行业专业技术的深度融合，它结合行业需求，实现了行业智能化。
分为数据中心、支撑平台、应用系统三个部分。数据中心采用主数据管理的方式统一设计数据体系，包括基础数据、业务数据(含历史数据和实时数据)、决策分析数据等，这些数据与智能建筑的其他数据有机集成，融合到大的数据平台中。支撑平台提供构件运行支撑、应用安全管理、工作流管理、数据共享交换、内容管理等功能，为上层应用提供统一支撑，并支持对原有业务系统的全方面整合。应用系统为监测者、管理者等提供环境信息采集、实时监测、智能决策不同的功能.
5．小结
将物联网技术应用于高层建筑物环境监测中，实现了对建筑内环境信息的实时监测，一方面，采用传感器及无线网络即可远程采集环境，极大程度上提高了环境信息采集的效率；另一方面，基于采集的信息进行实时监测和智能决策，将大大提升辅助决策能力，为环境预警和应急奠定基础。物联网技术在高层建筑物环境监测中的应用是物联网与智能建筑结合的一个新方向，不仅扩展了物联网的应用范围，也将丰富智能建筑的内涵。
参考文献：
[1] 张公忠. 物联网与智能建筑[J]. 智能建筑与城市信息. 2011(1): 14-17.
[2] 涂强，王雷. 物联网技术在超高层建筑中的应用分析与展望[J]. 现代建筑电气. 2010(7): 1-3.
[3] 贾益刚. 物联网技术在环境监测和预警中的应用研究[J]. 上海建设科技. 2010(6): 65-67.
[4] 丛岩，郜庆，王甲. 物联网在高校能源管理中的应用[J]. 建设科技. 2010(22): 72-73.
[5] 陈岩，卢强. 物联网、数字化市政技术在“包头市市政设施数字化监控与管理系统”中的综合应用[J]. 中国建设信息. 2010(23): 53-56.
[6] 刘君卓. 智能建筑物内的空气质量[J]. 工程设计CAD及自动化. 1998(6): 43-45.
作者简介： 包新强1979年12月19日出生工作单位：湖州升浙建筑工程有限公司公司职务：项目经理
关键词：物联网，环境监测，高层建筑
Internet of Things technology in environmental monitoring in high-rise buildings Application
BAO XIN QIANGQIAN YI NA
Construction Engineering Co., Ltd. Zhejiang Huzhou L
Abstract: High-rise and high-rise building within the environmental quality is a problem can not be ignored. This paper analyzes the sources of pollution within the building, describes the development and characteristics of things, build things technology in high-rise and high-rise building in the application framework, from the perception layer, transport layer, application layer made of different construction content. Internet of Things technology in high-rise buildings in the application of environmental monitoring is combined with intelligent building things with a new direction, will increase the efficiency of environmental information collection and promote improved environmental quality within the building.
Keywords: things, environmental monitoring, high-rise building
1．引言
高层及超高层建筑最近几年在我国得到了快速发展，这些建筑内的环境质量问题还未引起人们的普遍关注,物联网时代的到来，标志着信息化推动工业化发展到了一个新的阶段，促进了数字城市建设的深入发展，也给智能建筑技术未来发展和应用指明了方向。物联网技术将覆盖从建筑外部环境到建筑内部结构，从机电设备系统到建筑结构材料，从设备材料表面特征到内部特征等几乎所有领域，并将给大楼安防系统、设备管理系统、消防报警系统、变配电系统乃至物业管理系统等带来革命性的变化。物联网技术由于其全面感知、可靠传输和智能处理的特点，可为建筑物环境监测提供坚实的技术支撑。
2．建筑物内环境问题
由于高层及超高层建筑一般都使用集中空调系统，及时地自动地将楼内小气候调节到适宜的程度，使楼内人群在非常舒适的环境内活动，提高工作效率，这就要求大楼的门窗不能向楼外敞开。在密闭的建筑物内，楼内空气与楼外大气不能通过门窗任意交换，因此，建筑内的环境质量问题是不容忽视的问题。室内环境的污染及其污染来源是多方面的，大致有以下几类：
（1）建筑材料散发出的有害气体
许多装饰材料都是化工产品，能释放出多种挥发性有机化合物，其中具有代表性的是甲醛。甲醛有异嗅，能刺激眼结膜、皮肤，能引起局部甚至全身的过敏反应，能降低机体免疫力，影响神经系统，严重时能引起喉头水肿，也能损伤肝脏，引起中毒性肝炎,另外某些粘合剂、油漆、涂料、地板蜡等化工用品中含有苯、甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、二异氰酸醋类等有毒物质。苯能损害造血系统，引起白血病。
（2）人体散发出的气体
主要来自楼内人群的呼出气，主要为二氧化碳及氨气、二甲胺等。人体若吸入了某些有机化合物, 也能从呼吸道排出部分该化合物的原形及其气态分解产物。此外，人体的皮肤也能排出汗液或其它具有不良气味的挥发性物质。
（3）现代化办公设备
复印机能释放臭氧，具有强刺激作用。碳黑粉中含有强致突变物一硝基多环芳烃。
除了以上三类外，还有物体燃烧的各种燃烧产物，如吸烟过程引起烟叶的燃烧产生的化学物质；室内用于喷雾、加湿、空调冷却等的用水产生的污染；各种卫生杀虫剂的使用产生的毒性物质。
3．物联网技术发展
物联网，在中国亦称传感网，是通过传感、控制设备，按约定的协议，将物件信息或（和）物件间互动的信息与互联网连接起来，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能的一种应用架构。
“物联网”概念最先是在1995 年比尔·盖茨在《未来之路》中提及的，但当时这个新概念没有引起太多的关注。1999 年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出，传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇。“物联网”真正引起中国公众关注，则是从2009 年8 月开始。2009 年8 月7 日，温家宝总理到中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时表示，在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术。温家宝总理于同年11 月3 日发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话，物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一。2010 年3 月5 日，温家宝总理在政府工作报告中指出，要加快物联网的研发应用。“物联网”首次被写进政府工作报告，物联网的发展进入了国家最高层的视野。工业和信息化部已把物联网发展作为2010 年我国信息产业确定的三大发展目标之一。
4．应用框架
针对智能建筑物内环境的特点，综合运用先进传感技术、网络通讯技术、信息处理与存储技术，紧密结合物联网感知层、传输层和应用层的框架，设计物联网技术在建筑物内环境监测的应用框架，如图1所示。
图1 应用框架
（1）感知层：包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等，主要是识别物体、采集信息。在本应用中感知层主要包括温湿度传感器、甲醛气体传感器、苯气体传感器等，这些传感器以环境信息采集节点形式部署于建筑物内的出入口、主要有害气体排放点等区域，负责采集与监测对象相关的数据，并将其协同处理后的数据传送到汇聚结点，提升对区域中监测对象的监测能力。
（2）传输层：将感知层获取的信息进行传递和处理，包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。在本应用中传输层根据建筑物内的网络布线特点，采用有线/ 无线多种方式，可通过WiFi、有线局域网等多种数据传输方式来整合不同技术，提供解决方案。
（3）应用层：是物联网与行业专业技术的深度融合，它结合行业需求，实现了行业智能化。
分为数据中心、支撑平台、应用系统三个部分。数据中心采用主数据管理的方式统一设计数据体系，包括基础数据、业务数据(含历史数据和实时数据)、决策分析数据等，这些数据与智能建筑的其他数据有机集成，融合到大的数据平台中。支撑平台提供构件运行支撑、应用安全管理、工作流管理、数据共享交换、内容管理等功能，为上层应用提供统一支撑，并支持对原有业务系统的全方面整合。应用系统为监测者、管理者等提供环境信息采集、实时监测、智能决策不同的功能.
5．小结
将物联网技术应用于高层建筑物环境监测中，实现了对建筑内环境信息的实时监测，一方面，采用传感器及无线网络即可远程采集环境，极大程度上提高了环境信息采集的效率；另一方面，基于采集的信息进行实时监测和智能决策，将大大提升辅助决策能力，为环境预警和应急奠定基础。物联网技术在高层建筑物环境监测中的应用是物联网与智能建筑结合的一个新方向，不仅扩展了物联网的应用范围，也将丰富智能建筑的内涵。
参考文献：
[1] 张公忠. 物联网与智能建筑[J]. 智能建筑与城市信息. 2011(1): 14-17.
[2] 涂强，王雷. 物联网技术在超高层建筑中的应用分析与展望[J]. 现代建筑电气. 2010(7): 1-3.
[3] 贾益刚. 物联网技术在环境监测和预警中的应用研究[J]. 上海建设科技. 2010(6): 65-67.
[4] 丛岩，郜庆，王甲. 物联网在高校能源管理中的应用[J]. 建设科技. 2010(22): 72-73.
[5] 陈岩，卢强. 物联网、数字化市政技术在“包头市市政设施数字化监控与管理系统”中的综合应用[J]. 中国建设信息. 2010(23): 53-56.
[6] 刘君卓. 智能建筑物内的空气质量[J]. 工程设计CAD及自动化. 1998(6): 43-45.
作者简介： 包新强1979年12月19日出生工作单位：湖州升浙建筑工程有限公司公司职务：项目经理