专利名称：一种建筑物联网系统及用于建筑上的物联网方法
技术领域：
本发明涉及的一种建筑物联网系统及用于建筑上的物联网方法，更具体地，通过对建筑物内设备进行集中控制和实时监控来实现更节能、更方便、更智能化。
背景技术：
物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机-Networked Coke Machine. 1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网Qnternet of Things)这个概念；是1999年MIT Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时最早提出来的。提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“hternet of things”(简称物联网)，这也是在2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础。传感网是基于感知技术建立起来的网络。中科院早在1999年就启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。与传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。物联网也是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器， 每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别各种智能技术， 扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。而可编程逻辑控制器(PLC)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，它具有高可靠性、抗干扰能力强、功能强大、灵活，易学易用、体积小，重量轻，价格便宜的特点。物联网应用广泛，但是如何将其应用在建筑物内形成一个管理系统实现强大的功能则是现有的技术所缺少的。本发明所要解决的就是通过物联网以及可编程逻辑控制器的结合以应用在建筑物内，从而实现方便用户、利于控制、功能强大等技术优点。
发明内容
本发明公开了一种建筑物联网系统，该系统包括以下装置具有一个对应的电子标签的设备，该设备位于建筑物内；射频感应器，通过对电子标签的识别来获得设备的基本参数信息以及基本状态信息；环境模块，集成了一组传感器用于采集环境信息，环境模块通过有线或无线方式与控制器相连；控制器，用于接收由环境模块获得的传感信息以及由射频感应器获得的基本参数信息及基本状态信息并存储在数据库中，然后传输给管理器；管理器，将传输的环境参数信息与人工设定的数值相比较，根据比较结果发送相应的控制命令给可编程逻辑控制器；可编程逻辑控制器，根据控制命令来控制建筑内的设备。在本发明的建筑物联网系统，环境模块通过无线方式与控制器相连包括通过红外线或蓝牙与控制器通信。在本发明的建筑物联网系统，所述环境信息包括温度、湿度、燃气浓度、亮度、风速 fn息ο在本发明的建筑物联网系统，根据控制命令来控制建筑内的设备包括空调开启、 关闭和温度调节，灯光照明的开启和关闭，照明灯亮度的调节，照明灯开启数量的控制，通风设备的开启和关闭，暖通系统的开启和关闭的控制，燃气系统的开启和关闭。在本发明的建筑物联网系统，所述设备包括用电、用水、用气设备。在本发明的建筑物联网系统，所述用电设备包括空调或中央空调、照明灯具、电加热器以及水泵中的至少一种；所述用水设备包括饮水机、热水器、淋浴器、水管开关中的至少一种；所述用气设备包括燃气灶、燃气炉中的至少一种。在本发明的建筑物联网系统，所述设定的环境数值可以是分时间段的，当不在所设定的时间段内时，发送控制命令使相应的设备处于关闭状态或待机状态。在本发明的建筑物联网系统，电子标签采用零水印、印刷水印、图片水印和数据通信水印四种数字水印方法中的一种来提供信息安全。在本发明的建筑物联网系统，能源供给方的计费系统与管理器通过网络连接，用户可以实现在线查询、在线缴费。本发明同样公开了一种用于建筑上的物联网方法，该方法包括步骤(1)将一个对应的电子标签设置在设备上，该设备位于建筑物内；步骤( 射频感应器通过对电子标签的识别来获得设备的基本参数信息以及基本状态信息；步骤C3)集成了一组传感器的环境模块采集环境信息，环境模块通过有线或无线方式与控制器相连；步骤(4)控制器接收由环境模块获得的传感信息以及由射频感应器获得的基本参数信息及基本状态信息并存储在数据库中，然后传输给管理器；步骤( 管理器将传输的环境参数信息与人工设定的数值相比较，根据比较结果发送相应的控制命令给可编程逻辑控制器；步骤(6)可编程逻辑控制器根据控制命令来控制建筑内的设备。根据本发明实施的建筑物联网系统及用于建筑上的物联网方法，具有方便用户、 功能集中、利用各方控制、监管等优点。
图1是根据本发明的系统结构图。
图2是根据本发明的方法流程图。
具体实施例方式在有用电、用水、用气设备的房间单元内或非房间单元内(例如楼道、大厅)设立环境模块，每一个用电、用水、用气设备具有一个对应的电子标签，射频感应器通过对电子标签的识别来获得用电、用水、用气设备的基本参数信息以及基本状态信息，环境模块集成了一组传感器用于采集环境信息，该环境信息包括温度、湿度、燃气浓度、亮度、风速等信息，环境模块通过有线或无线方式(红外线或蓝牙方式)与控制器相连，控制器用于接收由环境模块获得的传感信息以及由射频感应器获得的基本参数信息及基本状态信息并存储在数据库中，然后传输给管理器，管理器，将传输的环境参数信息与人工设定的数值相比较，根据比较结果发送相应的控制命令给可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器根据控制命令来控制建筑内的用电、用水、用气设备，如空调开启、关闭和温度调节，灯光照明的开启和关闭，照明灯亮度的调节，照明灯开启数量的控制，通风设备的开启和关闭，暖通系统的开启和关闭的控制，燃气系统的开启和关闭，此外，管理器通过以太网或TCP/IP方式与远程用户相连。远程用户可以通过登录管理器系统来设定预定参数，从而实现对建筑物内设备的远程控制。远程用户可以是能源供给方、用户、能源监管部门，他们可以共享数据库中的实时数据，能源供给方的计费系统与管理器通过网络连接，用户可以实现在线查询、 在线缴费。所述建筑用电设备包括空调或中央空调、照明灯具、电加热器以及水泵中的至少一种。所述建筑用水设备包括饮水机、热水器、淋浴器、水管开关中的至少一种。所述建筑用气设备包括燃气灶、燃气炉中的至少一种。在本发明的进一步实施例中，远程用户根据设备的基本参数信息和基本状态信息来设定环境数值。所述设定的环境数值可以是分时间段的，当不在所设定的时间段内时，发送控制命令使相应的设备处于关闭状态或待机状态。在本发明的进一步实施例中，电子标签采用零水印、印刷水印、图片水印和数据通信水印四种数字水印方法中的一种来提供信息安全。在本发明的进一步实施例中，所述电子标签包括信号接收和记忆电路、编码调制和解调电路及信号反馈电路，所述电子标签外部具有防水、防高温、防腐蚀、防干扰封装结构。在本发明的进一步实施例中，所述射频感应器为一固化一个超高频段的射频发射电路的射频感应天线。根据图2所示流程图，本发明还公开了一种用于建筑上的物联网方法，该方法包括步骤(1)在有用电、用水、用气设备的房间单元内或非房间单元内(例如楼道、大厅)设立环境模块，每一个用电、用水、用气设备具有一个对应的电子标签；步骤( 射频感应器通过对电子标签的识别来获得用电、用水、用气设备的基本参数信息以及基本状态信息；步骤C3)集成了一组传感器的环境模块采集环境信息，该环境信息包括温度、湿度、燃气浓度、亮度、风速等信息，环境模块通过有线或无线方式(红外线或蓝牙方式)与控制器相连；步骤(4)控制器用于接收由环境模块获得的传感信息以及由射频感应器获得的基本参数信息及基本状态信息并存储在数据库中，然后传输给管理器；步骤(5)管理器将传输的环境参数信息与人工设定的数值相比较，根据比较结果发送相应的控制命令给可编程逻辑控制器；步骤(6)所述可编程逻辑控制器根据控制命令来控制建筑内的用电、用水、用气设备，如空调开启、关闭和温度调节，灯光照明的开启和关闭，照明灯亮度的调节，照明灯开启数量的控制，通风设备的开启和关闭，暖通系统的开启和关闭的控制，燃气系统的开启和关闭。此外，管理器通过以太网或TCP/IP方式与远程用户相连。远程用户可以通过登录管理器系统来设定预定参数，从而实现对建筑物内设备的远程控制。远程用户可以是能源供给方、用户、能源监管部门，他们可以共享数据库中的实时数据，能源供给方的计费系统与管理器通过网络连接，用户可以实现在线查询、在线缴费。在该方法实施例中，所述建筑用电设备包括空调或中央空调、照明灯具、电加热器以及水泵中的至少一种。在该方法实施例中，所述建筑用水设备包括饮水机、热水器、淋浴器、水管开关中的至少一种。在该方法实施例中，所述建筑用气设备包括燃气灶、燃气炉中的至少一种。在本发明的方法实施例中，进一步包括远程用户根据设备的基本参数信息和基本状态信息来设定环境数值。所述设定的环境数值可以是分时间段的，当不在所设定的时间段内时，发送控制命令使相应的设备处于关闭状态或待机状态。在本发明的方法实施例中，进一步包括电子标签采用零水印、印刷水印、图片水印和数据通信水印四种数字水印方法中的一种来提供信息安全。在本发明的方法实施例中，进一步包括所述电子标签包括信号接收和记忆电路、 编码调制和解调电路及信号反馈电路，所述电子标签外部具有防水、防高温、防腐蚀、防干扰封装结构。在本发明的方法实施例中，进一步包括所述射频感应器为一固化一个超高频段的射频发射电路的射频感应天线。以上结合实例对本发明作了说明，应指出，本领域技术人员可以做出各种形式的和细节上的改变，而不偏离由所附权利要求所确定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种建筑物联网系统，其特征在于该系统包括以下装置 具有一个对应的电子标签的设备，该设备位于建筑物内；射频感应器，通过对电子标签的识别来获得设备的基本参数信息以及基本状态信息； 环境模块，集成了一组传感器用于采集环境信息，环境模块通过有线或无线方式与控制器相连；控制器，用于接收由环境模块获得的传感信息以及由射频感应器获得的基本参数信息及基本状态信息并存储在数据库中，然后传输给管理器；管理器，将传输的环境参数信息与人工设定的数值相比较，根据比较结果发送相应的控制命令给可编程逻辑控制器；可编程逻辑控制器，根据控制命令来控制建筑内的设备。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于环境模块通过无线方式与控制器相连包括通过红外线或蓝牙与控制器通信。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述环境信息包括温度、湿度、燃气浓度、亮度、风速信息。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于根据控制命令来控制建筑内的设备包括空调开启、关闭和温度调节，灯光照明的开启和关闭，照明灯亮度的调节，照明灯开启数量的控制，通风设备的开启和关闭，暖通系统的开启和关闭的控制，燃气系统的开启和关闭。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于 所述设备包括用电、用水、用气设备。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述用电设备包括空调或中央空调、照明灯具、电加热器以及水泵中的至少一种； 所述用水设备包括饮水机、热水器、淋浴器、水管开关中的至少一种； 所述用气设备包括燃气灶、燃气炉中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述设定的环境数值可以是分时间段的，当不在所设定的时间段内时，发送控制命令使相应的设备处于关闭状态或待机状态。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于电子标签采用零水印、印刷水印、图片水印和数据通信水印四种数字水印方法中的一种来提供信息安全。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于能源供给方的计费系统与管理器通过网络连接，用户可以实现在线查询、在线缴费。
10.一种用于建筑上的物联网方法，其特征在于步骤(1)将一个对应的电子标签设置在设备上，该设备位于建筑物内； 步骤( 射频感应器通过对电子标签的识别来获得设备的基本参数信息以及基本状态信息；步骤C3)集成了一组传感器的环境模块采集环境信息，环境模块通过有线或无线方式与控制器相连；步骤(4)控制器接收由环境模块获得的传感信息以及由射频感应器获得的基本参数信息及基本状态信息并存储在数据库中，然后传输给管理器；步骤( 管理器将传输的环境参数信息与人工设定的数值相比较，根据比较结果发送相应的控制命令给可编程逻辑控制器；步骤(6)可编程逻辑控制器根据控制命令来控制建筑内的设备。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤步骤(7)远程用户可以通过登录管理器来设定预定环境数值，从而实现对建筑物内设备的远程控制。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于远程用户可以是能源供给方、用户、能源监管部门，他们可以共享数据库中的实时数据，能源供给方的计费系统与管理器通过网络连接，用户可以实现在线查询、在线缴费。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于步骤(7)中远程用户根据设备的基本参数信息和基本状态信息来设定环境数值，所述设定的环境数值可以是分时间段的，当不在所设定的时间段内时，发送控制命令使相应的设备处于关闭状态或待机状态。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于步骤(3)中所述环境信息包括温度、湿度、燃气浓度、亮度、风速信息。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于步骤(6)中所述根据控制命令来控制建筑内的设备包括空调开启、关闭和温度调节， 灯光照明的开启和关闭，照明灯亮度的调节，照明灯开启数量的控制，通风设备的开启和关闭，暖通系统的开启和关闭的控制，燃气系统的开启和关闭。
全文摘要
本发明公开了一种建筑物联网系统及用于建筑的物联网方法，该系统包括具有一个对应的电子标签的设备，该设备位于建筑物内；通过对电子标签的识别来获得设备的基本参数信息以及基本状态信息的射频感应器；集成了一组传感器用于采集环境信息的环境模块，环境模块通过有线或无线方式与控制器相连；用于接收由环境模块获得的传感信息以及由射频感应器获得的基本参数信息及基本状态信息并存储在数据库中并传输给管理器的控制器；管理器将传输的环境参数信息与人工设定的数值相比较，根据比较结果发送命令给可编程逻辑控制器；逻辑控制器根据命令来控制建筑内的设备。该建筑物联网系统及方法有方便用户、功能集中、利于各方控制、监管的优点。
文档编号H04L12/28GK102411345SQ20111017987
公开日2012年4月11日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者于佳辉 申请人:于佳辉