文｜南京工業(yè)大學(xué) 陸偉良 丁玉林

江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院信息網(wǎng)絡(luò)工程質(zhì)量檢驗(yàn)所 宋舒涵

眾所周知，對(duì)于一個(gè)企業(yè)和一個(gè)國(guó)家而言，僅有產(chǎn)值的發(fā)展是不夠的，必須掌握該領(lǐng)域的核心技術(shù)才能立于不敗之地，才能占領(lǐng)制高點(diǎn)。

1 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的背景

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet Of Things）是信息化和工業(yè)化發(fā)展和融合的必然結(jié)果；是信息技術(shù)和傳感/控制技術(shù)兩者融合的產(chǎn)物；是物理基礎(chǔ)設(shè)施（例如：光、機(jī)、電設(shè)備）和IT基礎(chǔ)設(shè)施融合一體的架構(gòu)。

IBM前執(zhí)行官曾提出一個(gè)重要觀點(diǎn)，認(rèn)為計(jì)算模式每隔15年發(fā)生一次變革，物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)后的第四次計(jì)算模式。

第一次計(jì)算模式是主機(jī)終端模式，第二次是微機(jī)網(wǎng)絡(luò)模式，第三次是互聯(lián)網(wǎng)，第四次就是物聯(lián)網(wǎng)。據(jù)美國(guó)IBM公司的十五年周期定律：1965年——大型機(jī)；1980年——個(gè)人計(jì)算機(jī)；1995年——互聯(lián)網(wǎng)；2010年——物聯(lián)網(wǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)后的第四代計(jì)算模式，它是互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算模式的進(jìn)一步發(fā)展。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)來(lái)勢(shì)迅猛，前景美好，但概念寬泛，認(rèn)識(shí)迥異，尚無(wú)較為準(zhǔn)確而貼切的學(xué)術(shù)定義。

（1）美國(guó)MIT的Kevin Ashton 用“Internet of Things”描述把計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到真實(shí)傳感器網(wǎng)絡(luò)的世界（1999）。

（2）國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）：物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)RFID和智能計(jì)算等技術(shù)實(shí)現(xiàn)全世界設(shè)備互連的網(wǎng)絡(luò)（2005）。

（3）百度百科：物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)RFID、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

（4）《物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究》報(bào)告（2010.4.8）：物聯(lián)網(wǎng)是由具有自我標(biāo)識(shí)、感知和智能的物理實(shí)體，基于通信技術(shù)相互連接形成的網(wǎng)絡(luò)，這些物理設(shè)備可以在無(wú)需人工干預(yù)的條件下實(shí)現(xiàn)協(xié)同和互動(dòng)，為人們提供智慧和集約的服務(wù)。

（5）中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)大會(huì)（2010.6.29）：凡是有傳感器和傳感技術(shù)而感知物體的特性來(lái)按照固定的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)任何時(shí)候物與物之間、人和物之間、人與人之間互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別，定位跟蹤管理的網(wǎng)絡(luò)。

筆者認(rèn)為第（5）種提法最為客觀全面，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵是指物與物、人與物及人與人之間的互聯(lián)互通的全新技術(shù)。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)組成與應(yīng)用架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層結(jié)構(gòu)組成，如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)

（1）感知層為物件通過(guò)傳感或（和）執(zhí)行設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成傳感/控制網(wǎng)。

（2）網(wǎng)絡(luò)層為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧（包括TCP/IP網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用協(xié)議）。

（3）應(yīng)用層為基于Web瀏覽器應(yīng)用。

圖2為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用方案，感知層是由傳感網(wǎng)及RFID閱讀器組成；網(wǎng)絡(luò)層包括接入網(wǎng)和通信網(wǎng)；而應(yīng)用層是由中間件和應(yīng)用方案組成。應(yīng)用方案包括綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居、智能交通、環(huán)境檢測(cè)等八方面組成。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)的組成

2 物聯(lián)網(wǎng)概念的發(fā)展

1995年，比爾·蓋茨在《未來(lái)之路》中提及物聯(lián)網(wǎng)，但當(dāng)時(shí)這個(gè)新概念沒(méi)有引起太多的關(guān)注；1999年，在美國(guó)召開(kāi)的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議提出：傳感網(wǎng)是下一個(gè)世紀(jì)人類面臨的又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇；2005年， ITU發(fā)布互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005，即物聯(lián)網(wǎng)。預(yù)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的建立將帶來(lái)10億量級(jí)的信息設(shè)備、30億量級(jí)的智能電子設(shè)備、5000億量級(jí)的微處理器，萬(wàn)億以上的傳感器需求，是下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)信息產(chǎn)業(yè)引擎，為計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。

2009年，奧巴馬就任總統(tǒng)后，1月28日與美國(guó)工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次圓桌會(huì)議，IBM首席執(zhí)行官首次提出“智慧地球”概念。這一概念提出以后，受到美國(guó)各界高度關(guān)注。

物聯(lián)網(wǎng)真正引起中國(guó)公眾關(guān)注是從2009年8月份開(kāi)始。溫家寶總理到中科院無(wú)錫高新微納傳感工程技術(shù)研發(fā)中心考察表示：在傳感網(wǎng)發(fā)展中，要早一點(diǎn)謀劃未來(lái)，早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)。提出“感知中國(guó)”的重要論點(diǎn)，引起世界關(guān)注。

溫家寶總理在2009年11月3日發(fā)表題為《讓科技引領(lǐng)中國(guó)可持續(xù)發(fā)展》的重要講話，把物聯(lián)網(wǎng)列為國(guó)家五大信息產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略之一。

2010年3月5日，溫家寶總理在人大和政協(xié)“兩會(huì)”政府工作報(bào)告中指出，要加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)首次被寫(xiě)進(jìn)政府工作報(bào)告，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)入了國(guó)家層面的視野。據(jù)悉，中國(guó)已經(jīng)規(guī)劃在2020年之前投入3.86萬(wàn)億元資金用于物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)。

工信部：物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成為2010年我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的三大發(fā)展目標(biāo)之一；由工信部和國(guó)標(biāo)委領(lǐng)導(dǎo)，成立物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合工作組；三大電信運(yùn)營(yíng)商、國(guó)家廣電總局等均制定物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃。

3 物聯(lián)網(wǎng)的三大核心技術(shù)

3.1 感知層技術(shù)

（1）傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

該技術(shù)將無(wú)線通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)Ad hoc方式連接起來(lái)，各節(jié)點(diǎn)能根據(jù)環(huán)境的變化自主地完成網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)組織和信息的傳遞；節(jié)點(diǎn)間采用多跳方式進(jìn)行通信，傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息通過(guò)接入網(wǎng)關(guān)傳遞到承載網(wǎng)絡(luò)。

（2）射頻識(shí)別技術(shù)

射頻識(shí)別（RFID）系統(tǒng)主要包括標(biāo)簽、閱讀器（含天線）、中間件。RFID是通過(guò)電磁耦合原理來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，方式上有主動(dòng)式、被動(dòng)式和半主動(dòng)式。由物理特性、射頻功率和信號(hào)接口、初始化和反碰撞以及傳輸協(xié)議四部分組成。RFID與移動(dòng)信息化實(shí)現(xiàn)了有機(jī)結(jié)合，有助于物流、資金流、信息流的三流合一，應(yīng)用范圍非常廣泛。

3.2 網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)

（1）接入網(wǎng)關(guān)技術(shù)

接入網(wǎng)關(guān)完成應(yīng)用末梢各節(jié)點(diǎn)信息的組網(wǎng)控制和信息匯集，及完成向末梢節(jié)點(diǎn)下發(fā)信息等轉(zhuǎn)發(fā)功能。由于末梢各節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)和通信協(xié)議往往不同，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，接入網(wǎng)關(guān)還起到私有協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的轉(zhuǎn)化功能。

（2）IPv6技術(shù)

IPv6地址長(zhǎng)度為128bit，地址空間增大了2的96次方倍，徹底解決了IPv4地址不足的難題，基本滿足每個(gè)物體都接入互聯(lián)網(wǎng)的需求。同時(shí)，IPv6使用更小的路由表，增強(qiáng)了對(duì)組播的支持和對(duì)流的支持，增加了對(duì)自動(dòng)配置的支持。

（3）ONS技術(shù)

域名解析服務(wù)（DNS）是將一臺(tái)計(jì)算機(jī)定位到因特網(wǎng)的某一具體地點(diǎn)的服務(wù)。在物聯(lián)網(wǎng)里，對(duì)象名解析服務(wù)（ONS）是一個(gè)自動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，提供把一個(gè)物體定位到物聯(lián)網(wǎng)的某一具體地點(diǎn)的服務(wù)。

3.3 應(yīng)用層技術(shù)

（1）情景感知技術(shù)

情景感知（Context Awareness）技術(shù)賦予物聯(lián)網(wǎng)中的物體檢測(cè)和感知它所處環(huán)境或狀態(tài)變化的能力。該技術(shù)可以幫助各智能系統(tǒng)更好地跟蹤環(huán)境和狀態(tài)變化，以提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

（2）云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)是分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展和商業(yè)實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)把分散在各地的高性能計(jì)算機(jī)用高速網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，以Web界面接受各地科學(xué)工作者提出的計(jì)算請(qǐng)求，并將之分配到合適的結(jié)點(diǎn)上運(yùn)行。對(duì)于用戶，可以像使用水電一樣地使用隱藏在物聯(lián)網(wǎng)背后的計(jì)算和存儲(chǔ)資源，強(qiáng)大而方便。

從目前來(lái)看，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度很快，但是離掌握物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)還有很大差距。我們不能只滿足于應(yīng)用，還要在開(kāi)發(fā)掌握核心技術(shù)上下功夫。

4 綠色智能建筑四大核心技術(shù)

4.1 綠色智能建筑的概念

所謂綠色智能建筑，就是用綠色的觀念和方式進(jìn)行的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、使用和管理，執(zhí)行統(tǒng)一的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)體系，并由獨(dú)立的第三方進(jìn)行認(rèn)證和管理的建筑。綠色建筑是節(jié)能、環(huán)保、生態(tài)建筑的總稱，智能化包括BA、OA、CA、FA、SA等5A技術(shù)。

由筆者在國(guó)內(nèi)首次提出的綠色智能建筑組成三角形，如圖3所示，綠色建筑是總綱、方向和目標(biāo)，智能化是技術(shù)、方法和手段。

圖3 綠色智能建筑組成三角形

4.2 綠色智能建筑核心技術(shù)

筆者認(rèn)為綠色智能建筑四大核心技術(shù)為：智能建筑集成技術(shù)、智能建筑控制技術(shù)、綠色節(jié)能技術(shù)、綠色機(jī)房技術(shù)。

4.2.1 智能建筑集成技術(shù)

智能建筑的核心是系統(tǒng)集成，是提高智能建筑運(yùn)營(yíng)管理和增值服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。老版《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50314-2000）提出的智能化系統(tǒng)集成包括：系統(tǒng)與信息集成、功能集成、網(wǎng)絡(luò)集成、軟件集成等內(nèi)容。智能化系統(tǒng)集成目標(biāo)是：信息共享、網(wǎng)絡(luò)融合、功能協(xié)同；提供樓宇信息增值功能和服務(wù)，提高物業(yè)及設(shè)施管理的效率和效益。

新版《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50314-2006）提出了集成技術(shù)這個(gè)新概念。智能化集成系統(tǒng)（IIS）將各種不同的建筑智能化系統(tǒng)，通過(guò)統(tǒng)一的信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)集成，以形成具有信息匯集、資源共享及優(yōu)化管理等綜合功能的系統(tǒng)?！爸悄芑到y(tǒng)構(gòu)成宜包括智能化系統(tǒng)信息共享平臺(tái)建設(shè)和信息應(yīng)用功能實(shí)施”，新標(biāo)準(zhǔn)中指出智能化系統(tǒng)配置應(yīng)符合以下要求：

（1）應(yīng)具備對(duì)各智能化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、信息采集和綜合處理的能力。

（2）集成的通信協(xié)議和接口應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（3）應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各智能化系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理。（4）支撐工業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)及物業(yè)管理系統(tǒng)。（5）應(yīng)具備可靠性、容錯(cuò)性、易維護(hù)性和擴(kuò)展性。

兩層次網(wǎng)絡(luò)與集成界面：

（1）IBMS第一層次網(wǎng)絡(luò)與集成界面——實(shí)現(xiàn)智能樓宇管理的功能為主。

（2）BMS第二層次網(wǎng)絡(luò)與集成界面——實(shí)現(xiàn)智能樓宇各實(shí)時(shí)監(jiān)控子系統(tǒng)的集成，以服務(wù)功能為主。

（3）分兩層次集成界面組成結(jié)構(gòu)的一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)是用戶可采取先上BMS系統(tǒng)，在有條件時(shí)再擴(kuò)展和提升BMS系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)為IBMS集成系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，以利于用戶分階段實(shí)施。由系統(tǒng)集成（SI）到集成系統(tǒng)（IS）是質(zhì)的提升。

4.2.2 智能建筑控制技術(shù)

（1）BAS系統(tǒng)在節(jié)能中的作用

BAS 在采集樓宇數(shù)據(jù)、分析樓宇狀況的數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，對(duì)樓宇實(shí)施管理，從而提出節(jié)能方案。

①能源管理和測(cè)量的方案

采用流量、溫度等傳感器及數(shù)字能源檢測(cè)器對(duì)能源測(cè)量后進(jìn)行集成，在分析過(guò)程中可以查看多個(gè)設(shè)備負(fù)荷的綜合報(bào)表、能耗報(bào)表、成本定位報(bào)表等，這些數(shù)據(jù)都可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)查看，可對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行及計(jì)劃進(jìn)行分析并提出控制方案，控制內(nèi)容包括：峰值需求限制、優(yōu)化重設(shè)、日程表、VAV、VVVP等。

②節(jié)能優(yōu)化（SSTO）控制

通過(guò)可變時(shí)間設(shè)備（系統(tǒng)開(kāi)始和終止時(shí)間依賴內(nèi)部或外部溫度）、最佳開(kāi)始時(shí)間和基于系統(tǒng)計(jì)算等三種形式，確定系統(tǒng)開(kāi)始和終止時(shí)間，以獲得節(jié)能效果。

③峰值需求限制（PDL）

降低系統(tǒng)的峰值需求也是一種節(jié)能的形式，智能大樓對(duì)峰值需求限制的功能可以實(shí)現(xiàn)降低電力負(fù)荷的效果。如家庭取暖的高溫限制，當(dāng)室內(nèi)太熱時(shí)應(yīng)該關(guān)閉燃燒器，這樣既避免危險(xiǎn)又起到節(jié)能的作用。

（2）VVVP系統(tǒng)節(jié)能

VVVP的定義是變風(fēng)量（Variable Volume）與變壓力雙重控制。

① VAV系統(tǒng)（Variable Air Volume）

早期的VAV系統(tǒng)對(duì)空調(diào)的控制是對(duì)各系統(tǒng)的各個(gè)Box相互影響，系統(tǒng)極易發(fā)散，對(duì)擾動(dòng)調(diào)節(jié)能力差，經(jīng)改進(jìn)的VAV系統(tǒng)為壓力無(wú)關(guān)型、風(fēng)受靜壓恒定系統(tǒng)的控制為風(fēng)受靜壓控制和VAV Box溫度控制兩個(gè)獨(dú)立部分，且解決了系統(tǒng)發(fā)散以及對(duì)擾動(dòng)調(diào)節(jié)能力差的問(wèn)題，因而定靜壓VAV是比較節(jié)能的，但實(shí)際能耗要大于現(xiàn)設(shè)值。而且，仍然存在只能應(yīng)用于小型VAV系統(tǒng)、對(duì)擾動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)、線性反饋控制系統(tǒng)穩(wěn)定性差等問(wèn)題。

最大風(fēng)門變靜壓控制不能用于大型VAV系統(tǒng)。

② VVVP系統(tǒng)

VVVP系統(tǒng)（變風(fēng)量與變壓力的組合）能用于大型VAV系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定好，對(duì)于擾動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)間短。因此它是一個(gè)在應(yīng)用上優(yōu)化的VAV系統(tǒng)，是一個(gè)帶有VSD風(fēng)機(jī)控制和分布式BAS的系統(tǒng)。

VVVP系統(tǒng)減少風(fēng)機(jī)能耗的示意圖，如圖4所示。

VVVP的運(yùn)行原理為：

◆建立風(fēng)管壓力模型，用于計(jì)算末端需要的最大壓力；

◆對(duì)于給定的風(fēng)量設(shè)定點(diǎn)，模型實(shí)時(shí)得出需要的壓力需求；

◆風(fēng)機(jī)控制器選定最大壓力需求作為風(fēng)力控制的設(shè)定點(diǎn)。

③節(jié)能效果

以西雅圖的一個(gè)醫(yī)療研究中心為例：原先采用VAV系統(tǒng)，雙風(fēng)機(jī)，每個(gè)50馬力帶調(diào)節(jié)錐，改裝為VVVP后，風(fēng)機(jī)使用VSD，年度總節(jié)能20萬(wàn)kWh。

圖4 VVVP風(fēng)機(jī)控制圖

4.2.3 綠色節(jié)能技術(shù)

綠色節(jié)能技術(shù)包括：冰蓄冷空調(diào)技術(shù)、太陽(yáng)能熱水及太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、地?zé)岜每照{(diào)技術(shù)等。

（1）太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽(yáng)電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：

①光伏組件：一種暴露在陽(yáng)光下便會(huì)產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置，幾乎全部以半導(dǎo)體物料（例如硅）制成的薄身固體光伏電池組成。

②控制器：連接太陽(yáng)電池組件、各種用電設(shè)施和蓄電池組的中心。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)輸入輸出功率的調(diào)節(jié)與分配，實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)的各種控制。

③蓄電池或蓄電池組：光伏系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置。

④逆變器：將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，提供交流?fù)載使用的電氣設(shè)備。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：無(wú)噪音、無(wú)污染、永不枯竭、安全系數(shù)極高、不受資源分布的地域限制、無(wú)需消耗燃料或鋪設(shè)輸電線路等。

（2）風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動(dòng)能，再把機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電力動(dòng)能，這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74×109MW，其中可利用的風(fēng)能為2×107MW，比地球上可開(kāi)發(fā)利用的水能總量還要大10倍。中國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，僅陸地上的風(fēng)能儲(chǔ)量就有約2.53億千瓦。

自2004年以來(lái)，全球風(fēng)力發(fā)電能力翻了一番，2006年至2007年間，全球風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)容量擴(kuò)大27%。2007年已有9萬(wàn)兆瓦，2010年16萬(wàn)兆瓦。預(yù)計(jì)未來(lái)20～25年內(nèi)，世界風(fēng)能市場(chǎng)每年將遞增25%。2006年，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到260萬(wàn)千瓦，成為繼歐洲、美國(guó)和印度之后發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的主要市場(chǎng)之一。2008年8月，中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總量已經(jīng)達(dá)到700萬(wàn)千瓦，占中國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量的1%，位居世界第五，這也意味著中國(guó)已進(jìn)入可再生能源大國(guó)行列。

風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)：清潔，環(huán)境效益好、可再生，永不枯竭、基建周期短、裝機(jī)規(guī)模靈活。

（3）地源熱泵技術(shù)

地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等），既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到5kW以上的熱量或4kW以上的冷量，所以我們將其稱為節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分為三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。

地源空調(diào)的特點(diǎn)：

①環(huán)保作用突出：無(wú)污染物排放；對(duì)地下水資源沒(méi)有損耗、污染；對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)不會(huì)造成影響。

②節(jié)能效果顯著：制冷系數(shù)在6以上，制熱系數(shù)在5以上，比傳統(tǒng)的中央空調(diào)高40%左右；一機(jī)多用，一套設(shè)備可以滿足制冷采暖需求，又可以提供衛(wèi)生熱水。

地源熱泵可利用的低位熱源水有地下水、海水、城市污水、洗浴廢熱水、江河湖水等。

4.2.4 綠色機(jī)房技術(shù)

新一代的綠色機(jī)房，是從社會(huì)發(fā)展和環(huán)保節(jié)能的角度提出的，指機(jī)房各系統(tǒng)均遵循最大能源節(jié)約及最低環(huán)境影響的設(shè)計(jì)原則，同時(shí)采用先進(jìn)的技術(shù)與策略。

綠色機(jī)房建設(shè)不僅僅是局限在機(jī)房的某一個(gè)節(jié)能的設(shè)備上，它包含了整個(gè)機(jī)房的建設(shè)。它是一個(gè)系統(tǒng)工程，貫穿在機(jī)房的前期規(guī)劃選址，中期的設(shè)計(jì)施工，后期運(yùn)維管理等整個(gè)機(jī)房的生命周期。單靠購(gòu)買某個(gè)或者成套的數(shù)據(jù)中心設(shè)備并不能實(shí)現(xiàn)完整意義上的綠色機(jī)房。

能源使用效率PUE（Power Utilization Efficiency）是一個(gè)當(dāng)前業(yè)界普遍認(rèn)可的衡量機(jī)房運(yùn)營(yíng)、管理水平，是綠色、節(jié)能、環(huán)保的重要指標(biāo)。

PUE是一個(gè)大于1的比率，越接近1表明機(jī)房能效水平越好。

當(dāng)前，還未有任何政府部門或綠色環(huán)保組織對(duì)綠色機(jī)房制訂出評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。業(yè)內(nèi)僅根據(jù)當(dāng)前機(jī)房現(xiàn)實(shí)情況和本身的認(rèn)識(shí)，給綠色機(jī)房從依據(jù)PUE值方面定了個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其PUE值必須要在2以下。目前國(guó)內(nèi)可達(dá)2.5～3.5，而國(guó)外先進(jìn)技術(shù)可達(dá)1.15。

綜上所述。我國(guó)在綠色智能建筑核心技術(shù)上只是部分掌握，還需要努力，希望引起主管部門的重視。

5 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代綠色智能建筑展望

5.1 智能建筑物聯(lián)網(wǎng)框架的變遷

基于物聯(lián)網(wǎng)B/S訪問(wèn)模式，在瀏覽器上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障分析、能耗管理、設(shè)備監(jiān)控和物業(yè)管理等。瀏覽器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理。

5.2 智能建筑與數(shù)字城市融合

數(shù)字城市按物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)實(shí)施，瀏覽器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧對(duì)城市各個(gè)行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)（包括智能建筑）進(jìn)行監(jiān)控和管理。

5.3 自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展大好機(jī)遇

中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值2009年已突破1000億元。據(jù)悉，中國(guó)已經(jīng)規(guī)劃2020年之前投入近4萬(wàn)億元資金用于物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)。這些行情必定會(huì)促進(jìn)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)幾起自主的智能家居的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)已推向市場(chǎng)。但是我國(guó)智能建筑物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該先行，需要住建部、工信部、公安部、廣電總局等各個(gè)部門共同努力。

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨，這是產(chǎn)品、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、維管模式等自主創(chuàng)新的大好機(jī)遇，具體體現(xiàn)在：

（1）傳感器微芯化，特別是中高檔的傳感器，嵌入到設(shè)備中。

（2）產(chǎn)品數(shù)字化，就可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的支撐，最終實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

（3）資源網(wǎng)站化，控制器、一體化終端等設(shè)備可內(nèi)嵌Web Server，采用B/S訪問(wèn)模式，開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

（4）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)支持了維管服務(wù)社會(huì)化，有助于發(fā)展智能建筑第三產(chǎn)業(yè)。

（5）物聯(lián)網(wǎng)搜索引擎產(chǎn)業(yè)得到發(fā)展。

1 陸偉良，許作民.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑智能化系統(tǒng)應(yīng)用初探[J].智能建筑科技，2010.

2 張公忠.物聯(lián)網(wǎng)與智能建筑[J].智能建筑與城市信息，2011.

3 謝秉正，陸偉良.綠色智能建筑工程技術(shù)[M].南京：東南大學(xué)出版社，2006.

4 陸偉良，許作民.實(shí)用樓宇管理自動(dòng)化控制工程[M] .南京：東南大學(xué)出版社，2008.

5 王建章，陸偉良.實(shí)用智能建筑機(jī)房工程[M]. 南京：東南大學(xué)出版社，2010.

6 LAN/MAN Standards Committee.IEEE Std 802.15.4-2003，1 October 2003.

7 ZigBee Aliance.ZigBee Specification [M].14th 2006.