物联网下的智能建筑...
建筑物作为建筑基础设施的主体,为人们提供了重要的生活空间。 据相关统计,现代人一生中大约90%的时间是在建筑物中度过的。 因此,如何有效保障建筑设施的可持续发展,营造舒适、节能、健康、智能的完美空间成为智能建筑行业的关键课题。 重要命题。
目前,对于如何让物联网参与到智能建筑中,国内外已经产生了一些成熟先进的应用案例,比如在门窗、墙壁上安装物联网传感器,计算机系统可以检测这些传感器获得的信息。 图像、声音、温度、压力、振动、红外等信息综合处理分析,区分爬墙的是人还是猫狗等动物。 多种传感方式组成协调系统后上街楼宇智能自控,可防止人员攀爬、走私、恐怖袭击等侵略性入侵。
一、物联网环境下智能建筑的特点
物联网技术升级改造后,智能楼宇将具备七大特点:
智能:对象本身作为控制对象更智能。 智能芯片被植入物体内部,使其功能有了质的飞跃,从原来的被动静态结构变成了主动智能的工具,具有前所未有的感知功能。 例如,普通传感器可以接收信息并对信息进行简单的转换,而带有智能芯片的传感器可以对信息进行复杂的计算并自行做出一些动作。
信息化:全面呈现物联网整体架构,充分发挥物联网开放的基本特性,在顶层以云计算技术实现整体管控,提供全方位的信息交换功能,帮助楼内各单位与外界保持稳定的联系。 信息交流顺畅。 传统楼宇智能系统是自成体系、独立封闭的系统,而物联网是开放的,具有无限的可扩展性和连接性。 有了这项技术,世界上任何具备上网条件的地方都可以连接到自己的物联网,实现信息交互功能。
可视化:各种网络传感器,包括楼宇控制系统中的所有传感器、行业感知摄像头、红外辐射传感器、各种门禁传感器、智能水电表、火灾探头等,都以可视化的形式形成一个网络结构。 利用“大控系统”的传感器网络,将其不可见状态以数据可视化的形式清晰呈现给用户,让用户对建筑物的状态有更直观的感受。
人性化:保证人的主观能动性,强调人与环境的协调,使用户能够随时随地随心所欲地掌控楼宇内的生活和工作环境,如网络服务始终在线,为办公提供便利条件家; 家电智能控制,即交互智能控制(可通过语音识别技术实现智能家电的语音控制功能和远程控制),通过各种有源传感器(如温度、声音、动作等)实现智能家居的主动动作等)可以通过日常操作中学习到的内容自动控制环境,满足用户需求; 还可以通过服务器直接从厂家服务网站自动下载更新驱动和诊断程序,实现智能故障自诊断和新功能自动扩展。
简化:工程施工更容易。 物联网采用互联网技术,互联网是目前最成熟、应用最广泛的网络技术。 其底层连接方式灵活多样。 各个公司的不同产品,只要遵循共同的标准,就可以互联互通。 顶级应用也丰富多彩。 各种软硬件应用已经海量,开发者有成熟的技术积累,终端用户可以享受到各种便利。 功能更强大更细致,让生活更舒适,人与自然更和谐。
节能:由于建筑档次的提高,建筑物中各种新设备的数量不断增加。 实现互联互通后,能源互联网使能源消耗、碳排放指标、生活需求打通并转化为数据。 通过收集整理、挖掘这些运行数据,结合云计算、云存储等新技术,应用大数据分析,根据不同的能源用途和用能区域进行分期、分项计量,计算电、水、油、气等能源利用和预测能源消耗,可以了解不同的能源使用情况和用户对能源的需求,及时有效地分配能源,了解建筑物的能源消耗情况。同类型实现高效能源管理。 这对各类建筑节能标准的建立具有指导意义。 通过物联网技术,可以有效提升建筑的智能化和节能效果。
高度集成:物联网是互联网计算模型的发展。 通过物联网的形态化,可以将智能建筑中的照明、暖通、安防、通信网络系统等子系统集成到同一个平台,进行统一管理和监控,数据相互共享。 这种趋势不仅要求系统集成商提供标准的协议接口,开放地集成其他应用,还要求他们不断改进和开发统一的平台,以提供更好的集成解决方案。
2、物联网环境下的智能楼宇火爆
随着房地产行业的发展和全智能化标杆楼盘的普及,智能楼宇大热,企业纷纷将物联网与智能楼宇连接起来。 建筑业规模大、能耗高、排放高、管理复杂。 因此,它是最需要互联网思维的行业之一。 互联网+下物联网、大数据、云计算等创新思维和技术的发展,为建筑行业走向新趋势提供了新机遇。
如今,物联网技术已经上升到国家战略的高度,也被认为是继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮和新的经济增长引擎。 虽然其应用尚处于起步阶段,但在智能楼宇方面已初见成效。 物联网技术有助于建立更安全、更舒适、更和谐的生活环境,具有良好的发展前景。
在国家的大力推动下,物联网技术发展迅速,并已应用到各行各业。 智能建筑近年来发展迅速。 物联网技术与智能建筑的结合,必将加快智能建筑的发展,同时推动物联网技术本身的进步。
近年来,柔性传感器凭借其在实时监测植物生理信号方面的优势,在智慧农业、智慧医疗等领域发挥着越来越重要的作用。 然而,复杂的曲面广泛存在于人体器官和植物的表面,是柔性电子设备结构和功能设计中不可忽视的环境因素。
目前,研究人员通常采用减小器件尺寸的策略来提高其对复杂表面的适应性。 然而,由于设备最小尺寸的限制,通过先前的策略无法实现具有小曲率的表面。
图丨柔性温度传感器工作原理图(来源:中国农业大学)
基于智慧农业对植物表面温度实时准确监测的需求,中国农业大学团队设计了一种可变形的柔性温度传感器。 过程准备的。 不稳定变形后,可完美包裹同一鳞片表面,同时实现对植物体表温度的精准在线监测。
图丨相关论文(来源:)
近日,网上发表了一篇题为“ and Plant for on ”(以及Shape-Plant for of of)的相关论文[1]。
中国农业大学理学院力学系研究生董凯儒为论文第一作者,赵倩副教授为论文通讯作者。
图丨一种柔性可变形温度传感器的结构示意图(来源:)
团队设计了环形旋转对称结构,巧妙地利用结构的不稳定特性,实现了器件在不可展面上的自然包裹。 该结构具有很高的灵活性和适应性,特别是对于曲率半径等于器件几何尺寸的复杂曲面,可以达到贴附效果。
经研究人员验证,结构变形产生的应变在尺寸变换过程中可控制在0.1%以内。 同时,该结构对球形果实的生长变形也表现出良好的适应性。
(来源: )
那么,对于平坦复杂的曲面,这款传感器能满足哪些实际需求呢?
为了验证结构设计的有效性,团队首先对比了常规平面应用场景和特殊等尺度球面场景在不同测试温度下的传感性能。 实验证明,集成在球面上的器件的传感性能几乎没有损失。
其次,对等尺度球体进行了更大温度测量范围内的精度评估。 最后,他们验证了集成在水果表面的设备识别被测物体表面动态温度变化的能力。
这种新结构的提出为基于平面微纳加工技术制备三维柔性电子器件提供了重要的解决方案,突破了曲面应用场景中器件尺寸的限制,大大拓展了现有器件的应用空间。平面柔性电子设备。
图丨该装置集成在各种水果表面的实物图(来源:)
此外,考虑到结构的稳定性,针对常规平面应用场景楼宇自控水管温度传感器,研究人员还提出了适用于常规平面叶片的温度传感器。 该装置设计了低等效模量的多孔基板结构,减少了装置在长期监测应用中对叶片自由生长的约束,也在一定程度上提高了装置的伸长率。
同时,基部的孔洞也为叶片进行正常的生理活动提供通道,包括与环境(各种挥发性有机化合物、二氧化碳、氧气等)进行热交换和物质交换。
值得注意的是,该器件非常小巧,厚度仅为 0.35mm,重量仅为 27mg。 基材为聚二甲基硅氧烷,传感器部分为金膜材料,线性度高。
据介绍,该传感器使用寿命长。 根据相关实验,集成20天后,可连续24小时检测微环境温度,不会因生长而功能失调。
值得注意的是,该设备灵敏度高,可识别0.1℃的温度变化,并在10秒内响应温度变化。 此外,该研究还评估了设备在室外应用场景中受风干扰时产生的应变噪声。
图丨a. 灵活的叶片温度传感器系统; b. 传感器结构示意图(来源:)
图丨被测叶片表面集成器件实物图(来源:)
从功能上看,该装置兼顾了生物相容性和结构设计的科学性。 本研究针对柔性电子技术在植物生理监测中面临的问题和挑战提出了初步的解决方案。
总的来说,在线实时采集的监测数据对于准确获取植物的生长状况、预测生理活动的趋势具有重要的科学意义。
参考:
1.董凯如,王,张,王,赵,郑昌,卢,赵倩。 和 Shape- 植物的。 (2022)。