目前，物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Thing, IoT)已成為眾人關(guān)注的一個(gè)熱門話題，人們對(duì)IoT的興趣如此之大，以至于忽略了物聯(lián)網(wǎng)的核心思想：它并不是關(guān)于物(Thing)的本身，而在于如果讓物變“聰明”。正是通過(guò)提取傳感器采集數(shù)據(jù)中的信息，才使物聯(lián)網(wǎng)變得有用和真實(shí)——尤其是在建筑物聯(lián)領(lǐng)域中。因此，作為一個(gè)研究物聯(lián)網(wǎng)的起點(diǎn)，智能建筑的架構(gòu)是一個(gè)很好的選擇。我們所有的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序都可以遵循智能建筑原則構(gòu)建，所有物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式也都可以根植于此。

擺在我們面前的一個(gè)事實(shí)，智慧建筑不是經(jīng)過(guò)自上而下的設(shè)計(jì)而是自下而上拼裝而成。這是因?yàn)橹悄芙ㄖ械陌卜老到y(tǒng)，設(shè)施控制和其他物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通常是獨(dú)立設(shè)計(jì)和單獨(dú)部署的。因此，要真正獲得物聯(lián)網(wǎng)為建筑所帶來(lái)的好處，采用自上而下的方法并使所有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)同工作至關(guān)重要。

千里之行始于足下，梳理出智慧建筑體系結(jié)構(gòu)及其組件的層次非常重要。每個(gè)系統(tǒng)，無(wú)論安防、設(shè)備控制還是其它物聯(lián)應(yīng)用，都包含兩個(gè)邏輯層：

1.傳感器和控制器層(sensor and controller layer)，將各種外界環(huán)境數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；

2.系統(tǒng)集線器(system hub)，將傳感器和控制器層連接到上位邏輯控制器或存儲(chǔ)服務(wù)器。

其中，系統(tǒng)集線器是智能建筑中的關(guān)鍵元素，因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)API與其他智能建筑元素進(jìn)行信息交換的關(guān)鍵點(diǎn)。

系統(tǒng)集線器通常是一種專用設(shè)備，包括與系統(tǒng)的特定任務(wù)相關(guān)的軟件和功能 ，安防，環(huán)境監(jiān)控，照明，空調(diào)和電梯等。每個(gè)系統(tǒng)的基本行為邏輯都在集線器的控制之下。傳感器數(shù)據(jù)也在系統(tǒng)集線器中進(jìn)行處理，并在控制回路中反饋，以響應(yīng)設(shè)備層中的變化。這種架構(gòu)建立了一個(gè)很高效的控制循環(huán)，監(jiān)測(cè)到波動(dòng)和作出反饋動(dòng)作之間的延遲被控制在最短。

智能建筑中真正的智能來(lái)自于頂層：一個(gè)管理數(shù)據(jù)流的設(shè)備，可將其稱為設(shè)施控制器。它是在傳統(tǒng)服務(wù)器或云中運(yùn)行的一個(gè)應(yīng)用程序集合，通過(guò)API接口，它連接著部署于建筑物物聯(lián)網(wǎng)底層的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集線器。在大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，設(shè)施控制器不對(duì)特定具體的設(shè)備進(jìn)行控制，而是跨系統(tǒng)集成以構(gòu)建更高級(jí)別的智慧控制。正是這個(gè)設(shè)施控制器創(chuàng)造了智能建筑，這些設(shè)施控制器的層次結(jié)構(gòu)讓建筑具備智慧——最終發(fā)展為智慧城市。

設(shè)施控制器由智能建筑體系結(jié)構(gòu)中的三個(gè)概念部分組成：集合API，關(guān)聯(lián)和分析，以及規(guī)則和策略。智能建筑物聯(lián)網(wǎng)中的一切都是來(lái)自于此三元素的共同作用。

集合API創(chuàng)建了與系統(tǒng)集線器的鏈接，這使得設(shè)施控制器能夠查看特定事件并生成控制響應(yīng)。在大多數(shù)情況下，集合API不會(huì)捕獲系統(tǒng)集線器執(zhí)行的所有操作或指示每個(gè)響應(yīng)，而是提取代表特殊條件的信號(hào)。在某些情況下，這些API還將用于將策略推送到系統(tǒng)集線器，例如控制集線器如何進(jìn)行邊緣控制。

這是設(shè)施控制器的核心。這里是人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等新識(shí)別技術(shù)的研究重點(diǎn)。從廣義上講，由于集中了系統(tǒng)級(jí)別的邏輯條件，跨系統(tǒng)中心的條件相關(guān)性是建立智慧建筑的基礎(chǔ)。復(fù)雜事件處理可以是其中的一個(gè)研究方向，但目前的重點(diǎn)是AI技術(shù)的應(yīng)用，更具體地說(shuō)，使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)區(qū)分日常運(yùn)行報(bào)告和異常事件的警報(bào)。

系統(tǒng)級(jí)別的邏輯條件梳理是智能建筑IoT應(yīng)用的關(guān)鍵。條件包括系統(tǒng)運(yùn)行所需的基本信息，如系統(tǒng)時(shí)鐘，假日時(shí)間表，甚至天氣，所有這些通?？梢詮南到y(tǒng)中心獲得。還有一些將需要策略模塊的協(xié)助。采暖系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，市政供電是否可用，網(wǎng)絡(luò)連接是否正常以及建筑物中的任何系統(tǒng)是否處于警戒狀態(tài)，這些特定的系統(tǒng)邏輯條件，還必須放入系統(tǒng)時(shí)間線中，再進(jìn)行相關(guān)處理。設(shè)施控制器必須將通過(guò)集合API報(bào)告的事件規(guī)范化為單個(gè)事件集，以促進(jìn)關(guān)聯(lián)分析和規(guī)則策略的應(yīng)用。

規(guī)則和策略可以由控制建筑系統(tǒng)的專家直接輸入，或通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行開(kāi)發(fā)或兩者兼用。通常，策略是對(duì)由設(shè)施控制器可以采取的規(guī)則觸發(fā)動(dòng)作的約束。規(guī)則是對(duì)系統(tǒng)范圍條件的測(cè)試，即設(shè)施控制器將命令發(fā)送到系統(tǒng)集線器，并通過(guò)集線器發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備。

以安防系統(tǒng)為例，單個(gè)電源故障通常不會(huì)觸發(fā)安全警報(bào)，但如果通信丟失導(dǎo)致電源故障，如果隨后產(chǎn)生周邊警報(bào)，則該組合可能使系統(tǒng)進(jìn)入高警報(bào)狀態(tài)并自動(dòng)通知保安或警察。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至今，已超越了傳感器和集線器的傳統(tǒng)定義。預(yù)計(jì)從2017年到2024年，智慧建筑市場(chǎng)全球市場(chǎng)復(fù)合年增長(zhǎng)率可達(dá)34％，并最終將達(dá)到619億美元。

在實(shí)際應(yīng)用中，智能系統(tǒng)必須預(yù)留充足的可擴(kuò)展空間，以便能夠容納盡可能多種類型的傳感器和控制設(shè)備，以及盡可能多的的系統(tǒng)集線器。如果不這樣，用戶后期會(huì)被迫進(jìn)行代價(jià)昂貴的系統(tǒng)和技術(shù)升級(jí)。此外，設(shè)施控制器中的設(shè)備過(guò)多，還意味著技術(shù)孤島的高風(fēng)險(xiǎn)，這些孤島會(huì)限制用戶將新技術(shù)應(yīng)用于系統(tǒng)中。

如今，物聯(lián)網(wǎng)智慧技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑、社區(qū)甚至城市等場(chǎng)景中，本文所討論的，并不是要求開(kāi)發(fā)一款可適用于各種場(chǎng)景的單一應(yīng)用，而是需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)架構(gòu)。