智能建造存在的问题

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智能建造存在的问题范文第1篇

关键词：船舶建造工艺；发展现状；对策

船舶建造的过程分为两部分，分别是钢质船舶船体的焊接和上层建筑的制造，这也是船舶建造的主要工艺。现代船舶建造业较之以往已经有了很大的进步，一些先进的技术和科学的管理理念被应用到其中，但是，船舶建造业却没有实现长足的进步，船舶建造工艺仍有可提升的空间，只有将船舶建造工艺进一步提升，才能让船舶的质量得到提高，才能带动我国经济的发展，因此，改进船舶建造工艺对促进我国的经济发展具有重要的意义。

一、我国船舶建造工艺的发展现状

1、造船设备落后，人员能力欠缺

我国的船舶建造业与发达国家相比存在较大的差距，而且进步速度也比较缓慢，产生这种局面的原因主要包括两个方面，一是我国的多数造船企业没有配备放样间、精加工车间、管件生产线、钢材预处理车间等，科学化程度较低，造船企业的生产能力比较薄弱，相关的工艺方法在很长一段时间内没有更新，造船技术落后。二是我国的造船企业不重视专业人才的培养和储备，高精尖人才相对欠缺，许多大型造船企业往往只配备4名工程师，而生产环节对人才的需求是非常强烈的，这远远达不到生产的需求，这使得我国造船企业的攻坚克难的能力偏低，进而制约了我国造船业的发展。以邻国日本的万国造船公司为例，该公司配有一整套大型平面分段装配生产线，最大可拼焊24m*25m的壳板，能够满足绝大多数客户的需求，而且操作相对简单，两个工作人员可以同时控制10个焊机工作，每分钟的焊接长度可以达到10米[1]。

2、船舶建造技术相对落后

目前，我国大多数造船企业都会采用散装造船法，具体方法是在钢板上描绘出船体所需要的部件，然后再使用半自动半手动的切割机按照描绘的形状进行切割，最后再运用焊接技术将所有的部件整合焊接起来，得到船舶的大体轮廓。这种技术已经比较落后，在生产小型船舶时能够发挥一定的作用，但是在生产大型轮船时就会遇到许多的障碍，造船的周期被延长，船舶的质量也会有所下降，宽度尺寸偏差严重，部分构件误差大，而且容易发生变形，最后会影响船舶的使用过程。例如，我国的造船质量标准规定：手工、半自动气割非重要部分的误差标准范围为0.5毫米，极限误差为1.00毫米，但是，实际操作的部件表面粗糙度达到了2.05毫米，严重影响了造船的质量。

二、船舶建造工艺的发展趋势

1、增强船舶建造的总装化

总装化的目的就是让造船企业充分利用自身的核心技术资源，处理自己比较擅长的工序，而将自身不擅长的工艺分离出去，例如将零部件的生产分包给其他专门的企业，造船企业这样做能够集中力量处理核心工作，造船的效率也会大大提高，造船的生产规模和专业化水平也会得到完善。

2、增强船舶建造的精益化

精益化的模式最初来源于日本企业（如下图所示），该理念既是一种经营管理理念，同时也是一种先进的企业文化，该理念的核心思想就是减少甚至完全消除生产过程中的资源浪费以及一切不能创造价值的环节，让企业的效益实现最大化，增强企业的生产能力，将精益化理念应用到造船业中，主要目的就是增强员工的生产积极性，减少生产的周期，降低生产的成本，提高造船质量。

3、实现船舶建造的绿色化

随着全球自然环境恶化的不断加重，环保已经成为各国普遍关注的问题，生产企业在经营过程中也应当尽量减少能耗，减少污染物的排放，实现绿色发展。造船业也也应当跟上时代的发展步伐，在造船过程中，减少资源的浪费，在制造、营运、报废拆解的周期中，要使用环保的材料、设备和技术，为自然环境做出贡献。

4、实现船舶建造的智能化

目前，科学技术已经得到了史无前例的发展，计算机技术已经非常普及，智能化生产也已经在生产中得到应用，而造船业由于生产的难度较大，智能化技术并不多，因此，智能化是未来造船业的发展趋势。造船企业应当将智能技术应用到船舶的设计、建造、控制、装配等过程中，并逐步实现自动化制造的目标，向着生产全自动化的方向发展。我国的造船业在这一方面存在较大的提升空间，造船企业要根据本企业的要求和需要，自主研发或者从国外引进智能化的生产技术，在设备方面实现突破和创新，推动我国船舶建造业的发展[2]。

三、船舶建造工艺改进的对策

1、加强核心技术队伍建设

在船舶建造工艺中，设备的因素占据了很大的比重，同时，人才的因素也是其中的重要部分，专业人才是船舶建造的核心力量，是企业的核心竞争力。因此，要想提高船舶建造的工艺水平，就必须先建立一支掌握核心技术的专业队伍，对该队伍中的人员进行系统的培训，提高他们的专业能力，做到理论与实践相结合；其次，普通工人也是生产环节的重要组成部分，这部分人员也要进行进专业的培训，让工人能够掌握陷阱的操作流程和操作方法，学会看懂设计图纸，并按照图纸进行建造。

2、加强顶层设计

要想让造船业得到长足的进步，就必须建立一套完善的政策优惠机制，获得政府的支持，首先，政府要在宏观层面给予帮助，为造船企业提供比较明确的指示，对国有造船企业进行资产重组；加大对造船企业的技术改造和新产品开发等的资金支持；加大船舶制造的科研力度。其次，企业要积极响应政府的政策，加强自身的基础设施建设，做好人才储备工作，进行深入的技术创新，掌握世界领先的生产制造工艺，提高船舶的质量和产量，推动企业的发展[3]。

3、加强工艺体系建设

船舶建造工艺要实现规范化、专业化的目标，在企业内部形成比较一致的认识和思想，并将这些内在的要素应用到生产过程中，造船企业要进一步加强工艺的研究，进一步完善工艺技术研究体系，建立健全的工艺技术评价体系以及工艺技术升级换代机制。船舶建造企业要理清自己的发展方向，并与世界经济形势做好衔接，建立和健全比较完善的管理机制，推动造船业的发展。

4、引进先进的建造技术

随着科学技术的不断发展和进步，先进的船舶建造技术不断出现，为造船业提供了非常大的帮助，因此，造船企业应当根据自身的发展需要，在科学论证的基础上，积极引进国外比较先进的船舶建造技术和设备，加强对船舶建造的技术评估，设立强有力的专家咨询机构，有效发挥专家的作用。此外，船舶建造企业要注重建立科学有效的奖惩评价机制，不断激发工作人员的积极性和主动性，培养他们的自主创新思维能力。只有这样，船舶建造企业才能打造出自己的自主品牌，在激励的造船业市场中立于不败之地。

【总结】船舶建造业是每个国家经济发展中不可或缺的一部分，在我国的造船业中，突出的问题就是造船工艺落后。解决这一问题的关键就是掌握国际造船业的发展趋势，制定适合自身企业的发展对策，在智能化、绿色化、精益化等环节中寻求突破，让我国的造船业回到世界领先的行列。

参考文献

[1]张晗，闫大海，符道.数字化造船――现代造船技术的发展方向[J].舰船科学技术. 2009（03）.

智能建造存在的问题范文第2篇

随着社会经济的不断发展，人们的生活水平得到了极大的提高，同时人们对住房的要求也越来越高。由于我国的人口数量多，人均资源占有量小，导致建筑节能设计呈现不合理的状况，不仅造成了能源的浪费，而且降低了人们的工作效率，在建筑物建造和使用的环境中会消耗大量的电气能源。因此，在建筑物设计过程中，应提高建筑物的设计水平和能源的利用效率，实现电气能源的利用价值，促进我国经济的持续健康发展。

关键词：

智能楼宇；建筑电气；节能

我国的能源相对较多，同时也是一个能源消费大国。随着城市化进程的不断加速，智能化的楼宇建设已经成为当前建筑物发展的主要趋势。当前我国对智能楼宇建筑电气节能设计的研究还处于初级阶段，各项节能工作还不完善，不能达到国家规定的标准。因此，对电气能源的利用率不能达到相关的标准，造成了大量资源的浪费，不符合我国当前可持续发展战略的要求。所以，应该将智能楼宇建设中的电气节能作为我国智能楼宇建筑工作的重点，为我国经济的快速发展打下坚实的基础。

1智能楼宇建筑存在的问题

1.1过度耗能问题

空调的主要作用是保障室内环境的舒适性，但是当前建筑物内部的空调设计却存在不合理和不科学的情况，安装过程的不精确性，使空调的运行效率不能满足当前楼宇建筑的需求，造成自动化运行程度不高情况的产生。另外，还存在空调使用效率低和运行管理制度不完善的情况，不仅造成了能源消耗量的增加，并且缩短了空调的使用寿命，不能促进建筑企业节能环保的长远发展。

1.2照明系统使用问题

照明是楼宇建筑中的重要组成部分，照明系统的电量消耗情况会存在一定的差异。在当前的楼宇建筑中，照明设备存在功率过大、运行效率低和节能措施差的情况，导致电能系统的电量消耗较大，使用寿命减少，不能促进建筑节能的发展。

1.3供电系统节能问题

建筑物的供电系统，是建筑物内部的一项重要功能。当前的建筑物中，供电系统节能存在着一定的问题，无法保障人们正常的工作和生活。供电系统的电路设计存在着运行功率大和变压器容量的问题，影响实际的运行情况。变压器在使用过程中，造成电气资源的大量消耗，影响配电系统的运行效率，增加了运行成本，对智能楼宇建筑工作的进行形成阻碍[1]。

2智能楼宇建筑设计的原则

2.1符合实际

智能电气楼宇在设计过程中，应根据实际的楼宇建设情况，进行科学合理的建设工作，防止浪费电气能源情况的产生，适应当前节能环保的发展理念，促进我国电气行业的持续健康发展。在进行楼宇建设设计的过程中，应该与实际的使用功能相统一，达到智能化节能的目的。

2.2降低成本

在智能化楼宇节能的设计过程中，应该符合经济性能的需要，对节能工作进行合理的投资，并且按照相关的设计规范进行设计工作，保障楼宇建筑的使用年限，充分利用有效的物资，加强回收再利用，使建筑物的使用材料能够发挥最大价值。

2.3科学设计

在对智能楼宇建造的过程中，应该提升设计的科学性，需要对建筑楼宇做好充分的理解，分析内部各系统之间电气节能设计的相关要求，并与节能设计方案进行对比，以便选出合理的设计方案，保障设计的学科合理，提高建筑物的质量[2]。

3智能楼宇建筑电气节能设计的具体措施

3.1空调系统的电气节能

在智能楼宇建筑的过程中，应该结合相关的设计要求，进行合理精确的计算，明确实际的数据和数值情况，确定空调系统内部的相对湿度、饱和度和用电功率。因此，在空调系统电气设备容量的选择过程中，应该选择设备容量大于标准的设备容量，实现空调系统的电气节能，可以有效地避免空调设备容量过小情况的发生，防止空调不能正常进行供暖和制冷，以便更好地保障空调系统的正常运行。

3.2照明系统的电气节能

照明系统是当前建筑物设计中的重要组成部分，在建筑物电气节能的设计过程中，应该对楼宇内的采光效果做好深入的研究工作，以便更好地进行照明系统的设计工作，实现照明系统的节能。另外，在照明灯具的选择上，应该选用低耗能的灯具。在楼道内部应该运用声控系统，降低电气能源的消耗量。并针对建筑物实际的能源消耗情况，进行科学合理的设计工作，对建筑物中的照明系统进行规划，实现环保节能工作的有力开展，以便适应当前建筑物发展的客观需要[3]。

3.3供配电系统的电气节能

供配电系统为智能化楼宇建筑物的建设提供动力资源。因此，在实际的建筑过程中，应该对配电系统进行电气节能工作，根据建筑工程的用电负荷标准和电容量的使用情况，进行合理的统计工作，以便制定出合理的配电方案，实现智能化建筑物的电气节能设计工作。另外，还需要充分考虑供配电系统接线的合理性，结合用电负荷等级的相关要求，选择合理的配电方案，降低电力输送过程中造成的能源损耗现象。在有多台变压器同时供电的情况下，应该运用并联的供电方式，保障供电系统的可靠性和灵活性，降低电能的消耗量[4]。

4结论

为了保障智能楼宇建筑中节能工作的顺利开展，应该根据实际的施工情况，制定合理的设计方案，保障建筑施工的科学性和合理性。同时，还要保障楼宇建设工作的可靠性和经济性，确保楼宇建设过程中各项智能系统的正常使用，降低空调系统、照明系统和供配电系统所产生的电气能源消耗，促进电气能源的有效利用，实现建筑物的节能环保，符合我国当前建筑物发展的需要，促进我国建筑行业节能水平的提高。

作者：韩冬 单位：黑龙江省轻工设计院

参考文献

[1]卜迎春.基于EBI的智能楼宇管理系统集成研究[D].南京理工大学，2014.

[2]景国秀.住宅小区建筑电气与智能化控制系统的设计[D].南昌大学，2013.

智能建造存在的问题范文第3篇

关键词：建筑生态环境；节能效果；综合评价

我国建筑行业发展至今已带领我国社会经济走上了可持续发展的道路，但在经济飞速发展的同时，建筑行业带来的污染也同样关系着我国民众的身心健康，因此合理的对建筑行业施工工序进行制定是建筑行业未来发展的重要趋势。自步入新世纪以来我国一直在关注建筑业建造的建筑物的节能效果，为合理节约我国的能源消耗，并且控制我们身边环境的迅速恶化。本文对这两个问题的关联性展开探讨，并分别对这两个问题之中存在的客观因素进行分析。

1使用传统施工技术存在的不足之处

1.1传统施工技术施工时具有环境污染的特性

伴随着我国民众对生活舒适度的要求越来越高，我国建筑在能耗上也远远超过过往的能耗标注，在我国南方地区因为和北方地区地域上的差异，南方地区居住的人们经常性使用空调等智能供暖设备并随之造成大量的电能量消耗，其对环境的影响可想而知，而在我国北方地区这种情况则要明显改善很多，北方的四季气候较为明显，并且冬季可依靠地热或暖气渡过寒冬，在北方居住过的人们都了解北方人在冬天的取暖方式主要是利用燃烧燃料来取暖，而非南方地区的电力取暖。因此，在建筑设计上北方的建筑明显要比南方某些地域的建筑在结构上要复杂很多，其中供暖设施就是其中最大的不同点。我国北方地区的建筑物一般要长于南方的建筑物，这其中的里有主要是北方的墙体在建造期间为了应对北方的气候加入了墙体的保护措施，该措施在保护墙体的同时，也起到了延长建筑物寿命的作用。因此南方的部分建筑设计师应从建筑的布局以及构造重新入手对建筑的节能设计，相信这个问题在我国建筑行业未来的不断发展下会有更好的改善。

1.2传统施工技术易现污染

针对建筑施工下环境的污染问题，这里着重说明的建筑物建设进程期间的污染状况，施工方应综合分析整体的施工工序，并针对工序问题进行汇总处理，其中比较明显的问题施工方要进行重点标注，而对于一些比较明显的问题施工方要立即采取措施给予解决。一般来这类问题的出现是由于施工技术以及施工方对建筑的能源处理不恰当所造成的，因此我们从客观的来说应重点针对建筑的生态环境进行其评价系统的制定，并依据此系统对建筑的部分结构进行评定，其评价机制越是详细建筑的节能措施实施工作在之后越容易实现，此评价系统还被作为建筑生态环境的技术核心被应用于建筑工地中，其利用智能化的方式实现了绿色施工的可持续发展，并与创通施工技术形成了两种对立的体系。

1.3传统技术产生废气对环境造成的负面影响

在我国环境影响建筑风格这样的情况屡见不鲜，我国科研人员就建筑施工中出现的这一问题给予了高度关注，并且对建筑工地的节能建筑建造效果给予了与之对应的建造基准，我国今后的节能建筑的建造标准都是基于这个一标准。在这一有力标准机制的实施下，我国早年间建造的大部分建筑物都是不合格的，因此针对这些不合格建筑，我们可以对其进行后期的建筑补救，合理运用这项补救措施，可有效改变我国建筑行业的现状。

2基于节能理念的建筑施工技术研究

2.1节能理念施工技术对施工现场的控制

节能理念施工技术的应用中所包含的评价策略主要分为两大类，对施工工序规划以及建筑用施工图纸的设计，将二者进行适当的结合并制定出建筑施工的审核机制。其审核机制只要源于施工方被授予的能源节能效果，在这一机制中的系统具备了一定成都的一致性，其本身就如同生态环保原理一般。在机制的实施下施工方不仅更易归纳施工现场的评定系统，并与此同时提升了建筑物的节能效果。

2.2节能理念的施工技术对施工环节进行控制

在分析的基础上，得到居住小区内的噪声分布，可以看到，颜色愈深的建筑所处的声环境越差，在没有采取设防噪绿带等降噪措施的情况下，其临街一面的室外噪声级不能满足居住Ix:室外自天低于SSDB、夜晚低于45dB的国家标准。为此，笔者对合理降噪提出了建筑群空气流场的分析标准，仍以前述居住小区为例，这种高层建筑、多层建筑混合存在的小区，其建筑群内部的空气流动情况对其微气候有着重要的影响，局部风速太大可能对人们的生活、行动造成不便，也有可能在某些地方形成旋涡和死角，不利于室内的自然通风。因此，业主提出在规划设计阶段预测居住小区内的空气流动状况，以对小区内微气候作出合理的评价。

3节能理念是今后建筑生态环境的重点推广对象

3.1使用节能理念排除施工现场的非人为因素

施工现场中包含着一系列非人为因素，这些因素主要是由地理环境的气候所造成的，通常我们会针对空气流速的分布图对天气进行判断，其中冷色就代表着气温及将下降，这时的户外天气通常表现在无风且天空万里无云。我们都知道气流对风速的影响非常大，气流的流通速度加快代表着风速和风力也随之加强。据我国相关科研人员您的研究表明，建筑施工现场的气流将会对施工现场的建造产生一定程度的影响，因此在南方的春季和北方的冬季建筑施工工作者都会停下手里的工作，这个举动的主要原理就在于在这样的气候下进行施工建造会严重影响工程的建造质量。

3.2使用节能理念的施工技术防止施工现场

结合建筑群空气流动分析，在相关研究的基础上，笔者预测居住小区不同位置小范围内的逐时气温，同时进行比较并给出评价。所得结果既可供居民选择适合个人习惯的工作生活环境提出参考意见，同时也能为改善居住小区热环境指明方向。某居住小区中不同位置的热岛强度变化情况。其中的原因在于居住小区建筑布局合理，建筑间距选择合适(天空视角系数较高而利于长波辐射冷却天且集中绿地多，绿化好，并或多或少地采用了人工水景布置准得其与空气的热湿交换加强，有效地降低了空气的温度)。值得一提的是，环境最好的区域均为小区居民日常生活、起居、休憩、娱乐等活动的主要场所，该区域内的健康适宜的温度环境将极大地利于居民的室内外的生活质量的提高。

4结论

我国为加强建筑行业的建设工作，在政府的不断鼓励下以综合相应的评价机制系统，对我国还处于建设当中的工程项目进行与之相应的评价系统的制定，并根据其具体情况逐渐进行完善，在建筑环境和节能效果综合评价理念的应用过程中，我国目前已经彻底明晰了建筑生态环境中所包含的真正内涵，并及时进行了建筑节能概念的推广工作，为我国未来的可持续发展做除了一定程度上的探索。

作者:魏焕

参考文献

[1]李萌.环境艺术设计与建筑设计和生态节能之间的关系分析[J].工程技术:引文版,2016,25(15).

智能建造存在的问题范文第4篇

关键词：桥梁健康监测；损伤识别；状况评估；传感元件；

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：

引言

桥梁的生命过程一般包括规划与论证、设计、施工、运营管理以及养护维修等几个阶段，以往人们往往只关注设计与施工阶段，但桥梁在建造和使用过程中由于受到环境、有害物质的侵蚀，车辆、风、地震、疲劳、人为因素等作用，以及材料自身性能的不断退化，导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化。由于缺乏对桥梁的科学监测与管理，桥梁的健康状况信息得不到及时反馈，国内外，因桥梁的突然倒塌与破坏造成人车坠毁的重大事故屡见不鲜，不仅影响了交通还带来了巨大的经济损失。在这种情况下，人们对现代桥梁的质量和寿命才逐渐关注起来，尤其是随着桥梁分析理论、施工技术、材料性能的迅速发展，桥梁的结构越来越柔，跨度越来越大，对桥梁结构进行健康监测就显得尤为重要。本文首先概述了桥梁健康监测技术的概念及重要意义，然后对其系统构成及应用实例也作了简要介绍。

桥梁健康监测技术简介

桥梁健康监测系统（Bridge Health Monitoring System，BHMS）是一个融合了现代信息技术、计算机技术、网络技术、现代检测技术和结构损伤诊断技术、安全性评估技术等的新兴技术。1997年，Housner等对结构健康监测进行了定义：“在现场进行结构特性，包括结构响应的无损检测和分析，其目的是：如果有损伤，则进行损伤识别、确定损伤的位置、估计损伤的严重程度并评价损伤对结构影响后果”。即一个结构健康监测系统必须同时能够进行结构损伤检测和状况评估。

目前，大型桥梁的健康监测、养护与维修得不到应有的重视，往往是在出现问题后才亡羊补牢。传统的检测方法由于其滞后性、效率低，造成桥梁管理成本的提高与资源配置的不合理，已跟不上桥梁发展的需求。在这种情况下，建立桥梁健康监测与安全评定系统，能够大大提高检测效率，实时掌握桥梁状态变化，评价桥梁的承载能力和使用功能，以及桥梁的安全可靠性，其意义在于：

及时把握桥梁结构运营阶段的工作状态，识别结构损伤以及评定结构的安全、可靠性与耐久性；

为运营、维护、管理提供决策依据，可以使得既有桥梁的技术改造决策更加科学、改造技术方案的设计更加合理、经济；

验证桥梁设计建造理论与方法，完善相关设计施工技术规程，提高桥梁设计水平和安全可靠度，保障结构的使用安全，具有重要的社会意义、经济价值和广泛的应用前景。

系统研究方法分析

桥梁由完好到破坏是一个逐步损伤演变的过程，直接源于环境有害物质的侵蚀，车辆、地震、风及各种人为因素的影响，以及材料自身性能变化等结构损伤的存在。1971年，美国制定了国家桥梁检测标准（NBIS），提供了检测方法的细节、检测时间间隔和检测人员资格的统一指导，随后世界各国在桥梁检测方面都有了很大的发展。

目前，通常从三个方面对桥梁损伤信息进行监测：风、车辆、温度、压力等荷载等环境作用；利用无损检测技术对应力、应变、裂纹、疲劳等局部响应情况进行监测；位移、速度、加速度、挠度、索力、振动特性、状态反应等结构整体响应情况。

在整个桥梁健康监测系统中，各类高性能智能传感元件、信号采集与通讯系统、综合监测数据的智能处理与动态管理系统、结构实时损伤识别、定位与模型修正系统、结构健康诊断、安全预警与可靠性预测系统是关键部分，监测系统基本组成见下图所示。

图1 监测系统结构

结语

随着现代检测技术和计算机通信技术的迅猛发展，桥梁综合健康监测技术越来越趋于智能化、实时化、自动化和网络化。但是目前的检测系统也普遍存在一些技术问题，如缺乏有效的传感器优化布设评估标准，随着信息需求量的增多，监测指标体系越来越庞大，如何确定传感器的最优布置点就成了目前研究的热点；桥梁工程自身体积大、质量重，具有较低的自然频率和振动水平，动态响应易受环境状态、非结构构件等影响，目前还没有一个损伤指标可以全面、敏感地反映桥梁损伤状态。

参考文献

[1] 张莹.浅谈桥梁健康监测技术方法[J].城市建设理论研究，2012(5).

智能建造存在的问题范文第5篇

关键词：物联网；智能家居；示范工程；家庭组网

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：2095-1302(2012)05-0058-03

0引言

智能家居，或称智能住宅，在英文中常被称为Smart Home。与智能家居的含义近似的还有家庭自动化（Home Automation）、电子家居（Electronic Home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Networking）、网络家居（Network Home）及智能家庭/建筑（Intelligent home/building），在香港和台湾等地区还有数码家庭和数码家居等称法[1]。

物联网时代的智能家居表现为利用信息传感设备（同居住环境中的各种物品设备松耦合或紧耦合）将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，并与传输网络连接起来，进行监控、管理信息交换和通讯，实现家居智能化。智能家居系统一般包括智能家居控制管理系统、终端（家居传感器终端、智能控制器）、家庭网络、信息中心等。

与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，能提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间，还应由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至能够节约各类能源等。

物联网大潮下的智能家居行业在中国乃至全世界都有广阔的前景，是一个朝阳行业。就目前的发展趋势分析，预计在今后的几年内，全世界将有近亿的家庭构建智能、舒适、高效的家居生活[2]。

1推动智能家居示范工程建设

随着信息化技术的不断发展和国家政策的不断导向，面对智能家居的巨大市场，各行业中的领军企业均推出了具有各自特色的智能家居产品。例如，霍尼韦尔、海尔、三大移动运营商、有线运营商、国家电网等[3]，均在大大小小的物联网展会上出现智能家居应用展示的身影，全方位地宣传及真实场景的演示，使普通民众对智能家居有了非常直观的了解。但是，如果智能家居仅仅停留在应用演示上，而没有真正深入到普通群众生活中，不能真正为普通群众提供便利服务，就必然会丧失智能家居所产生的初衷，也就更谈不上推动社会的发展进步。

步入2012年以来，国家及各省、市级政府都着力推动物联网应用示范工程的建设。工信部制定的《物联网“十二五”发展规划》中明确提出开展面向社会管理和民生服务领域的物联网应用示范，重点支持公共安全、医疗卫生、智能家居等领域的物联网应用示范工程。发挥物联网技术优势，提升人民生活质量和社会公共管理水平，推动面向民生服务领域的应用创新”[4]。智能家居应用示范不仅是目的，更是手段，通过应用需求牵引，推动智能家居各项技术创新、标准研制和产业培育。在智能家居应用示范过程中，通过创新应用模式来构建与各类智能家居应用相适应的运营模式和市场化运作机制，形成一批模式新颖、机制灵活的成功案例和应用模板，并逐步向更大范围内规模化推广。

2家庭组网技术的选择

智能家居示范工程建设与智能家居应用演示有着本质的区别。应用演示主要用于展现各项夺人眼球的新应用、新产品，展现智能家居的创新发展思路。但是，智能家居示范工程建设却必须要求能够为普通民众提供实实在在的生活服务。家庭组网作为智能家居中的一项核心关键技术[5]，必然要根据应用演示和示范工程的目标不同而产生相应的变化，进而从不同的角度对技术进行研究和验证。

在各类展会上的智能家居应用演示中，具体组网技术的选择只需要能确保相应的演示效果即可。而在智能家居示范工程中，家庭组网技术需要针对如下几个方面进行研究验证后再进行选择使用。

2.1家庭安防

智能家居要能够真正为普通民众提供生活服务，就要从普通民众的具体需求出发，以民众的基本生活需求和感兴趣的业务应用作为选择技术实现手段的驱动力。在智能家居的发展过程中，运营商、家电厂商、IT企业等纷纷推出了丰富多样的智能家居体验应用，不断拓展智能家居所涵盖的内容。

家庭安防一般由两方面内容组成：家庭安防传感节点监控以及视频监控。其中，家庭安防传感节点包括门窗磁传感器、水漫传感器、烟雾传感器、燃气传感器等。家庭安防传感节点与家庭内部核心控制节点之间需要有信息的交互，由于交互信息数据量较小，提供窄带传输即能满足要求。而视频监控则要求传输视频流，对于数据传输速率要求较高，因而需要能够提供宽带传输。便利生活服务则是将后端服务平台提供的信息在家庭内部显示终端上进行展现，该项功能仅仅要求家庭内部能够接入到外部互联网即可。

可见，从普通民众对智能家居的需求出发，要求家庭组网能够同时满足宽带加窄带的网络传输能力。在组网技术中，有线组网技术均能提供较高的数据传输速率；而无线组网技术中，特别是一般设计用于设备控制、节点间通信的组网技术（如ZigBee、Z-Wave等），通常只具备较低的数据传输速率[6]；Wi-Fi、Bluetooth4.0、UWB等技术所提供的数据传输速率一般较高[7-8]。因此，要同时满足智能家居各项应用需求，往往需要结合多种组网技术，单纯依靠一种组网技术是无法达到全部目标的。

2.2家庭内部建筑结构

在智能家居应用演示中，展示厅通常都是设在同一平面的一块相对较小的敞开区域内的，因此，对于家庭组网技术的网络拓扑无需做太多要求。但是，智能家居示范工程是要在实际的居民家庭中进行建设，家庭内部的建筑结构必然需要纳入到网络系统设计的考虑范围之内。

家庭内部建筑结构根据房产开发商的设计可以有多种户型样式，而且住户也可能根据自身需求，在家居装修时对房屋户型结构进行一定范围内的更改。家庭内部不同房间内的节点设备之间需要进行通信，且各个房间之间都有墙体阻隔，因此隔墙通信对家庭组网技术也提出了一定的特别要求。

对于有线组网技术来说，若房屋尚处建造阶段或是内部装修阶段，则可以在墙体内布放相应线缆（电力线、同轴电缆、以太网线等）来实现隔墙通信。而当房屋已经建造并装修完毕后，有线组网就会存在两种方式的问题：其一，如果不考虑在墙体内重新布放线缆，则需要通过已布放的线缆来进行信息传输。通常在家庭内部装修时，只有电力线布放的范围最为广泛，能够覆盖到整个家庭的各个房间角落，但是电力线组网传输较容易受到外界环境及电器设备的影响（比如劣质电源适配器的影响）。其二，如果考虑在墙体内重新进行线缆排布，则需要破坏已有的建造装修成果，成本较大。

可见，针对已建造装修完成的房屋，采用无线技术进行组网较为合适。但是，无线组网技术在家庭内部会受到墙体影响，传输信号会逐步衰减。因此，需要设计采用合理的网络拓扑结构来保证无线信号的传输质量。在众多无线组网技术中，ZigBee技术所设计使用的树形网络路由器节点[9]、Bluetooth技术所设计使用的散列网桥节点等，均能够用来解决家庭中隔墙传输信号的中继问题[10]。

2.3技术发展成熟度及产业化规模

智能家居示范工程的建设就是为了能够打造智能家居产业链，建立商业运营模式，并在以后能够进行智能家居的大规模推广。受此建设目标的驱使，在不同于智能家居应用演示中，可以采用最前沿的家庭组网技术，在智能家居示范工程建设中，必须要针对家庭组网技术的发展成熟度、产业化规模化支撑等进行评估。

以无线组网技术为例，Z-Wave从设计之初就专用于家庭自动化领域，包括照明控制、读取仪表（水、电、气）、家用电器控制、身份识别、门禁窗禁防盗、预警火灾等。与ZigBee相比，Z-Wave的工作频段干扰少、功耗低、设备激活时间短[6]，但是，Z-Wave最为明显的劣势就是无国际标准作为技术根基，不利于发展推广，且芯片供应商短缺。据了解，在国内进行Z-Wave模块开发的技术提供商屈指可数。可见，智能家居示范工程建设并不适宜采用Z-Wave技术进行家庭内部组网。

以有线组网技术为例，G.hn家庭联网标准已经于2010年6月正式获得ITU批准通过。G.hn的设计初衷是要解决既有有线组网技术的问题，透过家庭内部既有的同轴电缆、电力线和电话线，以1 Gb/s的速率传输数据，并促进周边媒体的共存，更强调以低功耗的电源管理，来促进家庭网络中智能型装置的应用[11]。ITU已于2011年12月了更完善的G.hn标准，据业内人士预计，搭载G.hn方案的机顶盒、家用网关等产品将于2012年上半年登场。可见，虽然G.hn家庭联网标准能够兼容家庭内部既有的电力线、同轴电缆及电话线，可使家中各类设备无缝互连，同时支持数据传输、高清视频、语音服务、共享服务等所有家庭多媒体业务，但是，G.hn芯片问世时间尚短，很多针对标准的研究还仅仅停留在技术理论层面，市场化成本因素等还无法进行准确估计。鉴于搭载G.hn方案的产品距离规模化应用尚有一段时日，G.hn组网技术同样并不适用于当前的智能家居示范工程建设。

2.4系统的扩展性

在各类展会的智能家居应用演示中，一旦布设好一套智能家居系统，那么，在整个展会期间，基本不会再对该系统进行任何升级和更新操作，而只需确保系统的稳定运行即可。

但是，在智能家居示范工程建设过程中，家庭住户的需求通常是会发生改变的，例如家中增添了一些全新的设备或是对原有设备提出了新的功能控制要求等。随着科学技术的飞速发展，我们无法预计到，在半年之后、一年之后会出现具备何种功能的日常家居设备。若要在已建设好的智能家居系统中能够便捷地纳入这些全新的家居设备，则要求智能家居系统，特别是家庭网络要具备良好的可扩展性。对于家庭网络的核心控制节点而言，具备可扩展性尤为关键。原因是一旦家庭内部新增了一类全新的家居设备，并且要求该类设备节点能够与核心控制节点进行通信，那么就必然会产生两个方面的要求：一是核心控制节点要进行升级更新，增加控制新设备的相应功能；二是设备节点在经过配置后加入到已有的家庭网络中。在上述两个方面要求中，核心控制节点升级更新的效率将会直接对建设单位的运维成本以及家庭住户的感知体验产生影响。

通过对现有ZigBee组网产品学习研究的结果显示，新入网设备节点所需要的配置工作量相对较小，工程实施人员在10 min左右即可完成相应的配置工作；但是，对于核心控制节点的升级更新，目前尚无比较好的方案，而仍需要通过主程序升级来实现，工作量相对较大。如何保证智能家居系统能够具备优良的可扩展性，如何使家庭住户新购置的家居设备能够方便地加入到家庭网络中并接受控制，这些都是需要进一步研究探讨的问题，也是智能家居应用示范工程建设过程中所必须要考虑并解决的问题。

3结语

综上所述，在智能家居示范工程建设中，针对家庭组网的问题，不仅要从家庭组网技术本身来进行理论分析，更要从示范工程的实际需求与后续运营维护升级的角度来考虑。通过选择合适的家庭组网技术进行组合，打造满足各类通信要求的家庭网络，实现家庭内部区域的全覆盖，从而为智能家居各项业务应用的开展提供坚实的网络通信基础。

参考文献

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[2] 冯凯，童世华.智能家居的由来及其发展趋势[J].中国新技术新产品，2010(6)：7.

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[4] 物联网“十二五”发展规划[R].北京：工业与信息化部，2012.

[5] 刘化君，刘传清.物联网技术[M].北京：电子工业出版社，2010.

[6] 丁飞，张西良.Z-Wave与ZigBee的比较及应用分析[J].现代电信 科技，2005(12)：54-57.

[7] 徐峰，刁节涛.蓝牙技术标准的发展与未来[J].电脑知识与技术，2010，6(15)：4057-4059.

[8] 阮星.几种智能家居无线组网技术的分析和比较[J].科技信息，2010(10)：39-42.

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