摘要:本文围绕智能楼宇中通信自动化系统展开讨论，重点阐述了智能楼宇中通信自动化系统各方面的实现及其应用，为我国智能楼宇的发展提供参考。
关键词：智能楼宇；通信自动化；自动化系统；系统应用
前言
随着智能楼宇在我国的快速发展，通信自动化技术在智能楼宇中的应用越来越广泛。随着人民生活水平的提高，单一性的居住需求已经远远不能满足人们对高质量生活的追求。特别是随着物联网技术的发展与普遍应用，通信自动化在智能楼宇中的应用逐渐向智能化方向发展。通信自动化技术在智能楼宇中的应用不仅提高了小区物业的管理效率，同时也提高了小区业主的生活质量。
1.智能楼宇通信自动化系统物理架构
智能楼宇通信自动化系统的物理架构通常会采用3层通信物理架构，分别是智能楼宇网络信息通信系统的串行通信层、传输控制层以及应用服务层。详细情况参见图1所示。
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图1. 智能楼宇通信自动化系统物理结构
从图１可以看出，智能楼宇通信自动化系统物理架构中，串行通信接口通常采用的是232串行通信接口或者485串行通信接口。智能家用电器的空调、洗衣机、电冰箱、热水器等智能家用电器的实时数据可以传送到传输控制层。在智能楼宇通信自动化系统的物理架构中，网络信息通信系统的传输控制层必须遵循网络传输控制层协议，然后通过串行通信层接口将家用电器的实时数据传送给智能楼宇通信自动化系统的应用层。在智能楼宇的通信自动化系统中，串行通信层是智能楼宇物理架构中的基层，负责数据的采集，而传输控制层负责衔接串行通信层和应用服务层，在物理架构中起着承上启下的作用。
2.智能楼宇中通信自动化系统功能特性
智能楼宇中通信自动化系统具有其独特性，是建立在通信自动化技术基础之上。智能楼宇通信自动化系统功能主要包括安防控制系统、远程照明控制系统、网络通信控制系统、能源控制与四表远程控制系统等。智能楼宇通信自动化系统功能布局图如图２所示。
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图2. 智能楼宇通信自动化系统
2.1 能源远程与四表远程控制功能
能源远程与四表远程控制系统在智能楼宇通信自动化系统中主要负责电表、燃气表、水表、暖气表等功能表的控制。在智能楼宇通信自动化系统中，能源远程与四表远程控制系统通常由系统总线对其实现控制，系统数据有系统总线负责传输，并最终将数据反馈到小区的物业信息管理中心服务器上。小区物业的信息管理中心服务器接收到数据之后会自动将四表数据写入数据库进行备案，然后根据备案的数据记录进行相应计算，然后再通过无线网络传送到用户的手持终端设备上。小区业主可以通过智能网络终端设备（通常手机／移动平板电脑）对数据信息进行查询，对数据的动态变化做到实时掌控。与此同时，用户还可以根据自身的需求将自己家中电器接入通信自动化系统中，用户可以根据自己的需求，通过互联网远程对接入系统的家庭电器实现控制。
2.2 安防控制与远程照明控制功能
在智能楼宇通信自动化系统中，安防控制与远程照明控制系统主要负责门禁系统、燃气险情报警控制、火灾自动报警以及小区各种照明设施的远程开启与关闭控制等。在自动化通信系统中，安防控制系统主要包括门禁系统、险情自动报警等，这些系统通过互联网与系统控制中心服务器实现信息互通。在安防控制系统终端设备上安装有传感器，传感器会对出现的险情进行自动预警。例如燃气险情传感器会对封闭空间内的煤气、天然气等易燃气体进行智能感应，当封闭空间内的其他浓度达到传感器的预警阈值后，传感器会被触发，发出二进制电流感应电平信号，安防控制与远程照明控制系统接收到电平信号后，系统的CPU中央处理器会根据预置的程序对信号进行识别，然后按照程序的流程设计发出相应的处理指令。通过互联网可以实现对远程照明系统的开启与关闭，从而实现小区照明的智能化控制。
2.3 网络信息控制与通信功能
网络通信系统是智能楼宇通信自动化系统中的核心组成部分，网络通信系统能够将家庭电器接入到通信自动化系统中，用户可以通过接入系统的移动终端对家庭电器实现控制。家庭电器主要包括电视机、洗衣机、微波炉、空调、热水器等。这些家庭电器接入系统需要建立的一个前提是家庭电器内部必须装有内置的无线网卡硬件。通过无线网卡，这些智能化家庭电器可以通过互联网接入到智能楼宇通信自动化系统中。通信自动化系统为其分配IP地址，在系统中建立唯一的网络标志，为实现信息传输打下基础。
智能家用电器是通过无线网卡与通信自动化系统的数据总线实现连接，然后通信自动化系统就可以与系统实现信息互通。小区的业主可以通过移动智能终端设备连接到智能楼宇的通信自动化系统中，通常是在移动终端设备上下载智能楼宇APP应用程序。用户下载智能楼宇APP系统后，可以根据物业管理中心提供的登录账号和密码登录到智能楼宇通信自动化系统中。网络信息控制与通信模块会将接入系统的家用电器的运行状态、实时数据、应用性能等参数信息发送到业主的移动智能终端设备上。用户通过智能楼宇APP实现对家用电器进行远程控制，方便用户的生活。例如，业主在下班时可以提前对家庭空调提前打开，回到家后可以立即享用舒适的生活氛围。
2.4 其他功能模块
除了上述3大功能模块之外，智能楼宇通信自动化系统的其他功能可以集成到该功能模块，例如包括对小区楼宇内的温度、湿度控制、采光控制，以及远程诊疗、求救系统等。小区业主可以通过该模块集成的功能实现远程医疗、求救，帮助小区的老人、病人提高生活效率和质量。智能楼宇的通信自动化控制系统主要包括以上4大模块，但是随着技术的快速发展，人们在生活中对智能化的需求也越来越强烈。因此，智能楼宇通信自动化系统的功能也越来越丰富。
3.智能楼宇通信自动化系统应用分析
在智能楼宇通信自动化系统的应用中，系统的通信需要建立在物理架构和通信协议的基础之上。在物理架构中，各个通信层分工协作，共同实现对智能楼宇通信自动化系统的功能控制。
遗传算法是目前在智能楼宇通信自动化控制系统中应用比较广泛的算法。该算法是依照生物进化过程设计出复杂的非线性的问题的一种优化算法。遗传算法能够有效对智能楼宇通信自动化系统中的各种规划设计、组合进行优化，在系统设计上得到了广泛的应用。
遗传算法在应用时首先应该构建模型，并对问题对象进行编码控制，接下来便是进行初始化种群、个体计算适应值。在遗传算法中通过执行选择、较差、变异等多种操作后，判断是否终止程序运行。如果条件满足终止条件则终止结束，否则继续按照程序流程计算。智能楼宇通信自动化系统的网络通信通常使用MATLAB仿真软件，然后在仿真软件中应用遗传算法。通过遗传算法对智能楼宇通信自动化系统的接入设备进行指令处理和设计规划。例如，通过智能楼宇通信自动化系统可以有效控制接入系统的家用电器设备，业主通过智能楼宇APP程序实现对家用电器的智能控制，能够有效降低电器的功耗，节省业主的用电成本。图3为某智能楼宇通信自动化系统的家用电器功耗优化图。
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图3. 家用电器接入通信自动化系统前后功耗对比
结束语：
综上所述，随着智能楼宇的快速发展，通信自动化系统在智能楼宇中的应用不仅提高了人们的生活效率，而且从根本上提高了人们的生活质量。本文通过对智能楼宇通信自动化系统的应用讨论，为我国未来智能楼宇的快速发展提供了一定参考。
参考文献：
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