人工智能技术及应用 第2版 课件 7.3 AI+建筑

AI+建筑智慧楼宇与智能家居的融合CONTENT目录智慧楼宇概述01智能家居介绍02AI在建筑施工中的应用0301智慧楼宇产生背景高层建筑的兴起随着城市化进程的加速，国内高层建筑如雨后春笋般涌现，这些建筑的高度、层数和体量都达到了前所未有的规模，对智慧楼宇的需求日益迫切。01设备利用率的提升为了提高设备利用率，合理地使用能源，加强对建筑设备状态的监视等，智慧楼宇的概念应运而生，旨在通过智能化手段提升建筑管理效率。02智慧城市的发展智慧城市的发展是建立在完备的网络通信基础设施、海量的数据资源以及多领域数据平台等综合信息化、数字化、智能化建设基础上的城市发展的必然阶段，智慧楼宇在其中扮演着重要角色。03发展历程发展历程010203自动化管理阶段20世纪70年代，智慧楼宇开始采用自动化控制系统，通过集成传感器、执行器和控制器，实现对建筑内部环境的自动调节，提高舒适度和能源效率。数字化管理阶段随着计算机技术的发展，智慧楼宇进入数字化管理阶段，引入网络化管理系统，实现对设备和运行状态的监控和管理，提高了建筑的效率和安全性。智能化服务系统物联网和人工智能技术推动智能建筑进入新阶段，提供人脸识别门禁、语音助手等智能化服务，使建筑更智能、便捷和人性化。智慧楼宇概念智慧楼宇以人工智能为核心，深度融合物联网、云计算、大数据等技术，基于统一的楼宇智能化综合管理平台，实现楼宇内安防、能源、消防、楼控等多场景的可视化与精细化管理，通过融合智能检测、智能识别、智能预警等能力，实现楼宇-设备-人员等全方位管控、设备设施互联互通，真正做到可视、可析、可控、可建、可管，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的环境智慧楼宇构成智慧楼宇的组成是一个复杂而完整的系统，由多个组件和技术构成（见图7.47）。本节将详细介绍智慧楼宇的各个组成部分及智能楼宇特点。（1）基础设施（2）感知与采集（3）智能控制（4）数据分析与管理智慧楼宇构成——感知采集环境感知技术智慧楼宇系统通过部署温度、湿度和光照等传感器，实时监测楼宇内外的环境条件，确保室内外环境的舒适与安全。视频监控应用利用高清摄像头进行实时监控和录像，智慧楼宇的视频监控系统不仅提高了安全防范能力，还能有效识别和记录异常事件。人员身份识别采用人脸识别、指纹识别等先进技术对进入楼宇的人员进行身份验证，增强了访问控制的安全性，防止未授权访问。智慧楼宇构成——智能控制智能照明控制系统智能照明控制系统通过物联网技术，实现对家庭照明的远程控制和自动化管理，用户可以根据需要调节光线亮度和色温，提升生活品质。智能门锁与安防家电控制系统智能门锁结合生物识别技术和远程监控功能，提供更安全便捷的门禁解决方案，同时智能家居安防系统能有效预防入侵，保障家庭安全。家电控制系统允许用户通过智能设备远程操控家中电器，如空调、洗衣机等，实现能源高效利用和生活便捷化，推动智能家居生态发展。010203智慧楼宇构成——数据分析数据采集与存储智慧楼宇通过先进的传感器网络，实时收集温度、湿度、能耗等关键数据，并安全地存储这些信息，为后续的数据分析和处理提供基础。数据分析与处理利用机器学习算法对收集的数据进行深入分析，智慧楼宇能够识别人员身份、预测能耗峰谷，从而优化能源使用和提高安全性能。多领域应用数据分析技术不仅提升了智能安全监控的效率，还实现了能耗管理和运营管理的智能化，确保了楼宇运行的高效性、安全性和经济性。智能楼宇特点智能化的飞跃智慧楼宇通过植入智能芯片，实现了从被动结构到主动智能工具的转变，具备高级感知功能，如复杂信息处理和自动响应动作。信息化的架构利用物联网和云计算技术，智慧楼宇构建了一个开放的管理系统，提供全方位的信息交换，确保内外部通信畅通无阻。可视化的控制系统将各种网络传感器整合为建筑的“智慧化”控制系统，通过数据可视化清晰展示楼宇状态，增强用户对环境的直观理解。应用场景商业领域的智能化管理智慧楼宇在商业领域通过集成先进的信息技术，实现商场、写字楼等建筑的智能管理和运营，提升商业效率和顾客体验。住宅领域的智能家居服务在住宅领域，智慧楼宇提供智能家居系统，包括智能安防、环境控制等功能，为居民创造一个安全、舒适且高效的居住环境。医疗领域的智能化医疗服务智慧楼宇在医疗领域应用，通过智能化管理系统和医疗服务流程，提高医院运营效率，确保患者接受高质量的医疗服务。人工智能应用010203智慧楼宇管理人工智能在智慧楼宇中的应用包括智能设备管理和安全监控，通过自动化系统提高运行效率和安全性，同时预防成本超支，优化能源使用。智能家居与家电智能家居和智能家电利用人工智能技术实现设备的互联互通，提供便捷的生活体验，并通过学习用户习惯自动调整设置，提升居住舒适度。建筑施工与维护人工智能在建筑施工和维护中扮演关键角色，从自动化施工到混凝土缺陷检测，再到建筑知识管理，确保了建设过程的高效性和建筑物的质量。02智能家居物联网技术物联网技术定义物联网技术是一种通过网络连接物理对象的网络技术，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。智慧楼宇中的物联网应用在智慧楼宇中，通过部署传感器感知环境和设备状态，利用通信网络进行数据传输，再通过智能控制系统实现照明、空调等设备的自动化调节。智能家居中的物联网应用在智能家居中，用户可以通过手机、平板电脑等设备远程控制家中的灯光、窗帘、门锁等，实现智能化、自动化的生活状态。010203智能家居概念体验场景回家的智能迎接通过手机应用，您可以在到家前预设餐厅的氛围，调节温度、亮度和背景音乐，让晚餐时光更加惬意和个性化。晚餐的个性化设置早晨，窗帘随着预定时间缓缓开启，自然光逐渐充满房间，配合柔和的灯光和悠扬的音乐，让您以最舒适的方式开始新的一天。起床的温柔唤醒当您驾车归家，车辆的感应装置自动开启家门，中控系统根据天气调整室内环境，为您打造一个温馨舒适的回家体验。体验场景远程监控智能家居构成基础设施的构建智慧楼宇的基础设施包括建筑结构、电力系统和通信网络，这些是实现楼宇智能化的基础，确保了楼宇的功能性、安全性和高效运营。01感知与采集技术通过部署传感器、视频监控和人员识别技术，智慧楼宇能够实时感知环境和设备状态，提高安全性和管理效率，为智能控制提供数据支持。02智能控制系统智能控制系统包括照明控制、远程监控与管理和大数据应用，通过自动化和数据分析优化楼宇运营，提升能源利用效率和用户舒适度。03灯光控制智能照明系统智能照明系统通过自动化控制和能源管理，实现灯光的智能化调节。它可以根据光照强度自动调整亮度，或通过手机远程控制家中灯光场景，提供最佳的照明效果。电磁调压与电子感应技术利用先进的电磁调压及电子感应技术，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗。优化供电目的照明控制系统通过提高功率因素，降低灯具和线路的工作温度，达到优化供电目的照明控制系统。这种系统可以有效地节省能源，延长设备寿命，并为用户提供舒适的照明环境。窗帘智能智能窗帘的科技魅力智能窗帘融合了现代科技，通过自动调节光线和温度，为用户打造舒适的居住环境，其自我反应、调节、控制功能彰显了科技的力量。智能窗帘支持电动、远程、遥控等多种操控方式，用户可以根据需要轻松开启或关闭窗帘，中途停止功能更是满足了个性化需求。环境适应的智慧选择具备智能光控、智能雨控、智能风控等特点的智能窗帘，能够根据室内外环境变化自动调整，为用户提供了智慧而便捷的生活体验。多样化的操控体验门锁功能密码锁与指纹锁智能门锁采用密码锁和指纹锁技术，提供安全便捷的门锁管理方式。用户可以通过设置个人密码或使用指纹进行快速解锁，确保家庭安全的同时提升生活便利性。物联网指纹锁优势物联网指纹锁以其便利性、远程操控能力和信息安全保障著称。它不仅支持多种开锁方式，如手机远程控制和指纹识别，还具备自动滑盖功能，为用户提供了极致的使用体验。报警机制与设备联动智能门锁配备多重报警机制，包括异常入侵警报和低电量提示，确保家居安全无死角。此外，通过多设备联动功能，门锁可以与其他智能家居设备协同工作，实现全面的家居自动化管理。安防系统010203前端探测器种类智能家居安防系统的前端探测器包括门磁、窗磁、煤气探测器等，它们负责第一时间发现异常情况，为家庭安全提供第一道防线。智能家庭控制器功能智能家庭控制器是智能家居安防系统的核心，它接收前端探测器的信号，并通过网络信号传输系统将信息发送到控制中心，实现远程监控和控制。控制中心控制系统作用控制中心控制系统是智能家居安防系统的神经中枢，它接收并处理来自智能家庭控制器的信息，根据预设的规则和策略进行决策，保障家庭安全。家电控制010203家电控制系统概述家电控制系统作为智能家居的重要组成部分，通过手机、面板和语音等多种方式实现对家中电器的远程控制，提升生活便利性。智能感知与自动控制该系统能够自动感知住宅空间状态及家电自身和服务状态，根据用户指令或预设条件自动调整设备运行，确保家居环境舒适。互联家居生态构建智能家电不仅单独运作，还能与其他家电和家居设施互联互通，共同构成一个高效的智能家居生态系统，实现功能互补和优化。智能家电智能家电的定义智能家电具有自动感知住宅空间状态和家电自身状态的能力，可以自动控制并接收用户的远程控制指令，提供便捷的生活体验。智能家电的功能智能家电广泛应用于家庭环境中，如智能空调、智能照明等，通过智能化的控制和管理，提高生活质量和舒适度。智能家电的应用智能家电是利用微处理器、传感器技术和网络通信技术，使家电具备自动感知和控制功能，能根据住宅空间状态和用户指令进行操作。智能家电智能炉灶智能冰箱配备了摄像头和图像识别系统，可以对冰箱里的所有食材进行识别，记录分类。用户可以通过智能手机远程查看冰箱里的食物，决定做什么饭菜。用户还可以通过冰箱上的液晶大屏查询菜谱，通过网络商城购买新鲜的优质食材。智能冰箱智能料理秤可以很好地解决这个问题（见图7.56）。智能料理秤同样内置了海量菜谱，用户只需在料理秤上选择相应的菜谱和食材，然后将选择的食材放在秤台上，它便会自动计算出其他食材所需的分量。智能料理秤智能炉灶完全颠覆了传统的火候掌控方法，由计算机来精确调节火力，把烹饪者从烦琐的火力调节工作中解放出来。不必担心烧焦、着火。03AI在建筑施工中的应用建筑设计AI在建筑设计领域中的应用，可以帮助建筑师在早期设计阶段进行复杂的计算，并提供精确的实时数据，使设计更加便捷高效。AI可以预测建筑物在不同环境条件下的表现，如透光性、通风性和能耗等（见图7.57）。成本预防人工智能预测成本超支人工智能不仅帮助员工远程访问培训材料，加速技能提升，还能通过智能化管理工具优化工作流程，间接加快项目交付速度，进一步控制成本。提升员工技能与效率通过人工智能的深度应用，建筑项目能够在预算内高效完成，同时保证质量和速度，实现成本与效益的最佳平衡，推动行业向更高水平发展。实现成本效益最大化利用人工智能技术，建筑团队能够通过分析项目规模、多方面因素及团队能力，精确预算成本并识别潜在的超支风险，有效预防成本溢出。自动化施工无人机在建筑中的应用无人机技术使得高空作业变得安全高效，它们能够在危险的环境中安装钢结构，减少人工操作的风险，同时提高施工速度和精确度。机器人砌墙与装修自动化机器人能够执行砌墙、涂料和装修等任务，这些机器人不仅提高了工作效率，还确保了施工质量的一致性和高标准。降低风险与提高效率通过使用无人机和机器人进行施工，可以显著降低工人在高风险职位上的伤亡率，同时提升整体工程的效率和安全性。安全监控实时监控与录像在智慧楼宇中，通过安装摄像头进行实时监控和录像是安全监控的基础，确保了对楼宇内外环境的全面监视，为安全管理提供了重要数据支持。人脸识别技术应用利用人工智能的人脸识别技术，智慧楼宇能够实现高效的门禁控制和员工考勤管理，通过精确识别人脸特征，提升楼宇的安全性和管理效率。异常行为监测与预警AI技术在安全监控领域的另一个重要应用是异常行为监测和安全隐患预警，通过智能分析监控图像，及时发现并处理潜在风险，保障人员和财产安全。010203能源管理01实时能耗监测利用人工智能技术，智慧楼宇能够实时监控建筑内各设备的用电情况及室外环境条件，确保能源使用的最优化和高效管理。能耗预测与控制策略AI通过机器学习和数据分析，准确预测能耗峰谷，制定智能控制策略，有效平衡能源供需，降低能耗成本，提升能效。区域用电管理通过智能电表等设备