基于物联网的智能办公室系统设计

摘要 目前政府、企业办公中存在诸多问题，本文旨在搭建一个政府（或企业）的小型物联网以实现智能办公。本文给出了该物联网的基本构架及相关环节适宜采用的技术。随着“感知中国”的提出，中国的物联网行业迎来大发展的历史机遇，该设计有着广阔的应用前景和实用价值。

关键词 物联网；射频识别；无线通信；ZigBee技术；“北斗”卫星导航系统

中图分类号TP393 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）48-0200-02

0引言

最近几年公务员、在上班时间玩电脑游戏、打牌的现象屡遭曝光，严重损害了政务形象和人民的利益，不仅是公务员，这种现象也困扰着很多的企业管理者；办公环境的高耗能问题在目前能源危机的背景下变得日益突出，低效的空调、泛滥的灯光等与国家倡导的低碳生活格格不入；人员的流动对公司的日常管理造成很大的障碍，物质财产和商业机密等遭到威胁。

物联网（The Internet of things），一个听起来感到熟悉又生僻的词儿。说到熟悉，这个词是因为它仅与互联网相差一个字，而互联网早已经被人们所熟知；说到生僻，恐怕真的没有几个人能够真正说清楚，这究竟是一个什么样的新事物。如果正在办公室的你，只是按了一下遥控器，下班后回到家就能吃上已蒸好的热气腾腾的白米饭，你认为这件事情可能吗？答案是完全有可能。在物联网得到广泛应用之后，只需在电饭煲上面安装一个传感器，就可以被主人操控，这样你下班就可以吃到自己蒸熟的米饭了。物联网的概念是在1999年提出的，意为“物物相连的互联网”，这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。

本系统基于物联网，结合建筑、网络通信、设备自动化、电气互联等发面，旨在打造一个安全舒适、节能环保的立体智能办公室。

1系统结构

1）IoT传感器网络：即IoT节点群，包括温湿度传感器（监控办公环境的温湿度）、CO2传感器（监控火灾）、光传感器（监控环境光强）、声音传感器（检测环境声频率和幅度）等；

2）网关：不同网络之间的互联需要网关，本系统中它连接了公司内部局域网、无线通信网、北斗网络、PSTN网络等，实现各个通信协议之间的转换；

3）“北斗”卫星导航系统zBeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System{：北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。“北斗”系统主要特色：实现导航与通讯集成、多系统兼容服务、提供RDSS 双向授时授权服务、以双向伪距时间同步方法摆脱卫星时间同步与精密轨道之间的依赖关系。在本系统中提供定位、通信中转等重要功能；

4）PSTN（Public Switched Telephone Network）：即公共交换电话网络，本系统中包括公司内部各科室电话以及119、120等公共电话；

5）SP（Service Provider，服务提供商），是移动互联网服务内容、应用服务的直接提供者，常指电信增值业务提供商，负责根据用户的要求开发和提供适合手机用户使用的服务；

6）公司局域网：这里包括物联网的监控中心以及各种数据库还有员工计算机。

2系统的具体实现

本系统中的所有成员均要分配一个EPC标签，在公司门口设置射频识别（RFID）装备，如果检测到没有EPC标签的人员，则拒绝其进入公司;若要允许非本公司职员进入，则应该向其发放一个临时的EPC标签。为了保险起见，建议在公司的各办公室门口安装摄像头和射频识别装备作为内部防线，如果检测到没有EPC标签的人员企图进入办公室，则立即拍照并上传照片到监控端进行“人脸识别”，即将图像处理后与本地数据库的已有信息进行比对，若此人虽无EPC标签但是使本公司员工，监控端记录此员工的这次违规行为，并向其手机终端发送警告短息（涉及奖金制度等），若本地数据库根本没有此人信息，则可以判定其违规进入，监控端将此人的确切方位（“北斗”提供）、头像、所携带的物品、身材、性别、有无前科（通过Internet查询）、危险系数等信息发送给警卫处。

温湿度传感器、CO2传感器、光传感器、声音传感器将办公环境的温湿度、CO2浓度、采光光强、环境声音的频率和幅度等数字化信息上传至Internet，由服务提供商处理这些数据并将建议信息通知监控端，比如SP会根据该公司的所处的位置、目前的季节、国家的政策等信息，反馈建议温湿度到监控端，有监控端实时调控办公环境的相关参数。

本系统中的无线网络指的是公司内部的介于传感器和监控终端之间的无线网络，作者推荐使用ZigBee技术。Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。与WiFi、Bluetooth相比起连接点数明显要多，非常适合小型IoT。

3结论

本系统通过射频识别（RFID）、全球定位系统、各种传感器等信息传感设备，以ZigBee无线网络与互联网、局域网相连，实现监控端与之相进行信息交换和通信，实现对办公环境的实时监控、信息处理的功能，整个系统构成实时、智能的物联网，将有效的简化公司管理任务和提高公司的安全指数，是办公更绿色、更舒适、更安全。

参考文献

[1]陈岩，陈晕，丁前军.“北斗二号”卫星导航系统覆盖仿真分析[J].通信技术，2009，6(42)：171-173.

[2]金纯，罗祖秋，罗凤，等.ZigBe e 技术基础及案例分析[M].北京：国防工业出版社，2008.

[3]金海，刘文超，韩建亭，丁英丽.家庭物联网应用研究.

[4]刘强，崔莉，陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学，2010(6)：1-4.