基于物联网的智慧工地集成系统构建

张昊天

（香港科技大学工学院，香港 999077）

0 引言

智慧工地是指利用信息技术（例如物联网、大数据、机器学习等）围绕工程管理全过程建立相互协作，智能管控的项目信息系统，以此实现工程建设的可视化和智能化管理，提高参建各方交互的效率、清晰度、灵活性和响应速度。

1 基于物联网的智慧工地集成系统框架

智慧工地集成系统的物联网架构基于感知层、网络层和应用层三个层次进行设计搭建，各层采用信息资源共享和协同运行的架构形式。感知层通过各类型的传感器、RFID标签及相应的读写设备等获取建筑的有关信息，例如沉降、倾斜、关键钢筋的形变及应力大小。网络层通过Zigbee、LoRaWAN、NB-IoT等通信技术把物与物从物理上进行连接通信，通信协议则负责设备通过互联网进行数据交换及通信，建立通信的规则和统一格式，常见的有REST/HTTP、MQTT等。应用层是在各种物联网通信协议的支持下，对物联网形成的数据在智慧工地管理平台上进行分析并反馈到感知层执行特定控制功能，包括控制物与物之间的协同，例如建筑机器人搭接钢筋；物与环境的自适应，例如根据环境调节混凝土的养护温度及湿度；人与物的协作，包括塔吊危险预警、基坑沉降预警等。

建立可推广的智慧工地集成系统，需对各个构件模块化进行生产。由各个建设项目按照各自需求进行组合拼装，采用统一架构，统一信息接入输出端口，对异构的应用数据进行建模，并将其转化为通用的数据格式；……