刘莫闲:物联网时代,如何用微瓴开发智慧建筑应用

12月15日,由腾讯云主办的首届“腾讯云+社区开发者大会”在北京举行。本届大会以“新趋势•新技术•新应用”为主题,汇聚了超40位技术专家,共同探索人工智能、大数据、物联网、小程序、运维开发等热门技术的最新发展成果,吸引超过1000名开发者的参与。以下是物联网的场景化技术应用分会场的演讲内容,稍作整理,分享给大家。

腾讯微瓴是深度适配智慧建筑场景的物联网类操作系统,提供物联网开发平台、物联 SDK、各类 OpenAPI 等内容。本次演讲将为开发者介绍微瓴类操作系统,并分享微瓴在智慧建筑场景方面的思考,重点介绍微瓴开放平台以及微瓴生态系统,并通过实例介绍如何在建筑场景下通过开放平台提供的工具进行创新应用的开发,与开发者共建建筑应用生态。

“智慧建筑”的背景

先给大家介绍一下智慧建筑,讨论得比较多,在座行业里面的人实际上并不多,但是我觉得可以借这个机会让大家了解一下什么叫“智慧建筑”。左边大家可以看到有很多名称,如果你们脑子里面或者见过这个名称,它就跟智慧建筑相关。学术怎么定义对我们来讲不重要,重要的是它具体做什么事情,就是右边的这些东西,就是图上我们画的东西体现的各种各样的系统也好、功能也好、设施设备也好。以这间屋子为例子,大家可以抬头看到照明,这是建筑里面弱电的一个系统。包括能够感受到的比较热的就是它的暖风和新风系统,没有这样的系统,在这里我估计大家也要穿着羽绒服,也会感觉特别闷,想睡觉,那是因为这个屋子里面的人数,这间屋子是不知道的,它没有办法根据我们这间屋子里面实际的耗氧量调整温度的大小,所以即便像这样皇冠假日的高端酒店也有很多技术可以提升的空间。

流行是什么,绿色建筑、智能家居等等,今天讨论更多的是偏B,介绍的智慧酒店的不都在建筑智慧化的范畴之内,所以整个的智慧建筑这件事情,是在我们做智慧城市范畴里边一个很典型的单元,这个部分我们接下来大家有问题可以一起来讨论。

介绍一下政策,既然大家不熟悉这个行业,我告诉大家一个政策。左侧是一些基本数字,一个是本身这个建筑行业对建筑的未来几年的设计理念主旨的认同,首先第一就是智能。所以说未来的建筑所有的这些新建的项目,所有的旧改的项目,它的很重要的一个要素就是智能化。包括他的这个市场空间,市场的规模不赘述,大家可以找到公开证据。

我想说的是右边,右边一个是政府关于“十三五”规划报告里面有提到关于智能建筑设计标准的明文政策,在国家规划层面有明确支撑。同样在行业里面有一个大家经常会看到的标准,就是GB50314近几年更新非常频繁,最前面的一次更新或者比较重要的一次更新是2006年,但是它一般这种国标的更新频率比较慢,但是2014年开始几乎每年在更新。所以可以让大家了解的一个状况,这个行业里面国家的标准非常重视,非常的希望能够在整个行业里边统一好这样的一个东西,把整个的智慧建筑在国家层面能够进一步统一推动。

智慧建筑应用开发的困难与挑战

这张图是一个公开的图,大家可以在网上找到,基本上智慧建筑、智慧城市各种行业都是这样的架构。大家可以看一下整个智慧建筑的场景,它的基础就是我拿蓝框画出来的部分,就是它的物联网部分,今天分论坛的主题是物联网,我们基于这样的点做一个重点讨论。而且本身物联网在整个建筑里面,智慧建筑里面也是非常重要的基础设施。这个基础设施到底有什么问题呢?

这幅图大家或多或少有所熟悉,大家如果见到过一些所谓的建筑运营或者说安防中心、消防中心的屋子,大家会见到一个类似于右上角的图的场面,包括香格里拉的每一栋自建的大楼,它的运营也会有一个运营中心,在这个运营中心里面有一排电脑,每一个电脑都会代表一个系统,通过这样的方式去运营,对面的墙上会有很多很多的这样安防监控的摄像头。这就是一个非常典型的生活建筑的场景或者说管理的场景。

但是它的左侧呈现的东西是实际上目前智慧建筑在实现最终的功能的时候所使用的一套建筑物联网的系统架构,大家看到的是什么状况呢?因为我用不同的颜色在表示。首先他们是条状的,左侧是安防监控的,如果大家有一点知识会知道有一些标准的协议,有一些基本的架构,从边缘端到本地端,不管是能源也好,还是后面的BA楼宇自控也好,都是这样的结构。这个结构会抽象出来一个名词“烟囱式的孤立系统”,实际上在整个智慧范围内都非常典型,在智慧建筑立面尤其突出,一个智能建筑里面大概十几二十个系统,如果都按这个建法,怎么样让这个建筑作为一个整体服务于人呢?没有办法,这里面有非常多的问题待会儿可以提到。

整个的系统分别是属于不同的解决方案,或者不同的工程商施工,它的难度又尤为大,你想运营它可能也更不容易。为什么不容易,这幅图大家可以讨论一下。物联网大家讨论都很漂亮,云管边端、智能、AI,大家讨论得很嗨,能源管理等等,但是真正的物联网是这样的。大家可以看一下,右边下面基本就是我们布线的状况,这种状况当然不是在每一个项目里都有,但是大家经常可以看到。右上角是一个类似于消防点位的平面图。

我可以给大家举一个简单的例子,曾经有一个很大的房地产商做系统集成商整个系统的时候,这个集成商的软件就是几十万或者顶多100万,这个软件大概三四天就部署完了,但是他有了三四十个人,花了接近三个月到一百天的时间,去排查他连接的点。但是三个月过去了以后,他依然跟房地产商说我搞不定。所以从这个角度来讲,建筑物联网的复杂性在工程的维度大家一定不要忽视,这也是在这个行业里面的从业者,包括在座打算投入到智能建筑的开发领域里边,大家一定会遇到的一个问题和困难。

总结一下是四点,不赘述。不管是标准层面还是系统开发,因为不管是硬件也好、软件开发也好,部署也好、工程层面也好,还有提到的信息安全问题也好,都有一系列各种各样的困难和问题,可能是开发者解决不了的。跟大家分享几个问题,如果大家做系统建成集成的时候可能会碰到这样的例子,我现在要把智能照明的数据拉上来,还要把电梯的数据拉上来,对于我们做智能家居的很简单,大家讨论一下、开一下。但是对于建筑来讲就没那么容易,你有可能要跟他建立好关系,才有可能拿得到,这个行业里有很多这样的状况存在,不怪行业从业者,在于它的基础比较差。因为所有的建筑技术站来自于工业自动化。怎么去应对这样的一些问题?腾讯乃至腾讯微瓴,怎么样帮助我们整合行业里面的硬件开发商、软件开发商、服务提供商、解决方案提供商,来解决刚才的问题,接下来谈一下微瓴。

腾讯微瓴

还是来拿这间屋子做一个例子,我们可以形象把这间屋子考虑成一个PC,大家都有PC,都有手机。没有windows之前,大家或多或少有一些认识和经历。上面的软件几乎是没有的,直到我们有了windows,直到有了IOS,整个软件得到了发展,整个软件开发才能够赚钱。包括我在内,我们考大学的时候报专业才能报计算机科学与技术,否则做这个有什么前途呢。如果从PC角度来讲有了windows可以让开发者在开发计算机软件可以得到本质的帮助。微瓴就是在智慧建筑领域扮演了一个windows的角色,我们建筑了深度适配智慧建筑场景的物联网操作系统。向下会支撑软件。向上会提供包括工程层面、软件开发层面、AI等方面的工具,这些都会提供给大家。

刚才大家看到了烟囱式的结构,我们认为需要向云端的架构靠拢,这样可以跟现在的互联网很多的架构兼容在一起,也可以更好融合在一起。所以架构我不讲了,很容易理解,下面是硬件,包括中间会有一个腾讯的微瓴作为一个操作系统存在。向上不光是智慧酒店的管理平台,还是其他的一些系统应用也好,都会有一个管理层。最末端的就会面对我们日常的管理和日常的客户或者是C端用户的界面。

我们会在三个方向提供最基础的支持:

第一个方向,在整个云的体系下利用物联网技术,在整个智慧建筑里面对物联进行支持,首先是标准界入。我想介绍一下这个部分是非常庞杂和非常细致繁冗的一部分工作。如果大家有知道,实际上很多公司靠这个协议的对接就可以生存,这可能在我们简单的互联网行业是无法理解,但是在这个行业里面它是可以生存的。但是这些生存的小伙伴们实际上生活的也很痛苦,因为他每天每个项目都面临着跟成百上千个、成千上万个不同种类的各种各样的物联协议跟数据格式进行对接,所以我们希望把他们解脱出来,至少可以帮到他。

第二点是设备的覆盖。大家眼睛能够看到的仅仅是一部分我们这个建筑的物联设备,包括我们的灯、空调末端,但是实际上移动建筑里面还有很多的大型重型的设备大家用眼睛看不见,比如电梯的控制柜,包括整个在地下室的设备间里面很多的中央冷站、压缩机等庞然大物,这些大家都看不到,但是对于我们来讲都有责任帮助大家很顺畅连接在一起。所以这里边包括不同种类,包括强电、弱电等各种设备,我们都给大家连接好了。安全保护的部分不用多说,腾讯在物联的安全层面也有非常雄厚的理解。AI的层面,我稍微提一点,我单纯拿安防监控来讲,大家以为安防监控里面的场景AI都是一样的,但是很有可能不一样,因为什么,比如我们如果在室外,我想要识别一个人的人数,我很有可能是有条件。比如我架一个10米的杆子,用一个鸟瞰的视角架一个摄像头,就可以把下面的人数清楚。但是在建筑立面你没有这个条件,我们经常在写字楼里面基本装饰层只有两米到三米,或者好一点3米5,你怎么通过这样的视角还能够到人?那就是另外一回事。所以建筑立面很多的AI,包括安防和监控,照明有没有AI,冷机有没有AI,消防有没有AI?会有一系列的场景跟具体的问题相关,我们会在这个层面给大家提供进一步的帮助,解决以前没有办法解决的问题。也提供了一个平台,让大家深耕细作,如果在座有很多的AI开发者建议你们研究一下建筑立面的AI,它们也非常有意思,也非常有商业价值。

同时向上对应用开发者来讲,我们会提供接口,包括设备控制,包括跟楼宇数字化相关的各种各样的技术和工具都会提供给大家,这样会帮助大家抛开硬件、工程、AI层面的各种各样的问题,专心开发APP场景应用。

关于这个也是跟大家做一个小小的呼吁,大家对一栋建筑很清楚,一栋建筑几万平米或者几十万平米,不可能由一个公司或者十家公司就能够简简单单搞定它,有漫长的周期,在很多的产业链里面都会有触及,比如半导体行业,物联网涉及到整个半导体行业。建筑本身也涉及到建筑行业,刚才提到的不管是我们的酒店也好,还是我们其他的行业也好,也会涉及到各个行业的产业链。所有的这些产业链都会在建筑里面有所涉及,我们希望跟行业专家和小伙伴共建生态,能够帮助我们在这个场景里面更好地做。

举一个例子,就是基于微瓴能做出怎样的东西。机器人大家有谈过,我们也在跟兄弟部门做一些这方面的探索,大家也看到过京东机器人,我们的友商也有机器人。一个机器人在室外可以很顺畅地流转和运动,但是我想问他进了室内还行吗?这是一个问题。如果让他去送邮件还会面临怎样的问题,我在左侧列了一下,我们大概设定的场景是这样,作为一个写字楼来讲,它本身的邮件快递是很重要的服务于众多的大楼使用者的一个服务。很多情况下,因为我们在开会、不方便、拿不到这些快递的东西,我们的快递哥也经常因为打电话找不到我们,电话没人接,有各种各样的问题,实际上存在这样的一个需求,也存在这样的一个对应的产品跟方案,是可以让大家一起来探索的。如果我们在这栋楼里面能够用我们的机器人给各种各样的员工和客户送邮件,是不是一件很有意思的事情。

一旦我们要做这件事情,我们就会面临到以下的几个问题:

第一,机器人本身是可以分发邮件。

第二,肯定不能是一个机器人,肯定是一堆机器人。不能说是一个机器人一天不停地送,可能一个机器人是不够的。

第三,它可能会有一些门禁的限制,它有可能有一些区域需要授权你才能够进得去。

另外,如果是一些机器人,你不可能只是一个电梯乘坐,一定有很多的电梯服务它。针对不同的楼层和目的地进行分发。以及到了某一层以后,还要在这层楼里面穿梭,包括还要找到对应的人和对应的地方,你才能够送达最终的包裹。同时,在管理侧也需要实时管理。当然如果看到这样的事情,有没有感觉到机器人压力很大,包括我们自己的机器人团队在做这件事情的时候,一开始也跟我们提了这么一大堆的问题。这里面会蕴藏着一个解决问题的思路。

现在很多情况下的思路是希望能够把这个机器人做的越来越牛,我又可以在这个平层里走,又可以越过门禁,还可以从外墙窗户里面进去,可以考虑这样的事情。但是对于一栋大楼来讲可能还会有其他的解决方法,什么解决方法?就是你要跟建筑互动。实际上微瓴在做这样的事情,让机器人在这栋建筑里面能够有人帮他,像刚才提到的一个好汉三个帮,一个人的能力总是有限的。但是如果一个机器人能够跟建筑立面的各种各样的系统协同起来,我们的建筑能够跟跟机器人一起服务于我们的用户,那他就完全不一样了。

给大家看一下,这个图画的稍微有点程序员的风格,比较容易理解。整个协同有几个系统协同,几种设备协同。首先有机器人。其次有门禁系统,人要进来。其次他要上楼,要有电梯系统。接下来他在大楼里面走需要室内导航。有了室内导航以后,运营人员要看到这些机器人是不是正常运作,我在安装系统里面看它是不是OK的。实际上大家可以看到大概五六种系统,可能若干种设备在一起协同。这样的一个场景,如果我们运用现有的工具来做开发和解决方案,大家可以想象这个难度有多大。它要协同的部门、公司、技术站、商务模式,可能没有太多公司能够实现这件事情,但是我想说的是为刚才提到的这样一些知识,包括物联层面的知识,包括我们在整个架构上面的优化,包括我们的AI方面的一些建筑场景里面的支持,以及我们在应用层面的一些标准的接口,就可以让我们普通开发者,一些创业的小公司可以完成这样的事情。

简单介绍一下整个的场景流程,首先机器人就是物联化的,它跟微瓴整个智慧建筑相连。有了它的路径以后,首先他就可以告诉这个门禁系统,你把门打开,他就可以进来了。同时他在到达的时候,整个的这个大楼已经知道有一个机器人要进到这个电梯厅里面,而且大概目的地是怎样的,我们就可以让整个电梯的管理系统给他开一个梯,它不是固定的梯,因为它还要载人。所以这里面也有一些AI算法在。

机器人到了电梯的门口的时候,这里面还有一系列复杂的交互逻辑,比如什么时候电梯到,什么时候门开,门开了以后要不要出来。机器人什么时候进得去,进去的时候什么时候门关,里面人多了怎么办、人少了怎么办。进去了门关上了以后,电梯上去了以后到了那层楼怎么办,一系列很复杂细致的交互工作就可以在这个微瓴的这套技术的支撑下很顺畅地完成。

到了一平层,对机器人来讲会相对容易一点,可以利用室内导航系统找到一个具体的地方,乃至于在一定的范围内,可以让员工或者客户的位置在实时的区域共享。很有可能还送到你的身边,一方面人是可以提供有温度的服务,同时一些机器人也可以在运营效率和成本层面能给我们整个的管理带来进一步的利益。

这是一个比较典型的例子,它涉及到很复杂的系统和协同,微瓴希望能够在这个层面,在整个腾讯的技术范畴之内,在智慧建筑场景里面给我们整个智慧建筑的各种各样的开发者提供帮助,让开发者做各种场景,乃至于比这个还要复杂,但是更有意思的场景,能够帮助到客户的场景。

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