.大數據、雲端運算、物聯網與建築如何融合?
2020年11月6日 星期五
來源: 天天建道
1. 大數據技術
大數據是以容量大、類型多、存取速度快、應用價值高為主要特徵的數據集合。建築業是產生大量數據的行業之一,又是數據電子化程度較低的行業。
在「網路+」時代,建築業數據的價值和重要性將逐步體現,充分運用大數據制定企業發展策略、進行策略決策。研究建立建築業大數據應用框架,統籌政務數據資源和社會數據資源,建設大數據平台,將各工程項目生命週期中產生的數據,以及在維運階段的能耗數據,和設施維運數據進行收集、處理和加工,透過大數據的分析與挖掘,為各方提供更有價值的數據服務,提升行業、企業和項目的整體管理水平。
2. 雲端運算技術
雲端運算是推動資訊技術能力實現按需供給、促進資訊技術和數據資源充分利用的全新業態。建築業資訊化基礎設施相當薄弱,雲端運算的成熟為建築業資訊化帶來了極好的機會。
隨著雲端運算的深入運用,政府和建築企業可以利用雲端運算改造現有系統,開展工程建設管理,及設施運行監控等方面應用,而且以用為主,可以降低資訊化總成本,特別解決中小企業資訊化投入問題。
雲端平台可以忽略硬體單點故障,提升應用系統的可用性,應對海量訪問。同時,採用雲端平台可以降低用戶推廣應用過程安裝佈署工作的難度和工作量,改善用戶操作體驗。
3. 物聯網技術
物聯網是新一代資訊技術的高度整合和綜合運用,為實現施工現場,各類原始基礎數據的持續採集,提供了可能性。利用現場監測、無損檢測或各種感測技術,進行建築安全、設備運行狀態、施工環境監測、現場人員管理、進場物資管理等,實現數據的自動採集與傳輸,在專業軟體的輔助下,完成對大型建築施工狀況的評估和預警。
此外,在智慧城市、智慧建築方面需要大量採用物聯網技術。在建築業推動物聯網技術的廣泛應用,還需要結合建築業行業特點,研發成本低、傳輸性能穩定、精確度高的感測設備、儀器儀表、配套軟體,特別要注重與資訊化的整合應用。
4. 3D 列印技術
3D 列印是一種以數位模型為驅動源,透過增材列印的方式,來構造物體空間形態的成型技術。透過 3D 列印建築技術,已經能夠實現一些簡單的房屋和構件的列印,但是如果要運用到複雜的建築列印上,還需要進一步的創新發展,解決軟體、硬體設備、材料、配筋、行業標準等諸多難題。
建築業應積極跟蹤工業領域 3D 列印應用,並結合建築業自身特點,研究突破。透過 3D 列印技術生產出建築部品及構件,特別是針對曲線異形等複雜建築或構件,降低施工的難度與風險。
5. 智慧化技術
智慧化是在電腦技術的基礎上,結合了感測器技術、GPS 定位技術、網路技術、人機交互技術等衍生出的更高層面的技術。產業轉型升級發展,需要工業化智慧製造。全位置焊接機器人已應用,在超高層建築鋼結構施工中。
手持智慧終端在施工現場品質、安全檢查等管理工作中初步得到應用。引入這些先進技術,利用 「工業 4.0」理念和智慧製造技術,能全方位改進生產施工工藝、提升生產力。
資訊化標準
建築業資訊化的標準規範,是資訊化建設中的一項重要的基礎性的系統工程,也是資訊系統建設推廣成功的關鍵因素。要重視標準化在資訊化建設過程中的重要作用,以標準化助推資訊化,以資訊化帶動標準化,推動標準化與資訊化互相促進融合。建築業資訊化標準還需要強化頂層設計,進一步完善標準化管理體系和技術體系,重點加快 BIM 技術,以及數據交換、文圖檔交付等基礎數據和應用標準,為實現全產業鏈資訊互通、提升資訊應用價值打下基礎。
資料來源:https://3smarket-info.blogspot.com/2017/05/blog-post_706.html?m=1&fbclid=IwAR0-7QY7ACt1UGLiBiwK6Wsw7VeQ-eZviWQVN_TyBITkJ7FKZNixCcBGOdk
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在物聯網中添加【物】的六種方法
【作者: R. Beddor】 2020年07月09日 星期四
物聯網解決方案通常連接成百上千個邊緣設備,隨著更多邊緣設備的加入,成本和電源管理等常見的設計限制也越來越多。本文將概述物聯網應用中最常用的連接方法類型,並可從中權衡選擇及確定如何在物聯網設計時添加「物」。
如果您正在線上閱讀本文,則很可能是透過蜂巢網路、Wi-Fi或乙太網實現網路連接的,儘管這些連接方法在消費性電子產品中應用廣泛,但與物聯網(IoT)邊緣節點並無太多關聯。與消費性產品不同,大多數的邊緣設備不用檢查電子郵件(很幸運)或播放串流電影,因此這些設備無需具備這些產品所使用的高資料速率。
物聯網解決方案通常連接成百上千個邊緣設備,隨著更多邊緣設備的加入,成本和電源管理等常見的設計限制也越來越多。在這種規模下,產品與互聯網的連接方式將決定該解決方案的成功與否。
本文將概述物聯網應用中最常用的連接方法類型。請按照本文權衡選擇及確定如何在物聯網設計中來添加「物」。
[1] 乙太網
乙太網是一種將「物」連接到「網」的快速可靠的方法。乙太網常見於工業和建築自動化行業,尤其適用於在同一網路中包含許多節點的系統。
由於乙太網採用實體接線方式,因此本質上也是一種非常安全的連接方法。還可以使用乙太網電纜,透過乙太網供電(PoE)方式為設備供電,這樣便無需再使用單獨的電源模組來為終端設備供電。
但是,實體接線確實也帶來了巨大的設計挑戰,而且並非適用於所有應用。透過乙太網連接的節點必須靠近路由器,即使在家庭和建築自動化等短距離應用中,乙太網電纜的規模也同樣龐大,如何管理和隱藏纜線是一項重大挑戰。在現代建築中,自動照明系統在施工時使用實體接線方式,但是在未採用相關設計的建築中安裝乙太網物聯網系統通常是不可行的。
[2] Wi-Fi連接
作為網際網路連接的必備工具,Wi-Fi的無線特性極具吸引力。Wi-Fi受到主流設備的廣泛支援,並且不像乙太網一樣存在實體接線限制。
儘管具備普遍性,但是將Wi-Fi功能添加到嵌入式設計中通常很複雜。Wi-Fi之所以有吸引力是因為其無需接線且速度很快,但這種方法也存在安全性漏洞和功耗問題。因此,進行基於Wi-Fi的物聯網設計時,工程師需要在安全性、功耗和成本方面做審慎的權衡。
幸運的是,現在已經有解決方案能夠幫助工程師克服這些障礙。使用針對物聯網優化的Wi-Fi模組,有助於簡化設計並節省開發時間。諸如WINC1500等模組經過全面認證,支援安全協議,而且針對電池供電設備進行了優化,可在不影響成本和功耗的前提下實現Wi-Fi連接。
[3] LPWAN
低功耗廣域網路(LPWAN)在消費性產品中不太常見,因此可能不為人熟悉。物聯網應用的很大一部分是廣域應用,例如環境監控。
使用物聯網進行環境監控的優勢,在於我們可以監控鄉村、近海和通常無法進入的區域,而問題就在於這些地點位於鄉村、近海和通常無法進入的區域,例如無法給漂浮在馬里亞納海溝中的設備快速充電,也無法在撒哈拉沙漠裡連接到Wi-Fi。
典型的LPWAN使用範圍約為10公里左右。資料傳輸速度非常慢,但是,除非物聯網解決方案在檢查電子郵件或播放流媒體視頻,否則不太可能需要高速連接。
儘管常用於農業和偏遠地區,但LPWAN並不局限於此。LPWAN在城市中的利用率正不斷增長,例如用於跟蹤拍賣場中車輛的LPWAN應用,已成為北美最大的商用物聯網部署之一。
有兩種常用的LPWAN協議:LoRaWAN(源自長距離,也稱為LoRa)和Sigfox。兩者之間的一大差異是成本,Sigfox是一項基於訂閱式的服務,其工作方式與蜂巢式網路類似。如果Sigfox在所在的地區可用,則可以透過訂閱本地供應商的服務實現連接。而使用LoRaWAN時,開發人員可以透過創建「自助式」網路省去訂閱費用,但是大多數人仍會選擇使用本地網路供應商的LoRa閘道基礎架構,並且按照使用量付費。
[4] 蜂巢式網路
除了農村深處和偏遠地區,蜂巢式網路可以覆蓋其餘所有地方。對於需要此類覆蓋範圍的嵌入式系統,蜂巢式網路是唯一的選擇。但是蜂巢式網路十分昂貴,必須先選擇網路供應商,而且只有在透過政府監管部門批准後,才能建立自己的網路。對於每個節點來說,嵌入式元件和供應商訂閱的高昂成本,通常會抵消蜂巢式網路廣泛的覆蓋範圍所帶來的優勢。
也就是說,需要權衡使用蜂巢式網路連接「物」和每月為手機服務付費的利弊。物聯網專用的蜂巢式網路正如雨後春筍般興起,與LPWAN形成競爭之勢。LTE CAT-M是一種快速發展的物聯網蜂巢式網路。其中「M」代表「機器」,該網路針對物聯網進行了優化,是一種速度、成本和功耗更低的解決方案。不過,這樣可能會讓手機費用很高,CAT-M計畫的收費標準約為每月7美元,僅提供5 MB的資料。蜂巢式網路物聯網連接的其他選項,還包括CAT-0、CAT-1和新推出的NB-IoT(NB表示「窄頻帶」)。
5G的推出有望推動物聯網領域的創新。儘管5G的價格要比針對物聯網的網路更高,但其更快的速度可以進一步推動尖端物聯網應用(例如自動駕駛汽車)的發展,5G的覆蓋範圍遠遠不及LTE或3G,但仍在不斷擴展。一些行業分析師預測,在未來五年內,5G的使用量將占到全球人口的20%。
[5] 衛星
蜂巢式網路可以覆蓋大多數人口稠密的地區,但是,要如何在偏遠荒涼的地區實現網路連接呢?
衛星連接可用於物聯網應用,例如蜂巢式服務無法覆蓋的地球偏遠地區的運輸物流。雖然隨著衛星技術的發展,情況有望發生變化,但是開發衛星物聯網應用並不像開發其他連接選項那樣容易,許多衛星服務會留作國防用途。
[6] Bluetooth連接
對於藍牙(Bluetooth),您可能並不陌生。Bluetooth Classic和Bluetooth Low Energy (BLE) 的最大範圍均在100公尺以上,但通常用於相距不超過幾公尺的設備。日常生活中,藍牙在手機和電腦配件中隨處可見,廣泛應用於耳機、鍵盤和顯示技術。
得益於低功耗(BLE的功耗尤其低)、廣受支援並且可以快速配對的特性,藍牙非常適合消費性電子產品。與Wi-Fi不同,藍牙不會直接連接到互聯網,需要設置閘道才能接入互聯網,雖然自行設置閘道聽起來很麻煩,但通常操作起來就像使用手機連接Wi-Fi一樣容易。
最近更新的藍牙5.0版本擴展了藍牙的範圍,可以在家庭網路中使用,儘管Bluetooth Classic和Bluetooth LE通常用於連接僅相距數公尺的設備,但整個家庭都可以透過藍牙5.0實現互聯,應用範圍的擴展幫助藍牙成功進軍家庭自動化、照明和工業應用領域。
建議
這些連接方法的主要變化趨勢是簡化實施過程,Wi-Fi和藍牙等常用網路通常是評估和探索IoT設計的最簡單方法,這些網路無需自行搭建閘道或向供應商付費。
消費者可以使用多種Wi-Fi和藍牙原型模組,其中很多都提供開放原始程式碼和程式設計教程,我們建議使用連接模組,因為這樣會使設計更加靈活,當需要針對不同的網路調整設計時,可以更換模組,而不必從頭開始。
簡化設計流程
連接到網際網路只是物聯網設計流程的一部分,物聯網系統應具備以下三個元素:智慧、連接和安全,這些元素分別對應於三個電子元件:微控制器(MCU)、連接模組和安全元件,物聯網設計的挑戰在於如何整合上述三種元件。
Microchip的AVR-IoT WG開發板是精簡型Wi-Fi開發平台的一個範例,這款開發板經過預先的配置,可以安全連接到Google Cloud的物聯網平台,透過將安全元件、Wi-Fi控制器和MCU整合在同一塊開發板上,可以省去許多瑣碎的設計工作,直抵問題核心:以創新和快速的方式將物聯網產品推向市場。
Arduino Uno WiFi Rev 2同樣能夠提供智慧、連接和安全元素,Arduino擁有一個活躍的原型設計社群,線上提供了許多使用教程和開放的原始程式碼。
MikroElektronika click boards是快速原型設計模組,可直接連接到AVR-IoT WG開發板,或透過Arduino Uno WiFi R2的Shield板實現連接,這款模組提供多個連接click板(包括各種LoRa和藍牙模組),可在原型設計階段向物聯網設計中添加連接。
Arduino和AVR-IoT WG開發板等用戶友好型工具,顯著降低了構建物聯網設備的難度。無論是一位嵌入式設計人員、製造商,或只是一個對此領域感興趣的網路粉絲,都可以建立一個物聯網的網路。這種強大的無障礙性再加上日益緊密的網路世界,確保了連接將持續以前所未有的方式,推動網路世界的進步。
附圖:圖一 : 物聯網(IoT)由連接到同一網路的成百上千個設備組成
圖二 : 作為消費性電子產品優先考慮的互聯網連接選項,Wi-Fi具備高速和無需接線等優勢。
圖三 : LPWAN能夠完美應用於農業領域,因為這些網路能夠以極低的功耗覆蓋大面積區域。
圖四 : 雖然衛星適用於蜂巢式網路服務無法覆蓋的偏遠地區,但目前商用物聯網很少選用。
圖五 : AVR-IoT WG開發板經過預先配置,可以安全連接到Google Cloud。
圖六 : MikroElektronika BLE2 click板可輕鬆整合到許多通用開發平台中。
資料來源:http://www.ctimes.com.tw/DispArt-tw.asp?O=HK4797B951MARASTDC&fbclid=IwAR3_OtyFVmk5i0ZfxLYXWDZUkEiA-BiVsDSQmv9B4LcZnntfyUARsRBeXUI
施工架自動檢查表 在 媽媽監督核電廠聯盟 Facebook 的最佳解答
面對錢坑核四弊端歷史,處置核四是停損不是浪費!(06/05/2018 全國廢核行動平台供同聲明)
核四廠歷經三十年的爭議不休,今年因燃料棒即將外運,又再度成為媒體焦點,在有心人士的政治炒作下,輿論似乎都選擇性地忘記了核四過往弊案連連、品質堪憂的不良紀錄,好像洗白成一個又新又好的電廠,事實真的是如此嗎?
回顧2014年馬政府下令核四廠封存停工三年,不僅僅是因為民意反對這麼簡單,當時國民黨掌控府院多數,如果堅持要繼續蓋下去誰也拿他沒法,核四真正蓋不下去的原因,是因為電廠的工程品質出了大問題!
從2001年立院決議核四復工後,隨著工程逐步進行,種種弊端開始密集浮現,如系統拼裝不良、泡水、未按圖施工、工程品質拙劣、貪腐弊案不斷,大眾不敢置信一個安全性無比重要的核電廠竟蓋得如此之爛?
馬政府無法回答為何核四變成一個宣稱施工進度百分之九十,卻連試運轉程序都過不了的電廠?也無法說服民眾為何還要繼續買單,支付這個蓋了近二十年仍無法完工的工程?
因此,2014年被高達七成的民意反對,最後政府既不敢硬蓋下去,也不敢有魄力地選擇停建,只好順應民意宣布封存停工,留著這個破爛包袱給下一任的總統決定,迴避了該負的政治責任。
不良核四的黑歷史 工安事故不斷
核四廠並不如核電工程包商與已退休的前廠長所宣稱,是一個已經蓋好的新廠,更不是什麼新科技,而是一個在1995年招標,1999年動工,在業界早已老舊的設計與技術,施工與驗收過程問題重重未解,至今尚未完工,在全球核電業界是工程延宕超過十多年的不良案例。
核四經費也嚴重超支,從1697億元到現在花掉的2838億,共追加了三次預算還不夠,台電在2013年也預估,如要完工至少要再追加預算500多億以上,讓總預算超過3300億元,現在說隨時可啟封運轉實在是個笑話,要談核四存廢,絕對不能不提這些黑歷史。
核四自動工以來弊端頻傳,在監察院歷年針對核四的調查案件資料中(參考附件一),因偷工減料、施工品質不佳、輕忽核安、經費暴增乃至官員收賄等問題,共被監院糾正六次、彈劾兩次,舉部分嚴重情節如下:
民國2007年至2010年,台電逕自違規核准變更設計1500多件,且辦理1號機電纜線敷設作業,未依設計圖說或相關規範確實監督承包商,造成儀控信號易遭干擾,影響測試運轉後續期程,還增加營運成本;
核四廠興建期間,發生採購的可撓性金屬導線管,不符採購規範,台電竟驗收付款;台電員工涉嫌利用混凝土製造供應採購案,收取廠商賄賂及不正當利益等違法情事;
核四興建未能採統包模式,也未能慎選律師、保全證據下,致執行效能不彰,一再延宕工期,大幅增加興建成本等,監察院都已依法分別提出糾正或函送檢調機關,以上是監察院對核四追弊有成案的,是不容否認的事實。
其他大大小小的工程問題,在原能會歷年的違規事件中都有記錄(參考附件二),核四工程共有17件重大違規事件,總計被開出2290萬的罰款,另外還有一般違規事件46件,注意改進事件449件。
為了提醒大家已經遺忘的核四新聞事件,特別提出其中被媒體大幅報導,最嚴重的三大工安事故:
一、自2008年起,台電違規自行變更原廠設計達395處,其中反應爐緊急冷卻水道支架焊接工程未照原設計,若爐心漏水、冷卻水又故障無法補充,恐令大台北地區民眾暴露於輻射死亡。
原廠奇異公司表示:「台電自行變更相關材料與施工規範,會導致安全可靠度出問題,須由台電負責。」
2011年審計部、原能會調查再度發現,台電刻意隱瞞、規避原能會定期檢查,擅自違法自行變更核四與安全有關設計高達七百多項,包括奇異公司設計權限、攸關運轉核心的「核四廠核島區」設計;未來核四廠運轉後一旦發生問題,奇異公司將不用予以理會與協助處理。同年因此違法變更事件,被監察院提出糾正。
二、2010、2011、2012年連續發生三次核電廠變泡水車的淹水事件,引發當時輿論譁然,外界方才明瞭這已經不是個別疏失可以解釋的,而是整個系統與工程品保出了問題。
三、測試期間發生全黑事故長達28小時,2010年7月9日,因為一連串的施工錯誤,核四自廠外向廠區輸配送電的電路系統高溫燒燬,造成整個廠區長達28小時的大停電,也就是所謂的全黑事故,超過全世界核電廠最長停電可應變時間的8小時三倍有餘。若這是在正式運轉時發生,將使電廠失去控制反應爐冷卻系統的能力,導致爐心融毀引發核災。
決斷處置核四爛帳 是停損不是浪費
不要忘了,這些荒謬、嚴重的工程事件,如今看來仍是非常不可思議,因此當年反核四的民怨沸騰,更何況福島核災後大眾對安全的要求只有更高,不可能接受這樣品質的核四廠。
這並非只有反核團體才這樣判斷,如今已退休的前原能會核能管制處處長陳宜彬,當年在接受媒體採訪時一度表示「核四違規和開罰至今從未間斷,totally failure,可以停工了!」「停工是現在最有利的決定,如果三年前就作這決定,不知道可以替國家省下多少錢。」
2012年核工專家林宗堯不惜辭掉安全監督委員,也要上書直言:「核四再繼續蓋下去,絕對不可能安全運轉!」
核四工程太多出包導致公信力破產,即使不斷安檢也無法讓民眾相信,馬政府也沒有信心可以違背民意再繼續追加預算硬蓋下去,這才是當年核四封存停工的背景與全貌。
從歷年來一長串的核四弊端記錄來看,許多相關工程人士都判斷核四是無可能安全運轉的,因此這筆核四工程爛帳早就該做個了結,原本就是在當時執政者與核工業界不負責任的要求延長加賽下,才讓錯誤的巨額投資不斷擴張,越賠越多難以自拔。
面對一個各界都認為不可能安全,而且完工不知還要投入幾百億、千億的核電廠,政府本該做一個負責任的停損與處置,並追究過去的弊端責任。
建廠失敗不用負責?核四不該再成為提款機
當今日政府終於願意從燃料棒開始停損處置時,核工利益集團卻在近日跳出來荒唐地以「浪費」為名,力圖為破爛核四保留生機,想繼續循過去不負責任的操作模式,讓核四錢坑黑洞持續擴張,難道要讓台灣社會繼續付出更大的代價?甚至荒唐地以「新車」為名做美化包裝,試問有誰願意購買一輛出廠前曾經發生過這麼多離譜弊端與事故的泡水「新車」?
更何況這是一座若發生失控的意外就將導致無法逆轉核災的核電廠!
核工利益集團的呼籲不僅充滿扭曲,且刻意不提過去核四的黑歷史,也從不檢討自身,不要忘了正是在這一群人的「專業設計」、「專業施工」、「專業監管」下,蓋出這麼糟糕的工程品質,難道我們還要重蹈覆轍?
連當年的馬政府都沒有信心可以在不追加預算、不增加工期的情況下繼續蓋下去,核工界竟能不顧全台人民身家安全,希望在下次政黨輪替可以重啟核四,讓民眾繼續為蓋不好的核四錢坑繼續買單?
熟知建廠歷史的人都會知道,長期以來核四都被當成政治鬥爭的工具、無限追加預算的政商提款機,即使是短短封存停工期間,都還要增加編列十幾億預算,如今終於結束封存,開始進行核四的資產處置,燃料棒運出國外轉賣,雖然付出了代價,但糾纏台灣多年的核四夢魘,終於可以期望有停損的一天。
如果還有人認為認賠殺出是不划算、浪費錢,企圖讓已經停建的核四廠復活,必須先回答的是,還有誰願意成為錢坑核四要繼續投入百億千億的提款機?還有誰願意成為拼裝核四的核災犧牲品?
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