技术原理

基于WF-IoT融合物联网技术,通过单芯片3C融合智能感知、计算决策、无线组网通信、自适应柔性控制技术,使每一个终端设备具有端侧AI能力,实现人、机、物、环境、信息等空间全要素的统一管理和控制,设备自身构建成为分布式协同智能系统,对建筑空间内不同类型机电、暖通、楼宇、安防设备及强弱电设备实现统一管理、监测和自适应柔性控制,从根本上消除无效用能和过度用能。

关键技术

端侧智能实现能耗设备自适应柔性控制:根据建筑使用场景动态优化能耗,如照明、空调、新风、办公用电负荷

分布式协同控制技术:无需大规模改造布线,无须依赖外部网络,复用视频、安防等设备,实现全自动能耗设备管控

空间融合智能技术:同时完成建筑空间机电、楼控设备的自适应控制,和环境温湿度、光照度、空气质量以及精细能耗数据的采集,为进一步优化提供支撑

轻量化部署方案:不动装修、不改线路、不换设备,改造周期缩短40%

主要技术参数

包含智能LED控制装置(如ALP-115、ALP-130等)、物联网单灯控制器(如ALC-C1、ALC-R1等)、物联网温控面板等多种型号设备,主要技术参数如下:

建筑综合能耗降低达30%

无线系统点对点无线通信距离:>100米

整机功耗:<0.1瓦

无线频段:支持2.45GHz、470-510MHz、868MHz

控制延迟:≤200ms

年平均无故障运行时间:≥50000小时

技术产品特点

一、核心技术架特性

3C融合架构 :通信(Communication)、计算(Computation)、控制(Control)高度整合,采用单芯片解决方案,提升设备集成度与处理效率,实现端侧智能决策与协同控制。

轻量级物联网操作系统(WFμOS) :分布式架构支持信息空间与物理空间无缝对接,实现设备免编程自动组网与自适应柔性控制,降低对云端计算的依赖。

超大规模自治协同组网 :支持超6万个异类设备去中心化组网,适应复杂建筑空间扩展需求,系统灵活性与可靠性强。

终端节点级雾计算能力 :每个物联网节点内置雾计算模块,支持端侧AI能力,实现本地实时感知与控制,响应延迟<100ms,降低网络与云端依赖。

二、系统部署特性

全无线轻量化部署 :无需拆墙布线、不更换设备、不影响装修,单点位30分钟完成安装(如原位替换温控面板/照明开关),改造周期较传统方案缩短60%。

免付费频段运行 :工作在国家标准预留无线微功率频段,无通信运营成本,避免WiFi、蓝牙同频干扰。

闭环安全网络(CPN) :采用专用闭环网络与物理隔离设计,网格化拓扑实现故障自愈,保障数据安全与系统稳定性。

三、智能控制能力

自适应柔性控制 :空调:通过温湿度/人体传感器协同,实现“人来调温26℃、人走延时调高至28℃后关闭”的动态调节,响应时间<30秒;照明:支持自然光联动(自然光充足时关灯)、人体感应(人来灯亮、人走灯灭),并可提前200米激活路灯;

环境联动:CO₂浓度>1000ppm时自动启动新风系统,响应时间<60秒。

多系统融合管控 :整合照明、空调、安防、用电等10+子系统功能,通过AI综合能源管理平台统一调控,避免信息孤岛。

端侧智能决策 :设备内置操作系统,无需依赖中央控制器或云端即可完成场景控制(如会议/办公/下班模式切换)。

四、经济性与兼容性

低成本改造:单点位改造成本不足传统方案1/3,实测投资回收期3-5年;长期运营成本降低30%-50%。

高兼容性适配:兼容主流空调/照明设备,支持商业综合体、医院、学校等全场景。

可扩展设计:设备即插即用,扩展成本较传统方案降低90%,适应建筑全生命周期需求。

应用现状(或与该技术相关领域的能耗现状)及产业化情况

已在近百个实际项目中应用,累计改造建筑面积超23万㎡,平均综合节能率达31%。

应用领域及适用范围重点适用于

大型公共建筑(医院、学校、写字楼)

商业综合体(购物中心、酒店)

工业厂房(生产车间、仓储中心)

改造场景:机电系统智能化升级、能源管理平台搭建、低碳运营优化

节能减排效果(测算方法及依据)

依据GB/T 51161-2016《民用建筑能耗标准》,采用动态模拟法计算

节能量/年(吨标准煤/年) 按照 10 个区县整体托管,以每区县每年减少二氧化碳排放 5000 吨以上计算,既有建筑智慧低碳升级解决方案的年节能量约为 1.92 万吨标准煤

碳减排量/年(吨二氧化碳/年) 约 4.992 万吨二氧化碳 / 年的碳减排量

已实施的典型案例情况

案例名称

山东联盟化工集团总部办公楼低碳智慧升级项目

案例地点

山东省寿光市

应用单位

山东联盟化工股份有限公司

设计单位

西安优势物联网科技有限公司

主要设备

智能灯具、智能控制、管控平台、环境传感器、空调温控器、控制柜及系统、通讯及显示设备、能效管理设备等。

技术原理

一、方案概述

优势科技以自主研发的 WF-IoT中高速广域融合物联网技术 为核心,构建了 SFIS建筑空间融合智能系统 ,为既有建筑提供“极简改造、无感智能、高效节能”的低碳智慧升级方案,适用于公共建筑、商业综合体、医院、学校、工厂等多场景。

优势科技既有建筑智慧低碳解决方案通过"不影响装修、不改变线路、不更换设备、不产生通信费用"的柔性改造方式,实现对既有建筑照明、空调、暖通等核心用能系统的智能化升级。方案以空间为单位构建分布式智能系统,结合3C融合架构、雾计算赋能的端侧AI能力和自治协同组网技术,达成"使用者无感智能体验、管理者降本增效、投资者最大回报、最大限度低碳节能"的四重价值目标。

作为陕西省智慧低碳物联网产业链链主企业,方案已在商业综合体、写字楼、公共建筑等场景落地数百个项目,典型案例包括西安新机场T5航站楼、上海虹桥机场、中电彩虹智慧工厂、联盟化工集团总部大楼等,累计实现综合节能率30%-60%,智能化改造成本较传统方案降低50%以上。

二、核心技术架构

2.1 技术体系优势

方案依托WF-IoT融合物联网技术体系,具备七大核心技术特性:

1. 3C融合架构:实现通信(Communication)、计算(Computation)和控制(Control)一体化集成,单芯片解决方案提升设备集成度

2. 轻量级物联网操作系统:支持分布式智能决策,实现信息空间与物理空间无缝对接

3. 超大规模自治协同组网:支持6万+异类设备去中心化协同控制,适应复杂建筑空间扩展需求

4. 终端节点级雾计算能力:终端内置雾计算,可以脱离IP网络运行,具备端侧AI能力,本地实时完成自适应柔性控制,降低网络、边缘、云端依赖,响应延迟<100ms

5. 闭环安全网络:采用专用CPN(Closed Private Network)网络,与互联网物理隔离,保障数据安全,网格化拓扑实现故障自愈

6. 免付费频段运行:工作在国家标准预留无线微功率频段,无通信运营成本,避免WiFi、蓝牙设备同频干扰

7. 全无线部署:无需布线施工,改造周期缩短60%,对建筑正常运营零干扰

2.2 系统架构

- 空间设备层:即末梢网络层,智能灯具、暖通设备、机电设备、传感器、控制器等终端设备自组织成网,实现设备级智能决策和协同控制

- 边缘服务层:部署本地化边缘服务器,提供低延时数据处理和区域级协同控制

- 轻云应用层:轻量级应用平台,提供全局能耗分析、碳足迹追踪和跨建筑能效优化决策支持

三、核心功能模块

3.1 AI综合能源管理系统

基于动态能效模型的智能管控平台,实现:

- 实时精细能耗监测:秒级采集建筑各分区、各设备能耗数据,形成可视化能流图

- 自适应负荷调节:根据人流密度、环境参数动态调整机电设备(空调、新风、照明等)运行参数,如空调负荷响应延迟<30秒

- 碳足迹自动核算:对接国家碳核算标准,自动生成建筑碳排放报告

- 故障预警诊断:通过设备能耗异常波动识别潜在故障,预警准确率>92%

3.2 智能照明控制

系统内置Air Lamp物联网智慧照明技术,核心功能包括:

- 多维度感知调节:融合光照度、人体存在、环境温湿度等6类传感器数据,实现"人来灯渐亮、人走灯渐暗"的无感控制

- 场景化联动:支持办公、会议、值班等16种预设场景一键切换,响应时间<2秒

- 全生命周期管理:灯具寿命预测准确率>95%,故障定位精度达单灯级

- 节能效益:项目实测显示,公共区域照明综合节能率59%,年节电13.8万度

3.3 暖通空调优化

通过物联网温控面板和自适应算法,实现:

- 柔性控制策略:根据人员分布动态调节空调风速、温度,如办公区夏季温度自动维持在26±1℃

- 联动控制逻辑:与门窗状态传感器联动,开窗时自动关闭对应区域空调

- 运行模式优化:工作日/节假日模式自动切换,下班时段空调自动进入节能模式(温度设定上调3-5℃)

- 数据效果:咸阳彩虹工厂项目空调系统节能率达43.7%,年节省电费超200万元

3.4 安全用电管控

基于WF-IoT电力监测模块,构建三级防护体系:

- 实时监测:配电回路电流、电压、功率因数等参数秒级采集

- 异常预警:过载、漏电、电弧等故障提前10-30分钟预警

- 智能断电:故障情况下实现毫秒级安全断电,避免电气火灾

- 典型案例:新长安国际妇产医院项目实现用电安全事故零发生,运维成本降低40%

3.5 环境能耗精细采集

部署物联网传感网络,实现:

- 全参数感知:覆盖照度(50-20000lux)、温度(-10~50℃)、湿度(10-90%RH)、CO₂(0-5000ppm)等环境参数

- 空间化呈现:通过BIM模型可视化展示各区域环境质量,精度达±1℃(温度)、±5%RH(湿度)

- 联动控制:当CO₂浓度>1000ppm时自动启动新风系统,响应时间<60秒

四、目标客户与场景适配

4.1 客户类型

方案针对三类核心客户群体提供定制化解决方案:

1. 商业综合体:重点解决大空间照明、空调集中管控难题,典型案例包括成都国金中心、东莞协同创新中心

2. 写字楼:聚焦办公场景能效优化,实现照明/空调按需供给,如西安国税大厦项目综合节能率43.7%

3. 公共建筑:针对医院、学校等公共设施,平衡节能与服务质量,如临安中医院项目年节省人工成本40万元

4.2 场景化解决方案

五、竞争优势分析

5.1 与传统智能化方案对比

5.2 技术差异化亮点

1. 全无线群智能:解决传统有线方案部署难、无线方案容量小的痛点,实现数万设备协同控制

2. 终端智能决策:每个设备内置轻量级操作系统,具备端侧AI能力,无需平台即可完成场景控制

3. 国产自主可控:基于"唐芯"国产芯片构建,从硬件到协议100%自主知识产权

4. 跨子系统融合:同时实现照明、空调、安全用电、环境监测、能耗采集安防等10+传统子系统功能,避免信息孤岛

六、方案价值总结

6.1 经济效益

- 直接收益:综合节能率30-60%,投资回收期3-5年

- 间接收益:运维成本降低10-30%,设备寿命延长2-3倍

6.2 环境效益

- 单栋建筑年减碳量可达500-2000吨CO₂当量

- 减少空调冷媒排放80%以上

6.3 社会价值

- 提升建筑智能化水平,改善用户体验

- 创造绿色就业岗位,推动低碳产业发展

- 助力实现国家"双碳"战略目标

七、技术资质与荣誉

- 标准制定:主持《基于物联网技术的智能照明工程地方标准DB 6101/T3089—2020》

- 资质认证:ISO9001/14001/45001体系认证

- 荣誉奖项:

  - 2022年陕西省照明学会"科技创新一等奖"

  - 2020年全球物联网大会"最佳解决方案奖"

  - 2019年陕西物联网"自主创新奖"

八、未来发展规划

1. AI能效优化:引入强化学习算法,实现能耗预测精度>95%

2. 数字孪生集成:构建建筑数字孪生体,支持全生命周期能效管理

3. 多能互补系统:融合光伏、储能设备,打造建筑微能源网

4. 碳足迹追溯:对接全国碳交易市场,实现碳资产可视化管理

主要节能技术参数

照明系统节能率:45%

空调系统节能率:32%

电梯系统节能率:18%

综合节能率:34%

案例特点

联盟化工集团总部办公楼低碳智慧升级项目通过先进的WF-IoT融合物联网技术,实现了显著的节能效果和智能化改造,降低了运行成本,提升了管理水平和用户体验,为办公楼低碳改造提供了可借鉴的成功案例。

应用效果(年节能减排效果及经济效益)

项目投入:设备及工程技术服务费用105万元,含增值税,涉及智能照明、空调控制设备、物联网平台及软件服务、安装及调试服务等。

项目产出:显著的节能效果,提升管理水平和用户体验,提供增值服务。

投资回报分析:预计节能收益每年约467,200元,投资回报周期约为2.25年。

适用范围/应用对象

公共建筑、商业建筑、交通建筑、工业建筑的智慧低碳改造、新建

目前已实施案例数量

数百个

其他案例

国内案例:杭州吉海半导体制造厂房项目

项目地点:浙江省杭州市

省内案例:陕西省发改委大楼

项目地点:陕西省西安市