无线传感器:智能建筑系统的眼睛和指尖

　　智能建筑带来了更多的储蓄

　　实施智能建筑管理系统的行动，主要是出于对环境、可持续性和能源价格的关注。根据美国环境保护署(EPA)的数据，美国绿色建筑协会(EPA)的数据显示，建筑面积占能源消耗总量的36%，耗电量占65%。

　　随着节能技术的兴起，建筑行业的一些人认为，能源是建筑中最大的可控运行费用。加州能源委员会(California Energy Commission)声称，自1977年以来，仅在加州就削减了超过740亿美元的终端用户能源账单，并通过与建筑相关的节能措施，如《24条例》(Title 24)。

　　据信，约70%的电力供应用于照明和供暖/通风/空调系统(HVAC)。这些服务的智能管理可以帮助减少因过度加热或通风而浪费的能量，或照明未使用的区域，从而减少电力消耗。除了节省开支的机会，智能建筑系统还可以帮助业主提高资产的价值，为居住者提供更大的安慰。希望租用办公室空间的企业客户可以理解舒适的工作环境和更好的工作效率之间的联系，也可能会发现招聘那些希望工作环境愉快的熟练员工更容易。

　　智能建筑系统可以通过确保房间和空间不被过度加热或过度通风，以及在需要时优化特定区域的光照水平以支持正在进行的任务或活动，从而提高居住者的舒适性。智能的，自适应控制，例如这些可以与智能的方法结合使用，以最大化利用自然资源，如日光和大气压力，以协助建筑物的照明，通风和冷却系统。建筑物的朝向和窗户可以显著影响正常工作时间内的自然光量。此外，工程建筑产品，如可调节的风扇灯或太阳能光管，可以用来管理日光和在目标地区的最高光水平。

　　所有关于传感

　　通过监测整个建筑的温度、空气质量和光线水平，并将数据与占用信息相比较，智能建筑管理系统可以帮助优化能源消耗，并在未来规划新的服务，以在使用模式改变时保持舒适水平。收集到的数据还可以帮助建筑经理确定节约成本的机会。例如，如果发现某一区域的照明在不调暗的情况下达到最高水平，设备管理人员可以选择安装额外的灯，并增加调光以提高可靠性。其他服务，如运动跟踪照明，可以通过在某些类型的建筑物(如仓库或数据中心)启用lights操作，从而节省额外的成本。

　　随着智能建筑管理系统的应用越来越广泛，创造性的系统设计者和软件工程师将能够构思出新的和更具想象力的能力。另一方面，软件特性和性能将受系统可用数据的控制。智能建筑管理依靠传感器网络从整个建筑收集信息。传感器网络通过将入住率与温度、空气质量等方面的监测相结合，代表系统的眼睛、鼻子和指尖。智能管理系统通过对整个建筑的占用和环境状况的了解，可以通过控制防火设备等安全设备，并在紧急情况下提供准确的居住者下落信息，从而帮助提高安全性和安全性。

　　就占用感应而言，已经提出了许多技术。这些包括基于视频的技术以及被动红外(PIR)或超声波检测。斯坦福大学(Stanford University)的研究人员已经展示了一组智能摄像机可以用来检测房间居住者的存在和位置，从而使个人灯光调暗，以优化能源消耗，同时为每个居住者提供足够的照明。为了保护隐私，一旦分析完成，摄像头的视频信息就会被删除。

　　PIR传感器依靠运动来检测入住率。因此，传感器容易受到非人类物体在传感器的视野内移动的错误触发。另一方面，传感器可能错误地指出，如果居住者一直坐着或站着不动，房间就不会被占用。

　　松下通过其NaPiOn系列传感器克服了这些挑战，这些传感器可以提供多种不同的检测特性。EKMC1601111是一种通用传感器，而其他选项包括AMN32112，用于检测更小的运动。EKMC16031111提供了另一种可扩展探测范围达12米的选项。这些探测器为设计师提供更多的优点,如高密度嵌入式电路设计包括一个集成放大器,简化了外部电路(图1),以及超低的当前消费1µA允许在超低功耗或发条式传感器使用。

　　高密度嵌入式电路设计，用于更简单的外部电路。

　　图1:高度集成最小化了外部电路，简化了设计。

　　免费无线和电池

　　无线网络很可能是智能建筑市场的首选解决方案。与有线的替代方案相比，无线允许更容易的安装和最小的中断。无线传感器可以在不影响现有结构的情况下安装，这在旧建筑中尤其有用，因为在旧建筑中，修改可能是不可取的，或者在某些情况下是不允许的。世界市场分析师预测，无线传感器网络将为智能建筑系统的大部分增长贡献到2023年。该报告于2013年底发布，也表明70%的无线传感器网络出货量将与HVAC和照明控制相关。

　　自供电的无线传感器更大的自由，通过消除任何需要更换电池在整个生命的单元。这类应用的无线标准ISO/ iec14543 -3-10，并针对超低功耗的无线设备进行了优化，如无电池传感器，完全使用从外界环境获取的能量。EnOcean开发了一套设备配置文件，使用ISO/ iec14543 -3-10下层(图2)，并确保不同厂商的兼容产品之间的互操作性。传感器制造商可以通过使用诸如EDK350U这样的开发工具包，迅速开始开发包含EnOcean技术的自供电无线传感器。该工具包包含软件工具、一个API、一个编程板，以及一个模块的选择，这些模块能够建立和连接各种传感器和执行器。

　　ISO/ iec标准的无线电和标准化设备配置文件的图像。

　　图2:ISO/ iec兼容的无线电和标准化设备配置文件确保了互操作性。

　　智能建筑系统的开发人员，他们不愿意花费宝贵的资源来建造他们自己的设备，可以选择基于EnOcean技术的现成的传感器家庭，例如托马斯研究产品的ZenNet照明控制。这款2 - wl - w的占用传感器由来自自然室内光的太阳能供电，并集成了一个PIR运动传感器。当检测到移动时，传感器向连接的设备发送消息。有一些镜头可以帮助优化PIR的反应。墙壁或天花板的配置是可用的，ZenNet系列还包括无电池的摇杆开关和智能继电器。数字密钥还可以提供基于海洋的传感器、继电器和由Illumra提供的开关。

　　结论

　　在当今能源敏感的世界，智能建筑管理系统为商业业主及其租户提供了一个明确的价值主张。虽然较低的水电费是一项重要的吸引力，但额外的好处，如改善舒适和安全，进一步提高了这些系统所能提供的价值。用聪明的软件，明天的建筑管理系统可以带来更大的效率、方便和舒适，但前提是它们能依靠眼睛、耳朵和手指:传感器能够识别人的位置，以及他们在白天或夜晚的任何时间所经历的环境状况。

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