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智能建筑的发展
2020年10月15日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

在过去的几十年中,小型电子设备和网络通信改变了人们的生活,工作和娱乐方式。现在,数字互联世界发展的一个新阶段正在蓬勃发展:向智能建筑的迁移。

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智能建筑对其住户而言更加舒适和直观中国机器人网vrovro.com。同时,它的环境足迹要小得多。这为建筑设备和管理系统的供应商带来了明显的好处;房地产开发商,所有者和管理者;商业和公共场所的工人和其他使用者;以及由这些结构构成的社区。开发人员和建筑师认识到,智能建筑可以创造更高的价值,物业所有者和管理人员可以终生节省运营成本,居住者可以从更好的生活和工作环境中受益。


智能建筑是非住宅和高密度住宅开发空间,例如办公室,购物中心,饭店,娱乐中心和公寓大楼,它们配备了传感器技术来收集数据,分析运营信息甚至控制资源使用。各种各样的传感器技术可将数据馈送到建筑信息管理系统,从而可以根据环境条件和用户定义的参数来监视和控制各种领域,例如照明和HVAC。


智能建筑还可以防止受到针对其操作系统的网络攻击。使用基于硬件的嵌入式安全解决方案来实现安全元素,这些解决方案可以保护信息和设备的机密性,完整性和真实性,从而保护乘员的个人隐私。


对智能建筑的需求


人口结构,市场动态和技术进步的变化是促使人们向智能建筑迈进的根本原因。本世纪,城市化将持续快速增长,联合国预测,到2050年,全球将有68%的人口居住在城市。工作场所,公共设施和高密度住房已经占能源使用的40%,欧盟国家二氧化碳排放量的36%。如果不提高建筑效率,就不可能实现减少能源使用和二氧化碳排放量的目标。对更高效率的需求与工业4.0和智能家居技术的进步相结合,推动了向智能建筑的发展。


建筑趋势图

人口变化,市场动态和技术进步推动了向智能建筑的转变。


更有效的建筑运营可降低运营成本。尽管有许多减少能源使用的策略,包括无源设计元素和替代能源,但是智能建筑技术对于确保结构设计和功能系统的所有元素都被用于最大效率至关重要,可创造高达30%的效率。改善能源效率,同时改善所有乘员的舒适性,便利性和安全性。


建筑管理人员考虑在四个传统领域中对物业的运营;机械系统,电气系统,能源供应和基础设施以及管道。


智能建筑元素图

一座智能建筑的元素。


在这些领域中的每一个领域,传感器技术都可以收集并提供数据以供分析,然后由管理系统采取行动。通过连接域内以及最终跨域的传感器,管理人员甚至系统本身都可以获得更全面的见解并做出优化操作的决策。   


底层技术


连接和控制系统,与多种类型的传感器设备配对,构成了智能建筑的基础技术。这些传感器是当前和将来提供有关室内环境输入的系统的关键要素。以下是一些示例:


雷达传感器可以确定一个区域中的乘员数量,甚至可以识别手势,而无需使用会损害隐私的可视摄像机

高分辨率红外飞行时间(ToF)传感器,用于3D对象检测和面部认证。

压力传感器确定HVAC设备或房间中的气流

环境传感器监控空气质量,例如二氧化碳水平

微型MEMS麦克风支持对房间功能的语音控制,并且相同类型的麦克风阵列可以定向跟踪房间中的人员并检测房间中的存在状态。电流传感器监视建筑设备(如电机驱动器,电梯,HVAC单元)中的用电情况。

磁性定位传感器可精确控制百叶窗中的电机驱动

支持传感器融合的智能传感器集线器(多种传感器类型和相应数据流的集成)将增强智能建筑的安全性和便利性。例如,结合了麦克风和压力传感器的集成警报系统可以根据声音和室内气压的变化更准确地检测玻璃破裂,从而减少了误警报的可能性。


智能建筑中的传感器也是迅速增加房间自动化系统数量的基础。例如,雷达传感器可以检测到有人进入房间,从而导致一系列指令自动打开灯并将温度调节到舒适的水平。随着占用率的变化,可以在房间变暖之前进行温度调节,反之亦然。利用有关外部光的环境信息,灯具可以通过更改传递到LED的电流来调节照明水平。


在建筑物居住者的视野之外,监视建筑物内系统状况的传感器集线器有助于防止故障,从而提高了舒适度和居住者满意度。集成到电梯和HVAC单元中的设备可以收集反映运行状态的参数数据,检测与最佳状态的偏差并在发生故障之前进行预测,从而可以迅速进行维护。预测性维护应用的示例包括使用气压传感器在HVAC设备中进行气流监测,使用电流传感器在电动机驱动器中进行电流测量,使用磁定位传感器进行振动监测以及使用MEMS麦克风检测声音异常。


除传感器外,英飞凌还为设备制造商提供了根据传感器数据起作用的系统的关键组件。电源IC是电机控制,计量和开关系统乃至照明设备不可或缺的一部分。与建筑物内系统,互联网和新的5G移动网络的连接的重要元素,以及强大的微控制器(它们是成千上万个设备的计算“大脑”)都是公司产品组合的一部分。最后,在允许设备访问建筑物管理系统其他部分之前对设备进行身份验证的硬件和安全IC是设计免受网络攻击的安全系统的关键要素。


应对挑战


市场预测预计,智能建筑互联设备的整体市场五年增长将达到15.7%(2017-2022年),主要是在能源基础设施领域。随着提供楼宇自动化系统的生态系统在特定的使用案例中积累经验并发展专业知识以跨多个领域进行集成,这种情况在未来几年可能会加速。 


智能建筑层

智能建筑集成层。


今天,我们看到了由楼宇管理系统(BMS)平台控制的单域应用程序,而未来则朝着集成来自多个系统和更全面命令的信息流方向发展。 


与其他已经或正在转向数字自动化的行业一样,当今正在构建的价值链涉及核心技术的供应商,设备制造商,集成商和多层级的软件专家,建筑行业的参与者以及网络计算和网络的提供商。云服务。无论是传统服务还是云架构专家,网络提供商都将分担新系统的繁重数据处理工作。提供者之间的现有伙伴关系将不断发展,并且将创建许多新的伙伴关系,既可提供一定程度的标准化,又可充分利用专家提供者的独特功能。


从许多方面来看,当今的智能建筑演进都反映了工业建筑(工业4.0)和智能家居领域的早期发展。在快速城市化的世界中,以满足提高能源效率的需求的方式来实现系统自动化的需求非常明显,因此也存在巨大的机会。同时,这些自动化系统降低了建筑物运营的总成本,并为居住者增加了便利和舒适感。同样,与其他建筑部门中的自动化一样,成功的项目将依赖于跨域集成的方法,同时又要满足更高的网络安全标准。


标签:工业设备 今日头条人工智能设备与仪器系统及软件行业资讯
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