建置優(yōu)化智能家庭和大樓自動(dòng)化管理

從遮風(fēng)擋雨的簡(jiǎn)單住所，到適合工作、旅行和購物等場(chǎng)所，人們大部分時(shí)間都在室內度過(guò)，因此造福人類(lèi)的關(guān)鍵就在于建置最佳的室內環(huán)境，對此，無(wú)線(xiàn)技術(shù)可以提供幫助。

智慧家庭和建筑提供舒適環(huán)境
自新冠疫情大流行開(kāi)始以來(lái)，人們對于身心健康的需求變得更加迫切。這是因為人們待在室內的時(shí)間比以往都要長(cháng)，因此良好的照明、舒適的溫度和清新的空氣質(zhì)量對人們的長(cháng)期健康極為重要。

然而，良好的室內環(huán)境不只是有助于健康。照明、溫度、濕度、全體的空氣質(zhì)量和門(mén)禁控制可能會(huì )影響其他幾項因素，包括工作環(huán)境中的生產(chǎn)力、生產(chǎn)設備工具和易腐商品的保護，甚至零售環(huán)境中的消費者支出模式。

智慧家庭和建筑對環(huán)境的影響
高效的建筑物管理也可以為環(huán)境帶來(lái)益處，修復管線(xiàn)泄漏、在無(wú)人時(shí)關(guān)燈或者在特定時(shí)間段關(guān)閉辦公室空調等等措施，都有助于節省水電。這些都能夠為室內環(huán)境帶來(lái)顯著(zhù)影響；根據architecture2030.org資料，建筑物的營(yíng)運占據每年二氧化碳排放總量的27%。

而且，浪費的能源會(huì )影響建筑物的運營(yíng)成本，這些花費可能很大；建筑師建議每年分配新建筑原始成本的4%左右進(jìn)行維護和維修，隨著(zhù)建筑的老化，費用甚至變得更高。

無(wú)線(xiàn)技術(shù)的巨大力量
借助無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，可對建筑物的服務(wù)進(jìn)行自動(dòng)精準的中央控制，包括暖通空調、電氣系統以及照明、門(mén)禁控制、安全系統（例如緊急照明和火災探測器）和智慧建筑物傳感器（例如入住、資產(chǎn)追蹤和辦公桌使用）。

無(wú)線(xiàn)大樓自動(dòng)化解決方案比有線(xiàn)解決方案更易于安裝，并且消除了因為難以觸及的布線(xiàn)、連接器和開(kāi)關(guān)而引起的故障。而且，無(wú)線(xiàn)設計還可以實(shí)現新的商業(yè)模式和服務(wù)，例如靈活的聯(lián)合辦公空間或24小時(shí)健身房。

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )還可以支持傳感器監控建筑基礎設施的狀態(tài)，例如偵測漏水、即將失效的照明裝置、絕緣層破損或失效。這類(lèi)預測性維護可以省去定期派送維護人員的成本，在嚴重損壞發(fā)生之前解決問(wèn)題并控制能源費用，從而省下金錢(qián)花費。

智慧大樓解決方案
Minut公司推出的The Point 是增強安全性的智能家庭警報器產(chǎn)品，使用溫度、運動(dòng)和濕度傳感器，以及聲音識別和氣壓偵測功能。如果發(fā)生任何異常情況，可以通過(guò)智能手機提醒用戶(hù)。

第二個(gè)商用安全裝置例子是Level Home的Level Lock。這款無(wú)線(xiàn)智慧門(mén)鎖可以進(jìn)行遠程啟動(dòng)，無(wú)需實(shí)體鑰匙。獲得授權的客人可以得到他們自己的「數字鑰匙」，或者使用「派對通行證」功能，在指定的時(shí)間內讓幾位得到指名的客人進(jìn)入。這款設備與Apple HomeKit和Amazon Sidewalk兼容。

統一大樓自動(dòng)化運作
直到最近，業(yè)界在實(shí)施無(wú)線(xiàn)大樓自動(dòng)化時(shí)仍是十分零散，各自為政。業(yè)界有各種各樣的標準和專(zhuān)有無(wú)線(xiàn)協(xié)議來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，雖然每項標準和協(xié)議都提供了令人滿(mǎn)意的解決方案，但彼此缺乏互操作性和大型供貨商生態(tài)系統，導致市場(chǎng)變得分散。

Matter是連接標準聯(lián)盟（CSA）開(kāi)發(fā)的全新連接標準，為統一無(wú)線(xiàn)大樓自動(dòng)化運作提供了最佳前景，它是建立在現有的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)Thread和Wi-Fi（加上用于調校的低功耗藍牙）及以太網(wǎng)有線(xiàn)連接協(xié)議之上。

Matter基于因特網(wǎng)協(xié)議（IP），為開(kāi)發(fā)人員提供了通用而成熟的通訊基礎。Matter未來(lái)實(shí)現商業(yè)成功的關(guān)鍵是統一的應用層，確?，F有和未來(lái)的大樓自動(dòng)化產(chǎn)品之間具有兼容性和互操作性。

Thread則是為智慧家庭開(kāi)發(fā)的安全IPv6無(wú)線(xiàn)mesh網(wǎng)絡(luò )，它針對可靠性和低延遲進(jìn)行了調整，具有新功能的Thread 1.2版本現已擴展到商業(yè)應用領(lǐng)域。這項標準特別適用于建筑傳感器和門(mén)鎖等低功耗裝置，并且可擴展至支持大型網(wǎng)絡(luò )。

在普通大樓的自動(dòng)化設置中，較簡(jiǎn)單或功耗較低的設備通常在Thread網(wǎng)絡(luò )上運行，而具有更高功率和數據帶寬需求的設備則會(huì )使用Wi-Fi通訊。

變革已開(kāi)始
建筑是費用昂貴的工程，目標是能持續使用數十年。建筑師很難預測哪些是即將出現的技術(shù)，然后在建筑設計中進(jìn)行相應的準備。不過(guò)，無(wú)線(xiàn)技術(shù)的美妙之處，就是可以在建筑工程完成后再添加到建筑物中，并且可以在硬件的整個(gè)生命周期內利用無(wú)線(xiàn)方式更新無(wú)線(xiàn)技術(shù)韌體，以增添新的功能和安全性。低功耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)傳感器甚至不必連接到主電源，因為使用電池電量就足以運行多年時(shí)間。

最后一道難題是統一主流的各無(wú)線(xiàn)協(xié)議：低功耗藍牙、Thread和Wi-Fi。隨著(zhù)200多家企業(yè)（包括一些世界上最大公司）采用了Matter，并且將IPv6和低功耗藍牙技術(shù)視為物聯(lián)網(wǎng)的基礎，這個(gè)愿景可望實(shí)現。

這些狀況顯示了建筑大樓自動(dòng)化管理的變革正在進(jìn)行。
（本文作者Lorenzo Amicucci任職于Nordic Semiconductor公司）