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建置優化智慧家庭和大樓自動化管理
[作者 Lorenzo Amicucci]   2022年11月21日 星期一 瀏覽人次: [3614]

從遮風擋雨的簡單住所,到適合工作、旅行和購物等場所,人們大部分時間都在室內度過,因此造福人類的關鍵就在於建置最佳的室內環境,對此,無線技術可以提供幫助。


智慧家庭和建築提供舒適環境

自新冠疫情大流行開始以來,人們對於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間比以往都要長,因此良好的照明、舒適的溫度和清新的空氣品質對人們的長期健康極為重要。


然而,良好的室內環境不只是有助於健康。照明、溫度、濕度、全體的空氣品質和門禁控制可能會影響其他幾項因素,包括工作環境中的生產力、生產設備工具和易腐商品的保護,甚至零售環境中的消費者支出模式。


智慧家庭和建築對環境的影響

高效的建築物管理也可以為環境帶來益處,修復管線洩漏、在無人時關燈或者在特定時間段關閉辦公室空調等等措施,都有助於節省水電。這些都能夠為室內環境帶來顯著影響;根據architecture2030.org資料,建築物的營運佔據每年二氧化碳排放總量的27%。


而且,浪費的能源會影響建築物的運營成本,這些花費可能很大;建築師建議每年分配新建築原始成本的4%左右進行維護和維修,隨著建築的老化,費用甚至變得更高。


無線技術的巨大力量

借助無線物聯網解決方案,可對建築物的服務進行自動精準的中央控制,包括暖通空調、電氣系統以及照明、門禁控制、安全系統(例如緊急照明和火災探測器)和智慧建築物感測器(例如入住、資產追蹤和辦公桌使用)。


無線大樓自動化解決方案比有線解決方案更易於安裝,並且消除了因為難以觸及的佈線、連接器和開關而引起的故障。而且,無線設計還可以實現新的商業模式和服務,例如靈活的聯合辦公空間或24小時健身房。


無線網路還可以支援感測器監控建築基礎設施的狀態,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,在嚴重損壞發生之前解決問題並控制能源費用,從而省下金錢花費。


智慧大樓解決方案

Minut公司推出的The Point 是增強安全性的智慧家庭警報器產品,使用溫度、運動和濕度感測器,以及聲音識別和氣壓偵測功能。如果發生任何異常情況,可以通過智慧手機提醒用戶。


第二個商用安全裝置例子是Level Home的Level Lock。這款無線智慧門鎖可以進行遠端啟動,無需實體鑰匙。獲得授權的客人可以得到他們自己的「數位鑰匙」,或者使用「派對通行證」功能,在指定的時間內讓幾位得到指名的客人進入。這款設備與Apple HomeKit和Amazon Sidewalk相容。


統一大樓自動化運作

直到最近,業界在實施無線大樓自動化時仍是十分零散,各自為政。業界有各種各樣的標準和專有無線協定來解決這個問題,雖然每項標準和協定都提供了令人滿意的解決方案,但彼此缺乏互通性和大型供應商生態系統,導致市場變得分散。


Matter是連接標準聯盟(CSA)開發的全新連接標準,為統一無線大樓自動化運作提供了最佳前景,它是建立在現有的無線連接技術Thread和Wi-Fi(加上用於調校的低功耗藍牙)及乙太網有線連接協定之上。


Matter基於網際網路協定(IP),為開發人員提供了通用而成熟的通訊基礎。Matter未來實現商業成功的關鍵是統一的應用層,確保現有和未來的大樓自動化產品之間具有相容性和互通性。


Thread則是為智慧家庭開發的安全IPv6無線mesh網路,它針對可靠性和低延遲進行了調整,具有新功能的Thread 1.2版本現已擴展到商業應用領域。這項標準特別適用於建築感測器和門鎖等低功耗裝置,並且可擴展至支援大型網路。


在普通大樓的自動化設置中,較簡單或功耗較低的設備通常在Thread網路上運行,而具有更高功率和資料頻寬需求的設備則會使用Wi-Fi通訊。


變革已開始

建築是費用昂貴的工程,目標是能持續使用數十年。建築師很難預測哪些是即將出現的技術,然後在建築設計中進行相應的準備。不過,無線技術的美妙之處,就是可以在建築工程完成後再添加到建築物中,並且可以在硬體的整個生命週期內利用無線方式更新無線技術韌體,以增添新的功能和安全性。低功耗無線技術感測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間。


最後一道難題是統一主流的各無線協定:低功耗藍牙、Thread和Wi-Fi。隨著200多家企業(包括一些世界上最大公司)採用了Matter,並且將IPv6和低功耗藍牙技術視為物聯網的基礎,這個願景可望實現。


這些狀況顯示了建築大樓自動化管理的變革正在進行。


(本文作者Lorenzo Amicucci任職於Nordic Semiconductor公司)


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