處於物聯網最外圍的是傳感器，tahuijiangshujucaijiqilaibingzhongjihuiyunfuwuhuozhezaibendijinxingshujuchuli。chuanganqishilouyuzhinengbukequeshaodeyihuan
，takeyizaiwurenkongzhideqingkuangxiajiancekongzhihuanjing，dailaifeifandebianlixinghejingjixing，zheyangdangzuihouyigerenlikaifangjianshi，zhinengdelouyuyebuhuiwangjiguandeng。

 

傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)原(yuan)型(xing)是(shi)一(yi)種(zhong)相(xiang)對(dui)簡(jian)單(dan)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，比(bi)如(ru)通(tong)過(guo)占(zhan)用(yong)檢(jian)測(ce)和(he)溫(wen)度(du)測(ce)量(liang)來(lai)控(kong)製(zhi)供(gong)暖(nuan)和(he)照(zhao)明(ming)，如(ru)今(jin)該(gai)技(ji)術(shu)已(yi)發(fa)展(zhan)成(cheng)熟(shu)。對(dui)於(yu)用(yong)戶(hu)而(er)言(yan)，樓(lou)宇(yu)變(bian)得(de)愈(yu)加(jia)智(zhi)能(neng)，背(bei)後(hou)其(qi)實(shi)是(shi)其(qi)係(xi)統(tong)智(zhi)能(neng)水(shui)平(ping)得(de)以(yi)提(ti)升(sheng)。

 

人工智能（AI）的(de)運(yun)用(yong)最(zui)終(zhong)將(jiang)無(wu)需(xu)人(ren)工(gong)去(qu)規(gui)劃(hua)智(zhi)能(neng)樓(lou)宇(yu)運(yun)營(ying)時(shi)間(jian)表(biao)。用(yong)於(yu)檢(jian)測(ce)大(da)麵(mian)積(ji)總(zong)體(ti)占(zhan)用(yong)情(qing)況(kuang)的(de)簡(jian)單(dan)傳(chuan)感(gan)器(qi)將(jiang)會(hui)被(bei)更(geng)精(jing)密(mi)的(de)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)所(suo)取(qu)代(dai)
，這(zhe)些(xie)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)識(shi)別(bie)個(ge)體(ti)並(bing)提(ti)供(gong)更(geng)個(ge)性(xing)化(hua)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)。運(yun)動(dong)檢(jian)測(ce)器(qi)將(jiang)為(wei)能(neng)夠(gou)識(shi)別(bie)個(ge)人(ren)麵(mian)部(bu)
、手勢甚至情緒的成像係統鋪平道路。智能音箱或虛擬助手所實現的音頻控製也為其迅速普及提供了重要幫助。

 

隨(sui)著(zhe)樓(lou)宇(yu)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)智(zhi)能(neng)化(hua)
，它(ta)們(men)的(de)功(gong)能(neng)也(ye)將(jiang)擴(kuo)展(zhan)，從(cong)而(er)為(wei)用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)更(geng)個(ge)性(xing)化(hua)的(de)體(ti)驗(yan)
，如(ru)訪(fang)問(wen)控(kong)製(zhi)和(he)其(qi)他(ta)安(an)全(quan)功(gong)能(neng)。這(zhe)不(bu)單(dan)純(chun)是(shi)在(zai)房(fang)間(jian)空(kong)著(zhe)時(shi)關(guan)燈(deng)實(shi)現(xian)節(jie)能(neng)
，還(hai)包(bao)括(kuo)僅(jin)允(yun)許(xu)授(shou)權(quan)人(ren)員(yuan)進(jin)入(ru)房(fang)間(jian)
，自(zi)動(dong)為(wei)個(ge)人(ren)網(wang)絡(luo)訪(fang)問(wen)肅(su)清(qing)不(bu)安(an)全(quan)因(yin)素(su)，確(que)保(bao)室(shi)內(nei)網(wang)絡(luo)安(an)全(quan)，甚(shen)至(zhi)幫(bang)助(zhu)查(zha)找(zhao)物(wu)品(pin)。

 

智能樓宇將帶來智能節能

 

照明和供暖占目前整體能源消耗的40%。shiyongzhanyongjiancehegenjuhuanjingguangweiruolaitiaozhengzhaomingshuipingdezuofazairujindehulianwangshidaiyijingguoshi。hulianzhaomingdecaiyonggengjuyoushi，bingwanquanyouxianzaizhichihetuijinIoT發展的技術所賦能。

 

通信是其中的一大關鍵要素。無線網狀網絡簡化了智能照明配件的聯接

，提升了其可靠性。隨著以太網供電（PoE）技術的不斷成熟，加之LED技術可極大節省能源
，此後無需專門聘請電工前來安裝
，使用單根低壓以太網電纜便可實現照明設備的供電和聯接。

 

rujin，zhexiezuoweidengjudelianjieduanziyuelaiyueduo。tamengouchenglezhinenglouyuwangluobukehuoquedeyibufen。liru，meigedengjudoukegaoxiaodichongdangshineidaohangdexinbiao。weidengjutianjiaqitagongnengruzhanyongjiance、資產跟蹤、環境監控也變得更加簡單。所有這些功能均可由集成在單個聯接設備中的多個傳感器實現。

 

正是諸如此類技術的發展，樓宇將能夠為居住者提供更多的便利，但其最終帶來最大的益處將是以更智能的方式節能。

 

打造更智能的樓宇

 

智能樓宇係統的拓撲將取決於傳感器和執行器，如圖1所示。

 

圖1：智能樓宇係統拓撲示例

 

位於係統核心的微控製器或數字信號處理器（DSP）將負責協調現有的眾多傳感器和執行器。除了用於開關燈的機電式或固態繼電器外
，這將包括用於占用檢測、環境監控和訪問控製的傳感器，而現有的執行器可能包括有刷或無刷直流（DC）電機以開關門窗。使用某種形式的功率調製如脈寬調製（PWM）可以實現可變的照明水平，MCU/DSP就jiu可ke以yi很hen好hao地di執zhi行xing。聯lian接jie將jiang是shi有you線xian和he無wu線xian的de組zu合he，因yin此ci，可ke能neng使shi用yong的de協xie議yi越yue來lai越yue多duo。其qi中zhong
，一yi些xie協xie議yi支zhi持chi互hu聯lian網wang使shi用yong的de相xiang同tong協xie議yi
，因yin而er可ke以yi直zhi接jie訪fang問wen，其qi他ta協xie議yi則ze需xu要yao網wang關guan。

 

超低功耗係統現在已經進入視野。可以想象，其中MCU、傳感器和執行器都可由從環境中收集的能量來供電


，比如光或熱，因而為虛擬的自我維持控製係統創造了發展潛力。

 

在開發智能樓宇基礎設施的通信網絡時
，需要著重考慮範圍
、功gong率lv和he延yan遲chi這zhe三san大da因yin素su
，而er各ge因yin素su的de權quan重zhong則ze取qu決jue於yu實shi際ji應ying用yong。例li如ru

，進jin入ru黑hei暗an的de房fang間jian和he亮liang燈deng之zhi間jian的de任ren何he等deng待dai時shi長chang的de差cha別bie對dui於yu居ju住zhu者zhe來lai說shuo都dou是shi非fei常chang明ming顯xian的de。在zai這zhe個ge場chang景jing中zhong，低di延yan遲chi就jiu很hen重zhong要yao。

 

通tong常chang
，本ben地di處chu理li將jiang比bi僅jin依yi靠kao雲yun處chu理li資zi源yuan做zuo出chu本ben地di決jue策ce提ti供gong更geng低di的de延yan遲chi。若ruo某mou個ge傳chuan感gan器qi可ke自zi行xing確que定ding何he時shi有you人ren進jin入ru房fang間jian
，並bing增zeng加jia照zhao明ming度du
，那na麼me它ta可ke在zai整zheng體ti提ti升sheng用yong戶hu體ti驗yan。

 

圖2：開發智能樓宇通信基礎設施時要考慮的主要因素

 

圖2說明了這些因素是如何影響有線/無線技術的選擇。實施簡單而強固的網狀網絡（圖3），可以構建包括燈具
、風feng扇shan等deng聯lian網wang設she備bei組zu成cheng的de小xiao型xing網wang絡luo。網wang狀zhuang網wang絡luo不bu僅jin提ti供gong範fan圍wei遠yuan超chao單dan個ge節jie點dian的de擴kuo展zhan網wang絡luo的de方fang式shi
，還hai將jiang冗rong餘yu性xing構gou建jian到dao網wang絡luo中zhong，從cong而er允yun許xu通tong過guo聯lian接jie節jie點dian的de任ren意yi組zu合he在zai網wang絡luo中zhong傳chuan遞di消xiao息xi。這zhe意yi味wei著zhe，如ru果guo受shou到dao局ju部bu幹gan擾rao，燈deng具ju無wu法fa作zuo為wei路lu標biao傳chuan遞di消xiao息xi時shi，網wang絡luo則ze將jiang自zi動dong將jiang其qi重zhong新xin路lu由you。因yin此ci，現xian在zai大da多duo數shu無wu線xian協xie議yi都dou采cai用yong網wang狀zhuang網wang絡luo。

 

圖3：網狀網絡擴展網絡並提供路由冗餘

 

多傳感器平台交付更多

 

隨sui著zhe技ji術shu的de進jin步bu，將jiang多duo個ge傳chuan感gan器qi集ji成cheng到dao一yi個ge平ping台tai中zhong的de可ke行xing性xing愈yu發fa增zeng長chang

，從cong而er為wei聯lian接jie資zi產chan創chuang造zao更geng大da的de價jia值zhi，尤you其qi是shi在zai主zhu要yao價jia值zhi由you其qi主zhu要yao功gong能neng定ding義yi的de情qing況kuang下xia。以yi燈deng具ju為wei例li，其qi主zhu要yao功gong能neng是shi照zhao明ming，但dan同tong時shi它ta也ye是shi可ke用yong於yu捕bu捉zhuo大da量liang數shu據ju的de理li想xiang傳chuan感gan器qi節jie點dian。

 

將jiang多duo個ge傳chuan感gan器qi集ji成cheng至zhi一yi個ge設she備bei中zhong，其qi價jia值zhi將jiang會hui實shi現xian大da幅fu提ti升sheng。看kan似si普pu通tong的de燈deng具ju卻que可ke成cheng為wei智zhi能neng樓lou宇yu基ji礎chu設she施shi的de關guan鍵jian部bu分fen。傳chuan感gan器qi的de小xiao尺chi寸cun和he超chao低di功gong耗hao特te性xing，使shi小xiao外wai形xing的dePCB可輕鬆容納多個傳感器，以監測占用、溫度、濕度、空氣質量等。使用超低功耗通信器件如RSL10 藍牙低功耗無線電
，該多傳感器平台可由單個紐扣電池供電運行數年（圖4）。

 

圖4：多傳感器平台由RSL10係統級封裝（RSL10 SIP）賦能的示例

 

此外，現在甚至可以完全省去電池

，並利用從環境中采集的能量為多傳感器互聯平台供電（圖5）。

 

圖5：能量采集技術現可為智能傳感器和執行器提供主要能源

 

因yin此ci，智zhi能neng傳chuan感gan器qi幾ji乎hu可ke以yi放fang置zhi在zai樓lou宇yu中zhong的de任ren何he位wei置zhi。例li如ru，相xiang對dui小xiao巧qiao且qie不bu引yin人ren注zhu目mu的de太tai陽yang能neng電dian池chi可ke用yong於yu從cong人ren工gong照zhao明ming中zhong采cai集ji足zu夠gou的de能neng量liang來lai為wei多duo傳chuan感gan器qi平ping台tai供gong電dian，並bing將jiang數shu據ju定ding期qi發fa送song回hui網wang關guan。

 

總結

 

高gao能neng效xiao將jiang是shi智zhi能neng樓lou宇yu持chi續xu發fa展zhan的de基ji礎chu。要yao實shi現xian高gao能neng效xiao的de目mu標biao，就jiu要yao使shi樓lou宇yu更geng節jie能neng以yi實shi現xian更geng低di的de能neng耗hao，並bing提ti供gong采cai用yong先xian進jin技ji術shu的de低di功gong耗hao方fang案an。

 

在(zai)整(zheng)個(ge)技(ji)術(shu)堆(dui)棧(zhan)中(zhong)，從(cong)使(shi)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)到(dao)雲(yun)服(fu)務(wu)訪(fang)問(wen)
，節(jie)能(neng)將(jiang)是(shi)關(guan)鍵(jian)。隨(sui)著(zhe)傳(chuan)感(gan)器(qi)部(bu)署(shu)數(shu)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)，對(dui)樓(lou)宇(yu)公(gong)用(yong)設(she)施(shi)應(ying)用(yong)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)的(de)粒(li)度(du)也(ye)隨(sui)之(zhi)提(ti)升(sheng)
，從(cong)而(er)可(ke)促(cu)進(jin)高(gao)能(neng)效(xiao)的(de)循(xun)環(huan)。但(dan)這(zhe)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)取(qu)決(jue)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)、處理器和聯接技術的能效。隨著數量的增加，不依賴能源使用能量采集技術以實現自供電
，未來可能成為必要技術。

 

安森美半導體正開拓超低功耗傳感和聯接技術
，如高度集成的藍牙5方案RSL10。輔以智能音頻處理和成像係統，安森美半導體始終致力於提供更高能效和更智能的方案。

 

 

推薦閱讀：