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智能楼宇自动化的传感器衔接

智能楼宇设计正在迈向第三代,其中不同的控制系统负责交换数据,以便为各种楼宇管理系统提供支持。实现第三代设计的关键在于增加分布在楼宇周围的传感器数量和种类。第一代智能楼宇以独立的方式处理各个

  智能楼宇规划正在迈向第三代,其间不同的操控体系担任交流数据,以便为各种楼宇办理体系供给支撑。完成第三代规划的要害在于添加散布在楼宇周围的传感器数量和品种。

  第一代智能楼宇以独立的方法处理各个操控体系,而安保和 HVAC 体系则是大型楼宇所有必要装置的功用。第二代智能楼宇开始运用专用网络来互连这些体系,以便对其进行长途操控和完成更高等级的会集调度,例如封闭无人房间内的照明和暖气。经过愈加活络地互连这些体系,第三代智能楼宇体系使操控软件能够罗致楼宇规划经历并依据需求改变改进相关功用。经过将多品种型的传感器组合在一起,能够进步整个体系的精确度和响应速度。

  关于大多数楼宇自动化体系来说,其间一项要害要求便是了解楼宇内的人员情况。凭借按各个房间呈报的精确人员信息,办理体系能够保证供给恰当的空调、安全和照明设置。例如,假如房间或供暖区内没有人,则供暖、通风和空调 (HVAC) 服务能够在人员进入之前坚持待机和低能耗情况。这种按需作业的 HVAC 有助于节约能源。

  许多人都了解选用单一传感器履行人员勘探所面对的问题。许多现有体系均选用由 Panasonic 和 ABB 等公司出产的无源红外 (IR) 运动勘探器。在人员快速经过的走廊和楼梯间里,这些勘探器在大多数情况下能够很好地作业。但在安静的区域,体系封闭照明或供暖常常让人感到动火,由于依据 PIR 传感器的勘探,他们好像在很长期内都一动不动。相同,缺少运动或许会导致某个方位的 HVAC 被封闭,然后形成令人不快的冷/热作业条件。

  抱负情况是,房间占用体系不只能检测到人员的存在,并且还能检测到总人数和方位,以便更好地操控 HVAC。这能够经过组合多品种型的传感器来完成,它们可用于驱动其他楼宇自动化体系(例如安保体系)。因而,单个集成体系不只能进步功率和下降本钱,并且还可供给非集成体系无与伦比的舒适度和操控水平。

  选用 Thread 或 6LowPAN 等协议的无线通信让在任何所需方位布置传感器变得愈加轻松,而不用选择便于供电或衔接网络电缆的方位。支撑出产者-顾客数据散布模型的协议让向各种操控体系传送数据变得相对简略,使这些传感器能够供给照明操控、HVAC、门禁操控和其他楼宇办理功用,而每种功用均可完成多个输入的传感器交融。传感器交融有助于保证单个传感器不会供给假阳性或假阴性成果,例如 PIR 传感器指示,由于没有可察觉的运动,因而房间内没有人。

  房间占用检测的另一个有用数据源便是温度传感器。当人员进入房间时,他们不只会触发 PIR 传感器,并且温度传感器还会检测到与人员数量成份额的温度上升。此类传感器的功用可经过近红外图画传感器得到增强,后者能够精确地定位热源。现在供给的产品可供给宽广视界和足够高的分辨率来构建房间内热源的大略图画。例如 Panasonic Grid-EYE,它选用 MEMS 热电堆技能来供给 64 像素红外图画。依据来自图画传感器的输入,处理软件能够运用长期丈量值来辨认长期处于固定方位的计算机和咖啡机,并从图画中删去这些目标以便显现人员地点的方位。

  能够运用二氧化碳传感器(例如由 Figaro 制作的传感器)为房间占用检测软件供给数据,并在空气质量大幅下降时告诉 HVAC 体系是否需求添加通风量。由湿度传感器供给的其他信息可用来进一步优化 HVAC 的操作。任何用人单位都最为重视职工的健康问题。在过于枯燥的室内环境下,简单呈现头痛、眼睛受刺激、喉咙痛和皮肤枯燥等症状。

  此外,枯燥空气还会下降身体对空气传达感染的抵挡才能。

  在气流操控中考虑湿度和二氧化碳浓度不只有助于坚持较高的舒适度,还有助于改进健康情况。现在,包括 Honeywell、Sensirion 和 Texas Instruments 在内的多家供给商供给了各种湿度传感器(某些传感器包括温度感应功用)。湿度和二氧化碳传感器也能够装在火灾勘探体系内,用于在传统烟雾勘探器的基础上进一步承认发生火灾。

  房间人员数据的另一个或许的来历便是麦克风。为了保证人员的隐私,这些体系或许不会记载语音,而是仅运用初级例程来检测语音,假如活络度足够高,还可检测到呼吸和纤细动作(例如在键盘上打字的动作)。此类麦克风的抱负装置方位是在窗户邻近。这样它们也能向安保体系供给数据。例如,嘹亮尖利的噪声标明窗户被打破了。软件一般能够将这种破碎声与其他嘹亮的声响区别开来,破碎的窗户一般会发生 10kHz 至 15kHz 的高峰值频率。

  坐落窗户邻近的光量勘探器能够协助优化照明和遮阳体系的活动,以保证每个房间的全体亮度坚持一致。与房间占用感应体系合作运用,这些传感器可在外部光线变暗时确认是否需求开灯。来自外部的光量还有助于操控 HVAC 体系,以保证在阳光充足时坚持充沛通风,然后使房间内坚持舒适。

  在楼宇内助流量大的区域(例如大堂、公共走廊和楼梯)和零售环境下,根据 PIR 的运动传感器无法供给许多的有用数据,由于它们在大部分时间内都处于触发情况。地板中的应变计或压力传感器可用于丈量人流量,也可用作摄像机的低本钱替代品或用来增强其功用。

  HVAC 体系内自带的压力传感器和空气流量传感器(例如来自 Omron 的根据 MEMS 的器材)也有助于勘探管道内的问题。可经过压力差改变勘探由污物导致的阻塞,特别是当它们聚积在显现气流不正常的传感器前方区域时。用于驱动 HVAC 体系的电机内的振荡传感器能够供给另一个预防性保护的源头 — 过度或不寻常的振荡能够指出设备中可由信号处理软件检测到的潜在问题。

  考虑与楼宇内的其他电子和电气体系进行安全集成非常重要。低压智能楼宇操控器一般需求与高压子体系(例如 HVAC、AC 照明网络以及自动门和百叶窗内的电机)进行交互。继电器能够为活络的电子操控体系供给牢靠阻隔。由 Pilz 出产的 PNOZ 系列之类的器材可供给其他安全功用,例如内置冗余,可在内部部件呈现毛病时避免意外操作。需求选用高质量的衔接器来互连各个体系,并布置电阻器和电容器等无源元件来协助进行滤波和其他方式的信号调理。

  与低功耗无线网络相连,用于丈量环境情况的各种传感器有助于完成新一代的楼宇自动化体系。可在多个操控体系内运用由这些传感器供给的信息来为集成楼宇办理供给支撑。得益于物联网,这些体系将完成更高功率、更低运转本钱并让人员取得更高舒适度。

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