建置優(yōu)化智能家庭和大樓自動化管理

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(nèi)度過，因此造福人類的關鍵就在于建置最佳的室內(nèi)環(huán)境，對此，無線技術可以提供幫助。

智慧家庭和建筑提供舒適環(huán)境
自新冠疫情大流行開始以來，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(nèi)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質(zhì)量對人們的長期健康極為重要。

然而，良好的室內(nèi)環(huán)境不只是有助于健康。照明、溫度、濕度、全體的空氣質(zhì)量和門禁控制可能會影響其他幾項因素，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)境帶來益處，修復管線泄漏、在無人時關燈或者在特定時間段關閉辦公室空調(diào)等等措施，都有助于節(jié)省水電。這些都能夠為室內(nèi)環(huán)境帶來顯著影響；根據(jù)architecture2030.org資料，建筑物的營運占據(jù)每年二氧化碳排放總量的27%。

而且，浪費的能源會影響建筑物的運營成本，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%左右進行維護和維修，隨著建筑的老化，費用甚至變得更高。

無線技術的巨大力量
借助無線物聯(lián)網(wǎng)解決方案，可對建筑物的服務進行自動精準的中央控制，包括暖通空調(diào)、電氣系統(tǒng)以及照明、門禁控制、安全系統(tǒng)（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）。

無線大樓自動化解決方案比有線解決方案更易于安裝，并且消除了因為難以觸及的布線、連接器和開關而引起的故障。而且，無線設計還可以實現(xiàn)新的商業(yè)模式和服務，例如靈活的聯(lián)合辦公空間或24小時健身房。

無線網(wǎng)絡還可以支持傳感器監(jiān)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)生之前解決問題并控制能源費用，從而省下金錢花費。

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

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程啟動，無需實體鑰匙。獲得授權的客人可以得到他們自己的「數(shù)字鑰匙」，或者使用「派對通行證」功能，在指定的時間內(nèi)讓幾位得到指名的客人進入。這款設備與Apple HomeKit和Amazon Sidewalk兼容。

統(tǒng)一大樓自動化運作
直到最近，業(yè)界在實施無線大樓自動化時仍是十分零散，各自為政。業(yè)界有各種各樣的標準和專有無線協(xié)議來解決這個問題，雖然每項標準和協(xié)議都提供了令人滿意的解決方案，但彼此缺乏互操作性和大型供貨商生態(tài)系統(tǒng)，導致市場變得分散。

Matter是連接標準聯(lián)盟（CSA）開發(fā)的全新連接標準，為統(tǒng)一無線大樓自動化運作提供了最佳前景，它是建立在現(xiàn)有的無線連接技術Thread和Wi-Fi（加上用于調(diào)校的低功耗藍牙）及以太網(wǎng)有線連接協(xié)議之上。

Matter基于因特網(wǎng)協(xié)議（IP），為開發(fā)人員提供了通用而成熟的通訊基礎。Matter未來實現(xiàn)商業(yè)成功的關鍵是統(tǒng)一的應用層，確?，F(xiàn)有和未來的大樓自動化產(chǎn)品之間具有兼容性和互操作性。

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

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(wǎng)絡上運行，而具有更高功率和數(shù)據(jù)帶寬需求的設備則會使用Wi-Fi通訊。

變革已開始
建筑是費用昂貴的工程，目標是能持續(xù)使用數(shù)十年。建筑師很難預測哪些是即將出現(xiàn)的技術，然后在建筑設計中進行相應的準備。不過，無線技術的美妙之處，就是可以在建筑工程完成后再添加到建筑物中，并且可以在硬件的整個生命周期內(nèi)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間。

最后一道難題是統(tǒng)一主流的各無線協(xié)議：低功耗藍牙、Thread和Wi-Fi。隨著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和低功耗藍牙技術視為物聯(lián)網(wǎng)的基礎，這個愿景可望實現(xiàn)。

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