什麼是智慧家居或智慧建築？

Smart Building building automation overview

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建築物的無線採用率正在上升。無線技術為建築居民增加了巨大的價值，同時為安裝商和原始設備製造商帶來了收入。建築市場的製造商和分銷商，正在尋找透過向使用者，出售數據和安全服務來增加收入的方法，而不是只銷售一次，即使在最初的交易之後。這種向無線的轉變正在引導該行業遠離傳統的安裝過程。

傳統上，安裝是建築空間中賣方和買方之間的唯一聯繫點。今天，分銷商正在幫助使用者持續維護和更新他們的建築物。這意味著分銷商較少關注安裝，而更多地關注維護和升級，迫使分銷商和運營商尋找優化昂貴、耗時的安裝的方法。

圖 1：無線連接正在推動智慧建築中，整個設備生命週期的盈利能力。資料來源：Silicon Labs

在當今世界，建築裝置需要大量的技術和財政資源。以感測器和控制器有線網路的調試為例：所有門禁控制、暖通空調、能源管理感測器和控制器，都連接到現場網路集線器。從結構的角度來看，所有這些感測器的接線都需要大量的規劃和努力。電線還限制了網路將擁有的節點數量。在最初的計劃中，安裝人員可能能夠容納數千個節點，但是在數量可以呈指數成長到數百萬的密集感測環境中呢？事情可能會變得醜陋。

圖 2：智慧建築中的有線設置提供的可擴展性有限。資料來源：Silicon Labs

隨著所有這些感測器和控制器的調試，事情開始變得混亂，因為技術嫻熟且成本高昂的技術人員，需要在建築物周圍尋找每個網路集線器，並調試連接到它的終端節點。我們可能會討論連接到每個集線器的 50 多個節點。連接好所有東西後，技術人員會花費大量時間和精力，試圖找出哪個設備連接到網路集線器的哪個端口。此外，技術人員必須一次調試一台設備。

這種規模的網路的手動校準和配置容易出錯。據一位安裝人員稱，超過 80% 的安裝時間都花在修復錯誤上，如果安裝過程簡化或自動化，這些錯誤本可以避免。

動態環境要求採用無線技術

安裝多年後，當需要進行升級或改造時，安裝人員和操作員都在為需要更換或重組，以重塑建築空間的舊電線而苦苦掙扎。因此，有線網路可能不太適合當今的動態環境。以公司辦公室為例，隨著對遠端工作和靈活辦公空間的需求增加，有線網路更難處理。啟用無線功能的建築物能夠更好地對全球大流行做出動態響應，因為建築物需要空氣淨化和非接觸式浴室設施。

圖 3：支持無線的智慧建築最適合採用創新的新技術。資料來源：Silicon Labs

建築物中無線技術的早期採用者，正在尋找簡化初始安裝繁重工作的方法。它導致了一些有線/無線混合模型。透過將藍牙或 NFC 佈署到終端節點，安裝人員使他們的技術人員能夠無線調試他們的有線設備。這顯著減少了安裝時間，因為它消除了確定哪個設備連接到哪個端口的所有麻煩。如果使用的無線技術是 NFC，安裝人員首先透過視覺辨識終端設備，然後用讀卡機在它上面刷一下。這會處理配置部分。技術人員仍然花費時間和精力來配置設備。

另一方面，如果使用的技術是藍牙，技術人員可以遠程配置和調試設備。這具有許多優點，尤其是在大多數設備難以觸及的建築物中。技術人員在建築物周圍走動，掃描天花板內或混凝土牆後面的設備，同時節省時間並提高可擴展性。技術人員可以同時調試許多設備，從而顯著提高生產力並為更快的安裝打開大門。

通過終端節點和智能手機之間的點對點連接，製造商還增加了診斷鏈接。無線診斷對於提高產品生命週期中不同點的效率，非常重要。透過無線診斷鏈接，技術人員可以立即檢查所有設備的健康狀況，而無需靠近它們，從而節省時間、金錢和生產力。

圖 4：無線技術的早期採用者正在利用混合有線/無線架構來降低安裝成本。資料來源：Silicon Labs

隨著無線技術在建築環境中的成熟，我們開始看到全無線智慧建築的出現。雖然這似乎很難做到，但我們實際上正在目睹暖通空調和建築管理系統 (BMS) 中的一些大公司採用全無線架構。他們已經享受到了好處。

無線使規劃和物理佈署變得更加容易。理想情況下，BMS 提供商可以建構簡化和自動化的流程，以零接觸調試整個網路。它不僅速度更快、效率更高，而且比以人為中心的處理方式更不容易出錯，並提供高品質的數據。一切都被記錄到一個伺服器上，在那裡可以無縫地跟踪和糾正錯誤。在未來，初始安裝結束後，提供商可以為無線用戶提供監控服務。

無線網路安全

談到智慧建築中的無線技術，安全是一個大主題。我們中的很多人相信沒有人會竊聽我們的電線束，但是當談到無線連接時，我們聽說過，有關破壞整個安控攝影機網路的駭客，和資訊安全攻擊的可怕故事。雖然這些擔憂是有道理的，我們應該密切關注它們，但重要的是要認識到有多種方法，可以保護無線網路免受攻擊。信任與安全提供了一種自下而上的身份驗證方法，這使得攻擊者滲透網路變得非常困難和昂貴。

採用無線技術的好處之一是支持遠端配置。能夠從智慧設備進行配置，而不受其束縛也是一個很大的優勢，這在嘗試連接到密集網路中的所需節點時非常重要。最重要的是，無線技術解鎖了遠端輕鬆調試，和掃描感測器或控制器的能力。

未來顯然是透過對終端節點的簡單掃描，來取代手動和容易出錯的調試步驟，從而為安裝人員節省寶貴的時間。這裡的關鍵要素，不是為一台設備解決這個問題，而是為數千甚至數百萬台設備解決這個問題。

— Asem Elshimi 是 Silicon Labs 的產品行銷經理。