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2025年4月11日 星期五
★ 物聯網：通往綠建築的關鍵路線
GREEN BUILDING CONSULTING & ENGINEERING
當我們最近討論建造綠色建築的不同方法時，我們還沒有討論一個重要部分：綠色建築領域的物聯網。 「2021 年，大約 41.9% 的美國家庭擁有智慧建築裝置，預計到 2025 年，這一數字將增加到 48.4%。」
正如 Insider Intelligence 所說，越來越多的所謂的「智慧」房屋。 事實上，你肯定已經聽說過智慧建築。 但是這個概念背後的確切目標是什麼？ 它與綠色建築有什麼聯絡？
智慧建築是指使用物聯網裝置、感測器或軟體來收集資料資訊，並產生見解來最佳化和提高建築效能的建築，例如減少能源和耗水，提高空氣品質或日光比例。 事實上，智慧建築有助於實現與綠色建築相同的目標，並可以支援它們實現淨零目標。
物聯網意味著物聯網，它將裝置在網路中相互連線，它們可以與網際網路通訊。 這些裝置可以是感測器、智慧手機、平板電腦、電視 ...... 透過相互通訊，建築物可以提高其效能。
智慧感測器
透過為能源和水務公用事業實施溫度、溼度和儀表感測器，居住者可以連線存取即時資料，並瞭解其能源、用水量和整體室內環境品質。 它讓我們深入瞭解他們如何使用能源，並幫助他們透過調整建築裝置，來減少能源消耗。
然後，乘員可以確保不浪費能源或水。 例如，他們可以從淋浴中使用的水中收集資料，並瞭解如何最佳化而不浪費更多水。 對於能源消耗，業主可以驗證空間是否被不必要地冷卻或加熱。 他們還可以控制室內空氣品質，看看他們是否應該更換一個不再工作的通風系統，或者只是安裝一個更好的系統。
事實上，這個系統可以幫助居住者深入瞭解他們的每月消費，並瞭解他們何時何地過度消費。
智慧燈
另一個解決方案是安裝智慧燈。 事實上，普通建築消耗的能源有 10% 來自照明，因此首先關注照明，來提高建築的能源效率變得很重要。 使用燈光控制器，乘員可以根據一天中的時間調整光強度。
他們還可以安裝一個智慧控制器，根據自然日光感測器捕獲自行調節光照水準。
建築管理系統
更廣泛地說，每棟綠色建築都應該配備 BMS（建築管理系統）。 當感測器捕獲異常引數時，BMS 允許居住者收到警示。 它可以檢測到因溼度、溫度、壓縮機振動而導致的即將發生故障 ...... 然後在問題發生之前可以避免（例如火災和氣體洩漏）。
事實上，使用物聯網集中 BMS，可以讓感測器和裝置進行通訊，然後解決問題。 如果光感測器表示光線太亮，它將向燈光控制器傳送一條訊息，並降低強度。
暖通冷氣機系統也可以為白天寫程式，並在僅在預定義的溫度下需要時冷卻或加熱房間。 如果住戶想在回家前給家裡取暖，他們也可以用手機寫程式。
如果二氧化碳水準過高，感測器也會發出警告，然後啟動通風來調節它。 這允許居住者在保護健康和福祉的同時節省能源和金錢。
建築認證的重要性
如果居住者想要獲得 LEED 或 WELL 認證，物聯網系統將幫助他們收集建築物的資料，並瞭解如何透過能源消耗、用水和空氣品質，來提高建築物的效能。
在建築生命週期內，它允許他們收集資料來保持認證，他們可能必須證明他們的建築效能仍然相同。
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★ 什麼是韌體？有哪些類型和例子
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韌體定義
韌體是嵌入硬體裝置的微程式或程式形式，以幫助它們有效執行。 攝影機、手機、網路卡、光碟機、印表機、路由器、掃描器和電視遙控器等硬體，依靠記憶體中內建的韌體來平穩執行。
韌體通常被稱為「硬體中的軟體」。 然而，韌體和軟體之間是有區別的。 韌體提供了幫助硬體啟動、與其他裝置通訊，以及執行基本輸入/輸出任務的指令。 另一方面，軟體安裝在裝置上，用於互動，如瀏覽網際網路、文字處理、聽音樂和視訊會議。
硬體製造商定期釋出韌體更新，以便他們的裝置保持安全並與新媒體相容。 例如，Android 和 iOS 裝置會定期獲得韌體更新，以提高其效能，新增新功能，並保護它們免受安全威脅和漏洞的侵害。 遊戲機和電視等裝置的韌體更新，通常透過接受下載和安裝最新補丁的提示來完成。
韌體的類型和例子
當裝置開啟時，韌體會指示處理器執行初始的啟動過程。 電腦、手機和平板電腦操作多種形式的韌體，來執行載入作業系統等操作。 韌體的執行方式與裝置驅動程式相似。 然而，韌體直接儲存在硬體裝置上，而驅動程式則安裝在裝置的作業系統中。 韌體也可以自行啟動，而驅動程式仍然依賴於作業系統。
韌體通常有三個等級：
- 低階韌體：此韌體通常儲存在非易失性記憶體晶片中，如只讀儲存器（ROM）和一次性可寫程式（OTP）儲存器。 這些晶片無法重寫或更新，韌體是硬體固有的，例如電腦。
- 高階韌體：此韌體佈署在快閃記憶體晶片中，並附帶更複雜的指令，允許進行更新。
- 子系統：這些是半獨立裝置，是更廣泛的系統的一部分。 這個等級的韌體嵌入在中央處理器（CPU）、快閃記憶體晶片和液晶顯示器（LCD）單元中。
常見的韌體類型包括：
BIOS
基本輸入/輸出系統（BIOS）自早期以，來就是電腦的關鍵組成部分。 BIOS位於電腦主機板上的晶片上，並發出一組指令，使裝置的作業系統能夠載入。 它還負責照顧裝置的硬體組成，並確保它們在啟動時正常工作。
當電腦開機時，BIOS 會啟動指令，檢查機器的啟動過程是否有潛在錯誤。 它首先檢查隨機存取儲存器（RAM）和處理器是否有故障，然後檢查連線的裝置（如鍵盤和滑鼠）是否存在任何問題。 然後，它會檢查啟動順序，例如從光碟只讀記憶體（CD-ROM）啟動和從硬碟驅動器啟動。 最後，BIOS 連線到引導載入程式，引導載入程式喚醒電腦的作業系統，並將其載入到 RAM 中。
除了裝置啟動過程外，BIOS 還負責檢查 CMOS，這是儲存 BIOS 設定的記憶體，以及裝置上的其他晶片。 它還檢查傳送到 RAM 的訊號，例如當用戶按下按鍵時，以幫助作業系統瞭解要採取什麼行動。
可擴充韌體介面（EFI）是新一代韌體，它釋出裝置 CPU 用於啟動硬體和啟動引導載入程式的指令。EFI 是 BIOS 的替代品，用於新電腦。 它提供了優勢，例如確保裝置僅啟動受信任的軟體，和其他網路安全優勢。
原始的 EFI 韌體用於 Mac，只能支援英特爾處理器。 統一 EFI（UEFI）是一款韌體，目的在取代新 Windows 電腦中的 BIOS，並支援 AMD 和英特爾處理器。UEFI 用於在執行 Windows 8 及更高版本的裝置中，載入和啟動作業系統。
如何確定裝置的韌體版本
瞭解裝置具有哪些韌體，對於保持機器更新非常重要。 可以使用升級助手透過指令提示符合訪問 Windows 裝置的韌體版本。
可以透過開啟「裝置管理器」資料夾、選擇硬體，並單擊「屬性」來發現硬體裝置的韌體版本。 在「詳細資訊」選項卡中，導航到「屬性」選單，開啟「硬體 ID」選項，韌體版本將列在「值」表中。
為什麼企業需要韌體更新？
韌體更新使硬體裝置能夠繼續更有效率、安全地執行。 這些更新通常涉及某種形式的程式更改，以修復已知的錯誤或針對特定漏洞的更新。
企業必須不斷更新最新的韌體版本。 這樣做的原因包括：
- 無需升級硬體即可升級裝置：韌體更新透過額外的操作說明升級裝置，無需升級硬體本身。
- 享受最新功能：韌體更新使使用者能夠享受新增到裝置中的最新功能，從而改善使用者體驗。
- 提高韌體效能：韌體更新優化了韌體的效能，這反過來又有助於裝置的處理器按預期執行。
- 提高執行時間：保持韌體更新可以顯著改善執行和指令時間，從而使裝置平穩執行。
- 修復問題：可能會發布韌體更新，以修復因多次軟體更新而出現的問題。
- 安裝新特性和功能：通常釋出韌體更新來安裝新的能力和功能。
- 節省維修和維護成本：定期更新裝置韌體，可以減少昂貴的錯誤修復，和重大裝置維修或升級的需求。
- 確保所有元件正常工作：韌體更新允許所有外圍組建和諧地工作，從而消除延遲，並使裝置效能更好。
什麼是韌體安全？ 相關的安全挑戰是什麼？
硬體裝置容易受到韌體攻擊，這可能會導致駭客將惡意軟體嵌入韌體中。 事實證明，BIOS 特別不安全，因為不同的裝置通常共享相同的程式，使攻擊者能夠發現和利用常見的漏洞。
此外，膝上型電腦等裝置都配備了韌體，可以為電池、音效卡和網路攝影機等硬體供電。 這帶來了安全風險，因為這些組件的生產者，可能不會在設計網路安全問題上。 因此，它們可能容易受到韌體駭客攻擊，這導致惡意軟體附著在韌體上，並保持隱藏狀態，而不會被防病毒和其他安全工具檢測到。
缺乏韌體安全性，可能會導致攻擊者監視使用者的裝置，攔截他們的線上活動，竊取他們的資料，並遠端控制他們的機器。 韌體的高度易損壞狀態，使其最容易被磚化，這使得機器無法執行或無法啟動。 最近的一個例子是對烏克蘭電網的網路攻擊，攻擊始於攻擊者對序列到乙太網轉換器的破壞。
如何執行韌體攻擊
韌體攻擊可以透過各種載體進行，從惡意軟體和 rootkit 到受感染的硬碟、損壞的驅動器和不安全的韌體產品。 駭客不必親自觸控裝置來進行攻擊。 他們可以透過藍牙和 Wi-Fi 等遠端連線來做到這一點。 這意味著不斷增加的連線裝置市場，如遊戲機、手機和電視，越來越容易受到韌體駭客攻擊。
企業必須優先考慮韌體安全，並意識到他們面臨的威脅，以防止駭客入侵和控制他們的機器。 韌體安全主要依賴於硬體製造商，來保持他們的裝置最新和安全。 因此，製造商制訂了確保其韌體抵禦攻擊的措施，並定期釋出補丁和更新。
然而，企業仍然有透過灌輸最佳實踐，來防止韌體攻擊的問題，包括：
- 不斷更新韌體：製造商釋出更新，以防止已知的漏洞，或保持他們的韌體最新。 企業必須開啟自動韌體更新，並透過監控製造商的網站，或相關社交媒體頁面，定期搜尋最新的韌體版本。 定期韌體更新有助於儘快縮小任何安全漏洞，使硬體能夠正常工作。
- 避免不可信的儲存裝置：攻擊者通常使用通用序列匯流排（USB）驅動器等外部儲存裝置，來啟動惡意軟體，這些惡意軟體會立即附著在電腦上。 使用者必須避免使用未知或不受信任的 USB，許多組織已經禁止使用這些儲存裝置。
- 防範惡意韌體：抵禦韌體攻擊的最佳防禦方法之一，是購買內建韌體安全性的硬體。 許多供應商現在提供不斷更新，以防止韌體漏洞的裝置，例如戴爾的增強 BIOS 驗證、英特爾的硬體遮蔽，和微軟的作業系統保護，這些裝置預設安裝在其裝置上。
- 註冊硬體裝置：為了獲得最新的韌體更新，企業應該註冊所有硬體購買。 製造商每次為裝置提供更新時，都會提醒註冊所有者。
為什麼韌體安全對物聯網（IoT）裝置很重要
物聯網（IoT）裝置特別容易受到網路攻擊，因為它們通常缺乏膝上型電腦、手機和平板電腦內建的安全措施。 因此，物聯網裝置已成為攻擊者嵌入惡意軟體和惡意程式碼，以破壞系統的熱門目標。
裝置製造商越來越多地透過對韌體佈署無線（OTA）更新來解決物聯網安全問題，這個過程可以減少中斷並提高物聯網韌體的可擴充性、可靠性和安全性。 更新還修補了任何可能構成威脅的錯誤。
組織必須實施物聯網最佳實踐，以幫助使用者避免物聯網裝置漏洞。
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★ 水庫的監控：要監控什麼？ 什麼時候該監控？ 如何監控？
監控支撐著我們的水井、水庫和設施效能。
它影響：
- 基數下降
- 工作交付良好
-新井/填充井
- 枯竭計劃
監控是一種現場生命週期工具，你的計劃需要反映這一點。 監控是一個簡單但非常有效的過程。
關鍵方法：
- 古典水庫工程
- 生產測試
- 模擬
- 井監視
- 4D 地震
- 基準測試
監控關鍵資訊：
- 保持監控簡單 —— 及時做好基本工作，這是關於管理你的企業（而不是收集資料）
- 必須在現場啟動或次年交付之前，制訂有記錄的監控計劃，這應該由跨學科團隊審查和同意；它支撐著你的企業目標，並且必須是你資產績效合同的一部分
- 監控計劃應與現場枯竭策略相關聯，並與現場壽命相關 - 需要短期（年度）和長期重點/計劃
- 井測試非常重要 —— 它提供了許多關鍵問題，從效能到儲備，確保有一個明確的計劃，並有指標來檢查交付
- 常規資料非常重要，不要僅僅捕獲資料，要確保分析它——計劃、做、測量、學習；如果你需要繼續收集它，請審查
- 井應該作為例行公事進行儀器化。 建議使用井下 P/T，但可以透過井下流量計和分散式溫度感應來增強。
- 資料視覺化和操作方面的新技術，可以在效能上做出一步的改變。
水庫管理的岩石物理規則
- 始終為該欄位具有強大的飽和高度功能。 這是 STOIIP 計算的基本輸入，並作為參考計算飽和度的基數。 該函式應由對數和核心飽和度測量生成。
- 模擬模型中始終使用 rel-perm 資料，轉換為洪水前點和端點飽和度。 這些充當洪水間隔的參考日誌。
- 使用 Sw 高度和 residual 函式以及測量的開孔資料，可以對生產和水庫工程產生深遠的影響。
- 外殼孔資料需要與生產效能趨勢資料、管道和水泥完整性資訊一起整合和解釋。
- 對於流入效能監控（PLT），使用多個感測器將有助於更獨特地診斷問題。 知道我們試圖回答的問題將決定合適的套裝感測器。 近年來，可用感測器的多樣性和複雜性顯著增加。
- 套孔飽和度監測，無論是核（SIGMA）還是電阻率（CHFR），都需要仔細規劃和選擇用於測量的技術。
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