如今，支持物聯網（IoT）的基礎設施已非常完善，遠超前所未見的服務器和數據中心的范圍，直達我們的家居、辦公室和工廠。

在邊緣的是傳感器，以可行的方式采集數據并將其中繼回云服務，或在本地進行處理。

這些傳感器是使樓宇更智能所不可或缺的，提供一種無需干預的方法來控制環境。

這樣做的主要動力是便利性和經濟性。當最后一個人離開房間時，自主樓宇永遠不會忘記關燈。

最初是一種相對簡單的控制系統，例如，用占用檢測和溫度測量來設置供暖和照明水平，這種技術已經成熟。

從用戶的角度來看，就像樓宇變得越來越智能一樣，賦能樓宇的系統也變得越來越智能。

人工智能（AI）的使用最終將無需人去規劃智能樓宇時間表。

用于檢測大面積總體占用情況的簡單傳感器將被更精密的圖像傳感器所取代，這些圖像傳感器可以識別個體并提供更個性化的控制方式。

匿名運動檢測器將為可以識別個人面部、手勢甚至情緒的成像系統鋪平道路。

智能音箱或虛擬助手實現的音頻控制是迅速普及的另一個重要功能。

隨著樓宇變得越來越智能，它們的功能將擴展以提供更個性化的體驗，包括訪問控制和其他安全功能。

這不止于在房間空著時關燈以進行能量優化，還包括僅允許授權人員進入房間，在進入房間時自動清理人員以訪問安全網絡，甚至幫助查找物品。

智能樓宇將帶來智能能源

今天，設施管理的兩個方面約占能源消耗的40％－照明和供暖。使用占用檢測和環境光水平來調整人工照明水平的概念已超出了互聯網。

盡管這歷史久遠，但互聯照明的采用占優勢，并完全由現在支持和推進IoT的技術所賦能。

一個關鍵要素是通信。

無線網狀網絡的出現使把智能照明配件聯接在一起更簡單和可靠。

以太網供電（PoE）技術的不斷發展，及采用LED技術實現的極大節能，使得現在可以使用單根低壓以太網電纜進行供電和聯接，從而無需聘用電工來安裝互聯照明。

現在，這些僅作為燈具的聯接端子越來越多。它們構成了智能樓宇網絡不可或缺的一部分，如每個燈具都可以高效地充當室內導航的信標。

為燈具添加其他功能如占用檢測、資產跟蹤、環境監控也變得更簡單。

所有這些功能都由多個傳感器賦能，這些傳感器現在可以集成到單個聯接的設備中。

當然，像這樣的發展將使樓宇能夠為居住者提供更多的便利，但是最終最大的益處將是以更智能的方式節能。

打造更智能的樓宇

智能樓宇系統的拓撲將取決于傳感器和執行器，如圖1所示。

圖1：智能樓宇系統示例拓撲

系統核心的微控制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。

除了用于開關燈的機電式或固態繼電器外，這將包括用于占用檢測、環境監控和訪問控制的那些器件，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制如脈寬調制（PWM）可以實現可變的照明水平，MCU／DSP可很好地執行。

聯接將是有線和無線的組合，在這方面，可能使用的協議越來越多，一些協議支持互聯網使用的相同協議，因此可以直接訪問，其他協議則需要網關。

我們現在也進入了超低功耗系統領域，可以想象到，其中MCU、傳感器和執行器都可由從環境中收集的能量如光或熱來供電。這為虛擬的自我維持控制系統創造了潛力。

在開發智能樓宇基礎設施的通信網絡時，要考慮的重要因素包括范圍、功率和延遲。

這每個因素的權重將取決于實際應用，但是，進入黑暗的房間和亮燈之間的任何明顯的等待時間對于居住者來說都是非常明顯的。 這是為何低延遲很重要的一個例子。

通常，本地處理將比僅依靠云處理資源做出本地決策提供更低的延遲。

如果某個傳感器能夠確定何時有人進入房間以保證增加的光照水平，那么它將帶來整體上更好的用戶體驗。

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，風扇和其他資產的聯網設備的小網絡。