在樓控系統(tǒng)中，傳感器是第一設(shè)備，它與被測物體直接相連。其作用是感知測量到的參數(shù)變化，并發(fā)出相應(yīng)的信號加以應(yīng)對。

一、智能建筑中傳感器的應(yīng)用

建筑物內(nèi)的電梯、水泵、風(fēng)機(jī)、空調(diào)等電力設(shè)備，以強(qiáng)電驅(qū)動為主要工作性質(zhì)。這類裝置一般都是開放式工作，即沒有形成閉合環(huán)。只需接通電源，設(shè)備就能正常工作，至于工作狀態(tài)、過程、能耗等，在線時無法及時獲得數(shù)據(jù)，更談不上合理使用和節(jié)能。

如今樓控就是將上述電器進(jìn)行在線監(jiān)控，通過設(shè)置相應(yīng)的傳感器、行程開關(guān)、光電控制等，來檢測設(shè)備的工作狀態(tài)，并通過線路返回控制室的中央計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)得出分析結(jié)果，再返回設(shè)備終端進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而為樓宇業(yè)主、操作者和住戶帶來更高效的操作和系統(tǒng)控制。

在自動控制系統(tǒng)中，傳感器是第一設(shè)備，它與被測物體直接相連。其作用是感知測量到的參數(shù)變化，并發(fā)出相應(yīng)的信號加以應(yīng)對。

二、樓控系統(tǒng)有幾個傳感器

傳感器的選型一般有三個要求：高精度，高穩(wěn)定性，高靈敏度。

1.溫度傳感器：

在建筑工程中應(yīng)用的接觸式溫度傳感器主要是指熱電阻、熱電偶、PTC硅感應(yīng)器等，由于溫度測量元件與被測介質(zhì)需要充分的熱交換，常常伴隨著時間滯后。如果在0℃下Pt1000的電阻為1000Ω，則隨溫度升高而降低，靈敏度一般為3~4Ω/K，響應(yīng)速度一般為15~30秒。

2.壓力傳感器：

常見的有電氣式壓力傳感器，它能把被測壓力的變化轉(zhuǎn)化成各種電氣量，如電阻、電感等的變化，從而間接測量壓力。常見的有差壓開關(guān)，壓力計(jì)，靜壓傳感器等。

3.流量傳感器：

通常使用的是電磁流量計(jì)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知道，在一個磁場中移動并切割磁力線的導(dǎo)體會產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢，這個感應(yīng)電動勢與流體的體積流量成線性關(guān)系。改造后還可采用超聲波流量計(jì)，便于安裝維護(hù)。

4.濕度傳感器：用于室內(nèi)空氣相對濕度的測量。

5.液位傳感器：用來控制水箱、水池等的上下限液位。

該系統(tǒng)接收控制器輸出的控制信號，并將其轉(zhuǎn)化為直線位移或角位移，從而改變調(diào)節(jié)閥的流通截面積，控制被控過程的物料或能量的進(jìn)出，從而實(shí)現(xiàn)對過程參數(shù)的自動控制。

6.風(fēng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)：用來控制安裝在新風(fēng)和回風(fēng)口上的風(fēng)閥，既可作開關(guān)控制，又可作開度控制。執(zhí)行機(jī)構(gòu)配有通用夾具，可直接夾持于風(fēng)閥驅(qū)動軸上，并配有手動復(fù)位鈕，故障時可手動調(diào)節(jié)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以根據(jù)風(fēng)管的橫截面大小選擇不同的扭矩。

7.水管閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)：與閥門配套使用，有開關(guān)式和調(diào)整式兩種，調(diào)整式一般口徑較大，在冷熱站中控制各系統(tǒng)過程管道的開啟和關(guān)閉，各種工況之間的切換等；調(diào)整式主要用于控制流量，在空調(diào)機(jī)組中，根據(jù)控制器的溫濕度設(shè)定值來控制回水流量和蒸汽加濕流量，保持溫濕度在設(shè)定值內(nèi)。

傳感技術(shù)在現(xiàn)代智能樓宇系統(tǒng)中的應(yīng)用，既節(jié)能，又智能化管理，數(shù)據(jù)收集與分析，提高業(yè)主的安全性，全面安裝保護(hù)機(jī)制，收集數(shù)據(jù)提供經(jīng)營單位的管理，同時還實(shí)現(xiàn)了樓宇的消防安全與供暖，通風(fēng)與暖通空調(diào)及制冷系統(tǒng)等這些系統(tǒng)必不可少。

感應(yīng)器是樓宇智能化中不可或缺的一環(huán)，它能在無人控制的環(huán)境中對樓宇進(jìn)行監(jiān)控，給人們帶來極大的方便和經(jīng)濟(jì)。

如今，物聯(lián)網(wǎng)(loT)的基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)相當(dāng)完善，它的應(yīng)用已經(jīng)不再局限于服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心，而是廣泛用于家庭、辦公室和工廠。在物聯(lián)網(wǎng)的最外圍，還有傳感器，它們能采集數(shù)據(jù)，并將其中繼到云服務(wù)或在本地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

這種傳感器的原型系統(tǒng)是一個相對簡單的控制系統(tǒng)，例如通過占用探測和溫度測量來控制加熱和照明，而這種技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成熟。對用戶來說，建筑變得越來越智能，其背后其實(shí)是樓控系統(tǒng)智能水平的提高。

使用人工智能(AI)最終將使智能樓宇運(yùn)營計(jì)劃不再需要人工規(guī)劃。用來探測大區(qū)域整體占用空間的簡單傳感器將被更精確的圖像傳感器所取代，它能夠識別個體，提供更個性化的控制方式。動作探測器將為成像系統(tǒng)鋪平道路，這些系統(tǒng)可以識別人的臉部，手勢，甚至情緒。由智能音箱或虛擬助手實(shí)現(xiàn)的音頻控制也對它的快速普及起到重要作用。

當(dāng)建筑物變得更加智能化時，其功能將會擴(kuò)展，從而為用戶提供更加個性化的體驗(yàn)，例如訪問控制和其他安全功能。它不僅僅是當(dāng)房間空置時關(guān)燈來達(dá)到節(jié)能的目的，還包括只允許授權(quán)人員進(jìn)入房間，自動肅清不安全的個人網(wǎng)絡(luò)訪問，確保室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全，甚至幫助查找物品。

三、智慧建筑將帶來智能節(jié)能

目前照明和加熱占總能耗的40%。在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)時代，使用空間探測以及根據(jù)環(huán)境光線微弱調(diào)整照明水平的做法已經(jīng)過時了?；ミB式照明的優(yōu)點(diǎn)在于它可以充分利用當(dāng)前支持和推動IoT發(fā)展的技術(shù)。

通訊是其中一個重要的組成部分。無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)簡化了智能照明配件的連接，提高了其可靠性。由于以太網(wǎng)供電(PoE)技術(shù)的不斷成熟，加上LED技術(shù)的巨大節(jié)能效應(yīng)，此后就不需要專門聘請電工來安裝，使用單根低壓以太網(wǎng)電纜就可以實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的供電和連接。

現(xiàn)在，越來越多的人把它們作為燈具的接線端。他們是智能建筑網(wǎng)絡(luò)的一個重要組成部分。舉例來說，每一種燈都可以有效地作為室內(nèi)導(dǎo)航的信標(biāo)。增加照明設(shè)備的其它功能，比如空間探測、資產(chǎn)跟蹤、環(huán)境監(jiān)測，也變得更加簡單。以上功能都可以通過在一個連接裝置上集成多個傳感器來實(shí)現(xiàn)。

這類技術(shù)的發(fā)展使得建筑可以為使用者提供更多的方便，但是它最終最大的好處就是以更加智能的方式節(jié)約能源。

四、傳感器，創(chuàng)造更加智能的樓宇

樓控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)依賴于傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)

微控制器或數(shù)字信號處理器(DSP)作為系統(tǒng)的核心，將負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)現(xiàn)有的大量傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。除機(jī)電式或固態(tài)繼電器用于開關(guān)燈外，還將包括用于占用探測、環(huán)境監(jiān)測和訪問控制的傳感器，而現(xiàn)有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可包括有刷或無刷直流(DC)電動機(jī)，用于開關(guān)門窗。采用脈寬調(diào)制(PWM)等功率調(diào)制方式，可實(shí)現(xiàn)不同照明級別，從而使單片機(jī)/DSP工作性能良好。連接將是有線和無線的結(jié)合，因此，可能會使用越來越多的協(xié)議。在這些協(xié)議中，有些支持因特網(wǎng)使用的相同協(xié)議，因此可以直接訪問，有些則需要網(wǎng)關(guān)。

現(xiàn)在超低功率系統(tǒng)進(jìn)入了人們的視野?？上攵琈CU、傳感器和執(zhí)行器都是由光或熱等來自環(huán)境的能量驅(qū)動的，因此，虛擬自我維持控制系統(tǒng)具有開發(fā)潛力。

智能建筑基礎(chǔ)設(shè)施中通信網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)，應(yīng)重點(diǎn)考慮范圍、功耗和時延這三個因素，其權(quán)重取決于實(shí)際應(yīng)用情況。舉例來說，在進(jìn)入黑暗的房間和打開的燈之間，等待時間的差別對居住者來說是很明顯的。這種情況下，低延遲非常重要。

與僅僅依賴云處理資源進(jìn)行本地決策相比，本地處理通常會提供更低的延遲。如果一個感應(yīng)器能夠決定什么時候有人進(jìn)入房間，并且增加了燈光，它就能全面地提升用戶的體驗(yàn)。

發(fā)展智能樓宇通訊基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)考慮的主要因素。

實(shí)現(xiàn)簡單易行、功能強(qiáng)大的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，可構(gòu)成包括燈具、風(fēng)機(jī)等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的小型網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)不僅提供了一種超越單個節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的方式，而且還在網(wǎng)絡(luò)中建立了冗余，從而允許通過連接節(jié)點(diǎn)的任意組合在網(wǎng)絡(luò)中傳遞消息。這就是說，如果局部干擾導(dǎo)致信號燈不能作為路標(biāo)傳遞信息，網(wǎng)絡(luò)會自動重新選擇新的路由。所以現(xiàn)在大部分無線協(xié)議都采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)，提供了冗余的路由，多傳感器平臺可以傳送更多信息。

隨著科技的進(jìn)步，將多個傳感器整合到一個平臺上的可能性越來越大，從而為連接資產(chǎn)創(chuàng)造更大的價值，特別是當(dāng)主要價值是根據(jù)其主要功能來定義的時候。就拿燈具來說，它的主要功能是照明，但同時它也是一種理想的傳感器節(jié)點(diǎn)，可以用來采集大量數(shù)據(jù)。

把多個傳感器集成到一個設(shè)備上，它的價值將得到極大的提高?？雌饋砥胀ǖ臒艟撸瑓s可以成為智能建筑基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。這種小巧且超低功耗的傳感器，使得外形小巧的PCB可以方便地容納多個傳感器，用于監(jiān)控空間，溫度，濕度，空氣質(zhì)量等。采用RSL10藍(lán)牙等超低功耗通訊設(shè)備的低功耗無線電波，這種多傳感器平臺可以用一個紐扣電池供電運(yùn)行數(shù)年。

另外，現(xiàn)在還可以完全省去電池，利用從環(huán)境中獲取的能量來驅(qū)動多傳感器互聯(lián)平臺。

所以智能傳感器可以安裝在建筑物內(nèi)的幾乎任何地方。舉例來說，相對較小而不引人注意的太陽能電池可以用來收集來自人工照明的足夠能量為多傳感器平臺供電，并定期向網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)。

高能源效率是智能建筑可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。為了達(dá)到高能源效率的目標(biāo)，建筑需要更節(jié)能以達(dá)到更低的能源消耗，同時還需要采用先進(jìn)技術(shù)的低能源消耗方案。傳感器，創(chuàng)造更加智能的建筑！