智能家居與智能建筑存在什么差異

關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）對(duì)家庭和建筑物自動(dòng)化的變革價(jià)值，人們已經(jīng)進(jìn)行了很多討論。低成本傳感器和無(wú)線技術(shù)的日益普及正在徹底改變我們工作和生活的室內(nèi)環(huán)境，從而提高效率、舒適性和安全性?？紤]到智能家居和智能建筑之間的許多常見(jiàn)用例，包括氣候控制、照明自動(dòng)化或安全和消防安全，有些人認(rèn)為這兩種架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高度相似。

事實(shí)上，像Ecobee這樣提供家庭解決方案的物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商正在試圖將其產(chǎn)品擴(kuò)展到商業(yè)市場(chǎng)。但是，我們真的可以在家里和辦公室使用相同的恒溫器來(lái)測(cè)量溫度和濕度嗎？事實(shí)是，除了功能之外，規(guī)模和成本也是考量的一部分。決定后兩個(gè)因素的往往不是設(shè)備本身，而是背后支持的連接性。在家庭環(huán)境中，一個(gè)恒溫器可能就足夠了，但是大型工業(yè)和商業(yè)設(shè)施將需要大量的分布式測(cè)量點(diǎn)來(lái)進(jìn)行微區(qū)暖通空調(diào)調(diào)節(jié)，以優(yōu)化節(jié)能和居住舒適性。

更重要的是，雖然家庭和建筑自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)確實(shí)具有某些共同目標(biāo)，但后者的用例矩陣要復(fù)雜得多?？臻g管理、設(shè)備維護(hù)、資產(chǎn)跟蹤、廢物管理和智能停車(chē)場(chǎng)都是引人注目的智能建筑應(yīng)用，而這些應(yīng)用在家庭環(huán)境中無(wú)關(guān)緊要。更廣泛的用例，意味著有更多的端點(diǎn)需要網(wǎng)絡(luò)連接。

因此，即使智能家居和智能建筑網(wǎng)絡(luò)可以利用相同類(lèi)型的終端設(shè)備，如溫度傳感器、占用檢測(cè)器或煙霧報(bào)警器，它們也很可能需要不同的通信基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)使業(yè)務(wù)案例發(fā)揮作用。流行的Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)，以及用于照明控制的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案，如Zigbee、Thread和Z-Wave，非常適合家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。然而，對(duì)于具有廣泛分布終端的集成智能建筑體系結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，它們通常并不理想。這里有三個(gè)原因：

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物理環(huán)境對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的性能有著重大影響。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、障礙物少的小型家庭環(huán)境對(duì)短距離技術(shù)中的信號(hào)傳播提出的挑戰(zhàn)最小。即使您家的某些地方可能有Wi-Fi連接問(wèn)題，但這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)一個(gè)擴(kuò)展器快速解決。

另一方面，當(dāng)涉及高層商業(yè)建筑、地理位置分散的校園或設(shè)施密集的工業(yè)園區(qū)時(shí)，短距離解決方案無(wú)法提供所需的覆蓋范圍和滲透能力。盡管網(wǎng)狀拓?fù)涞氖褂糜兄跀U(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，但它并非沒(méi)有復(fù)雜之處。鑒于網(wǎng)狀協(xié)議的物理范圍有限，您需要確保節(jié)點(diǎn)被均勻分配，并根據(jù)需要添加額外的中繼器，以在兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間建立通信。此外，在大規(guī)模的實(shí)施中，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施和工程成本會(huì)迅速膨脹。

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對(duì)于家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，低功耗無(wú)線連接是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，但不一定是必需的。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)設(shè)備都位于電源插座附近，并且設(shè)備端點(diǎn)也不會(huì)太多。因此，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，可以使用現(xiàn)有的Wi-Fi基礎(chǔ)設(shè)施將所有智能家居設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，而無(wú)需擔(dān)心其耗電特性。

相反，商業(yè)和工業(yè)設(shè)施中的無(wú)線傳感器數(shù)量通常數(shù)以千計(jì)，其中許多傳感器的位置都不靠近電源。即使他們這樣做，那么多傳感器的布線，也實(shí)在是太昂貴和繁瑣了。在具有復(fù)雜運(yùn)行設(shè)備和系統(tǒng)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行電纜挖溝是危險(xiǎn)的，并且會(huì)導(dǎo)致昂貴的生產(chǎn)停工。因此，為了使智能建筑網(wǎng)絡(luò)在經(jīng)濟(jì)上可行，設(shè)備必須能夠使用獨(dú)立電池運(yùn)行多年。在這種情況下，超低功耗連接以及低自放電電池技術(shù)至關(guān)重要。

雖然大多數(shù)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是以低功耗為目的構(gòu)建的，但網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)本身就具有高功耗特性，因?yàn)樵O(shè)備必須不斷地監(jiān)聽(tīng)并中繼消息。對(duì)于承載大量中繼流量的節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，電池壽命將會(huì)受到嚴(yán)重影響。

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對(duì)于在無(wú)許可證頻譜中工作的無(wú)線通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，無(wú)線電干擾是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。由于其全球可用性，2.4GHz頻段尤其在現(xiàn)有的無(wú)線技術(shù)中被廣泛采用，包括Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbee和許多網(wǎng)狀協(xié)議?？紤]到連接的設(shè)備數(shù)量較少，帶寬問(wèn)題在家庭網(wǎng)絡(luò)中似乎不太明顯。然而，對(duì)于商業(yè)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署，電磁干擾的風(fēng)險(xiǎn)是巨大的。

在大多數(shù)商業(yè)建筑和制造工廠，2.4GHz信道已經(jīng)被廣泛使用，因此您需要準(zhǔn)確評(píng)估這些信道的飽和程度。另外，即使您的建筑自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)目前能夠在2.4ghz的擁塞中生存下來(lái)，但如果您在未來(lái)幾年部署新設(shè)備，那么又會(huì)發(fā)生什么呢？可拓展性不能被視為物聯(lián)網(wǎng)中的附加元素——它需要從一開(kāi)始就規(guī)劃好。

長(zhǎng)話短說(shuō)，盡管智能家居和智能建筑架構(gòu)在某些用例上有相似之處，但它們對(duì)技術(shù)和工程的要求卻截然不同。對(duì)于智能建筑來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、電源和可擴(kuò)展性方面的挑戰(zhàn)意味著公司需要超越市場(chǎng)上已建立的短距離和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案。（來(lái)自物聯(lián)之家）而專(zhuān)為大規(guī)模無(wú)線傳感器部署而開(kāi)發(fā)的新技術(shù)，如低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN），雖然在建筑自動(dòng)化行業(yè)相對(duì)較新，但卻帶來(lái)了無(wú)限的機(jī)會(huì)。歸根結(jié)底，連接性選擇可以決定您物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的成敗。