分享 | 應(yīng)對新冠病毒的智能建筑技術(shù)

為工程師和設(shè)計師提供的大量智能傳感器，結(jié)合最現(xiàn)代的微控制器的高計算和能源性能，在智慧城市和智能建筑領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。當前的新冠病毒大流行清楚地表明，在舒適、健康和安全的環(huán)境中生活和工作是多么重要，以及觸摸傳感器、人流控制和空氣質(zhì)量檢測等技術(shù)的實施如何能夠在提高我們的生活質(zhì)量方面發(fā)揮根本作用。

讓我們來看看其中涉及的一些技術(shù)。根據(jù)美國國家建筑科學研究所(National Institute of Building Sciences)的說法，智能建筑是指能夠“通過設(shè)計用于監(jiān)測和控制機械、電氣、照明和其他系統(tǒng)的電子設(shè)備的智能網(wǎng)絡(luò)提供先進功能”的建筑。最終目標是改善宜居性、提高安全性和節(jié)約能源。

效率和節(jié)能是樓宇自動化中最重要的方面。這推動了智慧城市、智能家居和智能建筑領(lǐng)域的一系列發(fā)展。由于新冠病毒大流行，工程師和樓宇自動化專家專注于實施和使用旨在實現(xiàn)更安全的室內(nèi)環(huán)境的技術(shù)，以獲得更大的舒適度和更好的可用性。

接下來，我們將了解目前正在使用哪些智能建筑技術(shù)來預(yù)防、抵消和跟蹤傳染。

我們現(xiàn)在非常清楚，限制感染風險的首要建議是避免接觸他人的物品。這將導致建筑物內(nèi)所有系統(tǒng)發(fā)生巨大變化，但采用非接觸式技術(shù)將代表減少感染傳播的重要一步。無需觸摸即可遠程管理和控制的一些應(yīng)用示例包括自動開門、環(huán)境光控制、百葉窗系統(tǒng)、電梯觸摸系統(tǒng)。

這類技術(shù)可以通過常用的低成本傳感器實現(xiàn)，例如微波和紅外傳感器（例如：由紅外傳感器控制的自動門，或基于微波傳感器的智能燈），也可以使用最現(xiàn)代的分析技術(shù)以及語音和身體姿勢識別，以及其他基于生物特征數(shù)據(jù)的技術(shù)（虹膜掃描、面部識別）。顯然，所有這些應(yīng)用和技術(shù)都必須是指一個單一的智能自動化系統(tǒng)，能夠與周圍的物體交互，能夠?qū)W習用戶的行為，從而提高環(huán)境的宜居性。

我們現(xiàn)在非常清楚地知道，限制感染風險的第一條建議是避免觸摸他人的物品。這將給建筑物內(nèi)的所有系統(tǒng)帶來巨大的變化，但采用非接觸式技術(shù)將代表著減少感染傳播的重要一步。

自動化開門、環(huán)境光控制、百葉窗系統(tǒng)、電梯觸摸系統(tǒng)等應(yīng)用都可以實現(xiàn)遠程管理和控制。這種類型的技術(shù)可以實現(xiàn)與常用的和低成本的傳感器，如微波和紅外傳感器。例如由紅外傳感器控制的自動門，或基于微波傳感器的智能燈，但也通過使用最現(xiàn)代的分析技術(shù)、語音和身體手勢識別，以及其他基于生物特征數(shù)據(jù)的技術(shù)(虹膜掃描，面部識別)。

顯然，所有這些應(yīng)用和技術(shù)都必須是指一個單一的智能自動化系統(tǒng)，能夠與周圍的物體進行交互，能夠?qū)W習用戶的行為，從而提高環(huán)境的宜居性。

另一種有效的控制病毒傳播的方法是保持社交距離，這需要保持身體距離。顯然，從立法和倫理道德的角度來看，不可能有一種設(shè)備強制人類保持距離，但技術(shù)可以有所幫助。

通過分析攝像機圖像的模式，一種算法可以記錄在某個空間內(nèi)的幾個人的存在，也可以估計他們的距離，以便發(fā)出聚集的信號。如果該系統(tǒng)配備了能夠遠程測量框架對象溫度的熱成像相機，那么該系統(tǒng)將更加有效。

另一種用于社交距離和生物參數(shù)測量的有用設(shè)備是XRing，它將集成在智能建筑項目中。XRing是一款基于BLE技術(shù)的智能手表，該技術(shù)包括一系列傳感器(如溫度傳感器、氧飽和度傳感器、加速度傳感器和心率傳感器)，能夠檢測到其他類似設(shè)備的存在，記錄白天的接觸，并通過建筑內(nèi)部的網(wǎng)關(guān)發(fā)送到云端。

這種技術(shù)必須被終端用戶明確地接受，如果他們都是同一家公司的員工，這是可能的。

XRing 接近距離跟蹤器

訪問控制是一個眾所周知的話題?，F(xiàn)在有很多智能建筑沒有智能集中的門禁，可以簡單快速的追蹤開門的人。

智能建筑的訪問控制也應(yīng)該保證系統(tǒng)的可配置性，這樣一組訪問權(quán)限就可以與單個門相關(guān)聯(lián)。通過智能門禁系統(tǒng)，我們就可以準確地知道誰進入了某個地方，從而跟蹤接觸過的人、接觸的時間。

訪問控制系統(tǒng)的管理員必須創(chuàng)建訪問列表，這是限制給定地點的人數(shù)的基本工具，以便控制接觸者并跟蹤傳染。

重要的是要了解所有這些技術(shù)是互補的，并且必須相互集成，從而充分尊重物聯(lián)網(wǎng)范式。

存在感傳感器系統(tǒng)可以顯示人們在建筑物房間內(nèi)的分布情況，包括一些有用的指標，如在房間內(nèi)的平均停留時間、接觸程度和人們之間的平均距離的估計。實現(xiàn)這一系統(tǒng)的方法有很多，從簡單地在門上放置PIR傳感器(也能夠檢測通道方向)，到更復(fù)雜的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。當然，后者是一個基于人工智能的進化系統(tǒng)，能夠識別人類的模式，進行計數(shù)并將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到處理算法。

監(jiān)測建筑物內(nèi)的空氣質(zhì)量是智能建筑工程師關(guān)注的主要目標之一。空氣質(zhì)量是促使設(shè)計師創(chuàng)造智能建筑概念的驅(qū)動力之一，同時監(jiān)測、控制和使用建筑物內(nèi)的能源。

如今，工程師可以在眾多能夠收集和發(fā)送環(huán)境數(shù)據(jù)（例如二氧化碳和其他有害氣體的飽和度，或細顆粒物的測量）的智能傳感器中進行選擇。當前，這個特殊時期向我們展示了了解室內(nèi)空氣參數(shù)的重要性，即它們的通風和濕度水平。這使得可以根據(jù)健康水平對空間進行分類，并在這一指數(shù)不佳時限制人們的進入，從而能夠以適當?shù)男l(wèi)生設(shè)施進行干預(yù)。

我們不知道這種病毒 及其變種會影響我們的生活多久。這種情況至少可以由電子系統(tǒng)的設(shè)計人員和智能建筑施工人員進行分析，以促進自動化流程在新建筑中的存在。即使在大流行之后，本文中提出的許多解決方案也將很有用，因為它們將代表建筑物的附加值，并引領(lǐng)日常生活中的創(chuàng)新技術(shù)。

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