空調(diào)監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)是兩種技術(shù)，可以成為建筑經(jīng)理和管理人員的象征性救生員。這些術(shù)語也適用于家庭，智能家居，也就是說，但讓我們從智能建筑的描述開始。

關(guān)于條件監(jiān)測(cè)，沒有什么秘密或超級(jí)復(fù)雜的。這幾乎就是它聽起來的樣子 - 隨時(shí)了解建筑物設(shè)備的狀況。這意味著當(dāng)設(shè)備是全新的時(shí)，當(dāng)它已經(jīng)在線了一段時(shí)間，當(dāng)它需要維護(hù)時(shí)。在某些情況下，我們談?wù)摰氖且呀?jīng)存在多年甚至幾十年的設(shè)備。因此，您可以在安裝新設(shè)備時(shí)安裝用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的傳感器和控制器，或者將它們改裝到當(dāng)前可能較舊的設(shè)備中。

條件監(jiān)測(cè)是預(yù)測(cè)性維護(hù)的先決條件。例如，在HVAC系統(tǒng)中，您可能會(huì)查看過濾器，電機(jī)的行為方式以及不同位置的溫度。而且，在一些智能建筑中，您甚至可以查看空氣質(zhì)量（在此處了解有關(guān)工業(yè)HVAC系統(tǒng)所需組件的更多信息）。

對(duì)于傳感器融合，MCU收集數(shù)據(jù)，并在需要時(shí)執(zhí)行基本的邊緣計(jì)算技術(shù)來過濾數(shù)據(jù)并在需要時(shí)發(fā)送到云端。PSoC? 6 系列 MCU 適合執(zhí)行此任務(wù)。它們具有兩個(gè)內(nèi)核，一個(gè) Arm Cortex M0+ 用于管理系統(tǒng)安全性（如安全啟動(dòng)或安全固件更新），另一個(gè) Arm Cortex M4 可在數(shù)據(jù)發(fā)送到云之前收集傳感器數(shù)據(jù)并執(zhí)行邊緣計(jì)算。

如果數(shù)據(jù)被傳輸?shù)皆贫?，條件監(jiān)測(cè)也需要可靠的連接。這可以通過使用高可靠性的Wi-Fi SoC來解決，例如提供擴(kuò)展溫度范圍的CYW4373。

利用在不同時(shí)間點(diǎn)獲取的這些數(shù)據(jù)，您可以實(shí)施預(yù)測(cè)性維護(hù)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括更少的停機(jī)時(shí)間，遠(yuǎn)程管理設(shè)備的能力以及更低的總體成本。

狀態(tài)監(jiān)測(cè)的責(zé)任屬于多個(gè)領(lǐng)域，包括設(shè)備供應(yīng)商、簽約維護(hù)公司、建筑運(yùn)營商、建筑業(yè)主和/或設(shè)備用戶。歸根結(jié)底，每個(gè)利益相關(guān)者都應(yīng)該看到狀態(tài)監(jiān)測(cè)的價(jià)值，以及后來的預(yù)測(cè)性維護(hù)。

實(shí)施預(yù)測(cè)性維護(hù)在與機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合使用時(shí)效果最佳，無論是在設(shè)備所在的邊緣還是在云中。每種實(shí)現(xiàn)都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。如果您只是想檢查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)并手動(dòng)管理設(shè)備，則將所有內(nèi)容都保留在本地非常簡單。在這種情況下，不需要云連接，這具有使系統(tǒng)更安全的額外好處（稍后會(huì)詳細(xì)介紹）。

許多提供商已經(jīng)建立了一個(gè)系統(tǒng)，您可以通過云向他們發(fā)送數(shù)據(jù)，他們可以為您處理預(yù)測(cè)性維護(hù)（通過機(jī)器學(xué)習(xí)）。顯然，這需要付出代價(jià)。如果您在分布在多個(gè)位置的多個(gè)建筑物中處理大量設(shè)備，這可能是最佳選擇。云將保留您的狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫，因此預(yù)測(cè)性維護(hù)將相對(duì)容易。

英飛凌憑借其廣泛的傳感器系列，既可以協(xié)助狀態(tài)監(jiān)測(cè)，也可以使用公司針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的組件（包括上述PSoC? 6）進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)。在某些情況下，設(shè)備制造商在設(shè)備出門之前將硬件和軟件設(shè)計(jì)到他們的設(shè)備中。這通常是首選配置。

處理已安裝的設(shè)備

眾所周知，設(shè)備的安裝基礎(chǔ)是巨大的，聰明的建筑業(yè)主和管理人員報(bào)廢工作設(shè)備以配備最新技術(shù)的新設(shè)備的可能性很小。這就是改造發(fā)揮作用的地方。

改造設(shè)備以處理狀態(tài)監(jiān)測(cè)相對(duì)簡單。例如，您可以添加一個(gè)麥克風(fēng)來檢測(cè)空氣處理器中彎曲或受灰塵污染的風(fēng)扇葉片是否存在振動(dòng)或諧波。將這些具有連接的傳感器（例如，通過藍(lán)牙低功耗（BLE）或Wi-Fi連接到云中并不是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)閭鞲衅骱瓦B接供應(yīng)商已經(jīng)通過其軟件使該過程變得簡單。

請(qǐng)注意，每當(dāng)您將物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)添加到設(shè)備時(shí)，您都在為黑客添加一個(gè)入口點(diǎn);英飛凌提供硬件解決方案，因此可以在硬件中實(shí)施安全證書。然后，這些硬件部件用于驗(yàn)證現(xiàn)場的各種設(shè)備。例如，英飛凌采用了一項(xiàng)名為CIRRENT? Cloud ID的服務(wù)，您可以在其中下載證書，這些證書將加載到設(shè)備中，并以安全的硬件方式用于身份驗(yàn)證。

多少才算夠？

顯然，沒有什么是免費(fèi)的，這包括執(zhí)行預(yù)測(cè)性維護(hù)的能力。那么，操作員需要問問自己，我將從這項(xiàng)技術(shù)中獲得多少收益？

重要的是要知道您的設(shè)備會(huì)發(fā)生什么，包括其當(dāng)前狀態(tài)以及可以提前預(yù)測(cè)的任何維護(hù)或問題，例如更換過濾器和潤滑機(jī)械。然后，您需要知道要收集哪種數(shù)據(jù)（以及多少數(shù)據(jù)）。這將確定所需傳感器的數(shù)量和類型。

確定何時(shí)需要更換過濾器的一種方法是測(cè)量和監(jiān)測(cè)過濾器的氣流，這可以通過英飛凌DPS368數(shù)字氣壓傳感器等設(shè)備來完成，該傳感器是該公司XENSIV?系列傳感器的一部分。2.0 x 2.5 x 1.1 mm 的微型設(shè)備提供非常高的精度（例如，從壓力測(cè)量中測(cè)量到±2 cm的高度計(jì)算）和低電流消耗（平均 1.7 μA）。它可以測(cè)量溫度和壓力，后者由電容傳感處理，從而實(shí)現(xiàn)高精度。

智能家居也從中受益

智能家居將看到類似的好處，盡管規(guī)模較小，因?yàn)樾枰O(jiān)控和控制的設(shè)備較少。設(shè)備可以以設(shè)定的模式工作，即每天將溫度設(shè)置為特定時(shí)間，或在特定時(shí)間打開或關(guān)閉燈?；蛘咚梢院唵蔚刈裱脩舻男袨?。例如，如果房主將恒溫器設(shè)置為特定溫度，系統(tǒng)將了解到這一點(diǎn)。

家庭可能是一個(gè)更難以控制的環(huán)境，因?yàn)楦嗟摹靶」ぞ摺北惶砑拥骄W(wǎng)絡(luò)中，以不同的時(shí)間線運(yùn)行。例如，您的暖通空調(diào)系統(tǒng)的預(yù)期壽命可能為 10 年或 15 年。但網(wǎng)絡(luò)上的其他一些設(shè)備可能壽命較短。坦率地說，一些較新的，更便宜的設(shè)備并不那么準(zhǔn)確。在某些情況下，基于家庭的傳感器提供了許多“便利”功能，例如提醒房主需要更換過濾器。

總之，它歸結(jié)為三個(gè)組件組。首先是傳感器技術(shù)，它將相關(guān)信息反饋給服務(wù)器。第二種是根據(jù)傳感器提供的信息執(zhí)行操作所需的控制器（MCU）。如前所述，該處理可以在物聯(lián)網(wǎng)的邊緣進(jìn)行，也可以在具有設(shè)備遠(yuǎn)程連接的云中進(jìn)行。第三是安全性，包括硬件和軟件。

審核編輯：郭婷