空調(diào)監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)是兩種技術(shù)，可以為建筑經(jīng)理和管理員提供象征性的救生員。這些術(shù)語也適用于家庭，即智能家居，但讓我們從智能建筑的描述開始。

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)了解您的建筑物設(shè)備的狀況。這意味著當(dāng)設(shè)備是全新的，當(dāng)它已經(jīng)上線一段時(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)使用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)前的、可能較舊的設(shè)備中。

狀態(tài)監(jiān)測(cè)是預(yù)測(cè)性維護(hù)的先決條件。您通過傳感器融合獲取數(shù)據(jù)，例如，在 HVAC 系統(tǒng)中，您可能會(huì)查看過濾器、電機(jī)的運(yùn)行情況以及各個(gè)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 適合此任務(wù)。它們有兩個(gè)內(nèi)核，一個(gè)是用于管理系統(tǒng)安全性（如安全啟動(dòng)或安全固件更新）的 Arm Cortex M0+，另一個(gè)是可以在數(shù)據(jù)發(fā)送到云端之前收集傳感器數(shù)據(jù)并執(zhí)行邊緣計(jì)算的 Arm Cortex M4。

如果將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫耍照{(diào)監(jiān)測(cè)也需要可靠的連接。這可以通過使用提供擴(kuò)展溫度范圍的高可靠性 Wi-Fi SoC（如CYW4373）來解決。

借助這些在不同時(shí)間點(diǎn)獲取的數(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)任分為多個(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)和預(yù)測(cè)性維護(hù)的價(jià)值。

與機(jī)器學(xué)習(xí)配合使用時(shí)，無論是在設(shè)備所在的邊緣，還是在云端，實(shí)施預(yù)測(cè)性維護(hù)的效果最好。每種實(shí)現(xiàn)方式都有優(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)容保持在本地很簡(jiǎn)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)有一個(gè)系統(tǒng)，您可以通過云向他們發(fā)送您的數(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，這涉及到成本。如果您要處理分布在多個(gè)地點(diǎn)的多個(gè)建筑物中的大量設(shè)備，這可能是最佳選擇。云將保留您的狀態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫，因此預(yù)測(cè)性維護(hù)相對(duì)容易。

憑借其廣泛的傳感器產(chǎn)品線，英飛凌可以協(xié)助狀態(tài)監(jiān)測(cè)，以及使用公司針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的組件進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)，其中包括上述 PSoC? 6。在某些情況下，設(shè)備制造商設(shè)計(jì)硬件和軟件在它出門之前進(jìn)入他們的設(shè)備。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，智能建筑業(yè)主和管理人員報(bào)廢他們的工作設(shè)備以換取配備最新技術(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。

處理狀態(tài)監(jiān)測(cè)的改造設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)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。將這些傳感器連接到云端，例如通過低功耗藍(lán)牙 （BLE） 或 Wi-Fi 連接到云端并不是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)閭鞲衅骱瓦B接供應(yīng)商已經(jīng)通過他們的軟件使過程變得簡(jiǎn)單。

請(qǐng)注意，每當(dāng)您將 IoT 節(jié)點(diǎn)添加到設(shè)備時(shí)，您就是在為黑客添加一個(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。然后使用這些硬件部件來驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)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)，您可以在其中下載您的證書，這些證書會(huì)加載到設(shè)備中并用于以安全的硬件方式進(jìn)行身份驗(yàn)證。

多少才夠？

顯然，沒有什么是免費(fèi)的，其中包括執(zhí)行預(yù)測(cè)性維護(hù)的能力。那么，運(yùn)營商需要問自己，我能從這項(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(rùn)滑機(jī)械。然后，您需要知道要收集什么樣的數(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)過濾器處的空氣流量，這可以通過英飛凌DPS368 數(shù)字氣壓傳感器等設(shè)備完成，該傳感器是公司 XENSIV? 系列傳感器的一部分。這款微型器件尺寸為 2.0 x 2.5 x 1.1 mm，具有非常高的精度（例如，高度計(jì)算可從壓力測(cè)量低至 ±2 cm）和低電流消耗（平均為 1.7 μA）。它可以測(cè)量溫度和壓力，后者由電容感應(yīng)處理，從而實(shí)現(xiàn)高精度。

智能家居也有好處

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)控的設(shè)備較少。該設(shè)備可以按照設(shè)定的模式工作，即將溫度設(shè)置為每天的特定時(shí)間，或者在特定時(shí)間打開或關(guān)閉燈?；蛘咚梢院?jiǎn)單地跟隨用戶的行為。例如，如果房主將恒溫器設(shè)置為特定溫度，系統(tǒng)就會(huì)知道這一點(diǎn)。

隨著越來越多的“小工具”被添加到網(wǎng)絡(luò)中，以不同的時(shí)間線運(yùn)行，家庭可能是一個(gè)更難以控制的環(huán)境。例如，您的 HVAC 系統(tǒng)的預(yù)期壽命可能為 10 年或 15 年。但是網(wǎng)絡(luò)上的其他一些設(shè)備的壽命可能會(huì)更短。坦率地說，一些較新、較便宜的設(shè)備幾乎沒有那么準(zhǔn)確。在某些情況下，家用傳感器提供許多“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)信息提供回服務(wù)器。第二個(gè)是控制器 （MCU），需要根據(jù)傳感器提供的信息采取行動(dòng)。如前所述，該處理既可以在物聯(lián)網(wǎng)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。第三是硬件和軟件的安全性。

審核編輯：郭婷