本文來自微信公眾號(hào)“人工智能與物聯(lián)網(wǎng)”，作者/chris han。
隨著人口不斷增長(zhǎng)、城市化進(jìn)程加快，以及氣候變化成為人們首要關(guān)注的問題，對(duì)節(jié)能建筑的需求不斷增加，對(duì)智能建筑的需求也在不斷增加。僅在美國(guó)，商業(yè)建筑消耗的能源占美國(guó)總能源的19%以上。HVAC系統(tǒng)占能源使用量的27%，照明占31%，因此最大限度地減少商業(yè)建筑的能源使用量可以產(chǎn)生很大的影響。
新建和改造項(xiàng)目都可以通過實(shí)施“智能”技術(shù)來節(jié)省能源。其中一項(xiàng)技術(shù)是占用傳感器。占用傳感器越來越多地用于節(jié)省照明和暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源，并提高居住者的舒適度。而且它們也易于安裝、使用和維護(hù)。
但如何使用占用傳感器來節(jié)省能源呢？它們的實(shí)際影響是什么？將它們納入獨(dú)特的建筑或項(xiàng)目中值得嗎？接下來我們將詳細(xì)探討占用傳感器是什么、它們的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)或安全問題、它們節(jié)省了多少能源以及它們實(shí)際上如何節(jié)省能源。
什么是占用傳感器？
占用傳感器（也稱為運(yùn)動(dòng)傳感器、存在傳感器或空置傳感器）是監(jiān)視物理空間以確定該空間中是否有人的傳感器。其中一些還具有人數(shù)統(tǒng)計(jì)功能（計(jì)數(shù)傳感器和運(yùn)動(dòng)傳感器）。占用傳感器可以連接到建筑系統(tǒng)，并根據(jù)空間中是否有人來打開或關(guān)閉照明或暖通空調(diào)（HVAC）。如果愿意的話，照明也可以根據(jù)占用情況進(jìn)行調(diào)暗（取決于燈是否可調(diào)光）。
例如，所謂的兩級(jí)調(diào)光在停車場(chǎng)非常流行，因?yàn)樵谶@樣的空間中完全關(guān)閉燈光并不理想，但調(diào)光仍然可以幫助停車場(chǎng)節(jié)省能源。本質(zhì)上，兩級(jí)調(diào)光是指默認(rèn)情況下將燈光設(shè)置為低亮度，但當(dāng)檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)時(shí)，空間中燈光的亮度會(huì)增加。
占用傳感器不僅用于檢測(cè)建筑系統(tǒng)是否應(yīng)打開、關(guān)閉或調(diào)節(jié)，還用于數(shù)據(jù)收集。當(dāng)占用傳感器收集數(shù)據(jù)時(shí)，如果這些數(shù)據(jù)得到正確利用，它也可以用來幫助人們提高生產(chǎn)力和效率。例如，占用傳感器數(shù)據(jù)可用于根據(jù)空間的使用頻率創(chuàng)建清潔時(shí)間表。這樣，每天使用的房間（如浴室）就會(huì)得到更頻繁、更徹底的清潔，而幾乎不使用的空間則可以減少清潔頻率（如請(qǐng)假員工的辦公室）。
占用傳感器可以在新建和改造項(xiàng)目中實(shí)施，以向照明和暖通空調(diào)系統(tǒng)添加自動(dòng)化等智能功能。
人們可能會(huì)認(rèn)為只有新的建筑項(xiàng)目才能成為智能建筑，但事實(shí)并非如此。占用傳感器可以輕松地在新建和改造項(xiàng)目中實(shí)施，以向照明和HVAC系統(tǒng)添加自動(dòng)化等智能功能。這是個(gè)好消息，因?yàn)楦脑飕F(xiàn)有建筑物比拆除和更換建筑物更具成本效益且可持續(xù)。
占用傳感器的類型：不同占用傳感器的工作原理
市場(chǎng)上有多種不同類型的占用傳感器，具體選擇的類型取決于我們想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
被動(dòng)紅外(PIR)傳感器
這是最常見的占用傳感器類型，原因是其檢測(cè)存在的簡(jiǎn)單性和匿名（且安全）方法。它是一種“被動(dòng)”傳感器，通過檢測(cè)溫暖物體（如人或動(dòng)物）何時(shí)進(jìn)入其檢查來監(jiān)控空間占用情況。這些傳感器還可用于生成匿名熱圖。不過，當(dāng)PIR傳感器被玻璃墻等障礙物阻擋時(shí)，它們將無法工作。
超聲波傳感器
這些“主動(dòng)”（而不是被動(dòng)）傳感器會(huì)發(fā)出人類和動(dòng)物聽不到的高頻聲音，并且它們有一個(gè)麥克風(fēng)來檢測(cè)回聲。根據(jù)反射聲音到達(dá)麥克風(fēng)所需的時(shí)間，傳感器可以判斷是否有人在其“視野”中移動(dòng)。超聲波傳感器可以比PIR傳感器覆蓋更大的區(qū)域，但它們也更敏感，因此它們經(jīng)常會(huì)被風(fēng)或通風(fēng)變化等因素錯(cuò)誤地觸發(fā)。
微波傳感器
微波傳感器比PIR傳感器有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：它們?cè)谒袦囟认露寄芤恢碌貦z測(cè)運(yùn)動(dòng)，并且覆蓋范圍為360度（而PIR傳感器通常覆蓋范圍為90度）。然而，由于它們可以穿過墻壁感知運(yùn)動(dòng)，因此它們可能過于敏感，無法在較小的室內(nèi)空間中準(zhǔn)確使用。微波傳感器通過發(fā)射微波信號(hào)來工作（但不用擔(dān)心，它們是完全安全的），因此它們被認(rèn)為是“主動(dòng)”傳感器。它們通過測(cè)量信號(hào)反射回傳感器所需的時(shí)間（稱為回波時(shí)間）來感知運(yùn)動(dòng)。這與超聲波傳感器的工作方式類似，但微波傳感器不使用聲波，而是使用電磁波。
其他傳感器
聲學(xué)傳感器是另一種類型的傳感器，但它們不經(jīng)常使用，因?yàn)樗鼈円踩菀渍`觸發(fā)。它們通過監(jiān)視聲音（例如鍵盤輸入）來檢測(cè)空間中的人員，但它們通常會(huì)被背景噪音干擾，例如救護(hù)車在建筑物外行駛。一些傳感器是“混合”傳感器，這意味著它們使用多種類型的檢測(cè)技術(shù)。大多數(shù)此類傳感器依賴于至少兩種類型的檢測(cè)來確定空間是否被占用，但它們只需要確認(rèn)一種類型的檢測(cè)即可保持燈“打開”。
選擇有線還是無線占用傳感器
傳感器也可以是有線的或無線的。有線傳感器被認(rèn)為比無線傳感器更快、更可靠，因?yàn)橛芯€傳感器不受距離或無線干擾的影響。這有助于提高數(shù)據(jù)收集的速度和一致性。然而，它們也更昂貴且安裝復(fù)雜。有線傳感器的成本可能會(huì)上升，具體取決于將其連接到建筑系統(tǒng)（如照明或暖通空調(diào)）所需的電線數(shù)量。此外，聘請(qǐng)合格的專業(yè)人員將它們連接到建筑物中的成本也可能很高。
另一方面，無線傳感器的電池需要定期更換，但無線設(shè)備技術(shù)的進(jìn)步使得大多數(shù)傳感器的電池壽命達(dá)到10年以上。無線傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是安裝成本非常低，安裝就像剝離并粘貼在墻壁或天花板上一樣簡(jiǎn)單，然后對(duì)傳感器進(jìn)行遠(yuǎn)程編程，將其與照明或HVAC系統(tǒng)分組。
