? ? ? ?照明的無線控制是這場革命的關鍵要素，它允許多種操作模式并有助于避免浪費能源，而無需大型重新布線項目的動蕩和成本。據(jù)估計，安裝無線控制裝置可節(jié)省高達 70% 的現(xiàn)有場所重新布線成本，或 15% 的新建項目布線成本。

　　雖然一些新房，例如高級房產，可能從一開始就設計為智能，但現(xiàn)有房屋可能會分階段升級。業(yè)主可以優(yōu)先考慮加熱或照明系統(tǒng)，作為進入智能技術的簡單第一步，然后可以使用其他智能功能（如電器控制器、百葉窗或門鎖）擴展系統(tǒng)。從簡單的電燈開關、墻壁插頭或散熱器蓋到復雜的中央控制器，所有類型的智能建筑設備似乎都有一個光明的未來。這為新品牌帶來了機會，通過提供技術上可能比更成熟的競爭對手提供的產品更先進或更時尚的產品來贏得市場份額。

　　對于希望在客戶傾向于逐步將智能功能引入其建筑物的市場中取得成功的開發(fā)商而言，互操作性和共存性將是關鍵問題。

　　候選連接標準

　　已經提出了許多用于控制智能建筑中的燈、散熱器閥門、開窗器和電器等設備的連接標準。目前市場上有認證產品的流行標準包括 EnOcean、KNX、ZigBee ?和 Z-Wave ?。

　　EnOcean 和 Z-Wave 在 sub-GHz 無線電頻段運行。在歐洲，這是 868 MHz。Z-Wave 基于網狀網絡拓撲，最多支持 232 個節(jié)點。該協(xié)議在應用程序級別提供了互操作性，并且提供了許多 Z-Wave 片上系統(tǒng)設備，例如 Sigma Designs ZM5202。Z-Wave 堆棧位于芯片上，可通過還提供的 API 訪問，這使開發(fā)人員可以簡單地將應用程序加載到設備的集成程序存儲器中，如圖 1 所示。SoC 實現(xiàn)了具有所有硬件功能的單芯片解決方案，例如傳感器 ADC、128 位安全加密和集成在設備中的三端雙向可控硅調光器控制器。

　　圖 1：通過提供的 API 訪問 Z-Wave 協(xié)議。

　　EnOcean 技術基于一種極其輕量級的無線電協(xié)議，該協(xié)議使無電池模塊能夠從太陽能電池或其他能量收集系統(tǒng)（如動能轉換器或 Peltier 元件）運行，以傳輸包含傳感器數(shù)據(jù)的短電報。對于電燈開關等項目來說，這是一個強有力的提議，它可以放置在房間的任何地方，以與使用 EnOcean TCM300U等系統(tǒng)模塊構建的線路供電照明執(zhí)行器（圖 2）進行通信。EnOcean 交換機還可以輕松集成到更大的家庭自動化網絡中。例如，德國 KNX 開發(fā)商 Weinzierl （www.weinzierl.de） 構建了一個 EnOcean-KNX 網關，該網關接收 EnOcean 無線電報并在 KNX 總線上生成適當?shù)?a target="_blank">信號。

　　圖 2：無線傳感器與線路供電的執(zhí)行器通信。

　　KNX號稱是全球唯一通過ISO/IEC14543-3、EN-50090（CENELEC）、EN13321-1/2（CEN）、中國家庭自動化標準GB/T20965、美國ANSI等規(guī)范認可的標準/ASHRAE 135. 與基于無線的 EnOcean、ZigBee 和 Z-Wave 標準不同，KNX 總線可以在各種媒體上運行，包括雙絞線電纜 （KNX TP）、交流電源線 （KNX PL） 和以太網/Wi-Fi （ KNXnet/IP），以及在 868 MHz 頻段運行的無線 （KNX RF）。KNX 協(xié)會還為設備開發(fā)人員和系統(tǒng)安裝人員提供獨立于制造商的工具。

　　ZigBee 家庭自動化是基于 2.4 GHz 無線電的著名 ZigBee 標準的特殊配置文件。它針對控制家庭設備進行了優(yōu)化，并使用 ZigBee PRO 網狀網絡堆棧。ZigBee Pro 可以在多種微控制器上實現(xiàn)。Silicon Labs 擁有許多 ZigBee 模塊，例如ETRX357，其中包含一個單芯片 ZigBee 收發(fā)器與 ZigBee PRO 兼容的 EmberZNet 網格堆棧。這些模塊允許沒有射頻經驗的開發(fā)人員將無線網絡功能添加到他們的產品中。

　　使用選定的標準

　　每個標準都有自己的聯(lián)盟??或協(xié)會支持，這些聯(lián)盟或協(xié)會管理技術規(guī)范以及許可證和產品認證等法律方面。認證過程確保了來自不同制造商的產品之間的互操作性。希望打入目前使用任何這些標準的市場的 OEM 必須提供其新產品設計以供認證。

　　通常，開發(fā)經過認證的、可互操作的設備（例如燈具、開關或調光器）的道路始于獲取開發(fā)人員套件，例如RBK-ZW500DEV-CONSigma Designs 的 Z-Wave 套件。Sigma 還擁有許多成本較低的區(qū)域套件，為歐洲、北美和日本等地區(qū)的 sub-GHz 頻段的不同分配提供服務。就 Z-Wave 而言，購買開發(fā)工具包還可以訪問 Sigma 的 Z-Wave 軟件開發(fā)工具包 SDK。SDK 允許在線訪問協(xié)議庫、應用程序示例和文檔等資源。使用可用的工具，開發(fā)人員可以做出必要的決定，例如硬件選擇、協(xié)議選擇以及設備和命令的類別。完成硬件和軟件開發(fā)后，即可將產品提交給 Z-Wave 聯(lián)盟進行認證。

　　集中控制

　　在智能建筑中，可能需要以多種方式激活照明，而不僅限于傳統(tǒng)的手動開關或通過壁掛式控制進行調光。中央控制器可以編程為在特定時間打開或關閉燈，或響應也構成家庭安全系統(tǒng)一部分的占用傳感器，或響應來自環(huán)境光傳感器的信號，這些信號可用于調整調光以獲得最佳照明和能源效率。

　　此外，隨著消費者越來越多地采用聯(lián)網移動設備，智能建筑用戶被豐富多彩的應用程序所吸引，這些應用程序允許他們通過平板電腦或智能手機控制智能建筑的各個方面，例如照明、供暖、電器和安全設置。將智能樓宇網絡與互聯(lián)網路由器連接起來的網關設備是實現(xiàn)這一功能的關鍵，如圖 3 所示。任何智能樓宇技術都需要這樣一個通往基于 IP 的域的網關，無論是否與連接到樓宇的平板電腦進行通信Wi-Fi 網絡，或通過蜂窩或 Wi-Fi 熱點連接到互聯(lián)網的移動設備在世界任何地方。許多制造商都提供網關，這些網關適用于將 EnOcean、KNX、ZigBee 或 Z-Wave 環(huán)境等智能家居網絡連接到建筑物。

　　圖 3：將智能家居網絡連接到 IP 域允許使用各種設備控制設置。

　　應用程序開發(fā)人員可以利用所選技術支持的功能為最終用戶提供方便的功能。其中包括配置設備組以允許通過單擊進行控制，或創(chuàng)建自定義“場景”以自動為照明、供暖和其他設備應用所需的設置。用戶可以創(chuàng)建一個“家庭影院”場景，同時調暗燈光、關閉百葉窗、調節(jié)溫度和打開平板電視，或者創(chuàng)建一個“去睡覺”場景來鎖門、關閉窗戶、關閉暖氣和關掉除了臥室以外的所有燈。

　　結論

　　每個定義智能建筑內設備之間連接的標準都提供了一種結構，產品開發(fā)人員需要能夠應對可量化的市場并確保與市場上其他產品的互操作性。各協(xié)會大力推廣自己的標準，但開發(fā)商必須根據(jù)自己擁有的資源和對機會和競爭的準確評估來選擇。