它们可能很小，有时几乎看不见，但传感器是几乎每一个工业系统的基本组成部分，无论是由电、水、蒸汽、风或波浪驱动。随着物联网将独立系统转变为连接设备的网络，它们在未来将变得更加重要，几乎所有设备都集成了传感器。事实上，它们将在帮助商业、工业、政府和其他大型建筑获得显著的能源节约方面发挥关键作用，尤其是在供暖、通风和空调(HVAC)系统方面。
直到最近，人们才开始强调将暖通空调和其他系统中的许多传感器连接在一起，从而建造一座“智能”建筑。这样做的原因既与实现能源效率的必要性的认识有关，也与实现能源效率所需的技术有关。
可以肯定地说，直到20世纪70年代，很少有人关注“能源效率”——为什么它们像汽油和石油价格那样在几十年里一直保持低位?1973年的石油危机敲响了警钟(图1)2000年的另一次，两者的价格加起来上涨了一个数量级。能源效率不能再被忽视。因此，今天，实现尽可能高的能源效率是每个行业的关键目标，其中电力节约至关重要。
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1.我们不难找到“警钟”的意义所在，1973年左右油价飙升，之后下跌，然后在21世纪初又回升。尽管能源效率已经下降(但仍在每桶73美元左右)，但人们对能源效率的需求现在已经确立。(来源:美国能源信息管理局)
另一个主要因素——技术，近年来也有了显著的进步。更小的数字组件已经取代了更大的模拟版本，无线通信组件和系统在性能、小型化和选择数量上都取得了巨大的飞跃。技术和对提高能源效率的意识以及对提高能源效率的需求共同使得创造更高效的建筑成为可能。
预见性维护
为了实现真正的智能，建筑中的所有系统必须能够几乎实时地相互通信，并将传感器和其他组件的数据集中传输到一个中心点，在那里可以对信息进行分析并采取行动。除了降低能源消耗，总体目标是实现预测性维护，并为居住者创造更舒适的环境。
例如，温度传感器监测整个结构和其中的部分;压力和气流传感器检测流量，过滤器性能，和其他条件;湿度传感器与温度传感器相辅相成，可以更精确地确定建筑中的舒适度水平。通过对这些传感器和其他设备的自动调整，可以评估建筑中数百个区域的能源消耗和运行条件，并增强其性能，以优化效率和舒适度。
系统管理人员，无论是本地的还是几乎通过互联网的任何地方，已经在某种程度上依赖于这些功能。然而，在未来，他们会变得更加精通建筑管理，需要的人工操作会少得多。
潜在的好处是巨大的。在美国，商业建筑消耗大量的能源(图2)导致每年的能源成本超过2000亿美元。即使是建筑效率的增量提高，也可以为业主或运营商带来经济效益，此外，还可以根据传感器操作数据的趋势进行预测性维护。尽管提高能效的努力在一定程度上是由美国能源部(DOE)以及各州和地方政府推动的，但建筑业主及其租户也在带头努力。
2.商业建筑消耗大量的能源，而空间供暖是主要的贡献者。(来源:美国能源信息管理局，2012年数据，单位为万亿btu)
一般来说，方法的粒度越细，结果越好。也就是说，建筑越来越多地被划分成区域，每个区域都有自己的传感器，而不是像以前那样只有一层。因此，非常精确地“调优”条件成为可能。当与检测人类活动存在的占用传感器相结合时，一个区域的暖通空调和照明可以进行相应的修改。
数字收购
数字传感器正在取代暖通空调系统中的模拟传感器，这一点并不令人意外，因为它们可以通过许多可用协议中的一种进行无线数据通信，从而显著降低布线成本。即使他们继续使用有线连接，他们也会受益于数字技术在许多其他场景中提供的优势，例如即插即用安装、热插拔功能和自动重新配置。
数字传感器还消除了重新校准的需要，因为所需的信息存储在传感器本身。无论是有线还是无线，人们几乎可以毫不费力地在遥远的地方对这些传感器网络进行故障排除。网络中的传感器也越来越多地具有自我诊断功能。
近年来，这些传感器也变得更加精确，现在许多类型的传感器的性能与模拟传感器相当，有时甚至比模拟传感器更好。除此之外，它们还提供了持续监视自身性能和通过网络报告任何异常的好处。
例如，TE Connectivity的M5600无线压力传感器(图3)适用于测量水、蒸汽和腐蚀性流体等环境中的液体或气体压力。其集成的蓝牙低功耗(4.0)收发器无需通过有线连接来提供连接，最大范围为65英尺。换能器由锂硬币电池供电，在更换电池前使用寿命最长可达两年。它包含一个24位ADC用于模数转换，精度为±0.25%。测量范围高达15 klb/in。2
3.TE Connectivity的M5600无线压力传感器使用蓝牙技术与网络通信，由硬币电池操作。
一个主要的变化也发生在建筑管理系统，传统上是专有的，但越来越多地使用开放的解决方案。除了允许来自不同制造商的硬件之间更强的互操作性外，这种方法极大地简化了智能建筑的总体实现。当HVAC控制、电源管理、中央工厂设备和照明都由一个基于开放架构的单一解决方案管理时，可以在更短的时间内以更低的成本实现更大的性能。
尽管庞大的专有系统安装基础需要很多年才能过渡到开放解决方案，但很明显这是一个趋势。当然，也有各种可用的开放解决方案，每一种都有其优点和缺点。因此，哪一种最终会被广泛使用还有待观察。与许多其他应用程序的情况一样，根据特定场景中的优势，可能会在给定的建筑物中使用多个解决方案。
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