最近發表在《應用科學》上的一篇評論文章探索並比較了各種解決方案，以測量有效智能建築監控系統的建築參數，該系統考慮了建築居住者行爲、傳感器部署和實施復雜性。
智能建築監控架構
樓宇自動化和控制系統（BACS）已成爲先進樓宇管理技術的關鍵要素。這些系統由硬件和軟件元件組成，用於通過增強的連接性實現有效的溝通、決策和自動控制，從而自動控制和調節各種建築系統。
BACS包括三個層次：管理、自動化（監督）和現場。管理層構成了人機界面，包括操作員和監控單元，所有這些都與主要數據處理系統相連。或者，自動化層形成集成多個離散設備的各種通信網絡的通信和控制的主要樞紐。
現場層包括物理輸入傳感器、執行器和輸出激活器。這些分布在整個建築物中的特定應用控制器提供監控和控制功能。此外，三層BACS架構在自動化層之上採用中立監控器，確保各種系統和設備之間的互操作性，以實現樓宇管理的運營精度和效率。
智能建築監控應用
一個全面的建築優化系統可以監控所有建築和設施管理方面，包括空間利用率、能源使用、水消耗和分配。
自動照明管理系統減少了能源使用，同時確保了居住者的視覺舒適度。基於物聯網（IoT）的照明控制可實現有效的智能建築管理和控制。此外，時間調度、日光收集和佔用控制等策略用於照明管理。
供暖、通風和空調（HVAC）系統有助於控制建築物的氣候，以確保居住者的舒適和安全。這些系統通常控制溫度、溼度、空氣分布和室內空氣質量。此外，智能HVAC系統提高了能源效率並自動控制室內氣候以提高舒適度。
然而，HVAC系統在辦公樓中消耗的能源最多，因此需要仔細優化能源效率和環境影響。這可以通過設計降低供暖和制冷負荷的建築物來實現。此外，應監控靜態（建築材料、方向和位置）和動態（天氣數據、佔用特徵、能源使用和水使用）參數的能源消耗。
通過智能水表進行用水量監測有助於檢測漏水並避免浪費。監控居住者的最終使用習慣可以保護建築物中的水資源並預測未來的用水量。此外，水質傳感器還可以監測水質。
最重要的是，室內佔用數據對於智能建築系統至關重要。運動或佔用傳感器允許准確預測和數據驅動的決策，通過有效控制商業建築中的 HVAC 系統，最大限度地減少運營能源和水的消耗。
數據聚合
有效的數據管理增強了數據交換，促進了可互操作的建築模型，並定義了建築構件在其整個生命周期中的規格。此外，智能建築應用需要組合來自多個分散系統的數據。這需要先進的計算基礎設施和處理高數據生成需求的能力。
由於持續監控，智能建築中的異構傳感器會加速生成大量數據。因此，實時分析（RTA）對於持續無縫的數據處理至關重要。RTA爲快速決策提供了有價值的見解，從而提高了監控系統的效率和可靠性。
智能建築中的傳感器融合結合了來自各種IoT傳感器的數據，以對監控系統的行爲進行連貫、准確和可靠的理解，從而改善建築運營。它支持對單個傳感器進行全面一致的數據分析，同時組合來自多個傳感器的數據可以提高數據集的精度、可靠性和清晰度。
然而，傳感器融合過程面臨一些挑战，包括數據的不完善和相關性、不一致以及數據集的異質性。這些可以通過使用基礎設施即服務方法進行初始驗證和基线數據採集來緩解。
或者，建築信息模型（BIM）可以解決與建築生命周期中的信息交換、互操作性和有效協作相關的問題。BIM、IoT設備和BACS之間的協同作用可以更智能地處理大型、復雜和動態的傳感器數據，從而實現數據驅動的建築管理。例如，來自IoT傳感器的時間序列數據提供數值和模式，而BIM則提供建築物系統之間的上下文和語義連接。
總結
總體而言，研究人員全面回顧和比較了建築監控中使用的各種傳感器技術。討論了傳感器網絡的數據收集挑战以及這些數據的後續構建和處理。
BACS允許建築管理人員和設施運營商通過收集可靠的實時數據來監控復雜環境中的關鍵參數和操作。因此，管理智能建築需要能夠處理大量數據生成的高級計算基礎設施。研究人員建議开發一個適用於不同公共建築架構的兼容智能設施監控框架，在BACS和BIM中战略性地集成物聯網設備和傳感器。
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標題：基於傳感器的智能建築監測和數據收集技術
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