Połączone budynki

Obecnie w budynkach jest zainstalowane około 2 mld urządzeń IoT, a tempo wzrostu ich liczby jest prognozowane na 13,7% rocznie⁽⁶⁹⁾. Urządzenia IoT w budynkach są sieciami połączonych wzajemnie czujników, systemów i sprzętu, które zbierają i przesyłają dane, aby optymalizować pracę instalacji, zwiększać efektywność energetyczną oraz podwyższać komfort i bezpieczeństwo użytkowników. Są to na przykład połączone systemy bezpieczeństwa i kontroli dostępu, systemy zarządzające instalacjami HVAC i zużyciem energii, systemy zarządzania miejscami pracy, systemy inteligentnego oświetlenia, schody ruchome i windy, systemy parkingowe, systemy przeciwpożarowe i bezpieczeństwa czy systemy monitorowania jakości powietrza w pomieszczeniach. Budynek, w którym znajdują się dziesiątki tysięcy urządzeń IoT, stanowi jeden z najbardziej złożonych sterowanych systemów na świecie – o stopniu skomplikowania przewyższającym pojazdy autonomiczne lub roboty przemysłowe.

Integrowanie urządzeń IoT w budynkach zapewnia istotne korzyści, ale pełne wykorzystanie ich potencjału jest ograniczone z powodu różnych trudności. Pierwszą z przeszkód jest brak kompatybilności, ponieważ wiele urządzeń IoT wykorzystuje zastrzeżone protokoły, co komplikuje integrację systemów automatyki budynku z różnych branż i utrudnia ich współpracę. Innym istotnym utrudnieniem pozostaje brak skalowalności, ponieważ rozrastające się sieci IoT stają się coraz bardziej złożone przy braku urządzeń IoT, które mogą automatycznie rozpoznawać inne urządzenia IoT i koordynować swoje działanie. Ponadto krytyczne znaczenie ma możliwość aktualizacji, ponieważ na skutek postępu technicznego oprogramowanie układowe urządzeń IoT staje się przestarzałe szybciej niż sprzęt. Tym samym, aby zapewnić wydajne i bezpieczne działanie, są konieczne częste aktualizacje oprogramowania.

Łatwe integrowanie różnych obszarów automatyki budynku otworzy nowe możliwości związane z efektywniejszym zarządzaniem energią i dalszą redukcją kosztów, a także umożliwi nowe zastosowania, skokowo zwiększając zadowolenie użytkowników. Na przykład instalacje HVAC mogą dynamicznie dostosowywać temperaturę i wentylację w biurach i salach konferencyjnych, uwzględniając przewidywane obłożenie, prognozy pogody i indywidualne upodobania. Inteligentne systemy oświetlenia mogą dostosowywać jasność odpowiednio do nasłonecznienia, naśladując naturalne zmiany światła dziennego, a tym samym ułatwiając utrzymanie rytmu dobowego. Ponadto inteligentna infrastruktura pozwala na interakcje zależne od lokalizacji, wyświetlanie indywidualnego oznakowania dla wydarzeń i gości, informowanie w czasie rzeczywistym o dostępności miejsc pracy i sal konferencyjnych, a także automatyczne zwalnianie niewykorzystanych zarezerwowanych pomieszczeń⁽⁷⁰⁾. Aby umożliwić taki postęp, trzeba przełamać obecne bariery związane z kompatybilnością, skalowalnością, możliwościami aktualizowania i nadmiarem danych.

Trudności z kompatybilnością można przezwyciężyć wdrażając protokoły komunikacyjne oparte na IP, umożliwiając bezproblemową interakcję między urządzeniami IoT od różnych producentów. Ujednolicona infrastruktura oparta na IP upraszcza zarządzanie siecią, obniża koszty związane ze stosowaniem zastrzeżonych rozwiązań i pozwala różnym systemom w budynku na wymianę danych poprzez jedną główną sieć IP⁽⁷¹⁾. Taka zmiana będzie jednak wymagać zwiększonego zaangażowania zespołów zarządzania IT w procesy projektowania, rozruchu i podejmowania decyzji dotyczące systemów automatyki budynku.

W celu pokonania wyzwań związanych ze skalowalnością trzeba będzie wdrożyć semantyczne modele domen, które określają zależności między elementami, systemami i przepływami danych w domenie automatyki budynku. Takie modele zapewniają kontekst danych, umożliwiając automatyczne konfigurowanie złożonych systemów.

Możliwość automatycznego aktualizowania urządzeń IoT będzie natomiast istotna dla zapewnienia bezpieczeństwa, ponieważ ręczne uaktualnianie oprogramowania tysięcy urządzeń w budynku jest nierealne. Aby umożliwić bezpieczne aktualizowanie poprzez sieć, najpierw trzeba będzie rozwiązać problemy z kompatybilnością.