互联式建筑

目前，世界各地的楼宇已安装了约20亿台物联网(IoT)设备，预计未来这一数字将以每年13.7%的速度增长⁽⁶⁹⁾。建筑物中的物联网设备是由相互连接的传感器、系统和设备组成的网络体系，它们收集和交换数据以优化运营、提高能效并提升占用人的舒适度和安全性。可举的例子包括互联安防与访问控制系统、暖通空调和建筑能量管理系统、办公场所管理系统、智能照明系统、自动扶梯与电梯及车库管理系统、消防与安全系统，以及室内环境质量监测器。一栋容纳数万台物联网设备的建筑物是世界上最复杂的控制系统之一——甚至比自动驾驶汽车或工业机器人还要复杂。

虽然在大楼中集成物联网设备可以带来巨大机遇，但目前所面临的若干问题还是限制了其潜力的充分发挥。一个主要障碍在于互操作性，因为许多物联网设备依赖于专有协议，导致不同的楼宇自动化垂直领域之间的系统集成变得复杂化，还阻碍了系统之间的无缝运作。但扩展性是又一个重大挑战，因为如果没有能够自动识别和协调其他物联网设备的物联网设备，管理不断扩展的物联网网络体系就会变得日趋复杂。此外，可升级性也至关重要，因为物联网设备固件往往会因技术进步而比硬件更快地过时，需要频繁更新以确保高效且安全的运作。

楼宇自动化领域之间的无缝集成不仅会释放更为高效的能量管理新潜力，还会进一步降低成本并引入新的成功应用案例，为占用人体验带来革命性的变化。例如，暖通空调系统可以根据预期的占用率、天气预报以及个人喜好来适时调整办公室和会议室的温度与通风。智能照明系统能够根据日光强度自动调节亮度，模拟自然日光的变化来维护人体昼夜节律。此外，智能基础设施还可以启动基于位置感知的交互功能、为活动和访客提供个性化标识、实时提示工作空间和会议室的可用时段，以及自动推出尚未占用的预留区域⁽⁷⁰⁾。为了取得这些技术进步，必须克服当前存在的互操作性、可扩展性、可升级性和数据过载等障碍。

互操作性问题可以通过采用基于 IP 的通信协议来解决，以实现不同厂商的物联网设备之间的无缝交互。统一的基于IP的基础设施简化了网络管理，降低了与专有解决方案相关的成本，并允许不同的楼宇系统通过单一IP骨干网共享数据⁽⁷¹⁾。但这一转变需要 IT 管理团队在楼宇自动化系统的设计、调试和决策过程中发挥更积极的作用。

要克服可扩展性挑战需要采用语义域模型，这些模型定义了楼宇自动化领域中组件、系统和数据流之间的关系。这些模型提供数据上下文，便于复杂系统实现自我配置。

最后，物联网设备的自动化升级能力也至关重要，旨在解决安全问题，因为人工修复建筑物内成千上万的设备是不切实际的。实现安全的网络更新的前提是解决互操作性问题。