无线能量采集传感器在智能建筑中的应用

随着全球大流行，我们对办公楼的需求发生了变化。 如今，占用这些空间的人数越来越少，越来越多的业主、规划师和设施经理开始重视灵活性、数字化和能源效率。 逐渐返回办公室的员工希望确保一个没有病毒的空间，更不用说一个舒适、健康、安全的环境。 与此同时，建筑物及其隐含能源及其运营的二氧化碳排放量仍占全球总量的近40%。

由于智能网络空间可以平衡这些多维目标，因此它们越来越受到高管和施工经理的关注。 测量占用情况、二氧化碳、噪音和光线的物联网传感器已经存在多年，但其成本已大幅下降。 同时，它们变得更容易安装和维护。 通过从周围环境（例如运动、光线和温差）收集能量，传感器无需电线和电池即可运行。 因此，业主可以从传感器中受益，而不必担心能源供应和消耗。

物联网传感器在智能空间中的优势

由于在可预见的未来，很少有办公室会在整个工作周都被占用，因此许多工作站将闲置。 雇主仅通过办公桌共享和混合工作模式即可节省高达 30% 的家具、能源和租赁成本。 物联网传感器可以记录房间内有多少人，并监控正在使用哪些工作站和区域，从而允许业主、运营商和规划人员以数字方式绘制和优化空间。

有关办公桌可用性的信息可以指导能源管理决策，并实时通知员工哪些工作站可用。 然后，员工可以选择一个具有自己喜欢的温度的区域，与特定同事一起参与团队活动，或者使用他们完成任务所需的技术。

未使用的办公桌也可能是重要的能源和资本消耗者。 在很少或偶尔使用的区域，温度和太阳能传感器可以通知加热、冷却、通风和照明控制，这样如果这些系统在同一网络上通信，它们就可以自动调整。 空间利用率数据可以帮助识别很少使用的区域，进而帮助企业决定是否继续租赁这些区域。

二氧化碳传感器可以维持甚至提高工人的生产力； 更重要的是，他们可以通过监测室内空气质量和二氧化碳水平来保护员工的健康。 如果 10 名员工在没有足够通风的会议室里坐一个小时左右，他们的身体就会感觉好像各自喝了两杯酒一样 – 到那时，创造性工作几乎是不可能的。 当二氧化碳浓度接近临界水平时，传感器可以通过机械系统或通知居住者打开窗户来向居住者发出警报并增加进入空间的气流。

EnOcean的STM 550是一款自供电多传感器，结合了温度、湿度、照明、加速度和磁接触传感器。无线传感器的可再生能源

新的建设项目通常会考虑并将智能基础设施纳入其计划中。 对于改造来说，使用可直接连接到墙壁、窗户和天花板的无线传感器，打开现有（可能是历史悠久的）建筑墙壁的难题不再是问题。 无线传感器消除了对电缆的需求，并提供了安装位置和网络扩展的灵活性。

此外，能量收集无线电传感器可以不需要电池和铜线，这两者都是能源密集型产品。 相反，它们从运动、光和温差中获取能量。

在动能收集中，电力是通过运动产生的。 例如，安装在办公桌上的振动传感器可以可靠地监控正在使用的工作站，而无需消耗电力。 按下开关会激活机电能量转换器，该转换器会产生足够的能量来打开和关闭电器或灯光、调用灯光场景或按下按钮即可控制卷帘。 这也适用于窗户接触传感器，它会在窗户打开时报告。

同样，水传感器可能使用可膨胀材料，当接触水并膨胀时，会激活机电能量转换器，该转换器向阀门发送无线电信号，从而中断供水。

安装在传感器模块上的小型光伏电池将阳光转化为电能。 它们不需要太多的光（200勒克斯或更少就足够了）来监测湿度、温度、窗户照射或占用情况。 能量存储在内部，确保传感器在阳光不足的日子里正常工作。

使用 Peltier 元件和 DC-DC 转换器，无线传感器可以利用仅 2 摄氏度的温差产生能量。 这种方法非常适合自供电加热阀，它利用加热器和环境之间的温差来改变设置并通过无线电与太阳能房间控制器进行通信。

物联网的好处

利用现有IT基础设施可以加快智能物联网解决方案的实施，同时节省项目成本。 将自供电无线电传感器（最常见的是从光中收集能量）与 Wi-Fi 接入点相结合，可以将收集到的传感器数据发送到云端，借助物联网软件进行分析。 除了易于安装和维护之外，无电池无线传感器还可以帮助房主获得将新的或现有的办公室改造成智能、灵活和安全的工作空间的好处。