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M2M成功秘诀:能量收集无线技术

上网日期: 2013年11月15日 ?? 作者: Frank Schmidt ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:M2M? 无线传感器? RF? 2.4GHz?

无线和无电池技术几乎不用改动现有系统就能显著简化建筑物的能源监控和控制。无线设备的安装方式很灵活,所以,单个组件、墙壁开关、传感器和中继接收器可以方便地联网以形成一个智能系统,而且无需复杂的布线安装。此外,它还去掉了电池,就没有了需要定期(可短到一年一次)更换电池的负担。

HVAC控制就是这种灵活的自动化系统的一个例证。在此,恒温器、VAV(变风量)或风机盘管控制器接收来自于相应无电池传感器的占用、温度、湿度、窗户位置或CO2等信息,并控制散热器内的阀门执行器的开/关、或VAV系统的节气阀。同时,控制器将状态信息发送到中央楼宇自动化系统,并从BAS系统接收控制消息。这使得从远离建筑物本身的中央位置对其进行监控成为可能,同时能完成整个建设物范围的控制;例如,放假时相关系统的关闭。

借力能量收集技术的进步,产品方面也取得巨大进展:例如,Kieback&Peter;生产的革命性的自供电散热器阀门,利用热水和周围空气的温差来产生电能。该电能既用在与控制器或BAS系统的通信供电,又用于开/闭阀门本身。无需电缆或电池,这些无线设备特别易于安装,且不用维护。

在深入优化的系统中,诸如锅炉或空气处理单元等中央设备被集成到这种无线通信系统,进而可以支持根据需要对HVAC进行的调节,这可以通过使用台式电脑、平板电脑或智能手机通过互联网控制,这使得这些调节变得可见和可控。

安全监控,规避了电池故障

水检测器等报警系统是第二个应用领域,凭借其特殊性能,电池无线技术正在进入报警监控领域。报警应用,对可靠性的要求比照明控制苛刻得多。被检测系统的失职不仅意味着故障,还可能引发依赖该系统的其它系统更严重后果。事实是,电池故障导致的问题比电子部分引发的问题多,尤其是在大型系统中。能量收集则克服了这个问题。

来自各处,同入云“端”

通过网关,基于标准的能量采集技术还可与以太网、WiFi、GSM/UMTS/CDMA及其它网络相互通信,以整合进云服务。这里,由无电池无线传感器收集的所有数据被加密并通过互联网发送至云端。数据包由带128位密钥的AES算法加密。

此外,每条信息带有自己的滚动码。基于滚动码和AES加密的数据包,生成一个不停变化的认证码,然后由接收系统进行验证。采用相同验证机制的还包括通过无线钥匙开/关车门。若有更高的数据安全要求,也可集成专用加密机制。

通过TCP/IP连接控制和可视化软件的网关,可用于控制所有中继接收器和传感器,并提供双向能源管理。因此,后勤经理、业主和企业可在任何时候、任何地方通过云端监视库存、设备、资产和能源等重要信息。与建筑物相关的关键数据会被自动推送到云服务,这能将所有者和管理者从极具挑战性的协调和代价不菲的现场服务中解放出来。

这种基于云计算的方案的主要优点之一是:到手的管理系统是由制造商完全预先定制的;正在进行的设备调试是非常娴熟地从客户角度进行的,并从云端发出。用户享有不受限制地从台式机或智能手机用自己的IP地址远程访问其专用虚拟服务器的能力。

能量收集的大好前景

当今,对超低功耗无线应用的需求以及在建立通信标准方面的进步,给M2M供应商提供了新的机遇来创新和开发其产品和设备。已被接受的国际标准正在加速能量优化无线传感器和无线传感器网络的开发和实施,两者都与M2M的环境相关。

除了已经打入家庭和建筑领域,在智能家居、智能电表和智能电网领域及工业、物流和运输方面的应用,似乎也成为了一种水到渠成的过程。

本文来自《电子工程专辑》2013年11月刊,版权所有,谢绝转载。


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