想象一下，如果建筑、倉(cāng)庫(kù)、機(jī)場(chǎng)、家庭住宅或工廠能夠?qū)崿F(xiàn)智能化和互聯(lián)，并且真正做到高效能和動(dòng)態(tài)的自動(dòng)感測(cè)，這些改變將會(huì)為我們的工作與生活帶來(lái)什么樣的巨大變化? 事實(shí)上，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，以下的應(yīng)用場(chǎng)景正離我們?cè)絹?lái)越近。

　　倉(cāng)庫(kù)中任何一個(gè)貨板都能夠報(bào)告貨物質(zhì)量和重量，并同時(shí)處理貨物裝載的歷史記錄。

　　智慧倉(cāng)庫(kù)將能夠識(shí)別每個(gè)貨板上所放置的貨物，并追蹤整個(gè)庫(kù)存清單上的貨物裝載處理記錄。例如，智能互聯(lián)卷標(biāo)技術(shù)對(duì)于追蹤零件，以及整個(gè)供應(yīng)和生產(chǎn)制造鏈的供貨處理優(yōu)化扮演了十分關(guān)鍵的角色。

　　無(wú)線連接技術(shù)是未來(lái)智能建筑和智慧倉(cāng)庫(kù)的另一個(gè)關(guān)鍵要素。對(duì)于機(jī)器和供貨的監(jiān)視、控制與追蹤往往需要一個(gè)可擴(kuò)展的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。而控制環(huán)路的實(shí)際要求對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

　　此外，作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)早期應(yīng)用之一的資產(chǎn)追蹤在范圍和定位特性等方面也有一些額外的要求。不過(guò)，以上應(yīng)用都有著無(wú)線節(jié)點(diǎn)的超低功耗以及充足的處理能力，因?yàn)榇蠖鄶?shù)應(yīng)用的無(wú)線節(jié)點(diǎn)在使用壽命內(nèi)都會(huì)避免更換電池的步驟。

　　圖1 : 管理員只需要一部智能手機(jī)，就能監(jiān)測(cè)到建筑或工廠內(nèi)實(shí)際運(yùn)作的狀態(tài)。(source: fabricatingandmetalworking)

　　一棟建筑或一家工廠內(nèi)的所有機(jī)器和閘閥都能夠自動(dòng)報(bào)告運(yùn)作狀態(tài)或預(yù)報(bào)任何即將出現(xiàn)的故障，同時(shí)管理員只需要一部智能型手機(jī)，就能監(jiān)測(cè)到故障閘閥中的漏水點(diǎn)或追蹤插座中微安培的電力浪費(fèi)。

　　在機(jī)器當(dāng)機(jī)會(huì)造成高額損失或使業(yè)務(wù)中斷的工業(yè)或商業(yè)設(shè)施中，預(yù)測(cè)性維護(hù)至關(guān)重要。目前，各式各樣的感測(cè)模式能夠與先進(jìn)的算法組合在一起，而其中的感測(cè)技術(shù)為實(shí)現(xiàn)可靠和高效運(yùn)轉(zhuǎn)的智能工廠打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。一個(gè)現(xiàn)代的超聲波或電磁流量計(jì)能夠檢測(cè)液體或氣體流動(dòng)中任何微小的振動(dòng)，從而快速探測(cè)出氣體和液體損耗，并迅速確定其外泄的位置。智能斷路器能夠報(bào)告能源使用概況，或線路中潛在的電流外泄。

　　辦公大樓窗戶上的智能玻璃是一塊透明的太陽(yáng)能板，或是能夠優(yōu)化能源使用的“能源路由器”。

　　智能建筑將透過(guò)使用高效太陽(yáng)能板或其他替代能源(例如結(jié)合液流電池的燃料電池)來(lái)優(yōu)化能耗。能源的高效生成、使用和儲(chǔ)存可以在不影響質(zhì)量或生產(chǎn)率的情況下使能源成本大大降低。智能建筑也將透過(guò)電網(wǎng)電力和替代能源的組合電源，以及結(jié)合那些需要頻繁進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換的大容量能源儲(chǔ)存設(shè)施來(lái)進(jìn)行供電。

　　為了節(jié)約能源，轉(zhuǎn)換的效率和負(fù)載感知變相當(dāng)重要。高性能轉(zhuǎn)換器和逆變器需要高效的高壓功率晶體管和智能驅(qū)動(dòng)器/控制器。具有數(shù)字控制環(huán)路的智能電源解決方案，能幫助從電網(wǎng)電力到能源儲(chǔ)存的AC/DC能源轉(zhuǎn)換，以及將儲(chǔ)存能源或太陽(yáng)能板搜集到的能源轉(zhuǎn)換為AC負(fù)載的DC/AC能源逆變系統(tǒng)。

　　全新裝置將有可能實(shí)踐高效雙向的能源轉(zhuǎn)換。未來(lái)，建筑物將安裝“能源路由器”，把來(lái)源不同、形式各異的能源引至不同負(fù)載，這一點(diǎn)與進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳和下載的數(shù)據(jù)路由器相似。

　　一棟智能辦公大樓可以根據(jù)工位布置迅速調(diào)節(jié)供熱、光照、通風(fēng)、會(huì)議室空間和視聽(tīng)需求，而在未來(lái)的某一天，建筑物的玻璃表面將會(huì)變得更鮮活生動(dòng)，成為漫游顯示的一部分。

　　先進(jìn)的半導(dǎo)體感測(cè)技術(shù)進(jìn)步逐漸實(shí)際應(yīng)用在智能建筑中，且能夠在環(huán)境感測(cè)型建筑內(nèi)執(zhí)行資源的動(dòng)態(tài)追蹤與管理。在場(chǎng)傳感器、熱能和化學(xué)傳感器、視覺(jué)傳感器、流量計(jì)量以及許多其他類(lèi)型的傳感器正廣泛的應(yīng)用于許多現(xiàn)代商用設(shè)施中，使得智能建筑的保護(hù)和安全性也大幅提升。包括照相機(jī)、超聲波、光學(xué)和雷達(dá)傳感器在內(nèi)的互聯(lián)視覺(jué)傳感器布署，使智能建筑中幾乎不存在監(jiān)控死角。此外，先進(jìn)的氣體和散熱傳感器還能夠追蹤和分析有害外泄化學(xué)物質(zhì)，進(jìn)而精確地探測(cè)出有害外泄或危險(xiǎn)產(chǎn)生的潛在區(qū)域。

　　圖2 : 一棟智能辦公大樓可以根據(jù)工位布置迅速調(diào)節(jié)供熱、光照、通風(fēng)、會(huì)議室空間和視聽(tīng)需求。(source: ledesigngroup)

　　在一棟常見(jiàn)的智能建筑設(shè)施中設(shè)有成千上萬(wàn)個(gè)互聯(lián)傳感器;這些傳感器必須在連接和工作時(shí)保持步調(diào)一致，以提供可靠的監(jiān)測(cè)和控制。雖然某些較高功率的傳感器可以透過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，但更大規(guī)模的布署則需要一個(gè)互補(bǔ)型的傳感器網(wǎng)絡(luò)。

　　大數(shù)據(jù)處理、超低功耗無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、嵌入式傳感器技術(shù)、低能耗管理監(jiān)控和其他模擬與嵌入式處理電子組件領(lǐng)域內(nèi)的創(chuàng)新技術(shù)匯聚一堂，更加快了智能建筑的實(shí)現(xiàn)。

　　更高的安全性、保護(hù)能力、生產(chǎn)率和質(zhì)量是目前智能建筑的開(kāi)發(fā)人員們采用這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的原因所在。在未來(lái)，智能建筑將真正走進(jìn)人們的日常生活，并成為不可或缺的一部分。