物联网建筑系统降低能源消耗

物联网建筑系统降低能源消耗

1. 使用LoRa连接创建更智能的建筑
2. 通过二氧化碳传感器追踪个人
3. 人工智能预测建筑条件

瑞典物联网(IoT)技术提供商Nordic Propeye在欧洲部署多年后，将其基于LoRaWAN的供暖、通风和空调(HVAC)优化解决方案引入美国。Nordic Propeye是一家拥有20年历史的建筑连接企业Home Solutions的改版。在其新名称下，该企业专注于LoRaWAN物联网解决方案，具有基于云的数字平台以及传感器设备和智能电表的产品组合。

该企业针对北美用户发布的OY1211 LoRaWAN  二氧化碳测量系统，利用Semtech的LoRaWAN芯片，提供与跟踪二氧化碳、温度、湿度和氡水平的传感器的连接。其目标是根据传感器检测，包括风扇使用，自动调整建筑物的HVAC设置，以解决二氧化碳水平，以及温度和湿度的检测和调整。该企业提供了一种人工智能(AI)算法，利用传感器数据、天气预报和建筑行为，然后以最佳温度和气流等功能覆盖HVAC默认参数。

Nordic Propeye首席技术官Stefan Lindgren表示，该技术旨在满足建筑行业降低能源消耗和效率低下的需求。根据美国能源部的建筑能源数据手册，美国的建筑占能源消耗的39%。这意味着其也贡献了很大比例的温室气体排放。Nordic Propeye报告称，自2019年以来，其物联网解决方案已为部署早期版本技术的建筑物节省了15%至30%的能源。

使用LoRa连接创建更智能的建筑

Lindgren表示，Nordic Propeye在2015年首次开发了基于物联网的建筑管理技术，使用LoRaWAN连接。该企业与物联网标准组织Lora联盟密切合作，其无线连接温度传感器是该组织认证使用LoRa连接的首款终端设备。该企业一直使用Semtech的集成电路。

Lindgren表示:“当涉及到新技术时，建筑行业历来相当保守。但我们看到LoRaWAN技术确实能够实现许多新的创新和许多新功能。”到目前为止，该解决方案主要部署在斯堪的纳维亚国家，但其使用也扩展到世界其他地区。

目前在美国提供的解决方案提供二氧化碳、温度和湿度传感，以及各种其他传感器，利用建筑物城市中的LoRa网关或现有LoRaWAN网络。需要更多LoRa连接的建筑物通常需要每三层或四层安装一个网关。

通过二氧化碳传感器追踪个人

Lindgren解释道，二氧化碳传感器可以检测出空间是否“有人类的气味”。这对占用数据很重要，因为其使系统能够确定是否需要为现场人员的舒适度进行建筑调整。通过检测二氧化碳水平，该解决方案提供了两个功能:实时识别人们所在的位置，以及测量空气状况以检测何时需要风扇来改善通风。在后一种情况下，解决方案可自动调节风扇速度和气流。

通常情况下，传感器安装在人们在办公空间工作的房间里。其以提供实时数据的速率捕获传感器数据，同时也降低了电池供电传感器的能源消耗。例如，二氧化碳传感器可以每分钟读取一次数据，但只能每20分钟转发一次数据。当读数发生变化，表明有人进入房间或空气质量正在下降时，传感器立即通过LoRaWAN发送额外的数据包，使系统能够相应地调整设置。

Lindgren表示，我们每分钟都在本地测量，然后决定这个测量值的变化是否超过了某个阈值。用户可以根据自己的需求预先确定。数据的使用方式也各不相同。例如，为了减少能源消耗，该解决方案可以根据二氧化碳率检测是否有人进入会议室。因此，可以设置温度上升以适应，然后在其离开后再次降低到节能水平。此外，该系统还可以利用收集到的数据来改善人们呼吸的空气的健康状况。

由于COVID-19大流行后鼓励员工重返工作场所，许多企业都在努力确保健康的空气质量。高二氧化碳和高湿度通常会通过空气传播病毒。Lindgren表示:“优化空气质量对于让人们重返办公室和工作尤为重要。”如果需要，企业可以购买传感器和网关，然后通过订阅访问数据。Nordic Propeye解释到，用户的最高成本是硬件。在常见的安装中，每150平方米(1615平方英尺)部署一个传感器。

人工智能预测建筑状况

该解决方案的软件包括一个人工智能引擎，可以跟踪建筑状况，同时监控建筑的行为，并预测未来的事件。这项技术不仅可以收集传感器数据，还可以收集天气预报，从而在建筑物周围创建一个模型。然后，该软件可以使用与建筑物如何满足空气质量指数或空气质量要求相关的信息，从而提前做出调整，以确保适当的能源使用和空气质量。

人工智能数据在云中管理，但该系统也与本地建筑系统通信，以调整通风、供暖和冷却。Lindgren表示，我们的目标是在通风良好、健康的条件下减少能量。需要优化两者。确切的权衡是业主的商业决策。

该系统可以利用来自氡传感器的数据。斯堪的纳维亚山区的氡含量特别高，这些信息可以判断是否有人在场，从而使氡含量在夜间无人的情况下上升。如果该系统根据二氧化碳排放量检测到建筑物中的人，通风系统就会自动打开。

使用Nordic Propeye解决方案的业主可以继续利用其现有的供暖和制冷系统，同时为这些系统添加插件，以便其可以与软件通信。该企业销售自己的传感器，这些传感器内置Semtech收发器。Lindgren表示:“在单个组件方面，我们得益于与许多优秀的供应商合作。“Nordic Propeye通常通过合作伙伴提供安装服务，包括安装LoRaWAN网关，以在必要时改善连接。

根据美国的监管要求，OY1211 LoRaWAN二氧化碳流量计解决方案适用于使用902至928 MHz频率的美国市场。Lindgren表示，目前在美国的办公楼中已经有几个试点装置。我们主要专注于大型办公楼或零售店，这些地方拥有更先进的楼宇管理系统。”这项技术覆盖了全球约1500万平方英尺的建筑空间。据Nordic Propeye报道，在这些地点，其已经将能源成本和消耗降低了至少15%。