無源無線傳感器在綠色節(jié)能建筑中的應用

1、無源無線傳感器在綠色節(jié)能建筑中的應用作者：SL-TECH概述 近些年綠色節(jié)能環(huán)保建筑的理念越來越得到廣泛的推崇，尤其是歐美地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了許多綠色節(jié)能建筑，并且對現(xiàn)有的傳統(tǒng)建筑大量實施綠色節(jié)能改造工程。 現(xiàn)代樓宇自控領域多采用BEMS系統(tǒng)（樓宇能源管理系統(tǒng)）達到降低建筑能耗的目的，然而建筑的開銷不僅僅局限于水、電、熱等傳統(tǒng)能源的消耗，還包括線纜的鋪設、電池更換等設備維護帶來的開銷，當然還包括發(fā)電供熱等過程中所產(chǎn)生的硫、二氧化碳等污染物，廢棄電池產(chǎn)生的有害化學物質(zhì)，而這些污染物、廢棄物的排放、處理仍然會產(chǎn)生開銷。 建筑物的大量開銷每年帶來的高額費用是國家、企業(yè)的大包袱，所產(chǎn)生的污染物、廢棄物則是公

2、民乃至人類的大包袱。因此綠色節(jié)能建筑工程的改造實施迫在眉睫，對國家、企業(yè)以及整個社會都有著重大的意義。 無源無線傳感器 無源、無線是構建綠色節(jié)能建筑，實施綠色節(jié)能改造工程的重要技術手段，這項技術的運用從根本上降低了建筑開銷，而不僅僅是采用BEMS系統(tǒng)帶來的能耗控制，無源無線樓控系統(tǒng)的使用將大量減少線纜布設、金屬使用、電池更換、污染物排放所帶來的建筑開銷。 無源無線傳感器是無源無線樓控產(chǎn)品的基本構成單元，它的成功運用得益于不斷發(fā)展并成熟的能量收集技術，使我們能夠充分利用日常生活中室內(nèi)的光線能量，人體活動的機械能量等為我們的樓宇自控服務，實現(xiàn)無線控制的目的。 采用無源無線傳感器后，以往需要耗費許多

3、繁雜的工作，如布線設計、鋪設線纜等將變得多余，可以節(jié)省大量的安裝材料和安裝時間，從而使系統(tǒng)安裝的費用大大降低。 基于無源無線傳感器的樓宇控制產(chǎn)品種類繁多，目前國內(nèi)這方面的成熟產(chǎn)品還沒有出現(xiàn)，本文中將以德國thermokon公司生產(chǎn)的各類無源無線樓控產(chǎn)品為例，闡述無源無線傳感技術在綠色節(jié)能建筑中的應用。 基于無源無線傳感技術的樓控產(chǎn)品目前大體上分為以下幾類:1、信號發(fā)射器 2、信號網(wǎng)關 3、可編程控制器 4、信號中繼器 5、定時器 6、開關量I/O模塊 7、帶有總線通信功能的室內(nèi)控制器 1、信號發(fā)射器 信號發(fā)射器包含了各種無源無線開關面板、溫濕度傳感器、光照度傳感器、人體活動傳感器、門窗傳感器，

4、這些設備的能量來源于各種機械能以及光能，在它們的內(nèi)部安置了可以將微弱光線、微弱機械動力轉換為電力并存儲起來的器件，不需要電池、電線供電便可以工作。 當信號發(fā)射器（開關面板等）感知到外部事件時，如按動、溫濕度變化（可設定臨界值）、光照度變化、物體移動、門窗開關等，便會將事件消息組織成信號，并通過無線的方式送至接受設備，使處于待命狀態(tài)的信號接收器作出相關決策（如關閉/開啟照明設備、供暖設備、門窗、通風等）或應答（如返回控制信號）。 因此無源無線信號發(fā)射器在樓控系統(tǒng)中的角色便是感知外部事件，生成標準信號并傳出。 下面列出了一些典型的基于無源無線技術的傳感器，屬于信號發(fā)射類產(chǎn)品，它們均產(chǎn)自德國，由Th

5、ermokon公司制造。 無源無線溫濕度傳感器無源無線亮度傳感器無源無線門窗傳感器人體活動傳感器2、信號網(wǎng)關 在大型節(jié)能建筑中，跨界傳輸是不可避免的，如不同辦公區(qū)域、樓層，甚至不同廠家的設備，當要進行跨界通信時就需要有一個可信賴的中間設備來處理這些跨界通信事務，此時基于無源、無線傳感技術，且支持多種樓宇自控標準協(xié)議的信號網(wǎng)關便顯得尤其重要，它接受來自無源無線發(fā)射器傳出的無線信號，并通過如KNX、MODBUS、以太網(wǎng)、RS485/422等總線及傳輸介質(zhì)，將信號傳遞到更遠的樓控節(jié)點。因此無源無線信號網(wǎng)關在綠色節(jié)能建筑中起著處理跨界通信事務的角色。下面的高端信號網(wǎng)關產(chǎn)品均產(chǎn)自德國，由Thermoko

6、n公司制造 帶有LON通信接口的網(wǎng)關帶有KNX/EIB通信總線功能的網(wǎng)關帶有多種總線通信接口的網(wǎng)關帶有以太網(wǎng)通信接口的網(wǎng)關3、帶有總線通信功能的室內(nèi)控制器前面提到過，大型建筑中不可避免的要進行跨界通信，尤其是不同廠家設備間的通信，因此帶有多種總線通信功能的設備就顯得尤其重要，在智能樓宇自控系統(tǒng)中，經(jīng)常用到各種室內(nèi)控制器，對環(huán)境溫度、濕度、光照度、通風進行有效控制、調(diào)節(jié)，而支持多種總線通信標準的室內(nèi)控制器在樓宇自控系統(tǒng)中可以發(fā)揮巨大的作用，當不同廠家的控制器都遵循某一種或幾種通信標準時，便可以進行無縫的通信，完美的配合在一起協(xié)同工作，下面圖中示出了德國Thermokon公司生產(chǎn)的部分室內(nèi)控制器，

7、它們均支持多種總線通信標準，如KNX/EIB、Modbus、LonMark等等。歷史建筑的綠色節(jié)能改造工程實施（維也納國家歌劇院）另外值得一提的是，在一些古建筑的改造過程中，傳統(tǒng)的布線安裝將會對其造成歷史價值以及視覺上的破壞，因此全無線的傳感器將為歷史建筑的改造提供一種完美的解決方案。 實際綠色節(jié)能改造工程實施案例德國慕尼黑國際機場英國雅士谷賽馬場德國德累斯頓國家歌劇院西班牙馬德里商務區(qū)在高57層（236米），占地75200平方米的西班牙馬德里商務區(qū)的四棟大型商業(yè)建筑中，首次采用了德國最新的無源無線傳感器設備，共使用了4200支無源無線開關面板。THERMOKON無源無線開關面板1、僅電線就節(jié)省31.5公里長 2、節(jié)省使用了1.26噸金屬銅、3噸PVC 3、節(jié)省21