智能建筑是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是信息社会与经济国际化的需要。智能建筑主要由楼宇自动化控制系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。而智能建筑往往是从楼宇自动化控制系统开始。
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统,是智能建筑不可缺少的一部分,其采用先进的计算机控制技术、管理软件和节能系统程序,可以使建筑物机电或建筑群内的设备有条不紊、综合协调、科学地运行,从而达到保证建筑物内有舒适的环境、可实现节能和节省维护管理工作量等。楼宇自动化效率提高的很大一部分原因可归功于当今系统监控和控制技术的进步。在这些先进而创新的系统中,居于核心地位的是像ADI这种模拟半导体公司的信号处理IC,包括模数和数模转换器、放大器、电源管理、RF IC等等,这些系统级的专业技术和产品可帮助客户实现最佳的楼宇系统设计。
智能视觉传感器,数字化楼宇环境中的我们
据有关统计,现代人的一生中大约有90%的时间是生活在楼宇内,因此如何有效保证楼宇建筑设施的可持续发展、创造既舒适节能又健康智能的完美空间成为智能建筑行业的重要命题。ADI提供的EagleEye基于边缘的完整端到端硬件和软件技术解决方案,可用于楼宇占用监控,并从本质上数字化人类行为。
ADI的智能视觉传感器解决方案EagleEye采用Blackfin DSP ADSP-BF70X系列产品,且基于边缘的低功耗、智能图像检测器件,它能够捕获场景视频并在器件上运行本地图像处理,器件输出的只是元数据,例如视场中的人数及其位置,而不会输出捕获的图像,这将很好的避免了隐私问题。此外,该解决方案还可以测量环境指标,如灯光水平、温度水平等,而所有这些信息都是从终端节点获取,无需在云中运行大型服务器或大型软件,所以对云端所有的基础设施都要求非常轻。据悉,ADI这款视觉传感器解决方案还可以在速度极慢的网络中使用,因此,它具有高度的可扩展性,可以覆盖任何形状的区域。下图是集成ADI的Eagle Eye且基于终端的完整成像检测解决方案。
楼宇空间占有和人员检测技术功能对于提高楼宇利用效率和优化办公空间的使用非常重要,EagleEye其中一项重要的应用是照明和HVAC(供热通风与空气调节)控制。照明和HVAC消耗了建筑物中64%的能源,所以对定义空间的使用情况和人数有深入的了解,可使建筑管理人员做出更明智的决定,例如根据需求的降低,来减少照明或HVAC需求。就照明而言,EagleEye可以做到当有人进入房间时开启照明设备,而宠物进入时不开启。我们也可以利用EagleEye检测到的信息来驱动HVAC系统,例如控制房间的温度,当检测到房间里有6个人,可将温度调整为12℃,而只有5个人时,则调整为15℃。
EagleEye的另一个应用是楼宇空间优化。在纽约和旧金山等这样的大城市中,楼宇空间是非常昂贵的,楼宇业主们希望优化其出租空间并从中获取最大价值。据相关数据统计,办公空间的利用率一般只有39%,EagleEye可以帮助提高不同空间的利用率。例如一个空间始终空置,另一个则超员使用,那么可以利用空置区域来增设可用空间。总之,利用EagleEye检测到的信息可以预测空气流动、检查照明条件、优化舒适度等,为楼宇中的用户营造健康安乐的生活、工作环境。
专为视觉检测应而生的Blackfin数字信号处理器
EagleEye集成人数统计功能之所以能够进行占用分析,离不开ADI的低功耗Blackfin处理器系列产品ADSP-BF70x以及ADI专门优化的软件库。ADSP-BF707是ADSP-BF70x Blackfin数字信号处理器(DSP)产品系列中的一员,为最终设备制造商提供多种功能特性,涵盖智能运动检测、人数统计、车辆检测和人脸检测。该处理器内核将16位双MAC、32位MAC和16位复杂MAC结合为最先进的信号处理引擎。它还将干净且正交的RISC式微处理器指令集的优势和单指令、多数据流(SIMD)多媒体能力结合为一个指令集架构。而且Blackfin+内核的最新改进加入了缓存增强、分支预测以及其他指令集改进,同时保持指令集兼容之前的Blackfin产品。
ADSP-BF707处理器提供高达400 MHz的性能,最低功耗小于100 mW。它们采用低功耗、低电压设计方法,提供世界一流的电源管理和性能。此外,该款Blackfin处理器集成了许多业界领先的系统外设、大容量片内存储器和高速外部存储器接口,在一个集成封装中提供RISC式编程能力、多媒体支持和先进的信号处理,堪称新一代应用的首选平台。这些应用涵盖众多市场领域,从汽车系统到嵌入式工业、仪器仪表、视频/图像分析、生物特征识别和控制应用。
小结
随着智慧城市的开展、房地产业的发展,标杆型楼盘全智能化的风靡,智能楼宇炙手可热。据前瞻产业研究院发布的《智慧城市建设发展前景与投资预测分析报告》预计,2019-2020年,我国智慧楼宇市场规模继续保持30%左右的增长,到2020年或可达6400亿元。随着高端楼宇对能效、安全和舒适性的要求空前提高,如何在满足上述要求的同时达到最高工作性能,必须借助一张由精密传感器和监控/控制系统构成的复杂而可靠的网络。ADI公司的高性能信号处理解决方案种类丰富、高效可靠,可帮助楼宇建造师实现最佳的智能楼宇系统设计,最终赋能智慧城市的建设。