空調監控和預測性維護是兩種技術，可以為建筑經理和管理員提供象征性的救生員。這些術語也適用于家庭，即智能家居，但讓我們從智能建筑的描述開始。

條件監測沒有什么秘密或超級復雜的。這幾乎就是它聽起來的樣子——隨時了解您的建筑物設備的狀況。這意味著當設備是全新的，當它已經上線一段時間，當它需要維護時。在某些情況下，我們談論的是已經使用多年甚至幾十年的設備。因此，您可以在安裝新設備時安裝用于狀態監測的傳感器和控制器，或者將它們改裝到當前的、可能較舊的設備中。

狀態監測是預測性維護的先決條件。您通過傳感器融合獲取數據，例如，在 HVAC 系統中，您可能會查看過濾器、電機的運行情況以及各個位置的溫度。而且，在一些智能建筑中，您甚至可以查看空氣質量（在此處了解有關工業 HVAC 系統所需組件的更多信息）。

對于傳感器融合，MCU 收集數據，并在需要時執行基本的邊緣計算技術來過濾數據并在需要時發送到云端。PSoC? 6系列 MCU 適合此任務。它們有兩個內核，一個是用于管理系統安全性（如安全啟動或安全固件更新）的 Arm Cortex M0+，另一個是可以在數據發送到云端之前收集傳感器數據并執行邊緣計算的 Arm Cortex M4。

如果將數據傳輸到云端，空調監測也需要可靠的連接。這可以通過使用提供擴展溫度范圍的高可靠性 Wi-Fi SoC（如CYW4373）來解決。

借助這些在不同時間點獲取的數據，您可以實施預測性維護。這種系統的優點包括更少的停機時間、遠程管理設備的能力以及更低的總體成本。

狀態監測的責任分為多個領域，包括設備供應商、簽約維護公司、建筑運營商、建筑業主和/或設備用戶。歸根結底，每個利益相關者都應該看到狀態監測和預測性維護的價值。

與機器學習配合使用時，無論是在設備所在的邊緣，還是在云端，實施預測性維護的效果最好。每種實現方式都有優點和缺點。如果您只是想檢查統計數據和數據并手動管理設備，則將所有內容保持在本地很簡單。在這種情況下，不需要云連接，這具有使系統更安全的額外好處（稍后會詳細介紹）。

許多提供商已經有一個系統，您可以通過云向他們發送您的數據，他們可以為您處理預測性維護（通過機器學習）。顯然，這涉及到成本。如果您要處理分布在多個地點的多個建筑物中的大量設備，這可能是最佳選擇。云將保留您的狀態監控數據庫，因此預測性維護相對容易。

憑借其廣泛的傳感器產品線，英飛凌可以協助狀態監測，以及使用公司針對機器學習的組件進行預測性維護，其中包括上述 PSoC? 6。在某些情況下，設備制造商設計硬件和軟件在它出門之前進入他們的設備。這通常是首選配置。

處理已安裝的設備

眾所周知，設備的安裝基礎是巨大的，智能建筑業主和管理人員報廢他們的工作設備以換取配備最新技術的新設備的可能性很小。這就是改造發揮作用的地方。

處理狀態監測的改造設備相對簡單。例如，您可以添加一個麥克風來檢測空氣處理器中彎曲或受灰塵污染的風扇葉片是否存在振動或諧波。將這些傳感器連接到云端，例如通過低功耗藍牙 （BLE） 或 Wi-Fi 連接到云端并不是一項艱巨的任務，因為傳感器和連接供應商已經通過他們的軟件使過程變得簡單。

請注意，每當您將 IoT 節點添加到設備時，您就是在為黑客添加一個入口點；英飛凌提供硬件解決方案，因此可以在硬件中實施安全證書。然后使用這些硬件部件來驗證現場的各種設備。例如，英飛凌采用了一項名為 CIRRENT? Cloud ID 的服務，您可以在其中下載您的證書，這些證書會加載到設備中并用于以安全的硬件方式進行身份驗證。

多少才夠？

顯然，沒有什么是免費的，其中包括執行預測性維護的能力。那么，運營商需要問自己，我能從這項技術中獲得多少收益？

重要的是要知道您的設備會發生什么，包括其當前狀態以及可以提前預測的任何維護或問題，例如更換過濾器和潤滑機械。然后，您需要知道要收集什么樣的數據（以及多少數據）。這將確定所需傳感器的數量和類型。

確定何時需要更換過濾器的一種方法是測量和監測過濾器處的空氣流量，這可以通過英飛凌DPS368 數字氣壓傳感器等設備完成，該傳感器是公司 XENSIV? 系列傳感器的一部分。這款微型器件尺寸為 2.0 x 2.5 x 1.1 mm，具有非常高的精度（例如，高度計算可從壓力測量低至 ±2 cm）和低電流消耗（平均為 1.7 μA）。它可以測量溫度和壓力，后者由電容感應處理，從而實現高精度。

智能家居也有好處

智能家居將看到類似的好處，盡管規模較小，因為需要監控的設備較少。該設備可以按照設定的模式工作，即將溫度設置為每天的特定時間，或者在特定時間打開或關閉燈。或者它可以簡單地跟隨用戶的行為。例如，如果房主將恒溫器設置為特定溫度，系統就會知道這一點。

隨著越來越多的“小工具”被添加到網絡中，以不同的時間線運行，家庭可能是一個更難以控制的環境。例如，您的 HVAC 系統的預期壽命可能為 10 年或 15 年。但是網絡上的其他一些設備的壽命可能會更短。坦率地說，一些較新、較便宜的設備幾乎沒有那么準確。在某些情況下，家用傳感器提供許多“便利”功能，例如提醒房主需要更換過濾器。

總之，它歸結為三個組件組。首先是傳感器技術，它將相關信息提供回服務器。第二個是控制器 （MCU），需要根據傳感器提供的信息采取行動。如前所述，該處理既可以在物聯網邊緣進行，也可以在具有設備遠程連接的云中進行。第三是硬件和軟件的安全性。

審核編輯：郭婷