与 ADI 一起加速实现可持续的零净未来

2024年4月04日

科技每天都在飞速发展，尤其是在消费电子领域。然而，在其他应用领域，科技仍未产生广泛影响。其中之一是楼宇（住宅、企业、工厂等）。本文探讨 ADI 公司的微电子解决方案如何通过智能建筑中的传感、测量、电源管理和连接，帮助实现可持续净零未来的全球目标。

楼宇数字化对于实现可持续的净零未来这一全球目标至关重要。利用我们丰富的专业领域知识和业界领先的传感、测量、电源、处理和连接技术，Analog Devices 正利用运营洞察，将传统楼宇转变为智能建筑。ADI 致力于利用我们的技术、人才和见解，保护地球，提高生活质量，为子孙后代带来积极的变化，因此我们是共同创造美好世界的首选合作伙伴。为楼宇配备创新技术，提高安全性、无障碍性、楼宇管理和能源效率，最大限度地提高楼宇使用者的舒适度。

智能建筑的未来

数字化、互联互通、实现可持续发展

楼宇数字化，加上更高级别的互连自动化系统、智能边缘传感器和执行器，这些都正在提高运营效率，从而实现楼宇管理的长期可持续改善。这些切实可行的见解降低了能耗，创造了更安全的环境，提高了入住舒适度，从而提高了工作效率，创造了更绿色的未来。

互联建筑系统的运营效率

边缘节点监控、分析和影响智能建筑的物理运行环境。边缘和云端的人工智能正在使用数据来优化系统性能，以实现所需的业务成果和环境目标。数据必须能够在一直以来孤立的 IT 和 OT 网络之间流动，这就更加需要持续融合的需求。这种整体方法依赖于将楼宇自动化子系统连接到楼宇管理系统的底层通信框架。边缘以太网使 IP 可寻址节点能够通过现有的标准双绞线电缆进行通信，从而为传统系统的无缝升级提供便利。

情报本地化和边缘保护

为做出明智的决策，必须收集和解释来自许多设备的数据。通过分散智能，可以在本地分析这些数据，以便更及时地做出决策，只需将结果传达给控制层即可。随着可访问节点的增多，需要对边缘进行保护。身份验证和安全启动是保护边缘节点免受潜在网络攻击所需的一些功能。

支持适应性建筑和传统建筑升级

数字化是边缘传感器和执行器的连接、见解的提取和行动的自动化，以实现运营目标。在新建筑中，空间必须具有适应性，能够根据新的使用情况或扩展的使用情况进行重新配置。对于传统建筑，额外的传感和控制必须与现有的 I/O 控制器和布线集成，以便随着投资的增加和投资回报的实现而得到有机增长。可配置的软件 I/O 解决方案为新建筑和传统建筑提供所需的灵活性，使业主能够最大化其资产投资回报。

即将到来的城市化

人口增长推动了城市化进程，据估计，到 2050 年，超过 65% 的全球人口将生活在城市环境中。据预测，到 2060 年，全球建筑面积将增加一倍，相当于在 40 年内每月为世界增加一个纽约。

通过提高自动化程度，降低运营成本

全面互联的楼宇正变得越来越智能，能够在工作时间内外自动响应居住者的需求。根据占用情况和外部天气条件，自动调节房间照明、温度、通风和百叶窗，为员工创造更舒适、更高效的工作环境，同时显著降低企业的能耗和成本。到 2050 年，90% 的现有建筑可能仍然屹立不倒，因此组织必须投资于更高的自动化水平，以克服不断增加的运营成本，并实现其可持续发展目标。

通过高效的电源设计降低能耗

完全集成的楼宇管理系统可以通过流程排序、根据占用模式优化环境以及检测和诊断设备的工作效率来节省大量能源。同时还可以通过核心系统设计实现节能，这需要一个了解权衡利弊并能提供高效电源设计所需解决方案的开发合作伙伴。

ADI 公司的关键支持技术

发掘新的效率来源

提高建筑的可持续性是减少全球能源消耗和相关碳排放的基础。许多新建筑都有配备远程监控 HVAC 系统、感知房间占用情况、自主控制照明和监控环境条件的技术，使这些建筑更具可持续性，同时也使让居住者感觉更安全、更舒适。ADI 公司业界领先的测量、连接、电源和处理技术正在帮助智能建筑成为现实。

门禁控制

利用人工智能，人脸和音频门禁控制现在变得越来越普遍。ADI 公司的多项技术，包括网络安全和人工智能处理解决方案，都可保护建筑免受外部和内部威胁。从门禁到声控盲控，MAX78000 AI 微控制器旨在支持神经网络在智能边缘以超低功耗执行。

资产健康管理

电机约占商业建筑用电总量的 38%。通过监控振动和电能质量，可以优化暖通空调系统的能源使用。ADI 公司的 ADXL359 能够实时监控资产状况，对机械故障和失效设备进行早期诊断。ADE9430 电能质量监控器件和配套的软件堆栈可通过一种经济高效的方法，监控电机电源的健康状况并保护电机本身的健康。

互联建筑

边缘节点传感器与执行器的无缝连接，可显著提升建筑运营效率。Analog Devices 提供一系列产品，将以太网连接引入楼宇自动化系统的各个层面。以太网 PHY 可用于通过 10BASE-T/100BASE-T/1000BASE-T 链路连接控制器。与 10BASE-T1L 标准兼容的单对以太网产品 (ADIN1100/ADIN1110) 可为点对点、环形和线路网络配置中的房间控制器和边缘节点提供以太网连接。ADIN2111 双端口低复杂度交换机可减轻房间控制器微控制器的负担，使得从传统系统升级变得更加容易。

改造是当务之急

建筑改造是实现可持续发展目标的关键，ADI 公司的产品在设计时考虑了分阶段升级的途径。AD74412R 软件可配置 I/O 可支持传统（ADM2867E 用于 RS-485，ADM3055E 用于 CAN）与新型灵活通信系统 (10BASE-T1L) 共存，以实现最佳改造。10BASE-T1L 安装使用现有的双绞线布线基础设施，以减少浪费和安装时间。

边缘智能

将最先进的传感器和控制装置集成到大多数商业建筑中，估计可以节省高达 29% 的现场能耗。将智能和适应性融入边缘设备需要高性能输入和输出。软件可配置 I/O (AD74412R) 可为房间控制器带来更高的灵活性，而 AD4130-8 是一款先进的多通道 ADC，可与各种传感器和输入配合使用。MAX31825 和 ADT7420 等精密温度传感器可以提供环境温度的实时反馈，而 TMC5130A 是一款高性能、无噪声步进电机驱动器，可实现加热阀 (TRV) 和气流装置的高效、安静运行。

消防安全

楼宇安全是整体楼宇管理系统不可或缺的一部分。ADPD188BI 是 Analog Devices 推出的一整套烟雾检测解决方案，支持更小尺寸设计，减少干扰报警，同时符合最新、最严格的国际消防安全标准。区分威胁生命和不威胁生命的烟雾来源至关重要。CN0537 参考设计包含一种智能检测算法，完全符合 UL 217 和 EN 14604 标准，可实现这种区分。

智能监控摄像头可实现检测和跟踪

支持人工智能的摄像头可为人员和基础设施提供保护，并为零售商、制造商和城市规划者提供生产力见解。分辨率的提高以及雷达和音频等额外的传感功能，使摄像头能够在任何条件下以更高的清晰度看到和听到更多内容。

摄像头还需要快速锁定目标事件，然后平稳地跟踪和记录，即使在受到振动时也是如此。无论是使用步进电机还是更复杂的 BLDC 电机，ADI Trinamic™ 电机控制解决方案和多匝位置传感器都能简化摄像头设计、提高效率并实现精密移动。

面向边缘的广泛且可扩展的处理器平台

一流的性能和安全计算。

保护智能边缘

确保您的数据受到保护
为确保边缘安全性，DS28S60 DeepCover® 加密协处理器可轻松集成到嵌入式系统中，实现信息的机密性、身份验证和完整性。DS28S60 具有固定的命令集，无需进行设备级固件开发，因此可以快速、轻松地为物联网设备实施全面安全保护。MAXQ1065 超低功耗加密控制器为访问控制提供解决方案，为信任根、相互身份验证、数据保密性和完整性提供交钥匙加密功能。

DeepCover® 嵌入式安全解决方案可防御设备级安全攻击。实施的侵入性和非侵入性对策包括主动芯片屏蔽、使用 ChipDNA PUF 技术的密钥加密存储以及外部可调用的算法子程序。

ChipDNA™ 是一种物理不可克隆函数 (PUF)，可提供了一种经济高效的解决方案，能够最大程度地防范安全攻击。

用于传感器测量的精密信号链

快速数字化建筑内每个角落的传感器数据。ADI 公司的精密信号链具有高性能、超低功耗的特点，支持各种传感器接口和测量解决方案，可加快智能楼宇所需传感器设备的设计。预先选择的技术组合、工具和专业知识，可简化设计过程，并针对关键性能指标（如能效、解决方案尺寸、抗噪能力和带宽）提供各种变体。LTspice® 信号链级原理图支持快速仿真、优化和后续设计，同时提供电源管理解决方案，以确保最佳性能和效率。