消除化石燃料的努力令人聯(lián)想到逆流而上的鮭魚。 太陽能板、充電控制器和電池等成本過高之類經(jīng)濟(jì)原因，打消了許多人使用離網(wǎng)能源或至少盡量降低其碳足跡的念頭。 但是，技術(shù)的進(jìn)步可能不久后就會(huì)消除這種障礙。 例如，通過使用并網(wǎng)逆變器，太陽能板可以讓電能重新回到電網(wǎng)，而無需使用電池、充電控制器或?qū)υO(shè)施重新布線。 此外，隨著物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的出現(xiàn)，您可以在世界上任何地方監(jiān)控太陽能板的性能。

本文將探討物聯(lián)網(wǎng)將如何改變傳感器和依賴傳感器的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方式。 通過部署并共享低成本、分布式傳感器，可讓物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)精細(xì)的控制層次，并可使之成為提升能效的社會(huì)解決方案的一部分。

云連接

無數(shù)年來，能源生產(chǎn)商和分銷商都一直采用封閉的系統(tǒng)獲取狀態(tài)并進(jìn)行控制。 通過專用無線鏈路、電話線或設(shè)施間布線實(shí)現(xiàn)的神經(jīng)中樞以及遠(yuǎn)程配電站或檢測(cè)站也是封閉的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。 從積極一面來看，任何篡改和黑客攻擊都必須在本地完成，即以物理方式攻入或中斷復(fù)雜布線或通信鏈路。

但是，物聯(lián)網(wǎng)和云連接將很快改變這種狀況。 石油、液化氣和天然氣精煉廠、存儲(chǔ)設(shè)施、傳輸系統(tǒng)和配電站（及其安全監(jiān)控功能）正全部遷移為通過云類型環(huán)境實(shí)現(xiàn)的全連接形式。 類似地，居家云系統(tǒng)可提供遙控等優(yōu)勢(shì)。 在這里，通過使用智能電話或平板電腦，可以訪問關(guān)鍵的家庭或設(shè)施系統(tǒng)，以讀取傳感器信息、節(jié)省能源、做使用準(zhǔn)備或在不需要時(shí)關(guān)閉服務(wù)。

最值得注意的示例是遙控恒溫器。 連接到微控制器和通信網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單溫度傳感器，有助于降低加熱和空調(diào)（屬于最耗電的居家系統(tǒng)）所消耗的能源。

雖然學(xué)習(xí)算法可嘗試預(yù)計(jì)設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)更自主的操作，但也要到可從任何地方控制溫度時(shí)才可以獲得真正的益處。 例如，學(xué)習(xí)獲得的特性可能指明，在此工作日的這個(gè)時(shí)候，在使用情況下預(yù)計(jì)溫度應(yīng)從 10 攝氏度升至 21 攝氏度；但是，如果您知道自己到時(shí)候不在場(chǎng)，則使用一個(gè)簡(jiǎn)單的強(qiáng)制命令即可將溫度設(shè)在 10 攝氏度，一晚上節(jié)省的電能可供您家中所有的熒光燈使用一天還多。

設(shè)計(jì)解決方案示例

物聯(lián)網(wǎng)式連接的最大優(yōu)勢(shì)之一是，能夠連接冗余或非類似傳感器和系統(tǒng)以共享功能。 例如，安防系統(tǒng)可能使用熱電紅外傳感器 (PIR) 和/或基于微波的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器，在檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)時(shí)觸發(fā)警報(bào)。 通常，報(bào)警系統(tǒng)為一個(gè)閉環(huán)并且本身就是一個(gè)“孤島”（圖 1）。

獨(dú)立系統(tǒng)提供的功能有限，并且通常帶來冗余硬件產(chǎn)生的額外成本負(fù)擔(dān)。

圖 1： 獨(dú)立系統(tǒng)提供的功能有限，并且通常帶來冗余硬件產(chǎn)生的額外成本負(fù)擔(dān)。

但是，如果可通過與主要功能完全不同的其他系統(tǒng)連接來共享關(guān)鍵傳感器，則可在不犧牲性能或功能的情況下實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的自主操作和節(jié)能。 兩個(gè)（或以上）獨(dú)立系統(tǒng)可共享一個(gè)傳感器，以消除冗余并降低成本。 例如，我們來看看一個(gè)允許單個(gè)傳感器與其它系統(tǒng)共享功能的系統(tǒng)（圖 2）。

非相關(guān)系統(tǒng)之間的連接提供了以前任何系統(tǒng)皆無法實(shí)現(xiàn)的新功能層級(jí)。 這改變了物聯(lián)網(wǎng)分布式傳感器和控制設(shè)計(jì)的架構(gòu)方法。