商业建筑设备小型化和智能化解决方案

从大众文化到现实

自动化家居的概念并不是一个新概念：自20世纪30年代以来，世界博览会场馆以及电视节目和电影中的流行文化都浮现出这一理念。未来的家居生活 - 巩固公众对家庭自动化的好处的看法。

在20世纪80年代，现代版的自动化家庭开始出现在市场中。 “联网住宅”的概念最初由美国住宅建筑商协会推出，并形成了我们现在认为是“家庭自动化”的基础。联网住宅提供了一种新的方式来连接，连接和控制所有现代家居中的设备。然而，它被证明过于昂贵，繁琐且难以建造，并且仅限于豪华住宅市场。

整个20世纪90年代，自动化家庭技术停滞不前 - 大部分是专有的（并且成本高昂） ）系统仅适用于豪华住宅。这些专有技术通常是系统特定的，仅控制家庭的照明或娱乐系统。将这些系统结合成一个单一的，内聚的，易于控制的整体是一个挑战，只有技术最精明的系统集成商才能解决。

与此同时，开发了一个自己动手（“DIY”）市场围绕电力线通信系统，一些早期市场进入者推出了家庭自动化的无线产品。创新者开始开发自组装的ad hoc无线网络协议，现在流行的ZigBee标准将在世纪之交出现。

在2000年后的第一个十年，技术创新者开发了各种各样的用于家庭自动化的专有，开放式无线和无线电协议。 ZigBee，ZWave，EnOcean，C-Bus和KNX是在此期间帮助实现家庭自动化应用开发的一些协议。这些协议是家庭自动化的“语言”，允许设备相互通信。随着这些协议的开发，连接设备的现实变得明显，并且需要用于闭环的传感器和执行器，学习家庭自动化解决方案。

融合

随着技术的发展随着成本的降低，消费者对互联家庭解决方案越来越感兴趣，以及对云效率的依赖程度越来越高，家庭自动化解决方案可以自由地变得更加复杂和易于使用。

全球家庭自动化市场现在包含在内现代家庭中的所有可控元素。连接照明，电器，娱乐和访问设备都可以在商业上用于专业和DIY安装。

受安全和安全问题的驱动，节能潜力和便利性，照明，安全的主要家庭自动化元素现在可以使用现有技术控制，安全，娱乐，HVAC和能源管理。市场驱动因素和技术的融合带来了巨大的市场增长潜力，2012年整体市场价值估计为36亿美元，到2019年增长到164亿美元。这一增长主要来自北美，市场份额为40.7全球家庭自动化设施的百分比。

安全性

成熟的安全公司，如ADT 2 正在利用互联家居趋势作为通过SHaaS（智能家居即服务）扩展家庭自动化产品的基础。此外，AT＆amp; T和康卡斯特等宽带供应商以及英国天然气等能源公司也通过SHaaS 3 创造了新的收入来源。宽带，有线和能源运营商在这个市场中具有独特的优势，因为他们有数百万客户依赖其服务进行能源管理和数据访问。

由于这些服务提供商很少设计自己的组件，广泛的商用，可互操作和易于部署的硬件 - 如继电器，交换机，连接器，传感器，无源器件 - 对于SHaaS市场的发展是必不可少的，也是至关重要的。

互联家庭市场

互联消费者

互联消费者是互联家居行业的主要推动力。百分之七十八的美国消费者拥有移动设备，他们意识到控制家庭功能的价值 - 例如加热和冷却系统 - 从他们碰巧的任何地方。能够从办公室调整家庭温度或检查门是否被锁定甚至在10年前都无法实现。

移动设备中固有的GPS跟踪功能通过地理跟踪创建了新的应用选项，例如，当房主进入他或她的车道时，能够打开门并打开灯。其他功能通过个人可穿戴设备的接口实现，例如健身和健康监测设备 4 ，可以在家庭自动化系统感知到用户睡着时向家庭自动化系统发出昏暗的灯光，或在用户使用时打开百叶窗醒来。

这些健康监测选项也在创造新的市场空间，例如可以实现对老年人及其家中设备进行实时监控的现场应用 - 更好的移动方式他们需要更昂贵的辅助生活设施 5

这些市场和开发应用的增长将需要连接所需的硬件。

无线和无线电协议

互联家庭市场的另一个技术驱动因素是无线和无线协议的融合。开放和封闭协议和通信标准的大杂烩在新兴行业中是典型的。 ZigBee，ZWave，KNX，Thread/6LowPAN，蓝牙LE和Wi-Fi都在这个市场中发挥作用，一些制造商在一个协议上声称他们的主张，因为其他制造商对其赌注进行套期保值并在其产品中实施两个或更多。/p>

每个协议都有自己的优势，尽管它们各不相同，但它们在市场空间中的综合渗透是有价值的，因为每个协议都说明了家庭自动化实施中的可能性。但是，很可能只有一两个协议占上风。幸运的是，无论实现什么样的通信芯片或协议，连接所需的硬件都是相同的。

连接家庭采用的限制

主要因素是促进增长连接的家庭市场，包括：

已建立的通信协议

支持这些协议的硬件

与所有主要家庭自动化系统（HVAC，安全，安全，娱乐，照明）

基于云的移动设备访问

基于云的协议间翻译

改善和更合理的价格点

然而，目前许多障碍限制了广泛采用，值得一提：

数据安全

数据安全是家庭自动化的一个问题跨所有物联网（IoT）连接的设备。每当新系统或产品发布时，它就成为网络攻击者 6 的新目标。在不久的将来，不太可能开发出对连接家庭系统进行攻击的铁定解决方案。然而，今天的互联消费者习惯于这些风险，并接受它们以换取连接 7 所带来的好处。

标准化

缺乏凝聚力和广泛的竞争对手的标准化也可能限制家庭自动化技术的采用。消费者已经表达了对不能与其他设备互操作的特定系统的担忧 - 他们不想承诺产品，只是发现他们无法将其与其他系统集成。协议和通信方面的这些差异限制了规模经济，但却是任何新技术革命的特征。

幸运的是，各种协议的硬件保持不变 - 因此TE等公司目前正在开发的硬件将有助于推动采用家庭自动化，无论哪种协议成为标准。

消费者意识

虽然许多用于家庭自动化的设备现在都在商店货架上或可供在线购买，但许多消费者对价值主张感到困惑。例如，在新冰箱市场中的消费者将需要知识渊博的零售销售人员和因特网上的综合内容来解释连接的家用电器的益处和价值。如果没有销售周期中的前线教育，消费者可能会选择退出，连接的家庭功能和价值将无法实现。

互联家庭市场仍处于早期采用阶段，许多创业公司正在争夺地位和消费者的关注。 TE等制造商可以通过合作进行产品设计，帮助加快开发新的有吸引力的家庭自动化产品。

TE在互联家居市场中的角色

TE与主要家庭建立了牢固的关系自动化设备连接和家庭及建筑市场的原始设备制造商，包括BCC Research报告的十大家庭自动化供应商。连接性对于这些设备的高效制造，组装和安装至关重要，TE的产品被设计为推动家庭自动化创新的OEM产品。 TE通过直接销售关系以及通过其分销合作伙伴进一步关注二级OEM和三级初创公司，使公司成为这个快速发展的市场的主要组件供应商。

TE的客户关系延伸到许多家庭自动化类别，如集线器，占用传感器，电器，HVAC设备和恒温器。 TE的互连和交换技术在家庭自动化系统的开发中发挥着至关重要的作用：例如，TE可以在内部使用电气互连，有时在外部使用电气互连来路由电源和信号，并通过开关组件在这些设备中路由电源和信号（例如，电源）每个无线或有线连接交流墙壁插座都需要继电器。

TE客户的设备可以在自动化家庭的所有主要子系统中找到，包括：

< li>照明设备和控制装置

安全设备和控制装置

安全设备和控制装置

娱乐

便携式消费电子产品

HVAC设备和控制装置

能源管理设备和控制装置

白色家电

便携式器具

选择设备及其应用的右连接器，开关，继电器或传感器是确保产品使用寿命长且无故障的关键。例如，产品的误用可能是OEM的主要问题，导致产品故障可能需要数年才能纠正。 TE的全球产品和开发工程师，应用和销售工程师，客户经理和技术专家团队帮助客户在产品开发过程的早期做出这些重要决策，其中设计的优化是最重要的。

TE产品支持家庭自动化产品开发

家庭自动化的进步正在改变TE客户的产品，并将继续这样做。考虑30年前恒温器的样子：它们主要是使用双金属元件来切换热量或冷却的热电机械装置。

快进到今天：现代恒温器的内部开始看起来像手机内部采用新技术，包括TE的连接和传感器产品 - 例如，Connected恒温器通常包含多个装有电子元件的印刷电路板，无源器件，传感器，细间距连接器，以及用于微型电池备份包的微型线对板连接器。切换和控制HVAC设备至关重要，因此通常采用低调的继电器。对于用户接口，迷你触觉开关通常用于选择器或复位按钮。

另一个例子：每个家庭墙壁上都有无处不在的电源插座。这项技术花了近100年的时间基本没有改变，现在正被一个包含电源继电器，天线，控制电路，当然还有一个复位按钮的连接插座所取代。

图1：连接恒温器和TE组件。

微型连接器和开关

通过TE的大量产品，该公司能够提供微型尺寸用于最小传感器组件的连接器和开关。微型尺寸问题：消费者希望他们的家庭自动化设备尽可能小而不引人注目。这意味着这些设备的内部组件需要按比例小，这通过封装在这些设备中的附加功能而进一步复杂化。例如，占用传感器还可以包含环境光水平传感器，麦克风或其他传感/监测元件。

高电流能力

TE还提供高电流连接器，开关和用于HVAC设备和设备的开关继电器，使其能够在自动化家庭中实现连接和控制。连接的电子设备本质上是低电压或低功率，并且它们需要具有继电器以切换家庭中典型的较高电压/较高功率负载。这些负载可以是任何东西，从咖啡机或连接器插入连接的墙上插座，到连接恒温器的锅炉控制器。

产品设计人员的选择范围

TE的产品产品组合是全面的 - 允许设计师准确地找到他们独特的想法和产品需要什么。在几乎所有电子设计中，都需要连接器和传感器来提供电路和/或信号进出电路。

下面是一些TE Connectivity产品系列的高级分项，这些产品系列在上面列出的所有子系统中都很常见。

接线端子

快速终端连接器

点终端触点（FASTON，PIDG等）

小型继电器

电源继电器

数据I/O连接器

细间距连接器

无源印刷电路板组件

开关

弹簧触点

集成/增值功能

高性能标签

传感器

自定义解决方案

TE工程师可以与客户合作开发满足其要求的半定制或定制设计。通过与TE的一位销售或现场应用工程师合作，启动该流程。

TE工程师使用最新的金属和聚合物材料为定制应用开发出完美贴合的产品。工程师能够利用各种制造技术，如高速渐进式冲压，注塑成型，各种电镀技术和自动化装配，有助于确保长期生产量，并针对制造和最终客户的应用进行优化设计。

无线创新

远程和无线通信以及控制和监控将成为互联家庭生态系统不可或缺的一部分。这些连接的功能通过为消费者节省时间和金钱来推动价值，并且将成为推动需求和主流消费者采用的关键。

TE正在改变家用电器的连接方式，以便为消费者提供更加连接的设备和OEM许多好处。例如，TE的设备团队开发了一种名为ADNEXHA的产品，它消除了现代设备中常见的复杂点对点线束组件。它通过电子设备控制和为设备中的所有设备供电来实现。

结果是通知的连接。想象一下，消费者从他们的洗衣机接收到文本消息，说明洗涤周期已经完成，或者他们使用的洗涤剂刚刚消失。 ADNEXHA系统可以将有关设备的详细信息传回主设备控制器 - 如果它连接到家庭的Wi-Fi系统，它可以将状态消息传递回房主的移动设备。

TE的力量

TE的独特定位是帮助客户在互联家居市场取得成功。从继电器和连接器等材料组件到传感器和天线等连接组件等智能组件，TE提供了使终端产品智能化和连接的所有内部元素。

智能建筑：TE机遇

商业建筑自动化空间在很多方面与家庭自动化不同。它的增长与商业建筑的发展趋势密切相关，在这十年中，商业建筑的发展趋势相对较慢，并且受到中国商业建筑建设步伐缩短的影响。因此，由此产生的建筑自动化空间在一些地区的复合年增长率（CAGR）为8.5％，在其他地区为低于5％，全球增长平均为5.5％ 8 。这个特定市场的增长预期远远低于家庭自动化的预期。

商业建筑的楼宇自动化始于早期的气动控制，并已发展成为一个成熟的市场。这些系统的开发人员已经超越了以前严格隔离的独立系统，这些系统控制着HVAC，安全/访问，照明控制，建筑安全和物理工厂控制。今天，通过集成系统控制器，这些独立的系统现在可以使用现代串行总线通信（如BACNET和KNX）实现的通用语言相互通信。

标准化推动商业市场的进步

云功能为这个市场带来了过去所没有的管理和控制水平，并使复杂的启发式技术成为可能，使现代建筑比其前辈更加智能化。在当今的商业建筑系统中，许多现在在家庭自动化中出现的错误和问题早已通过BACNET和KNX协议中的标准化得到了解决。云简化了多层建筑管理，并作为负责多栋建筑的建筑经理的数据聚合器，无需大型IT人员来管理专用系统。

虽然这两个系统最初都很难实现有线，他们已经扩展到无线领域，在不太容易接近的条件下提供连接。由于安装，维护和排除这些系统的简单性，绝大多数商业建筑系统仍然保持连接。

商业系统稳定可靠性的另一个因素是它们都是专业安装和设计的在建筑师，总承包商，电气承包商和低压控制承包商之间进行密切沟通。在某些情况下，甚至建筑物所有者也参与决策过程，因为在其控制下具有多个植物的建筑物所有者几乎总是选择相同的系统。通过这种方式，设施维护人员可以根据需要维护，控制和排除故障，在商业控制领域建立强大的品牌联盟。

对传感器的高需求

在商业建筑空间中，对传感器的需求甚至更为重要。建筑经理需要知道他们的建筑物是什么，包括谁正在进入建筑物，在什么时间，使用了多少能源，使用能源的地方，建筑物的哪些区域被占用，温度以及环境的均匀程度条件是，物理设备运行的效率如何（例如，轴承变坏或过滤器堵塞）。

除了传感器，商业建筑中还有更多的执行器。集中控制系统可以从建筑物中的多个气流传感器获取读数，并动态调节气流阻尼器以确保整个建筑物内均衡的气流和舒适度。从安全角度来看，如果烟雾或火焰探测器指示建筑物的一部分发生火灾，系统可能会完全关闭检测到火灾的区域的空气阻尼器，从而使氧气燃烧，同时激活建筑物灭火系统通过遥控驱动阀。

TE在互联建筑市场中的角色

互联建筑行业由江森自控，霍尼韦尔，西门子，施耐德和联合技术等全球企业组成。由于系统往往接线很严重，TE因其广泛的连接器产品而声称具有市场优势 - 特别是在接线端子领域，因为这是全世界使用的I/O端接方法。

无线设备也为TE产品提供了机会。所有这些设备都至少有一个用于复位和配置设备的开关，许多设备使用多个DIP型开关将各种特性硬编程到不同的设备中。

TE专注于物理设备和设备制造意味着该公司在商业建筑中的锅炉，空气处理机和交流系统中提供多个连接器和传感器。 TE的连接器，继电器，开关和传感器可在主控制单元，卫星控制器，各种传感器设备以及商用建筑设备OEM提供的执行器中找到。

未来将看到的建筑物比在此之前，人们越来越关注环境质量（包括空气，舒适度，光线），以最大限度地提高建筑居民的效率和舒适度。能源效率将继续成为主要的市场驱动因素，零净能源（ZNE）建筑的趋势也将如此。 ZNE要求从头开始设计建筑物，以最大限度地减少能源使用，并最大限度地利用来自太阳，风和其他地理来源的可再生能源。这些特征根据建筑物所处的气候区而有所不同，但可能包括在建筑物南侧放置可调节遮阳篷以遮挡窗户，以最大限度地减少夏季的冷却负荷;或更多的天窗和灯管，以使用更多的自然光源，并最大限度地减少照明用电。

与家庭自动化设备相似，商业建筑设备将具有显着的小型化和智能化。 TE多年的经验和产品广泛的互连小型消费设备使公司能够很好地应对这一趋势。