暖通空調(diào)系統(tǒng)與人工智能和物聯(lián)網(wǎng)交織在一起

各種各樣的水平和垂直方式進(jìn)入了物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。 由于對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的大膽預(yù)測(cè)，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)策略的爭(zhēng)論將會(huì)繼續(xù)下去。 不幸的是，炒作會(huì)導(dǎo)致神話，而神話會(huì)導(dǎo)致混亂。

除非你已經(jīng)設(shè)計(jì)、建造和銷售了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，否則你幾乎無法想象將會(huì)出現(xiàn)的錯(cuò)綜復(fù)雜的東西。 這是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的相互聯(lián)系，以及這種相互聯(lián)系的多層含義甚至?xí)绊懽钇椒驳漠a(chǎn)品決策。

退后一步，尋找物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將如何發(fā)展的線索。來看一個(gè)來自智能家居市場(chǎng)的實(shí)例，看看 HVAC 系統(tǒng)的未來是如何與人工智能和物聯(lián)網(wǎng)交織在一起的。

早期的 HVAC 創(chuàng)新

暖通空調(diào)控制一直是智能家居市場(chǎng)的一個(gè)關(guān)鍵焦點(diǎn)。 直到2017年，41％ 的美國(guó)家庭都有可編程的溫控器，但只有不到1／3的家庭實(shí)際編寫了程序。

暖通空調(diào)控制已經(jīng)存在了一段時(shí)間。 第一臺(tái)恒溫器于1883年申請(qǐng)了專利！

據(jù)說，在大樓地下室操作的熱風(fēng)爐為教室供暖。 學(xué)校管理員根據(jù)對(duì)教室溫度的定期評(píng)估，通過手動(dòng)阻尼器來控制溫度。 這位名叫沃倫 · 約翰遜（warren johnson）的教師試圖消除這些課堂干擾，并開發(fā)了一種技術(shù)來保持教室的恒溫，他隨后創(chuàng)辦了一家公司，今天稱為johnson control。

室溫自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)存在了135年！ 在這段時(shí)間里，基本的溫度控制結(jié)構(gòu)有很大的變化嗎？ 并非如此。 即使在今天，單個(gè)溫度傳感器的數(shù)據(jù)仍然控制著大多數(shù)家庭暖通空調(diào)機(jī)組的啟動(dòng)。

暖通空調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)已成為了一個(gè)平衡的游戲，以確定有多少新特點(diǎn)可以擠進(jìn)現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而不破壞它。這種方法不適用于物聯(lián)網(wǎng)。 雖然暖通空調(diào)結(jié)構(gòu)一直是多個(gè)分布元素的復(fù)合體，但物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的分布元素越來越少地獨(dú)立于整個(gè)系統(tǒng)。

＂智能＂自動(dòng)調(diào)溫器

＂智能＂自動(dòng)調(diào)溫器是一個(gè)創(chuàng)新，至少在135年歷史的 HVAC歷史中是這樣的。 什么能夠使恒溫器＂智能＂？ 可編程的時(shí)間表和假期模式？非也。 互聯(lián)網(wǎng)連接？ 還不夠。 在一個(gè)定義中，＂智能＂恒溫器必須具有多個(gè)雙向通信，并且必須包括＂算法＂。

為了讓物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品充分發(fā)揮其潛力，它們必須與盡可能廣泛的其他相關(guān)產(chǎn)品連接和互操作，這些產(chǎn)品來自各種不同的制造商，以及服務(wù)業(yè)，如能源管理、天氣預(yù)報(bào)和環(huán)境條件。 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品還需要接觸到全世界的客戶，支持各種物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、制造商和零售商的云到云連接。最近的一個(gè)例子，Johnson Controls 公司的 GLAS 包括多個(gè)機(jī)載傳感器，這些傳感器允許設(shè)備適應(yīng)用戶的日程安排。 甚至支持用戶舒適控制的語音命令。

一個(gè)基于云計(jì)算的第三方語音助手（亞馬遜 Alexa）可以向 GLAS 發(fā)送諸如＂將恒溫器設(shè)置為 x 度＂之類的控制命令。這個(gè)第三方控制接口代表了一種新的恒溫器體系結(jié)構(gòu)，它將硬件 HVAC 單元信令與軟件＂算法＂分離開來，現(xiàn)場(chǎng)恒溫裝置可以實(shí)際傳輸改變暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的信號(hào)。 另一方面，軟件＂算法＂可以存在于一個(gè)獨(dú)立的云環(huán)境中。

人工智能和物聯(lián)網(wǎng)在 HVAC 中的交互作用

從現(xiàn)場(chǎng)恒溫控制的＂算法＂的解耦，可以想象到人工智能和物聯(lián)網(wǎng)之間的相互作用。

例如，假設(shè)家里有一個(gè)恒溫器（不管是基本恒溫器還是智能恒溫器）。 不管恒溫器的實(shí)際能力如何，基于云的人工智能分析引擎可以在第三方應(yīng)用層實(shí)現(xiàn) HVAC＂算法＂。

互操作性是必須從一開始就要設(shè)計(jì)的東西； 它不能以后添加。計(jì)劃中的連接空調(diào)產(chǎn)品將考慮如何與其他連接產(chǎn)品（包括你自己的和其他制造商的產(chǎn)品）以及各種云基礎(chǔ)設(shè)施和第三方服務(wù)進(jìn)行互操作，還要考慮連接的 HVAC 產(chǎn)品將如何與未來可能出現(xiàn)的其他技術(shù)、設(shè)備和服務(wù)進(jìn)行互操作。

實(shí)現(xiàn)互操作性的最佳方法是使用開放的本地庫(kù)和其他基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。 選擇一種無模式且與任何特定數(shù)據(jù)類型無關(guān)的云架構(gòu)。 這樣，連接空調(diào)的產(chǎn)品可以與現(xiàn)有的云和連接方法以及未來的云和連接方法進(jìn)行互操作。

物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的第三方應(yīng)用層

人工智能分析引擎需要數(shù)據(jù)才能運(yùn)行。 它從哪里得到這些數(shù)據(jù)？ 當(dāng)然是物聯(lián)網(wǎng)。 物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以安裝在整個(gè)家中，從每個(gè)房間收集數(shù)據(jù)，而不僅僅是有恒溫器的房間。 物聯(lián)網(wǎng)傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?，由人工智能分析引擎進(jìn)行處理。 通過人工智能算法產(chǎn)生的 HVAC 命令被交付給恒溫器，最終將優(yōu)化和控制 HVAC 單元。 當(dāng)然，從恒溫器控制單元的傳感器解耦將代表自動(dòng)室溫控制的一個(gè)重大變化。

認(rèn)真對(duì)待安全性

安全是物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)，也是最強(qiáng)大的一個(gè)環(huán)節(jié)，連接帶來了嚴(yán)峻的安全挑戰(zhàn)。 物聯(lián)網(wǎng) HVAC 系統(tǒng)的安全包括從設(shè)備級(jí)的訪問和認(rèn)證，到網(wǎng)絡(luò)和云安全措施，到移動(dòng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序安全，到無論物聯(lián)網(wǎng)流向何處的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全。

由于安全性是不可見的，因此將其視為削減成本的目標(biāo)，或者在以后看到預(yù)算情況時(shí)可以添加的內(nèi)容，這種想法可能很誘人。 這種做法不僅有勇無謀，而且可能最終變得極其昂貴。 因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)鏈條中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都必須是安全的，以后再回來意味著一些安全環(huán)節(jié)可能不存在，整個(gè)環(huán)節(jié)可能需要重新創(chuàng)建。

端到端安全意味著確保你的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)云、移動(dòng)或網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用程序，以及你的產(chǎn)品所使用的任何外部源或第三方服務(wù)之間的所有連接。

假設(shè)花了一百萬美元來建造IoT空調(diào)的第一個(gè)版本，但是沒有端到端的安全性，可能還要花費(fèi)一百萬美元來制造和物聯(lián)網(wǎng)安全相同版本的空調(diào)，然后開始在產(chǎn)品的每一個(gè)鏈接中包含安全過程。 事實(shí)上，成本可能高于100萬美元，因?yàn)橐恍┰静话踩姆矫婵赡軟]有能力在事后得到加強(qiáng)。 這會(huì)大大延長(zhǎng)上市的時(shí)間，同時(shí)也會(huì)阻礙你擴(kuò)大規(guī)模的能力。

肯定不希望產(chǎn)品在不知情的情況下成為DDoS網(wǎng)絡(luò)攻擊的攻擊目標(biāo)，也不希望自己的產(chǎn)品在不知情的情況下泄露客戶的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。

不要以為物聯(lián)網(wǎng)的安全挑戰(zhàn)只會(huì)落在小型制造商身上。 網(wǎng)絡(luò)安全專家布萊恩 · 克雷布斯最近撰文指出，思科研究人員在一家領(lǐng)先的 HVAC 供應(yīng)商連接的恒溫器中發(fā)現(xiàn)了安全漏洞。 問題的關(guān)鍵不在于挑剔這家公司，而是說，即使是規(guī)模最大、人手最充足的 HVAC 制造商，也仍然可以應(yīng)對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)安全問題。

計(jì)劃未來的更新和可擴(kuò)展性

一般來說，技術(shù)，特別是物聯(lián)網(wǎng)，以驚人的速度向前沖，超越退化是一個(gè)持續(xù)不斷的挑戰(zhàn)。

連接空調(diào)的產(chǎn)品必須建立在考慮到靈活性和未來的形狀。 無論未來需要什么功能、協(xié)議或者新技術(shù)，都要保護(hù)你的產(chǎn)品免于陷入技術(shù)的死胡同。如果正在使用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，確保它是建立在開放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，并且它的供應(yīng)商有一個(gè)被證明的承諾，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的變化和發(fā)展，保持與之同步。

還要確保設(shè)計(jì)是安全的無線（OTA）更新。 聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和傳統(tǒng)產(chǎn)品之間最大的區(qū)別之一是，聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品能夠隨著時(shí)間的推移而改變和提高，甚至在安裝之后也是如此。但 OTA 技術(shù)并不神奇，它還有一些基本要求，例如足夠的內(nèi)存。 這意味著必須克服制造商根深蒂固的培訓(xùn)和為盡可能低的成本和材料清單奮斗的本能。 相反，必須在更多的內(nèi)存中進(jìn)行設(shè)計(jì)，可能是原來內(nèi)存的兩倍，以便為未來的在線功能中創(chuàng)造更多的空間。

實(shí)現(xiàn)幾個(gè)連接的產(chǎn)品已經(jīng)足夠具有挑戰(zhàn)性了。 當(dāng)互聯(lián)產(chǎn)品的數(shù)量達(dá)到數(shù)以千計(jì)甚至數(shù)以百萬計(jì)時(shí)，未來五年左右的工業(yè)界預(yù)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將達(dá)到數(shù)百億計(jì)時(shí)，情況就會(huì)變得復(fù)雜得多。

物聯(lián)網(wǎng)的可擴(kuò)展性意味著不僅可以擴(kuò)展設(shè)備的數(shù)量，還可以擴(kuò)展云、軟件應(yīng)用、數(shù)據(jù)、安全性、可靠性、延遲性、用戶體驗(yàn)，甚至是支持級(jí)別。

從產(chǎn)品到服務(wù)

物聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜性需要一個(gè)全新的方法來創(chuàng)造產(chǎn)品。 為了在新的物聯(lián)網(wǎng)世界中取得成功，HVAC 制造商必須轉(zhuǎn)變心態(tài)，利用物聯(lián)網(wǎng)帶來的新機(jī)遇。 首先，重新思考如何定義＂產(chǎn)品＂和＂服務(wù)＂之間的界限。

物聯(lián)網(wǎng)不是一般的商業(yè)模式。 要想在物聯(lián)網(wǎng)上取得成功，你必須利用自己作為制造商的既有優(yōu)勢(shì)，以全新的眼光來看待這個(gè)過程。 但對(duì)于那些愿意接受物聯(lián)網(wǎng)的潛力和挑戰(zhàn)的 HVAC 制造商來說，回報(bào)可能是巨大的。

物聯(lián)網(wǎng) ＋ 人工智能＝ HVAC未來

物聯(lián)網(wǎng)傳感器的存在會(huì)導(dǎo)致更好的人工智能分析引擎的發(fā)展嗎？ 或者，人工智能分析引擎的存在會(huì)導(dǎo)致安裝更多的物聯(lián)網(wǎng)傳感器嗎？

重要的是要明白物聯(lián)網(wǎng)的承諾不僅僅是以前不同產(chǎn)品之間的相互交流。 物聯(lián)網(wǎng)的真正潛力在于能夠利用互聯(lián)產(chǎn)品產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。 提取和管理物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可以獲得關(guān)于你的 HVAC 產(chǎn)品真實(shí)性能的重要信息，從而獲得前所未有的知識(shí)和洞察力。 你可以利用這種洞察力從你已經(jīng)做的事情中學(xué)習(xí)，建立更好的產(chǎn)品，增加新的增值服務(wù)，與你的客戶和供應(yīng)鏈建立新的和更強(qiáng)的關(guān)系。

許多公司已經(jīng)在這個(gè)問題上下了賭注。 當(dāng)然，投資界也加入了進(jìn)來。 這不完全是一個(gè)先有雞還是先有蛋的問題，但它確實(shí)揭示了人工智能和物聯(lián)網(wǎng)之間的相互作用。使用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可以改變你整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的生命周期，讓你反饋真實(shí)世界的使用數(shù)據(jù)，了解什么工程安裝的產(chǎn)品和什么不工作，然后根據(jù)需要增強(qiáng)您的產(chǎn)品。

還要計(jì)劃好如何存儲(chǔ)你的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。 可能甚至不會(huì)想象現(xiàn)在如何處理 IoT 數(shù)據(jù)，但是存儲(chǔ)它意味著可以稍后使用它。 從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可能會(huì)通過向客戶提供附加服務(wù)帶來新的收入機(jī)會(huì)，比如自動(dòng)過濾替換、系統(tǒng)監(jiān)控或能源管理服務(wù)，或者允許通過無線通信不斷改進(jìn)產(chǎn)品、修復(fù) bug 和增加新功能。

然而，充分利用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)既不簡(jiǎn)單也不直接。 它需要專業(yè)的數(shù)據(jù)分析，或許還需要數(shù)據(jù)科學(xué)方面的專業(yè)知識(shí)。 正如 Craig Stedman 最近在 TechTarget 發(fā)表的一篇關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析的文章中提到的那樣，＂物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析仍然是早期應(yīng)用者的領(lǐng)域， Gartner 預(yù)測(cè)，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析技術(shù)和流程距離主流應(yīng)用還有5到10年的時(shí)間。 這是有原因的。 Gartner 分析師寫道，物聯(lián)網(wǎng)部署帶來了＂巨大的＂挑戰(zhàn)，通常需要投資于＂令人生畏的一系列＂技術(shù)，以及新的數(shù)據(jù)管理和分析技能。

人工智能是專家們（尤其對(duì)中小型企業(yè)）的領(lǐng)域。 在無數(shù)行業(yè)中，這些中小企業(yè)已經(jīng)有了現(xiàn)成的＂算法＂，他們需要大量的數(shù)據(jù)。 如果這個(gè)論點(diǎn)占了上風(fēng)，那么在對(duì)數(shù)據(jù)的需求方面，人工智能肯定會(huì)領(lǐng)導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。另一方面， 如果物聯(lián)網(wǎng)被廣泛部署成為現(xiàn)實(shí)，那么就會(huì)有大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。 算法可能會(huì)迅速出現(xiàn)，利用這些數(shù)據(jù)。 根據(jù)這一論點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的存在將引領(lǐng)人工智能的發(fā)展。 物聯(lián)網(wǎng)和人工智能代表雙方的力量。