随着智能家居技术的不断发展,诸如智能恒温器和智能车库门等设备已被广泛应用,表面上为人们的生活带来极大的便利 —— 智能家居似乎是一个现代奇迹。但是,这些高科技产品是否真的像其声称的那样“智能”呢?还是其实很多设备仍然只是起到了遥控器的作用呢?
智能家居包含多种传感器和设备,可以通过多种方式实现自动化。智能手机应用程序可以控制电器、车库门和音响系统。灯光可以通过语音命令进行控制。恒温器可以使用人工智能来确定能量使用和舒适度的组合。
然而,能够监测房屋健康状况的传感器往往被忽视。
结构健康监测(SHM,Structural health monitoring )传感器更进一步,将智能家居转变为更智能的家居。这一系统通过结合人工智能来实时监测房屋的结构安全,从而预防地基问题、墙体和屋顶损害及水损害等潜在问题,实现预防性维护和提高居住安全性。
SHM系统已经用于保护桥梁、大坝和管道等基础设施,是旨在实时监测和评估结构健康状况的先进技术。这些系统包括一系列传感器、仪器设备和自动数据采集系统。他们使用压电、加速度计、超声波、应变仪和光纤连续监测载荷、振动、位移、应变、湿度和其他因素。这些实时数据为结构完整性提供了宝贵的见解,以在潜在问题升级之前识别和解决这些问题。
传感器如何使家庭智能化
SHM系统与人工智能相结合,可以在“智能家居”中的潜在问题升级为重大问题之前进行识别,包括了:
地基问题:SHM系统可以监测地基的稳定性,并识别任何可能出现的裂缝,从而在结构完整性受损之前进行快速修复。
墙壁和天花板问题:这些系统可以检测墙壁和天花板的裂缝,可能表明基础问题、沉降或收缩。早期干预可以防止它们生长并损害结构的完整性。
屋顶问题:SHM传感器可以监测振动和位移,在问题升级并导致坍塌之前,可能会发现下垂或松动的屋顶瓷砖等问题。
水损害问题:水分传感器可以检测隐藏的泄漏或过度的水分积聚,防止水损害和潜在的霉菌生长,这可能会损害结构的完整性并造成健康风险。
“智能家居”的发展方向
SHM系统可以及早发现问题,从而实现:
主动维护:从长远来看,在小问题变成大修之前解决这些问题可以节省房主的钱。
增强安全性:及早发现潜在的结构故障,确保房主及其家人的生活环境更加安全。
财务问题:持续监控有助于降低保险成本,保持较低的维护成本,并在系统崩溃前安排维修时间。
考虑到SHM系统与智能家居网络的集成、无线连接、简化的安装、用户友好的界面、可定制的监测参数、安全和隐私措施的成本效益和可扩展性,SHM系统可以进行定制,以进入智能家居。
优化智能家居中的SHM系统可以通过防止昂贵的维修来积极确保结构的安全性和寿命。SHM系统可以作为智能家居健康的守护者。(作者: IEEE高级会员Nikhil Gupta)
Nikhil Gupta是IEEE高级会员,其研究重点是制造业、增材制造和结构健康监测中的网络安全。Priyanka Nama是IEEE会员,研究重点是传感器和物联网中的网络安全。
（免责声明：本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿，凡在本网站出现的信息，均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性，但不保证有关资料的准确性及可靠性，读者在使用前请进一步核实，并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏，概不负任何法律责任。
任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时，应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明，并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后，将会依法尽快联系相关文章源头核实，沟通删除相关内容或断开相关链接。 ）
