پروتکل های هوشمند سازی ساختمان

پروتکل به یکسری از قوانین گفته می شود زبان رایج بین ارتباط برقرارکردن با سیگنال ها است. یک مزیت عمده استفاده از شبکه BMS بر طبق یک پروتکل استاندارد، افزایش میزان سازگاری میان اجزاء مختلف تجهیزات کنترلی این سیستم می باشد. هوشمند سازی ساختمان یکی از اقداماتی است که برای بهبود زندگی و رفاه بیشتر انسان ها مورد استفاده قرار می گیرد. عملیات مذکور با دستورالعل های مختلفی انجام می شود که یکی از آنها پروتکل knx است. هوشمند سازی ساختمان knx یک روش مقرون به صرفه و جامع است که جهت افزایش امنیت و رفاه ساکنین ساختمان های نوساز و در حال بازسازی مورد استفاده قرار می گیرد. با مجهز کردن ساختمان به سیستم هوشمند سازی knx کلیه سیستم ها اعم از امنیتی و روشنایی به صورت یکپارچه تحت یک شبکه قرار می گیرند. اگر می خواهید اطلاعات بیشتری در خصوص پروتکل knx در اجرای هوشمند کردن تجهیزات ساختمانی کسب کنید تا آخر مقاله را بخوانید.

 

پروتکل های رایج در خانه هوشمند

خانه هوشمند امروزه به عنوان بخش مهمی از سیستم های مدیریت شناخته می‌شود که BMS نام دارد و از سوی بسیاری از خانواده ها مورد توجه قرار گرفته است. ساخت خانه هوشمند با هدف ایجاد آسایش و امنیت برای کاربران به سرعت در حال توسعه می باشند.امروزه تکنیک‌های مختلفی برای اتوماسیون ساختمان‌های بزرگ بکار گرفته‌می‌شود از قبیل کنترل نور ،کنترل دما، کنترل درها و پنجره‌ها و پرده‌ها و یا سیستم‌های امنیتی و مدار بسته و غیره. علاوه برموارد یاد شده، در خانه‌ هوشمند ، کاربرد‌های دیگری نیز از قبیل کنترل Multimedia، آبیاری گیاهان و غذا دادن به حیوانات خانگی نیز قابل تعریف است.
سیستم های هوشمند ساختمان علاوه بر ایجاد آسایش و امنیت مضاعف در خانه به بهینه‌سازی مصرف انرژی و صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌های نگهداری ساختمان نیز کمک شایانی ‌می‌نماید. ضمناً این سیستم‌ها علاوه بر مخاطبین معمول خود می‌توانند در بهبود کیفیت زندگی معلولین و سالمندان نیز کمک شایانی نمایند. بسته‌های موجود در ساختمان هوشمند می‌توانند موارد زیر را تحت کنترل قرار دهند:
 
•    کنترل دما
•    کنترل روشنایی
•    کنترل نور طبیعی (به کمک باز و بسته کردن خودکار پرده و کرکره ها)
•    سیستم های صوتی و تصویری
•    سیستم های اعلام حریق
•    سیستم‌های حفاظتی وامنیتی
•    آبیاری گیاهان و تغذیه حیوانات

هوشمند سازی ساختمان knx 

واژه knx مخفف کلمه Konnex بوده که نشانگر یک پروتکل متن باز است و برای ارتباط تجهیزات هوشمند خانگی به کار گرفته می شود. پروتکل knx یکی از پروتکل های اصلی اروپا است که صرفا برای اتوماسیون خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. با کمک پروتکل مذکور هوشمند سازی منزل به خوبی انجام می شود و سیستمی باز و استاندارد برای ساکنین فراهم می آید. برای استفاده از knx باید زیرساخت کابل کشی ساختمان نیز به صورت knx باشد. 
تابلوهای مخصوص، Touch Panel و کلیدهای هوشمند بخشی از تجهیزات هوشمند سازی ساختمان knx است. در سیستم هایی که با knx طراحی می شوند ارتباطی که میان سرور و سایر دیوایس ها برقرار می شود توسط دو یا چهار رشته سیم است. هوشمند سازی با knx طول عمر سیستم را افزایش می دهد و پشتیبانی از سیستم به صورت مادام العمر انجام می شود. 

پروتکل knx در هوشمند سازی منزل چه مزیت هایی دارد؟

هوشمند سازی منازل مسکونی یکی از اقدامات مفیدی است که برای ساکنین آنها انجام می شود. برای اینکه نگرانی های اتوماسیون خانگی در خصوص طول عمر و پشتیبانی آن برطرف شود، پروتکل knx در هوشمند سازی خانه مورد استفاده قرار گرفت. زیرا در این زمینه شرکت های معتبر و مجهز به آموزش های لازم همه پروژه ها را بزرگ و کوچک مورد پشتیبانی قرار می دهند. هوشمند سازی ساختمان knx مقرون به صرفه است؛ چرا که استفاده از لوازم برقی و تجهیزات الکترونیکی صرفا در مواقع لزوم صورت می گیرد. 

به عنوان مثال سیستم روشنایی منزل فقط در هنگام حضور ساکنین فعال است و در غیر این صورت به طور خودکار غیرفعال می شود و همچنین اگر نورکافی و طبیعی فضای خانه را روشن کرده باشد، چراغ ها به طور اتوماتیک خاموش می شوند. یکی دیگر از مزیت های پروتکل knx انعطاف پذیری آن است. هنگامی که نیازهای خانه در مورد سیستم هوشمند تجهیزات دچار تغییر می شود انعطاف پذیری knx به کمک کارشناسان می آید. با سیستم هوشمند سازی ساختمان knx با حداقل مشکل و دردسر، تغییرات لازم انجام می شود. 
تغییر کاربری، تنظیم مجدد و بروز مشکلاتی از این قبیل با پروتکل knx به راحتی امکان پذیر است. کارشناسان خبره در زمینه هوشمند سازی خانه با کمک یک لپ تاپ می تواند برنامه ریزی مجددی انجام دهد. 

فواید کاربرد هوشمند سازی ساختمان با پروتکل knx

علاوه بر مزیت هایی که در بخش قبلی اشاره کردیم فواید دیگری متوجه سیستم اتوماسیون خانگی نیز می شود از قبیل:

• تبادل داده ها در اتوماسیون خانگی با پروتکل knx با سرعت زیادی صورت می گیرد.
• کنترل تجهیزات و سیستم های خانه به صورت یکپارچه در اختیار ساکنین قرار می گیرد.
• افزایش امنیت یکی دیگر از فواید پروتکل مذکور است.
• انطباق پذیری و سازگاری بالای knx با سیستم های دیگر کمک شایانی به کاربران به جهت تغییر نیازها می کند.
• به عنوان یک استاندارد بین المللی شناخته شده است.
• صرفه جویی در مصرف انرژی صورت می گیرد. 
• هوشمند سازی ساختمان knx مقرون به صرفه است و هزینه های مصرفی را کاهش می دهد.
• هزینه های مصرفی با کمک این پروتکل کاهش می یابد.

ویژگی سیستم های هوشمند knx

سسیستم اتوماسیون خانگی knx یک سیستم مقرون به صرفه بوده و موجب بهینه شدن مصرف انرژی می شود. با دادن برنامه می توان سیستم های روشنایی، لوازم برقی و سیستم های گرمایشی و سرمایشی خانه را با خروج ساکنین منزل غیرفعال کرد. در این هنگام سیستم هشدار فعال می شود. می توان میزان نور چراغ ها را بر اساس نور محیط تغییر داد. با این سیستم هوشمند سازی کنترل و تنظیم تجهیزات توسط موبایل و تبلت از راه دور و بدون نیاز به حضور کاربر امکان پذیر است. 

با اتوماسیون knx امکان تقسیم یک فضا به فضاهای جداگانه وجود دارد. به این ترتیب کلیدها و سوئیچ های هر فضا با توجه به آدرس های داده شده از قبل شناسایی می شوند. لازم به ذکر است که این تقسیم فضا بدون نیاز به تغییر سیستم کابل کشی صورت می گیرد. 
Knx نام یک پروتکل مهم جهانی است که در سیستم های هوشمند سازی مورد استفاده قرار می گیرد. توسط knx کلیه سیستم ها به صورت یکپارچه در می آیند. پروتکل مذکور یک پروتکل متن باز محسوب می شود. این نوع اتوماسیون ساختمان، مزایای متعددی دارد از جمله: دارای استانداردهای بین المللی است و قابلیت اجرا در هر ساختمان را دارد. سرعت بالای تبادل داده ها و امنیت بالا نیز جزو فواید knx است. سیستمی منعطف و سازگار با سایر سیستم ها است و کنترل کلیه تجهیزات خانه را به صورت یکپارچه فراهم می کند. 
کارشناسان و متخصصان به راحتی می توانند با اتوماسیون ساختمان knx به راحتی تغییر کاربری یا تنظیم مجدد را اجرا کنند.

تفاوت پروتکل های هوشمند سازی ساختمان

1-     دستگاههای دارای پروتکل Z-Wave در هر نوع ساختمانی قابل اجرا هستند بدون اینکه سیم کشی ساختمان تغییر کند ولی برای نصب تجهیزات خانه هوشمند دارای پروتکل KNX باید حتما سیم کشی ساختمان تغییر کند.
2-     در صورت بروز مشکل در دستگاههای که پروتکل Z-Wave دارند می توان حتی بدون تعویض آن بخش ماژول هم کنترل داشت ولی در دستگاههای دارای KNX اگر هر بخشی به مشکل برخورد کند تنها راه تعویض کامل ماژول آن بخش است.
در مورد تفاوت اول باید بگوییم که سیستم KNX در عین داشتن قدرت و امنیت بالا دارای یک اشکال بزرگ است و آن ایراد این است که سیستم KNX سیم کشی مخصوص خود را باید در ساختمان داشته باشد و همین امر باعث می شود که هوشمند سازی ساختمان در ساختمانهایی که چند سال است ساخته شده اند بسیار پرخرج باشد زیرا باید سیم کشی ساختمان تعویض شود و در بسیاری نقاط کنده کاری انجام شود که این مقرون به صرفه نیست ولی در هوشمند سازی بر اساس پروتکل Z-Wave این مشکل وجود ندارد زیرا در این پروتکل نیاز به هیچ نوع سیم کشی جدیدی نیست و براحتی در هر نوع ساختمان بدون هیچ نوع تغییری در سیم کشی ساختمان می توان ساختمان را هوشمند سازی نمود حتی کلیدهای کنترلی نیز وایرلس و بیسیم هستند و نیاز به سیم کشی ندارند و این یکی از مزایای بسیار مهم در پروتکل Z-Wave است.
در مورد تفاوت دوم باید بگوییم که یکی دیگر از ایرادات پروتکل KNX این است که اگر در این نوع سیستم خانه هوشمند یکی از ماژول ها از کار بیافتد باید حتما آن ماژول و کلیدهای هوشمند آن کاملا تعمیر یا تعویض شوند تا بتوان کنترلی روی آن بخش داشت ولی در پروتکل Z-Wave حتی اگر یک ماژول یا کلیدهای آن خراب شود می توان بصورت دستی کنترل آن بخش را هنوز در دست داشت و این یک مزیت بزرگ است زیرا ممکن است چند روز دسترسی به تعمیرکار نباشد و حداقل با کنترل دستی می توان نیاز ساختمان را برای چند روز مرتفع نمود تا اینکه تعمیر شود در حالیکه سیستم KNX این امکان را فراهم نمی کند.

پروتکل های هوشمندسازی خانه

اگر می خواهید ترموستات خود را از طریق تلفن خود کنترل کنید، باید از پروتکلی استفاده کنید که ترموستات شما آن را درک کند. دستگاه های هوشمند با استفاده از پروتکل ها ارتباط برقرار می کنند. پروتکل های هوشمندسازی خانه به شما اجازه می دهد تا عملکردهایی مانند قفل کردن درها یا بستن پرده هایتان را خودکار کنید. پروتکل های هوشمندسازی خانه زبانی ست که دستگاه ها برای برقراری ارتباط با یکدیگر استفاده می کنند. 

پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند

برخی از پروتکل های هوشمندسازی خانه محبوب عبارتند از:

1. وای فای

مسلماً شناخته شده ترین در میان این دسته، وای فای است که به دلیل استفاده همه جانبه از آن در سایر برنامه های روزمره، ساده ترین و احتمالاً قوی ترین مسیر ارتباطی را برای پروتکل های هوشمندسازی خانه ارائه می دهد. اکثر خانه ها از قبل دارای روترهای WiFi هستند که استقرار دستگاه های خانه هوشمند مبتنی بر WiFi را آسان تر و ارزان تر می کند. پهنای باند بالای آن، آن را برای برنامه هایی که به توان عملیاتی داده بالایی نیاز دارند، مناسب می کند و معماری مبتنی بر IP آن، استقرار برنامه های مبتنی بر اینترنت اشیا را نسبت به سایر پروتکل ها نسبتاً آسان تر و ساده تر می کند.

2. زیگبی

Zigbee یک پروتکل ارتباطی باز، انعطاف پذیر (توپولوژی شبکه مش) و کم مصرف است که در باند 2.4 گیگاهرتز توسعه یافته است. برای برنامه های خانه هوشمند مبتنی بر باتری مناسب است اما مبتنی بر IP نیست. به این ترتیب، دستگاه های مبتنی بر Zigbee به یک دروازه برای اتصال به اینترنت برای برنامه های مبتنی بر اینترنت اشیا نیاز دارند که هزینه استقرار را افزایش می دهد. Zigbee پهنای باند پایینی را ارائه می دهد و گاهی اوقات به دلیل رقابت در باند 2.4 گیگاهرتز، هنگام استقرار در کنار WiFi، تداخل زیادی را تجربه می کند.

3. موج Z

Z-Wave یک پروتکل اختصاصی، متمرکز و کم مصرف است که توسط اتحاد Z-wave توسعه یافته است. این در معماری شبکه مش مشابه Zigbee عمل می کند، اما در باند 908 مگاهرتز کار می کند. تأخیر کم و تداخل کم را ارائه می دهد اما در مقایسه با پروتکل های دیگر دارای توان عملیاتی بسیار کمتری است.

4. BLE

BLE (Bluetooth Low Energy) که توسط گروه مورد علاقه ویژه بلوتوث توسعه یافته است، همچنین به عنوان بلوتوث هوشمند نیز شناخته می شود، اصلاحیه ای در پروتکل بلوتوث کلاسیک با مصرف انرژی کم به عنوان یکی از محورهای اصلی آن است. این محصول تمایل به کاهش میزان انرژی مصرفی دستگاه ها، هم هنگام انتقال داده و هم در حالت بیکار، برای اطمینان از عمر باتری بیشتر است. با این حال، اگرچه سادگی در استقرار و تأخیر کم را ارائه می دهد، اما دامنه کوتاه آن به شدت با مشکل مواجه می شود.

کدام پروتکل های هوشمندسازی خانه را انتخاب کنیم؟

در حالی که عوامل بی اهمیتی مانند ترجیح سازنده (میل به ایجاد خطی از محصولات با پروتکل یکسان و غیره) گاهی اوقات به فرآیند تصمیم گیری کمک می کنند، انتخاب یک پروتکل های هوشمندسازی خانه برای سیستم های خانه هوشمند در نهایت، همیشه توسط الزامات دیکته می شود. از برنامه برخی از ویژگی های برنامه که پروتکل های مورد استفاده را تعیین می کند عبارتند از:

1. حجم داده ها

یکی از ویژگی‌های اصلی برنامه‌های خانه هوشمند که تعیین می‌کند کدام پروتکل‌ها استفاده می‌شوند، میزان داده‌ای است که باید ارسال یا دریافت شود. برنامه‌هایی که شامل حسگرها و محرک‌های اصلی هستند که با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند، معمولاً با پروتکل‌های با پهنای باند کم مانند Z-wave یا Zigbee به دلیل حجم کم داده‌ای که رد و بدل می‌شوند، مشکلی ندارند، اما برنامه‌هایی که شامل ویدئو یا تصاویر و غیره می‌شوند، حجم داده‌های بالا را شامل می‌شوند. به دلیل پهنای باند بالا و توان عملیاتی داده، به پروتکل هایی مانند وای فای نیاز دارد.

2. قدرت

دستگاه‌های مورد استفاده در برنامه‌های خانه هوشمند معمولاً یا به برق متصل هستند یا با باتری کار می‌کنند. با توجه به اینکه مصرف انرژی یک محدودیت اصلی برای اکثر پروتکل‌ها است، نحوه تغذیه دستگاه همیشه یک سهم عمده است. برای انتخاب پروتکل. برای دستگاه‌های متصل، از نظر پروتکل‌های مورد استفاده، آزادی عمل بیشتری وجود دارد، اما برای دستگاه‌های با باتری، پروتکل‌هایی مانند WiFi با مصرف انرژی بالا معمولاً مناسب نیستند و تولیدکنندگان را مجبور می‌کند پروتکل‌های سازگار با انرژی بیشتری مانند BLE را اتخاذ کنند.

4. سازگاری / قابلیت همکاری

برنامه های خاص نیاز به ادغام با دستگاه ها، برنامه ها و غیره از تولید کنندگان مختلف دارند. به این ترتیب، انتخاب پروتکل برای چنین برنامه‌ای معمولاً پروتکلی است که سازگاری را در سراسر صفحه تضمین می‌کند. این یکی از دلایل اصلی شکل‌گیری اتحادهای مختلف است، بنابراین دستگاه‌های موجود در اکوسیستم کاربردی یکسان می‌توانند به راحتی با هم تعامل داشته باشند.

5. هزینه

بخش بزرگی از هر تصمیم مهندسی هزینه است. برای سیستم‌های خانه‌های هوشمند، استفاده از پروتکل‌های خاص برای برخی از برنامه‌ها باعث می‌شود هزینه سیستم بیشتر از ارزش ذاتی برنامه باشد. به عنوان مثال، هزینه یک دروازه موج Z ممکن است برای یک برنامه مدیریت روشنایی که شامل اتصال بسیاری از لامپ های مبتنی بر موج Z به اینترنت است، منطقی باشد. با این حال، استفاده از هزینه مشابه در یک دروازه Z-Wave برای یک برنامه کنترلی درب گاراژ منطقی نخواهد بود، بنابراین ممکن است پروتکل متفاوتی مورد نیاز باشد.

نتیجه گیری

برای اینکه هر دستگاه خانه هوشمند به درستی کار کند، باید در همان شبکه ای باشد که مرکز مرکزی یا واحد کنترل آن قرار دارد. پروتکل های هوشمندسازی خانه مورد استفاده امروزه به این دستگاه ها و هاب ها اجازه می دهد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. آنها معمولاً این کار را با استفاده از تلفن هوشمند یا رایانه انجام می دهند.

 

مطالب کاربردی دکتر BMS

نرم افزار (اپلیکیشن) خانه هوشمند

سیستم (کنترل) هوشمند چیست و چه کاربردی‌هایی دارد؟

انواع روش‌های هوشمندسازی ساختمان

تجهیزات هوشمندسازی (ساختمان)

پکیج هوشمندسازی ساختمان

هوشمندسازی بی سیم و تفاوت آن با هوشمندسازی سیمی

هوشمندسازی استخر

سنسور حرکتی کوچک

امکانات  و ویژگی های خانه هوشمند

پروتکل های خانه هوشمند

هوشمندسازی ساختمان

انواع تجهیزات هوشمند

قیمت هوشمندسازی خانه

خانه هوشمند چیست