خانه هوشمند به سبک آریایی

پروتکل های شبکه هوشمند سازی منازل و مجتمع های مسکونی، زبانی هستند که تجهیزات هوشمند از طریق آن با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. پروتکل به این دستگاه‌ها و تجهیزات اجازه می‌دهد تا اطلاعات را به اشتراک بگذارند و عملکردهای یکدیگر را کنترل کنند. برای اینکه هر دستگاه خانه هوشمند به درستی کار کند، باید در همان شبکه‌ای باشد که هاب مرکزی یا واحد کنترل آن قرار دارد. پروتکل‌هایی که امروزه استفاده می‌شوند، به این دستگاه‌ها و هاب‌ها اجازه می‌دهند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند که معمولاً این کار را با استفاده از تلفن هوشمند یا رایانه انجام می‌دهند.این پروتکل ها می توانند بر بستر سیمی یا بی سیم باشند.خوشبختانه، بیشتر پروتکل‌های محبوب با یکدیگر سازگار هستند. این بدان معناست که شما معمولاً می‌توانید دستگاه‌ها را بدون مشکلات زیادی با هم ترکیب کنید.

عملکرد پروتکل

اتفاقی که در هر پروتکل می‌افتد این است که داده‌ها چگونه قالب بندی و پارامتر بندی شوند، چگونه ارسال شوند و زمانی که داده دریافت می‌شود چه عملکردی باید رخ دهد. اطلاعات باید با چه فرمی فشرده شوند تا حداقل پهنای باند به کار گرفته شود. چگونه اطلاعات رمز گذاری شوند تا در مسیر انتقال کسی به آنها دست نیابد و چگونه عملیات خطا‌یابی و تصحیح خطا در انتقال و ارتباط داده ها انجام شود.

انواع پروتکل ها:

پروتکل های سیمی

پروتکل های سیمی، پروتکل هایی هستند که برای برقراری ارتباط بین تجهیزات هوشمند، از سیم استفاده می کنند. این پروتکل ها معمولاً سرعت انتقال داده بالاتری نسبت به پروتکل های بی سیم دارند و در مسافت های طولانی تر نیز پایدارتر هستند.

پروتکل KNX

پروتکل KNX یک پروتکل باز و استاندارد است که برای اتوماسیون ساختمان استفاده می شود. این پروتکل در بیش از 70 کشور جهان مورد استفاده قرار می گیرد و از طیف گسترده ای از تجهیزات هوشمند پشتیبانی می کند.

مزایا

یکی از مزیت‌های این پروتکل عدم تداخل نویزها به دلیل جدا بودن سیم کشی‌ها است.

سیم کشی در این پروتکل از طریق سیم‌های زوج تابیده صورت گرفته که باعث عدم قطعی برق خواهد شد.

این پروتکل قادر است دستورات شما را خیلی سریع و بدون تداخل اجرا کند.

سیستم استاندارد KNX با وجود اینکه تجهیزات و مدارهای بیشماری دارد، می‌تواند تمام تجهیزات خانه شما را کنترل کند. حتی لوازم خانگی و برندهای مطرح دنیا مثل ال جی، سامسونگ، بوش و… ورودی کابل KNX دارند؛ از این رو قابلیت کنترل آن‌ها توسط خانه هوشمند مجهز به پروتکل KNX وجود دارد.

معایب

پروتکل KNX با وجود تمام مزیت‌های خوبش، معایبی هم دارد؛

این پروتکل به دلایل مختلف قیمت بسیار بالایی دارد؛ به طوری که از سایر پروتکل‌ها گران‌تر است. به همین خاطر بعضی ساختمان‌ها و پروژه‌های خاص یا کسانی از سرمایه خوبی برخوردار هستند از آن استفاده می‌کنند.

اجرای پروتکل knx نیازمند لوله گذاری و سیم کشی‌های متعددی است و همین مسئله باعث می‌شود اجرای این سیستم سخت‌تر، پیچیده‌تر و نیازمند زمان بیشتری باشد.

تعمیرات و نگهداری این پروتکل نیز پیچیده و پرهزینه است و در صورت بروز هرگونه مشکل در سیستم پروتکل، تنها باید از شرکت هوشمند سازی مربوطه، کارشناس متخصص در تجهیزات هوشمند سازی ساختمان برای رفع مشکل بیاید.

پروتکل LonWorks

پروتکل LonWorks یک پروتکل استاندارد دیگر برای اتوماسیون ساختمان است که بر اساس پروتکل Ethernet ساخته شده است. این پروتکل از امنیت بالایی برخوردار است و برای کاربردهای حساس مانند سیستم های امنیتی و کنترل دسترسی مناسب است.

پروتکل BACnet

پروتکل BACnet یک پروتکل استاندارد برای کنترل تجهیزات ساختمانی است که در سیستم های HVAC، روشنایی و کنترل دسترسی مورد استفاده قرار می گیرد. این پروتکل از امنیت بالایی برخوردار است و قابلیت ارتباط با سایر پروتکل ها را دارد.

پروتکل Modbus

پروتکل Modbus یک پروتکل استاندارد برای ارتباط بین تجهیزات صنعتی است ومانند S-BUS یک پروتکل دوطرفه است که در سیستم های روشنایی، کنترل دسترسی و سنسورهای ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد. این پروتکل از سرعت انتقال داده و امنیت بالایی برخوردار است و برای کاربردهای صنعتی مناسب است.

در ابتدا کاربرد مدباس در استفاده از PLCها بود؛ ولی به تدریج که به عنوان یک استاندارد ارتباطی قوی انتخاب شد، همه آن را پذیرفتند و بسیاری از سازندگان تجهیزات اتوماسیون از آن حمایت کردند.

پروتکل S-BUS

یکی دیگر از پروتکل‌های خانه هوشمند پروتکل SBUS است که بهترین پروتکل جهت انتقال دیتا بین ماژول‌های شبکه هوشمند می‌باشد. کابل مورد استفاده در این پروتکل Cat5 می‌باشد که دارای 8 رشته سیم روکش دار است.این پروتکل قابلیت انتقال دیتا تا برد 1500متر بین دو Device را دارا است.

همچنین یک پروتکل ارتباطی دو طرفه است که هم به صورت ارتباط سیمی هم بی سیم کار می‌کند؛ برای ارتباط سیمی نیازمند زیرساخت است و در سیمی از وای فای استفاده می‌کند ولی در مجموع امنیت بالایی ندارد و از لحاظ اعتبار جهانی چندان مطرح نیست.

پروتکل های بی سیم

پروتکل های بی سیم، پروتکل هایی هستند که برای برقراری ارتباط بین تجهیزات هوشمند، از امواج رادیویی استفاده می کنند. این پروتکل ها معمولاً نصب و راه اندازی ساده تری نسبت به پروتکل های سیمی دارند و نیازی به سیم کشی مجدد ساختمان ندارند.

پروتکل ZigBee

پروتکل ZigBee یک پروتکل بی سیم استاندارد است که برای شبکه های کوچک و کم مصرف طراحی شده است. این پروتکل از امنیت بالایی برخوردار است و برای کاربردهای خانگی و تجاری مناسب است.

مانند بیشتر پروتکل‌ها، مزایا و معایب zigbee هم تحت تاثیر نوع پروتکل و طراحی سخت افزاری آن است.

پروتکل Zigbee در خانه هوشمند، با هزینه کم و مصرف انرژی پایین بین دستگاه‌های الکتریکی ارتباط برقرار می‌کند.

از دیگر مزیت‌های این پروتکل می‌توان به محدوده پوشش بالا، پشتیبانی از وسایل سخت افزاری بیشتر به نسبت سایر پروتکل‌ها، تضمین امنیت اطلاعات به دلیل شبکه بندی ترکیبی خود ساخته و محکم و… اشاره کرد.

از جمله معایب آن هم می‌توان به این مسئله اشاره کرد که نمی‌تواند مسافت‌های طولانی را پوشش دهد و برای انتقال در فواصل طولانی نیازمند استفاده از یک سری واسطه‌هاست.

پروتکل Z-Wave

یکی دیگر از پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند، Z-Wave است. این پروتکل از نوع بی سیم با ارتباط دو طرفه است که از فرکانس‌های رادیویی برای برقراری ارتباط با دستگاه‌های دیگر استفاده می‌کند. Z-Wave از محبوبیت بالایی هم برخوردار است؛ چون بیش از 450 شرکت در سراسر جهان از این پروتکل حمایت می‌کنند و به همین خاطر بسیاری از سیستم‌های امنیتی با این پروتکل سازگاری دارند و اگر بخواهید کنترل کامل تمام وسایل خود را روی یک اپلیکیشن انجام دهید، Z-Wave یک انتخاب عالی از میان انواع پروتکل‌هاست.

 قیمت این پروتکل در حدود نصف قیمت پروتکل‌های دیگر است؛ این در حالی است که کیفیت انتقال و امنیت آن بالا است و هیچ گونه نیازی به تغییرات و سیم کشی مجدد ساختمان ندارد. Z-Wave همچنین از سرعت بالایی برخوردار است؛ زیرا در فرکانسی اجرا می‌شود که باند آن بسیار پایین‌تر از چیزیست که محصولات خانگی از آن استفاده می‌کنند، این تفاوت در باند باعث می‌شود احتمال تداخل فرکانسی میان آن‌ها کاهش یافته و کارایی و سرعت پروتکل Z-Wave بهبود یابد.

پروتکل Wi-Fi

پروتکل Wi-Fi یک پروتکل بی سیم استاندارد است که برای شبکه های بزرگ و پرسرعت طراحی شده است. این پروتکل (با محدویت برد ۲۵ متر به صورت تقریبی )از امنیت بالایی برخوردار است و برای کاربردهای خانگی و تجاری مناسب است.

پروتکل X-10

ویژگی اصلی پروتکل X-10 ارسال فرمان های کنترلی از طریق شبکه تغذیه برق شهر است. به این ترتیب نیاز به سیم کشی دوباره و یا دستکاری در وضعیت برق خانه مرتفع می گردد.

پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند نقش مهمی در طراحی سیستم دارند. برای طراحی خانه هوشمند با پروتکل X10، کافی است وسیله برقی خود را از طریق واسطه ای به پریز موجود در منزل متصل کنید. به این ترتیب قادر خواهید بود به کمک فرستنده سازگار با این پروتکل، وسیله مورد نظر را با توجه به آی دی تنظیم شده آن کنترل کنید.

پروتکل Thread

این مدل از انواع پروتکل BMS وایرلسی است که گروهی از شرکت‌ها شامل نست، سامسونگ، کوالکام و اوسرام آن را توسعه داده‌اند. این پروتکل طراحی شده تا دستگاه بتواند حتی زمانی که وای فای وجود ندارد هم با دیگر دستگاه‌ها ارتباط داشته باشد.

پروتکل Bluetooth

پروتکل Bluetooth یک پروتکل بی سیم استاندارد است که برای شبکه های کوتاه برد و کم مصرف طراحی شده است. (برد تقریبی تا ۱۰ متر )،  این پروتکل از امنیت بالایی برخوردار است ، از پارازیت های ناخواسته درون شبکه جلوگیری می‌کند و برای کاربردهای خانگی و تجاری مناسب است.

پروتکل  Infrared 

پروتکل مادون قرمز یکی از ساده‌ترین و مطمئن‌ترین پروتکل های BMS است که معمولا ارتباط یک‌ طرفه‌ای را عرضه می‌کند. مادون قرمز گزینه مناسبی برای ریموت کنترل‌ها مانند ریموت تلویزیون و اسپلیت می‌باشد.

نوع کاربرد

پروتکل های مختلف، برای کاربردهای مختلفی مناسب هستند. به عنوان مثال، پروتکل های سیمی برای کاربردهای حساس مانند سیستم های امنیتی و کنترل دسترسی مناسب هستند، در حالی که پروتکل های بی سیم برای کاربردهای خانگی و تجاری مناسب هستند.

اندازه شبکه

پروتکل های مختلف، برای شبکه های با اندازه های مختلف مناسب هستند. به عنوان مثال، پروتکل های بی سیم برای شبکه های کوچک و کم مصرف مناسب هستند، در حالی که پروتکل های سیمی برای شبکه های بزرگ و پرسرعت مناسب هستند.

هزینه

پروتکل های مختلف، هزینه های مختلفی دارند. به عنوان مثال، پروتکل های سیمی معمولاً گران تر از پروتکل های بی سیم هستند.

در نهایت، انتخاب پروتکل مناسب برای شبکه هوشمند سازی منازل و مجتمع های مسکونی، باید با توجه به نیازهای خاص کاربر و شرایط ساختمان انجام شود.