تصویر پروتکل خانه هوشمند

پروتکل خانه هوشمند

چیزی که خانه هوشمند را از بقیه خانه‌ها متمایز می‌کند وجود یک سری تجهیزات هوشمند سازی ساختمان است؛ برای مثال، کلیدهای هوشمند، عملگرها، پنل‌های هوشمند و… این تجهیزات به وسیله تعامل با یکدیگر، بسیاری از اعمال کوچکی که قبل‌تر خودتان در طول روز انجام می‌دادید را بدون دخالت انسان و به درستی انجام می‌دهند. این تعامل بین تجهیزات هوشمند خانه توسط تکنولوژی خانه هوشمند و پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند صورت می‌گیرد.

زمانی که بخواهید عملی مانند روشن و خاموش‌ کردن چراغ‌ها را انجام دهید، پروتکل‌ها تعیین می‌کنند که سیگنال‌های انجام این عمل چگونه از یک دستگاه به دستگاه دیگر برود. وقتی دستگاه‌های هوشمند را برای اکوسیستم اتوماتیک خود انتخاب می‌کنید، دانستن تفاوت‌ پروتکل‌های مختلف ضروری است؛ زیرا هر یک از پروتکل‌ها، بسته به برنامه‌ای که دارد، مزایا و معایبی نیز دارد.

خانه هوشمند آیریک در مقاله پیش رو شما را با پروتکل خانه هوشمند و انواع آن بیشتر آشنا می‌کند؛ همچنین می‌توانید با مراجعه به سایت آیریک از قیمت هوشمند سازی ساختمان نیز مطلع شوید.

پروتکل خانه هوشمند چیست؟

همانگونه که در مقدمه گفتیم، پروتکل های خانه هوشمند که به پروتکل های BMS نیز معروف هستند، عامل ارتباط بین تجهیزات هوشمند خانه هستند.

در بیانی ساده‌تر، تجهیزات هوشمند خانه برای اینکه بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند نیازمند یک زبان مشترک هستند؛ پروتکل های ساختمان هوشمند همان زبان مشترک بین تجهیزات هوشمند یک خانه هستند و آن‌ها از این طریق با هم صحبت می‌کنند.

 پروتکل خانه هوشمند انواع مختلفی دارد؛ با این حال زبان یا همان پروتکل ارتباطی بین دو دستگاه باید یکسان باشد؛ به عنوان مثال، با اینکه ما در جهان زبان‌های بسیاری برای صحبت کردن داریم؛ اما وقتی قصد حرف زدن با چند آلمانی را داشته باشیم، باید با زبان آلمانی با آن‌ها حرف بزنیم؛ حتی اگر زبان اصلی خودمان نباشد.

این مثال، مصداق بارز ارتباط بین تجهیزات هوشمند یک خانه است؛ اگر پروتکل های ارتباطی (زبان) بین دو وسیله یکسان نباشد، ارتباط برقرار نمی‌شود.

اگر بخواهیم کمی موضوع را تخصصی‌تر بیان کنیم، پروتکل زبان ارتباطی بین نودهای مختلف شبکه است. هر پروتکل با دیگری متفاوت است و استانداردهای خاص خودش را دارد. در حقیقت تجهیزات هوشمند از طریق یک پروتکل ارتباطی خاص و تحت یک سری قوانین و استانداردهای مشخص با هم ارتباط برقرار می‌کنند. انتقال داده‌ها بین تجهیزات بسته به نوع پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند از دو راه کابل و هوا صورت می‌گیرد. در ادامه با چند مثال ساده پروتکل خانه هوشمند را بیشتر توضیح می‌دهیم؛ به عنوان مثال در گلخانه هوشمند سنسورهای دما با محیط ارتباط برقرار کرده و دمای استاندارد را تنظیم می‌کند؛ از طرفی اگر نور در محیط به حد کافی وجود داشته باشد سنسورهای نور، نورهای مصنوعی را خاموش می کند.

تصویر انواع پروتکل هوشمند

انواع پروتکل های خانه هوشمند

پروتکل های سیستم هوشمند ساختمان انواع مختلفی دارند؛ اما در یک تقسیم بندی کلی در دو گروه سیمی و بی سیم قرار می‌گیرند که در ادامه بیشتر به آن می‌پردازیم.

پروتکل های ارتباطی سیمی

پروتکل سیمی یکی از انواع پروتکل های خانه هوشمند است؛ در واقع وجود همین پروتکل‌ها موجب تفاوت خانه هوشمند و سنتی می‌شود.

سیستم هوشمندی که بر اساس ارتباط سیمی کار کند، جهت اجرا نیازمند کابل کشی و تابلوی برق اختصاصی و مجزا از سیم کشی ساختمان است. در این سیستم انتقال اطلاعات بین دستگاه‌های و تجهیزات هوشمند، از راه کابل صورت می‌گیرد و اغلب تفاوت بین پروتکل‌های سیمی در همین موضوع (نوع کابل استفاده شده) است.

پروتکل‌های هوشمند سیمی برعکس بی سیم، برای بیمارستان‌ هوشمند، هتل‌ها و سایر محیط‌های صنعتی در کل مکان‌هایی با گستردگی زیاد، کاربرد دارد.

X-10 ،KNX ،S-BUS و MODBUS از جمله معروف‌ترین پروتکل‌های سیمی رایج هستند.

اترنت

این مدل از پروتکل، دارای ارتباط سیمی سریع و مطمئن، با محدوده‌ای بالغ بر 100 متر و حساسیت پایین نسبت به پارازیت‌های الکترومغناطیسی است.

پروتکل X-10

در بین انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان، اولین پروتکلی که به عنوان پروتکل ارتباطی مورد استفاده قرار گرفت، X10 در سال 1975 بود. این پروتکل در زمان خودش از جمله رایج‌ترین پروتکل‌ های ارتباطی بوده است. X-10 بر اساس ارتباط یک طرفه کار می‌کند؛ یعنی فقط صادرکننده دستور است؛ البته بعدها وسایل پروتکل X-10 با قابلیت ارتباط دو طرفه هم در دسترس قرار گرفتند؛ اما قیمت آن به مراتب گران‌تر بود.

این پروتکل سیگنال‌های الکتریکی با فرکانس رادیویی پایین، از اطلاعات دیجیتالی را از طریق سیم کشی برق موجود در خانه‌ها، به پریزها یا سوئیچ‌های قابل برنامه ریزی می‌فرستد. سیگنال‌های ارسالی، دستورها را به دستگاه‌های مورد نظر منتقل می‌کنند؛ در اصل این سیگنال‌ها چگونگی و زمان عمل کردن دستگاه‌ها را کنترل می‌کنند. اگر قصد استفاده از این پروتکل را دارید توجه کنید به دلیل اینکه سیم کشی برق خانه‌ها طوری انجام نشده که عاری از هرگونه نویز فرکانس رادیویی باشد، پروتکل X-10 اصولا پروتکل قابل اعتمادی نیست.

با این حال اگر همچنان قصد طراحی خانه هوشمند با این پروتکل را دارید، کافی است وسیله برقی را با استفاده از یک واسطه به پریز موجود در منزل وصل کنید؛ در نتیجه می‌توانید با فرستنده سازگار با پروتکل X-10، وسیله مورد نظر را با توجه به آی دی تنظیم شده آن کنترل کنید.

با وجود اینکه در طول این سال‌ها پروتکل‌های دیگری با کارایی به مراتب بهتر از X-10 در بازار عرضه شدند؛ اما X-10 همچنان یکی از متداول‌ترین پروتکل‌های هوشمند سازی موجود در بازار است.

پروتکل KNX

پروتکل KNX (مخفف کلمه konnex) یکی از محبوب‌ترین و معروف‌ترین پروتکل‌ها است که از طریق تکنولوژی اطلاعات، تجهیزات مختلف از جمله سنسورها، عملگرها، کنترلرها و ترمینال‌ها را به یکدیگر متصل می‌کند.

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.

در مجموع پیش از استفاده از این پروتکل در نظر داشته باشید که KNX یک سیستم هوشمند جهانی است که متاسفانه به دلیل مسائل تحریم، در کشور ما با مشکلات و معایبی روبرو شده است که سبب بروز نارضایتی و بی اعتمادی بعضی افراد به این پروتکل و در کل فرآیند هوشمند سازی شده است.

پروتکل S-BUS

S-BUS 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.

اتصال انعطاف پذیری دارد و می‌تواند با یک حلقه آزاد یا حلقه بسته، توپولوژی ستاره‌ای یا حتی Graid کار کند. با اینکه در این پروتکل کل قطعات و تمام مجموعه هوشمند است و بر اساس پاسخگوئی با سرعت بالا، مصرف بهینه انرژی و افزایش انعطاف پذیری ساخته شده؛ اما از لحاظ جهانی چندان اعتباری ندارد.

پروتکل MODBUS

مدباس یک پروتکل ارتباطی دو طرفه است که مانند S-BUS هم به صورت سیمی و هم بی سیم، کار می‌کند؛ هرچند در نوع سیمی شناخته شده‌تر 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 مدباس جهت برقراری ارتباط بین تعداد زیادی دستگاه متصل به یک شبکه استفاده می‌شود و در طول داده‌های ارسالی محدودیتی ندارد. همچنین در انتقال داده‌ها از امنیت خوبی برخوردار است و قابل اعتماد است.

در صورتی که بخواهید از این پروتکل به صورت سیمی در ساختمان‌هایی که قابلیت زیربنایی برای این کار ندارند استفاده کنید، نیازمند تغییرات سیم کشی خواهید بود و این مسئله از معدود معایب پروتکل MODBUS است.

تصویر پروتکل های ارتباطی بی سیم

پروتکل های ارتباطی بی سیم

پروتکل‌های ساختمان هوشمند بی سیم بر بستر ارتباطی وایرلس عمل می‌کنند. برای اجرای این پروتکل‌ها هیچ گونه زیرساخت اختصاصی لازم نیست و خانه هوشمند بدون سیم کشی مجزا از سیم کشی اصلی ساختمان به این پروتکل‌ها مجهز می‌شود. انتقال داده‌ها به وسیله ارسال امواج موجود در هوا انجام می‌شود؛ از این رو به آن‌ها بی سیم گفته می‌شود. 

انواع پروتکل خانه هوشمند بیسیم در فرکانس کاری با یکدیگر تفاوت دارند و از معروف‌ترین انواع پروتکل های خانه هوشمند بیسیم می‌توان به Zigbee، Z-Wave و WiFi اشاره کرد.

مادون قرمز

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 تلویزیونتان است.

بلوتوث

پروتکل وایرلسی با محدوده کوتاه (تقریبا 10 متر) که اغلب روی گوشی‌ها، هدفون‌ها و اسپیکرها استفاده می‌شود. سیستم پرش فرکانس قابل تطبیق آن سیگنال‌های موجود مانند وای فای را شناسایی می‌کند و نقشه کانالی برای دستگاه‌های بلوتوث می‌سازد تا پارازیت‌ها را به حداقل برساند.

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 WiFi

امروزه کمتر کسی هست که با وای فای آشنایی نداشته باشد. WiFi یک پروتکل ارتباطی سریع و قابل اعتماد است؛ با این حال محدوده مسافت کمی را می‌تواند پوشش بدهد، چیزی در حدود 25 متر.

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 Zigbee

این پروتکل جزو پروتکل‌های بی سیم است که معمولا سریع‌تر از پروتکل‌های سیمی هستند و با گستره‌ وسیعی از تجهیزات و وسایل سازگاری دارند. در ادامه با هم چند مورد از مزایا و معایب zigbee را مرور می‌کنیم.

مزایا و معایب zigbee

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.

قابلیت همکاری و امنیت

هر پروتکلی، با تکنولوژی‌های مختلفی کار می‌کند. اگر بخواهیم همه آن‌ها با هم کار کنند چه اتفاقی می‌افتد؟

به طور کلی، پ پروتکل‌ های BMS هنوز به طور مستقیم با هم سازگار نیستند. شما می‌توانید عدم راحتی را با مرکز کنترلی که از پروتکل‌های چندگانه پشتیبانی می‌کند مانند دستیار خانگی که با صدا کنترل می‌شود دور بزنید.

فقط یادتان باشد که برخی از محصولات، به یک قدم اضافه برای ترجمه پروتکل‌ به زبانی که دستیار خانگی‌تان متوجه می‌شود، نیاز دارند. برای مثال، لامپ‌های روشنایی Philips Hue تنها از طریق Philips Bridge با آمازون اکوی شما صحبت می‌کند.

هشدار دیگر این است که برخی از مراکز کنترل برای شناسایی همه دستگاه‌ها آماده نشده‌اند، حتی اگر پروتکل‌ها را پشتیبانی کنند. شما می‌توانید با انتخاب محصولاتی که از یک پروتکل اختصاصی استفاده می‌کنند از عدم همکاری آن‌ها دوری کنید.

نکته دیگری که باید به آن توجه داشته باشید این است که به دنبال محصولات گواهی شده باشید. گواهینامه‌ها را آزمایشگاه‌های معتبر تست‌ کننده صادر می‌کنند و به ما اطمینان می‌دهند که محصولات براساس استانداردها تست شده‌اند تا با بخشنامه‌ها و رگولاتوری‌های امنیتی و کارایی مطابقت پیدا کنند.

ارسال یک دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این سایت توسط reCAPTCHA و گوگل محافظت می‌شود حریم خصوصی و شرایط استفاده از خدمات اعمال.

با دریافت مشاوره بهترین تصمیم را برای هوشمند سازی خانه‌تان بگیرید.          
با دریافت مشاوره بهترین تصمیم را برای هوشمند سازی خانه‌تان بگیرید.
سوالی داری؟ بدون تعارف بپرس
اسکرول به بالا