برخلاف سیستمهای قدیمی مدیریت ساختمان نظیر BMS که هوشمندسازی یک ساختمان تنها در مرحله ساخت و پیش از برقکشی قابل انجام بود. نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان در هر مرحله از ساخت و حتی در حین استفاده از یک ساختمان قابل اجرا است. در واقع نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان، دارای اتصالات بیسیم است و اجزا به وسیله نسلهای جدید ارتباطی با یکدیگر هماهنگ میشوند. انواع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان مهمترین مزیت این سیستم نسبت به روشهای مشابه است.
ارتباطات بیسیم در این نسل باعث میشود یک ساختمان بدون تغییر یا تخریب هوشمند شود. این موضوع به معنی این است که شما حتی خانههای بسیار قدیمی را میتوانید به راحتی هوشمند نمائید و کنترل اجزای آن را به وسیله دستیار صوتی، اپلیکیشن و کلیدهای تابعی در دست داشته باشید.
اتصالات سیستم های مدیریت ساختمان
در روشهای قدیمی سیستمهای هوشمندسازی ساختمان، هر یک از اجزایی که کارفرما خواستار هوشمند شدن آن بود میبایست در محله ساخت و پیش از برقکشی به وسیله کابلهایی به یک پنل مرکزی متصل میشدند. این کابلها که از جنس کابلهای دیتا بودند برای مثال باید از پشت یک کلید برق تا محل جاگذاری پنل مرکزی کشیده میشد تا بتواند هماهنگکننده کلید برق و هاب مرکزی باشد. تمام کلیدهای هوشمند، پردههای هوشمند، سیستم تهویه هوشمند به یکدیگر متصل میشدند و یک شبکه پیچیده از سیمکشی در هر واحد ساختمانی به وجود میآمد. این شبکه پیچیده مضرات بسیار زیادی را همراه داشت. با هم به بررسی برخی از این مضرات میپردازیم.
هزینه بالا
همانطور که در بالا اشاره شد، بر خلاف اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان که غالبا از جنس بیسیم هستند، سیستمهای قدیمی هوشمندسازی نظیر BMS باید در مرحله ساخت با کابلکشی بین اجزا، اجرا میشدند. این موضوع باعث بالا رفتن هزینههای ساخت برای یک سازنده بود. هزینه تهیه کابلهای دیتا بسیار بالا بوده، همچنین اجرای آن نیز باید توسط یک متخصص انجام میپذیرفت که خود باعث بالا رفتن قیمت تمام شده یک واحد ساختمانی میشد.
تخصصی بودن اجرا
کابلکشی در سیستمهای قدیمی هوشمندسازی، بسیار حساس، ویژه و تخصصی بود. شرکت ارائه دهنده سیستم هوشمندسازی باید از یک یا چند متخصص الکترونیک در حین انجام پروژه استفاده میکردند. زیرا در صورت عدم انجام این امر به وسیله متخصصین خرابیها، عدم عملکرد مناسب و در نهایت نارضایتی را به وجود میآورد.
سختی تعمیرات
کابلکشیهای در مرحله ساخت در سیستم مدیریت ساختمان قبل از مراحل نازککاری انجام میپذیرفت پس در صورت خرابی هر یک از اجزا باید بخشی از دیوار تخریب میشد و کابلها تعویض میشدند.
عدم توانایی گسترش هوشمندی
اتوماسیونها در سیستم هوشمندسازی مدیریت ساختمان بسیار محدود هستند همچنین قابلیت گسترش ندارند. به این معنا که کاربر توانایی گسترش هوشمندی واحد خود را نداشت، یعنی هیچ جزئی از خانه پس از مرحله ساخت نمیتوانست هوشمند شود.
اتصالات نسل دوم
اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان بر خلاف روشهای قدیمی از روشهای بسیار نوین تکنولوژی بهره میبرد. اتصالات بیسیم در این سیستم پیشرو که شرکت پردازش هوشمند پرگار سپهر ارائه دهنده خدمات آن است باعث میشود هزینههای تمام شده برای یک واحد ساختمانی بسیار کاهش پیدا نماید، ساختمان در هر مرحلهای از ساخت و استفاده قابلیت هوشمند شدن باشد و تعمیرات آن به سادگی و بدون تخریب انجام پذیرد.
یکی دیگر از مزیتهای به وجود آمده از تنوع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان این است که هوشمندسازی یک واحد میتواند به صورت جزءبهجزء انجام گردد. یعنی شما میتوانید برای مثال در مرحله اول فقط نورپردازی هوشمند یا سیستمهای امنیت هوشمند یا ایمنی هوشمند یا هرکدام از خدمات گسترده هوشمندسازی را انجام دهید و در مراحل بعدی هوشمندی ساختمان خود را تکمیل نمایید.
همچنین این توانایی را خواهید داشت که برای مثال از یک اتاق خواب هوشمند شروع کنید و در صورت رضایت هوشمندسازی واحد ساختمانی خود را گسترش دهید. همه این مزیتها ناشی از اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان است که همگام با پیشرفتهترین تکنولوژیهای روز دنیا بوده و تجربه یک زندگی ایدهآل را برای شما به ارمغان خواهد آورد.
اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان
در نسل دوم سیستمهای اتوماسیون ساختمان، ما واحد شما را با آخرین تکنولوژی روز دنیا و استفاده از اتصالات بیسیم هوشمند خواهیم کرد. این به این معناست که واحد ساختمانی شما بدون تخریب و فارغ از سال ساخت یا کاربری آن هوشمند میگردد. هوشمند شدن تمام اجزای ساختمان از مزیتهای دیگر استفاده از اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان است. تمامی اجزای ساختمان شما که از انرژی الکتریکی بهره میبرند قابلیت هوشمند شدن را دارند. همچنین شما میتوانید با تهیه لوازم خانگی هوشمند تجربه کنترل تمام اجزای خانه را از طریق تلفن همراه خود داشته باشید.
رویای ارتباطات بیسیم
اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان از نوع بیسیم هستند. همه ما برخی از این اتصالات را میشناسیم و در زندگی روزمره از آنها استفاده میکنیم. از طریق امواج وایفای به وسیله تلفن همراه یا کامپیوترها به شبکه جهانی وب متصل میشویم. فایلهای خود را به وسیله پروتکل بلوتوث منتقل مینماییم. با استفاده از امواج اینفررد تلویزیون خود را خاموش و روشن می نماییم.
اتصالات بیسیم در طول سالیان دراز استفاده شدهاند و عیبیابی شدهاند. ما در خانههای هوشمند با تکیه بر دانش و تکنولوژی و با استفاده از اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان، توانایی هوشمندسازی تمامی اجزای ساختمانها را داریم.
در کنار استفاده از امواج بیسیم نظیر وای فای، بلوتوث، امواج اینفررد و Rf خانههای هوشمند از پروتکلهای جدیدتری نظیر زیگبی و MQTT استفاده مینماید. در ادامه به توضیح تاریخچه این اتصالات بیسیم جدید و کاربرد آن در خانههای هوشمند خواهیم پرداخت.
تاریخچه اتصالات بیسیم
بشر از ابتدای تاریخ به دنبال راهحلهایی برای ایجاد ارتباط از راه دور بوده است. در ابتداییترین روشهای ارتباطی، انسانها از طریق فریاد، ایجاد صدا به وسیله ابزارهایی نظیر سازهای ابتدایی و در برخی مناطق با استفاده از دود از فواصل دور و با یکدیگر ارتباط میگرفتند. این ارتباطات دارای شیوههای کدگذاری برای اعلام حضور خطر و نشانهگذاری جای شکار بود.
با گذر زمان شیوههای ارتباطی پیشرفتهتر شد. با گسترش شهرنشینی دستورات پادشاهان از طریق چاپارها و با سرعت بسیار زیاد بین مناطق مختلف تحت حکمرانی ابلاغ میشد. برخی حکومتها برای ارتباط با همسایهها و درخواست کمک در حین حمله دشمنان از روشی ابداعی بهره میبردند. در این روش آتشدانهایی در فواصل مشخص از هم و مابین دو منطقه قرار میگرفت و با روشن شدن آنها پیام کمک بینشان ردوبدل میگشت. اما هنوز ارتباطات سریع مابین افراد و اجزا از رویاهای انسان بود.
انقلاب صنعتی، ارتباطات نوین
با گذر زمان و انقلاب صنعتی در اروپا پیشرفت تکنولوژی با سرعت سرسامآوری به وقوع پیوست. هر روزه زمین شاهد اختراع یک وسیله، روش یا سیستم نوین بود. سیستمهای ارتباطی نظیر تلگراف و مورس باعث به وجود آمدن نسل نوینی از شیوههای برقراری ارتباط میان مردم شد. این ابداعات در نهایت به اختراع سیستم ارتباطی تلفن توسط الکساندر گراهام بل شد. بل با کمک دستیار جوان خود، واتسون، رویای بشر برای ارتباط از راه دور را به حقیقت برسند. تا جایی که در در سال ۱۹۱۵ یک خط تلفن سرتاسری در خاک ایالات متحده آمریکا برقرار شد. آن روز رئیسجمهور ایالات متحده آمریکا از کاخ سفید در واشنگتن با فرماندار کالیفرنیا ارتباط برقرار کرده بود و صدای او را میشنید.
ارتباطات بیسیم
با گذر زمان انسان به فکر حذف سیمها از سیستم ارتباطی بل شد. این ایده در نهایت به اختراع تلفنهای بیسیم منجر شد. سیستمهای ارتباطی گسترش پیدا کردند، استفاده از امواج رادیویی و تلفنهای ماهوارهای بسیار مرسوم شد و تلفن همراه به عنوان یک ابداع شگفتانگیز به صورت گسترده در اختیار عموم مردم قرار گرفت.
تا اینجا شیوههای ارتباطی مابین افراد بود، اما چه میشد اگر اجزای مختلف زندگی نیز میتوانستند با یکدیگر مرتبط شوند و کارها را به صورت اتوماتیک انجام دهند؟ انواع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان پاسخ دهنده این رویای بشر بود.
ارتباطات و سیستمهای اتوماسیون ساختمان
در ابتدا شیوههای ابتدایی سیستمهای اتوماسیون ساختمان ابداع گشت. این سیستمها کارهای سادهای نظیر روشن و خاموش کردن چراغها یا سیستمهای تهویه را انجام میدادند.
با گذر زمان و در آغاز قرن بیست و یکم مبحثی تحت عنوان اینترنت اشیا به وجود آمد و باعث رشد چشمگیر تکنولوژی شد. اینترنت چیزها IoT ، اجسام مختلف را به شبکه جهانی اینترنت متصل میکرد و باعث به وجود آمدن یک شبکه مش از چیزها میشد که با یکدیگر ارتباط خواهند داشت و عملکردها را با استفاده از این اتصال و ارتباط انجام خواهند داد. اینترنت چیزها، یکی از مهمترین اجزایی است که در انواع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان مورد استفاده قرار میگیرد.
اشاره شد که از روشهای اتصال بیسیم مختلفی برای ایجاد ارتباط مابین اجزای یک ساختمان هوشمند شده با نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان استفاده میشود.
از جمله آنها به وایفای، بلوتوث، امواج مادون قرمز و رادیویی اشاره کردیم. همچنین شرکتهای مختلفی پروتکلهای جدیدی را برای ایجاد ارتباطات مابین اجزا ساختهاند. این ارتباطات در انواع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان دستهبندی میشوند. از جمله آنها میتوان به دو پروتکل معروف و نوین با نامهای زیگبی و MQTT اشاره کرد.
پروتکلهای ارتباطی
در ابتدا به تعریف پروتکل میپردازیم و سپس برخی از نوینترین روشهای ارتباطی بیسیم را بررسی میکنیم.
پروتکل هوشمند، به مجموعه از قوانین یا شیوههای برقراری ارتباط مابین دستگاهها اجزایی است که قرار است در یک ساختمان هوشمند تعبیه گشته اتوماسیوننویسی روی آنها انجام پذیرد. در واقع قوانین ارتباطی مابین اجزای یک سیستم مورد استفاده در اینترنت اشیا با پروتکلها کنترل میشود. ایجاد این پروتکلها به منظور کاهش مصرف انرژی، سادگی استفاده و امنیت بالاتر نسبت به سیستمهای ارتباطی مشابه بود است.
انواع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان شامل پروتکلهای خانه هوشمند میباشد که میتوان به Z-wave ، ZigBee ، KNX ، WiFi ، RF ، modbus اشاره کرد.
زیگبی
در انواع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان، زیگبی، یکی از جدیدترین و موثرترین این نوع از اتصالات است.
ZigBee یک تکنولوژی نوین اتصال بر پایه یک استاندارد جهانی یعنی IEEE 802.15.4 است که به منظور استفاده گروهی از پروتکلهای نوین ایجاد ارتباطات با سطح بالا اختراع شده است. این تکنولوژی نوین میتواند با استفاده از رادیوهای دیجیتال کوچک و کممصرف یک شبکه شخصی بیسیم را برای استفاده در مقاصدی نظیر سیستمهای اتوماسیون ساختمان و مصارف پزشکی به وجود میآورد. اجزای مختلف این پروژهها همگی با پهنای باند کم به یکدیگر متصل میشوند و یک شبکه را ایجاد میکند.
هدف ساخت این پروتکل جدید ایجاد یک شبکه ارزان و با کیفیتتر نسبت به شبکههای مشابه نظیر وایفای یا بلوتوث است. ویژگی اصلی زیگبی ایجاد اتصالات بسیار زیاد مابین این اجزا است به صورتی که هر شبکه مش حاصل از زیگبی میتواند بیش از ۶۴۰۰۰ یونیت مختلف را به هم متصل کند.
به علت مصرف کم انرژی در این تکنولوژی جدید، از آن به عنوان شیوه اصلی اتصال مابین اجزایی استفاده میشود که با باتری کار میکنند. این اجزا اغلب وظایف کنترلی را دارند. در سیستمهای اتوماسیون خانگی، واحدهای کنترلی نظیر سنسورها از این نوع اتصال بهره میبرند.
MQTT
در انواع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان، سیستمهای ارتباطی مختلفی استفاده میشود. این پروتکلها روشهای ارتباطی مابین چیزهایی هستند که در اینترنت اشیا کاربرد دارند. یکی از مهمترین این پروتکلها MQTT است.
طبق اطلاعات و دادهها، این پروتکل در سال ۲۰۱۸ پراستفادهترین روش ارتباطی در مبحث اینترنت اشیا بوده است. طبق توضیحات مندرج درباره این پروتکل نوین ارتباطی، MQTT یک پروتکل ارتباطی M2M یا machine to machine (شیء به شیء) است.
در ارتباطات گذشته اشیا به انسان وصل میشدند اما در این پروتکل ماشینها به یکدیگر متصل میگردند. ارتباط این پروتکل بر اساس ارتباط مابین کلاینت سرورها میباشد و همچنین در دستهبندی شبکه یا Network قرار دارد. MQTT پروتکلی است که بر روی پروتکل TCP کار میکند و برای ایجاد شبکه مابین اجزایی که با این سیستم کار میکنند بسیار مناسب و به صرفه است. از این پروتکل در ساخت لوازم خانگی هوشمند استفاده میگردد. ویژگی اصلی این پروتکل سادگی و سبکی آن است و همین موضوع آن را به یک سیستم محبوب در انواع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان تبدیل کرده است.
Z-Wave
پروتکل امواج زد یکی دیگر از انواع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان است. این پروتکل در سال ۱۹۹۹ به دنیا عرضه شد و تا به امروز یکی از پراستفادهترین روشهای ارتباطی بیسیم میان اجزای مختلف بوده است.
پروتکل Z wave نوعی از تکنولوژی شبکه مش است که برای ارتباط بیسیم میان لوازم خانگی است که دارای توانایی ایجاد یک شبکه درونی را دارند، طراحی شده است و این سیستم در طول حیات خود با پیشرفتهای چشمگیری روبهرو شده و یکی از مهمترین اتصالات در یک سیستم خانه هوشمند است. امنیت بالا، طول نفوذ زیاد (در داخل خانه حدود ۳۰ متر و در فضای باز ۱۰۰ متر) ایجاد شبکه مش و عدم اختلال با دیگر امواج از مهمترین مزیتهای این پروتکل در انواع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان است.
KNX
پروتکل باز در واقع یک خط عمومی (باس) است که بر مبنای یک استاندارد بینالمللی عمل میکند؛ به همین خاطر تولیدکنندگان مختلف میتوانند از این پروتکل استفاده کنند. این امر به شما این امکان را میدهد که از محصولات مختلف تولیدکنندگان متفاوت استفاده کنید.
این سیستم ارتباطی یکی ار روشهای ایجاد ارتباط مابین اجزای یک خانه هوشمند است. این سیستم ارتباطی حدود ۲۱ سال پیش ابداع شده و در طول این مدت بهبود های فراوانی را از نظر عملکرد و میزان مصرف انرژی همراه داشته است. این سیستم یک پروتکل باز بوده بنابراین تمامی شرکتهای فعال در حوزه اینترنت اشیا میتوانند از آن استفاده کنند. KNX دارای امنیت بالا و سرعت انتقال اطلاعات بسیار بالایی است. البته این سیستم با معایبی همراه است که از جمله آن میتوان به نیاز به حضور زیرساخت اشاره کرد، نحوه سیمکشی اجزای استفاده کننده از این سیستم با سیمکشی سنتی متفاوت است و همین موضوع باعث میشود که بسیاری از شرکتها از استفاده از آن سرباز زنند.
خانههای هوشمند
خانههای هوشمند با استفاده از انواع اتصالات نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان، ساختمانها را فارغ از سال ساخت و سیستم برقکشی هوشمند میکند. هوشمندسازی در سیستم نوین مورد استفاده توسط خانههای هوشمند شامل تمامی اجزای خانه میباشد.
هر جزئی از ساختمان شما که با برق کار میکند میتواند به وسیله کارشناسان ما هوشمند شده و کنترل آن به وسیله تلفن همراه، دستیار صوتی یا کلیدهای تابعی صورت پذیرد. ما در خانههای هوشمند در تلاشیم تا آخرین تکنولوژی روز جهان در زمینه اینترنت اشیا و سیستمهای نوین ساختمانی را در اختیار عموم مردم قرار دهیم. خانههای هوشمند با تکیه بر تجربه استفاده از سیستمهای قدیمی مدیریت ساختمان، نسل دوم سیستمهای اتوماسیون ساختمانی را در اختیار هموطنان گرامی در سراسر ایران قرار داده است. برای هوشمند شدن کافی است با ما تماس بگیرید.
نتیجهگیری
با توجه به تحولات چشمگیر در فناوریهای ساختمانی، نسل دوم سیستمهای اتوماسیون ساختمان به عنوان پاسخی هوشمند به محدودیتهای روشهای سنتی مانند BMS ظهور کرده است. برخلاف سیستمهای قدیمی که نیازمند سیمکشی پیچیده، هزینهبر و غیرقابل تغییر پس از ساخت بودند، نسل جدید با بهرهگیری از اتصالات بیسیم، انعطافپذیری، مقرونبهصرفهبودن و امکان پیادهسازی در هر مرحلهای را فراهم کرده است. این تحول دسترسی گستردهتری به فناوری هوشمندسازی ایجاد کرده و تجربه کاربری را نیز بهصورت چشمگیری بهبود بخشیده است.
یکی از مهمترین مزیتهای نسل دوم سیستمهای اتوماسیون، استفاده از پروتکلهای ارتباطی مدرن مانند ZigBee، Z-Wave، MQTT و KNX است که بر پایه اینترنت اشیا طراحی شدهاند. این پروتکلها با مصرف انرژی پایین، امنیت بالا و قابلیت گسترش آسان، زمینه را برای ایجاد شبکههای هوشمند درونساختمانی فراهم میکنند. کاربران امروزه میتوانند به صورت تدریجی و متناسب با نیاز خود، اجزای مختلف خانه را هوشمند کرده و از طریق دستیارهای صوتی، اپلیکیشنهای موبایل یا کلیدهای هوشمند، کنترل کاملی بر فضای زندگی خود داشته باشند.
در نهایت، این تحول فناورانه تنها به بهبود رفاه و راحتی محدود نمیشود، بلکه به عنوان یک گام اساسی در جهت پایداری، صرفهجویی در انرژی و ارتقای کیفیت زندگی شهری عمل میکند. نسل دوم سیستمهای اتوماسیون ساختمان، با حذف موانع سنتی هزینه، تخصص و زمان، هوشمندسازی را از یک امتیاز لوکس به یک امکان در دسترس برای همگان تبدیل کرده است.
