با گسترش استفاده از تجهیزات و قطعات خانگی متصل به اینترنت و پشتیبانی شده به وسیله اینترنت اشیا یا IoT، استاندارد KNX با رونمایی از امکان اتصال این قطعات و تجهیزات به سیستم های هوشمند خانگی قدم بسیار بزرگی در راستای یکسان سازی و یکپارچه سازی یک ساختمان هوشمند کامل را ارائه نمود. در این مدل ارتباطی میتوان تمامی لوازم خانگی، تجهیزات الکترونیک هوشمند و به صورت کلی تمام لوازم هوشمند را به یک ساختمان هوشمند شده با KNX متصل نمود. در این مقاله شرکت خانه های هوشمند به بررسی چگونگی این ارتباط، مزایا و ویژگی ها حضور اینترنت اشیا در KNX میپردازیم.
اینترنت اشیا چیست؟
اینترنت اشیا یا به اختصار IoT، یکی از مفاهیم مهم و رو به رشد در دنیای فناوری اطلاعات است که تاثیر چشمگیری بر زندگی ما داشته است. این مفهوم به اتصال و ارتباط دادن اشیاء روزمره با شبکههای اینترنتی اشاره دارد، به گونهای که این اشیاء قادر به تبادل اطلاعات و دادهها با یکدیگر هستند.
IoT در حال حاضر در بسیاری از زمینهها مورد استفاده قرار گرفته است، از جمله صنعت، بهداشت، حمل و نقل، کشاورزی و خانه هوشمند. با استفاده از این فناوری، دستگاهها و سیستمها قادر به جمعآوری دادهها و اطلاعات مفید برای بهبود عملکرد و کارایی هستند.
یکی از مثالهای رایج استفاده از IoT در زمینه خانه هوشمند است. با نصب سنسورها و دستگاههای مرتبط در خانه، افراد قادرند تا از راه دور نظارت بر مصرف انرژی، سیستمهای حفاظتی و حتی دستگاههای الکترونیکی خود را داشته باشند.
علاوه بر این، IoT در صنعت نیز تأثیر چشمگیری داشته است. با استفاده از سنسورها و دستگاههای مرتبط، شرکتها و صنایع قادر به نظارت بر عملکرد تجهیزات، پیش بینی خطاها و بهینه سازی فرآیندهای تولیدی خود هستند.
امروزه، IoT به عنوان یک فناوری کلیدی در جهت توسعه شبکههای هوشمند و شهر هوشمند نیز مطرح شده است. با استفاده از IoT، شهرها قادر به مدیریت منابع عمومی، کاهش هزینههای انرژی و بهبود کیفیت زندگی شهروندان خود هستند.

تجهیزات هوشمند IoT
هوشمند سازی خانهها با استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا (IoT) یکی از روشهای مدرن و کارآمد برای بهبود کیفیت زندگی و افزایش راحتی در زندگی روزمره است. با استفاده از این تکنولوژی، امکان کنترل و مدیریت دستگاهها و تجهیزات خانه از راه دور و از طریق یک سیستم مرکزی فراهم میشود.
یک خانه هوشمند به وسیلهی اینترنت اشیا میتواند دارای ویژگیهای متعددی باشد که شامل کاهش مصرف انرژی، افزایش امنیت، راحتی و کارایی بالاتر در استفاده از تجهیزات خانگی مختلف میشود. به عنوان مثال، با استفاده از سیستم هوشمند تعداد دستگاههای الکتریکی و نورپردازی خانه را میتوان به طور هوشمند کنترل کرد تا مصرف انرژی را به حداقل برساند.
علاوه بر این، این تکنولوژی به ما این امکان را میدهد که از راه دور و از طریق یک سیستم هوشمند، دستگاهها و تجهیرات خانه هوشمند را کنترل کرده و مدیریت کنیم. به عنوان مثال، میتوان با استفاده از یک برنامه موبایل، دمای محیط را تنظیم کرده یا سیستم آبگرمکن را روشن یا خاموش کرد.
علاوه بر این، تکنولوژی خانههای هوشمند با استفاده از IoT بهبود امنیت خانه را نیز فراهم میکند. سیستمهای هوشمند قادر به تشخیص حرکت و فعال شدن دوربینهای مداربسته در صورت شناسایی فعالیتهای ناخواسته هستند و به صورت خودکار اعلام حضور غیرمجاز را به صورت پیام یا تماس به صاحب خانه اطلاع میدهند.
با توجه به تمام این ویژگیها، استفاده از تکنولوژی IoT در خانههای هوشمند نقش بسیار مؤثر و کارآمدی در بهبود کارایی و راحتی زندگی روزمره دارد. به علاوه، با استفاده از این تکنولوژی، مصرف انرژی نیز به حداقل ممکن میرسد که به حفظ محیط زیست و کاهش هزینههای مربوط به مصرف انرژی کمک میکند.
به طور کلی، تکنولوژی خانههای هوشمند با استفاده از IoT یک روش نوین و کارآمد برای بهبود کارایی و راحتی در زندگی روزمره است که مزایای بسیاری را به همراه دارد. این تکنولوژی با ایجاد یکپارچگی و ارتباط بین دستگاههای مختلف در خانه، امکان کنترل و مدیریت آنها را از راه دور و به صورت خودکار فراهم میکند. این امر باعث افزایش امنیت، صرفهجویی در زمان و هزینه، و همچنین بهبود کیفیت زندگی میشود.

هوشمند سازی به وسیله KNX
در دنیای امروزی، با پیشرفت فناوری و اتوماسیون هوشمند، استفاده از سیستمهای کنترل خانگی از جمله نیازهای اساسی هر خانهای محسوب میشود. یکی از سیستمهای محبوب و پرکاربرد در این زمینه، سیستم KNX میباشد.
KNX یک پروتکل ارتباطی باز و استاندارد جهانی برای ساختمانهای هوشمند است که امکان یکپارچهسازی و کنترل تمامی تجهیزات الکتریکی خانه را فراهم میکند. این سیستم با قابلیت اطمینان بالا، انعطاف پذیری و مقیاس پذیری، به کاربران امکان میدهد تا تمامی جنبههای خانه خود را از روشنایی و سیستمهای گرمایشی و سرمایشی گرفته تا سیستمهای امنیتی و صوتی، به صورت مرکزی و هوشمند کنترل کنند.
با استفاده از سیستم KNX، نه تنها میتوان به راحتی و از راه دور تمامی تجهیزات خانه را کنترل کرد، بلکه میتوان سناریوهای مختلفی را برای عملکرد خودکار آنها تعریف کرد. به عنوان مثال، میتوان تنظیم کرد که با ورود به خانه، چراغها به صورت خودکار روشن شوند و سیستم گرمایشی به دمای مطلوب برسد. همچنین، با استفاده از سنسورهای مختلف، میتوان سیستم را به گونهای تنظیم کرد که در صورت تشخیص حرکت یا باز شدن درب یا پنجره، هشدارهای لازم را ارسال کند و اقدامات امنیتی لازم را انجام دهد.
در نتیجه، استفاده از سیستم KNX در خانههای هوشمند، علاوه بر افزایش راحتی و آسایش ساکنین، به بهبود امنیت، صرفهجویی در مصرف انرژی و کاهش هزینهها نیز کمک میکند و به عنوان یک سرمایهگذاری بلندمدت برای آینده خانه محسوب میشود.

KNX چیست؟
KNX یک استاندارد بینالمللی برای کنترل خانگی هوشمند است که به منظور اتصال و کنترل دستگاههای الکتریکی و الکترونیکی در یک ساختمان به کار میرود. این سیستم امکان کنترل و مدیریت نورپردازی، سیستمهای گرمایش و سرمایش، سیستمهای امنیتی، پنجرهها و دربها و دستگاههای الکترونیکی دیگر را فراهم میکند.
اجزای سیستم KNX
سیستم KNX از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
مزایای استفاده از سیستم KNX
- انعطاف پذیری: این سیستم به راحتی قابل تغییر و بهبود مداوم است و میتواند با تغییرات نیازهای کاربران همگام شود.
- صرفه جویی در مصرف انرژی: با استفاده از سنسورها و تایمرها، مصرف انرژی در ساختمان بهینهسازی میشود.
- افزایش امنیت: با استفاده از سیستم KNX میتوان به راحتی سیستمهای امنیتی را به شبکه متصل کرده و کنترل کامل بر روی آنها داشت
ارتباط مابین تجهیزات هوشمند KNX و IoT
اتصال بین تجهیزات اتوماسیون هوشمند KNX و قطعات و لوازم IoT به وسیله گیت وی های اینترنت اشیا (IoT Gateways) صورت میگیرد که وظیفه تبدیل پروتکل KNX به پروتکلهای مورد استفاده در IoT مانند MQTT یا HTTP را دارند. این گیتویها به واسطه نقش مهمی که در این فرایند ایفا مینمایند، امکان کنترل و مدیریت تجهیزات KNX از راه دور و از طریق شبکههای IoT را فراهم میکنند. که این اتصال کمک شایانی به یکپارچه سازی خانه هوشمند مینماید.
با ادغام KNX و IoT، امکانات کنترل و نظارت بر ساختمانها به شکل قابل توجهی گسترش خواهد یافت. به عنوان مثال، با استفاده از سنسورها و دستگاههای مختلف متصل به شبکه IoT مانند تجهیزات گنترلی یا لوازم خانگی هوشمند، میتوان بهبودهای انرژی، مدیریت هوشمند روشنایی و تهویه، نظارت بر سیستمهای امنیتی، ایمنی و حفاظت از ساختمان را بسیار بهبود بخشید. همچنین، با استفاده از دادههای جمعآوری شده از حسگرها و تجهیزات مختلف، میتوان بهینه سازی کیفیت فضاهای داخلی و بهبود تجربه کاربران را در ساختمان فراهم نمود.
با توجه به تحولات رو به رشد فناوری IoT و نقش بسیار حائز اهمیت آن در زمینههای مختلف از جمله صنعت ساختمان، ادغام آن با استاندارد KNX میتواند منجر به افزایش بهره وری، کاهش هزینهها و بهبود کارایی ساختمانها گردد. با توجه به تعامل بین دستگاههای مختلف و نقش حساس آن در عملکرد کل ساختمان، استفاده از فناوری IoT و KNX به عنوان یکپارچگی در فضای ساختمان مورد توجه قرار گیرد.
ماژول های ارتباطی خانه هوشمند
ماژول های ارتباطی در تجهیزات اتوماسیون ساختمان مانند یک پل ارتباطی بوده که میتوانند اطلاعات و داده های پروتکل های مختلف ارتباطی را به یکدیگر مرتبط کرده و امکان کنترل تجهیزات مختلف با نوع و شکل ارتباط های مختلف را در پروتکل های دیگر فراهم میکند.
گیت وی KNX و اینترنت اشیا
گیت وی KNX یک دستگاه متصل کننده است که بین سیستمهای مختلف اتوماسیون ساختمان (مانند نورپردازی، سیستمهای گرمایش و سرمایش، سیستمهای امنیتی و …) و شبکههای مبتنی بر اینترنت (IoT) ارتباط برقرار میکند. با استفاده از گیت وی KNX، امکان کنترل و مدیریت دستگاهها و سیستمهای مختلف در یک ساختمان از راه دور فراهم میشود.
امکانات گیت وی KNX
گیت وی KNX قابلیت اتصال به انواع دستگاهها و سیستمهای مختلف را دارد. این گیت وی قادر است با استفاده از پروتکل KNX، به دستگاههای دارای پروتکلهای مختلف (مانند Zigbee، Z-Wave، Wi-Fi و …) متصل شود. همچنین، گیت وی KNX امکان ارسال دادههای جمعآوری شده از دستگاهها به سرویسهای ابری را نیز فراهم میکند.
برای کاربران، گیت وی KNX امکانات متنوعی فراهم میکند. این گیت وی قابلیت کنترل دستگاهها و سیستمهای مختلف را از راه دور فراهم میسازد. همچنین، قابلیت اجرای سناریوهای خودکار بر اساس شرایط محیطی (مانند تغییرات دما، رطوبت، نور و …) را نیز دارد.

چرا KNX برای اینترنت اشیا (IoT) مناسب است؟
KNX همیشه در زمینهی همکاری بین پروتکل های مختلف از بهترین ها و پایدارترین پروتکل بوده است. این به خاطر این است که محصولات KNX توسط سازمانهای بیطرف بررسی و تایید میشوند. امروزه راههای زیادی برای کنترل خانهها و ساختمانها با استفاده از اینترنت وجود دارد و هر سیستم از روش خودش برای ارتباط با اینترنت استفاده میکند. به همین دلیل، بازار امروز نیاز دارد که هر سیستمی یک روش مشخص و استاندارد برای ارتباط با اینترنت داشته باشد، روشی که مطابق با آخرین تکنولوژیهای اینترنت اشیا IoT باشد.
وقتی سیستمهای کنترلی یا پلتفرمهایی که KNX را به دستگاههای دیگر متصل میکنند، میخواهند به اطلاعات دستگاههای KNX دسترسی داشته باشند، انتظار دارند که این اطلاعات از طریق یک روش استاندارد و نه فقط مخصوص KNX در دسترس باشد. آنها میخواهند به اطلاعات زیر دسترسی داشته باشند:
- این ساختمان از چه بخشهایی (اتاقها) تشکیل شده است؟
- هر اتاق چه امکاناتی دارد (مثلاً روشنایی، گرمایش/سرمایش، پردهها و…)؟
- اطلاعات مربوط به هر امکان یا دستگاه چیست و چگونه میتوان آنها را خواند و تغییر داد؟
- هر دستگاه در کجای ساختمان قرار دارد؟
برای شرکتهایی که سیستمهای کنترلی میسازند، مهم است که اطلاعاتی که از دستگاههای KNX میگیرند، قابل فهم برای کامپیوترها باشد و معنی دقیقی داشته باشد. این اطلاعات باید مستقیماً از خود دستگاهها و یا از تنظیماتی که نصاب انجام داده است، گرفته شود. بهترین راه برای گرفتن این اطلاعات، استفاده از یک فایل مخصوص است که از نرمافزار ETS خروجی گرفته میشود. این روش بهتر از روش فعلی است و بهروزرسانی آن هم آسانتر است. این اطلاعات دقیق میتوانند به طراحی سیستم KNX، انتخاب دستگاهها و حتی اتصال آنها به هم کمک کنند. همچنین میتوانند به عنوان یک سند برای نگهداری اطلاعات ساختمان در طول زمان استفاده شوند.
API شخص ثالث KNX IoT
شاید مهمترین نکته این باشد که شرکتها نمیخواهند همه چیز را از صفر شروع کنند. آنها میخواهند از ابزارها و کدهای آماده برای ساخت سیستمهایشان استفاده کنند. به همین دلیل، KNX IoT API از JSON:API استفاده میکند. API مخفف رابط برنامهنویسی کاربردی است و به برنامهها اجازه میدهد با هم ارتباط برقرار کنند. JSON هم یک روش استاندارد برای انتقال اطلاعات بین برنامهها است.
علاوه بر این، API طوری طراحی شده است که از WebSocket پشتیبانی میکند. WebSocket یک تکنولوژی است که اجازه میدهد اطلاعات به صورت دوطرفه و بلادرنگ بین برنامهها رد و بدل شود. به این ترتیب، برنامههایی که در فضای ابری (اینترنت) هستند، میتوانند اطلاعات را به صورت لحظهای دریافت کنند و نیازی به دانلود تمام اطلاعات نباشد. این امر باعث کاهش هزینهها و بهینه سازی این انتقال میشود. WebSocket همچنین میتواند برای ارسال پیامها استفاده شود، مثلاً وقتی یک برنامه میخواهد در مورد تغییرات اطلاعات به کاربر اطلاع دهد. KNX IoT API همچنین از آخرین تکنولوژیها و استاندارد های امنیتی استفاده میکند.
KNX با تکمیل این API و مدل اطلاعاتی مربوطه، به شرکتهای دیگر هم اجازه میدهد تا با سیستمهای KNX ارتباط برقرار کنند. این اطلاعات از طریق وبسایت https://schema.knx.org در دسترس است.
در مرحله بعد، KNX قصد دارد یک API دیگر به نام KNX IoT Point API را تکمیل کند. این API اجازه میدهد تا حسگرها و دستگاههای کوچک دیگر که از اینترنت اشیا استفاده میکنند، مستقیماً با سیستم KNX ارتباط برقرار کنند، حتی اگر از تکنولوژیهای دیگری مانند Thread یا WiFi استفاده کنند. در ابتدا، این ارتباط به صورت گروهی و از طریق دستگاههای واسط خواهد بود. KNX قصد دارد این API را ظرف یک سال آینده تکمیل کند و یک نسخه آزمایشی از نرمافزار ETS ارائه دهد که به پیکربندی این دستگاهها کمک میکند.