برای بررسی مزایا و معایب یک ساختمان هوشمند، هزینه های اجرای آن، زمان و نحوه اجرا، امکانات و اجزای قابل هوشمند شدن در ساختمان همه چیز مرتبط با پروتکل ارتباطی بین اجزای مختلف است. در ساختمان های هوشمند شده به وسیله سیستم های باسیم، دو پروتکل محبوب و معروف با نام های KNX , BUS وجود دارد. در این مقاله شرکت خانه های هوشمند به بررسی تفاوت های این دو پروتکل یعنی KNX و BUS میپردازیم.
انواع ساختمان هوشمند
هوشمند سازی ساختمان ها به معنای کنترل اجزای ساختمان به وسیله روش هایی فارغ از روش های سنتی است. در این ساختمان ها، اجزای مختلف مانند سیستم روشنایی، امنیت و ایمنی، قفل هوشمند درب ها، آبیاری، پرده ها، سیستم های صوتی و تصویری و … همگی می‌توانند به یک سیستم مرکزی متصل شده و از روش هایی مانند کنترل از طریق تلفن همراه، تاچ پنل خانه هوشمند، کلیدهای هوشمند، اتوماسیون و … کنترل گردند. یک خانه هوشمند امکانات زیادی را در اختیار ساکنین قرار میدهد. افزایش کنترل، امنیت بیشتر، ایمنی بالا و همچنین افزایش آسایش و راحتی و بالا رفتن ارزش ملک از مهمترین مزایای ساختمان هوشمند میباشد.
روش های هوشمند سازی ساختمان متنوع هستند. به صورت کلی و با توجه به نحوه اجرای یک ساختمان هوشمند، میتوان این روش ها را به دو نوع کلی با سیم و بی سیم تقسیم بندی کرد. منظور از ساختمان هوشمند با سیم، ساختمانی است که اجزای هوشمند آن به وسیله کابل کشی های مخصوص و جدای از سیستم برقی ساختمان به یک سیستم مرکزی متصل شده اند. اما در ساختمان هوشمند بی سیم، اجزا به وسیله پروتکل های ارتباطی بدون سیم متصل میگردند. این پروتکل ها انواع مختلفی دارند. زیگ بی، وای فای، امواج رادیویی و مادون قرمز و … از انواع نسل دوم پروتکل های ارتباطی بی سیم ساختمان هوشمند هستند.
ارتباط در اجزای ساختمان هوشمند
همانطور که ذکر گردید، مهمترین مطلب در هوشمند سازی یک ساختمان نوع ارتباط اجزا میباشد. ارتباط اجزا در ساختمان هوشمند با سیم روش های مختلفی دارد. این تفاوت ها میتواند در امکانات یک ساختمان هوشمند، قیمت نهایی، نحوه اجرا، زمان اجرا و … متغیر میباشد.
در یک ساختمان هوشمند با سیم یا BMS (سیستم مدیریت ساختمان) پروتکل های ارتباطی مختلفی وجود دارد. KNX، BUS، backne، X-10 و همگی از انواع روش های ارتباطی هستند.
پروتکل ارتباطی KNX
KNX یک پروتکل ارتباطی ساختمان هوشمند است که در سال های اخیر بسیار محبوب گردیده است. این واژه که مخفف واژه Konnex میباشد، در بیشتر کشورهای اروپایی مورد استفاده قرار گرفته است. در واقع این روش ارتباطی با الهام از روشهای اتوماسیون صنعتی مختص خانه هوشمند طراحی گردیده است و به همین دلیل بسیار بهینه گردیده است. KNX یک استاندارد بین المللی و تنها روش ارتباطی خانه هوشمند با سیستم باز در جهان است که از آن برای هوشمند سازی خانه های مسکونی، ادارات و.. استفاده می شود. همچنین این پروتکل یک فناوری سبز و پایدار محسوب می شود که با استفاده از آن تا ۶۰ درصد می توان در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. این پروتکل مورد تایید استاندارد های بین المللی ISO/IEC 14543-3 استاندارد اروپا EN 50090 CEN EN 13321-1 و استاندارد چین GB/T 20965 می باشد. پروتکل knx بر اساس سه استاندارد قدیمی تر به وجود آمده و جایگزین بسیار مناسبی برای هر سه آن ها است.
مزایای KNX
همانطور که گفته شد؛ مهمترین مزیت کی ان ایکس نسبت به روش های مشابه بهینه بودن آن است. این موضوع به دلیل استفاده از دو جفت سیم و کاهش هزینه سیم کشی، بالا رفتن سرعت انتقال دیتا، بهینه شدن مصرف انرژی و همچنین به خاطر اجباری بودن تاییدیه کیفی از کیفیت فوق العاده بالایی برخوردار میباشد. مزیت دیگر این پروتکل امکان استفاده از برندهای مختلف در یک ساختمان است. به خاطر استاندارد بودن این سیستم، شما میتوانید برای هوشمند سازی ساختمان تجهیزات برندهای مختلف را با یکدیگر بدون هیچ مشکلی ترکیب نمایید.
همچنین امکان برنامه نویسی و سناریو سازی بسیار ساده از دیگر مزایای KNX است. تجهیزات KNX دارای اپلیکیشن های گوشی های هوشمند بوده که از طریق آن میتوان ساختمان هوشمند را کنترل نمود. دیگر مزیت این سیستم، پایداری بسیار بالا و همچنین مصرف انرژی بسیار کمتر نسبت به سیستم های مشابه هست. این پروتکل ارتباطی دیتا را با سرعت ۹۶۰۰bps بین اجزا انتقال میدهد.
یکی دیگر از مزیت های مهم KNX این مسئله است که در صورت خرابی بخشی از تجهیزات، عملکرد سایر اجزا مختل نمی‌گردد. این مسئله زمانی حائز اهمیت است که بدانید در پروتکل های ارتباطی باسیم مشابه، در صورت خراب شدن یک قطعه کل عملکرد برقی ساختمان مختل میگردد.
در حال حاضر بیش از ۱۴۰ شرکت تولید کننده قطعات الکترونیک از این پروتکل ارتباطی پشتیبانی مینمایند. بنابراین این سیستم بسیار پایدار بوده و میتوان آن را مناسب ترین پروتکل ارتباطی در ساختمان های هوشمند دانست.
در سیستم KNX، میتوان نور و روشنایی، انواع سنسورها، سیستم های تهویه مطبوع، پرده ها و تمامی اجزای یک ساختمان را به صورت هوشمند کنترل نمود.
معایب KNX
شاید بزرگ ترین عیب در KNX قیمت بالاتر اجزای آن نسبت به سیستم های مشابه باشد. این مسئله باعث میشود که برخی سازندگان به سیستم های قدیمی تر روی بیاورند ولی بادی این نکته را در نظر داشت که هزینه بیشتر در ابتدای طراحی و اجرای یک ساختمان هوشمند به خرابی های احتمالی سیستم در آینده ارجحیت خواهد داشت.
پروتکل ارتباطی BUS
bus یکی از قدیمی ترین پروتکل های ارتباطی در سیستم های اتوماسیون است. این پروتکل در ابتدا برای مصارف صنعتی و در کارخانجات استفاده شده است.
در ساختمان هوشمند شده به وسیله پروتکل ارتباطی باس تمامی قطعات با یک کابل (زوج سیم) به یکدیگر نصب میگردند. پروتکل باس در هوشمندسازی ساختمان BMS و بدین ترتیب تبادل دیتا مابین آن ها برقرار میگردد. به این شکل از ارتباط فیزیکی Bus میگویند.
تصور کنید یک اتوبوس از ایستگاهی به ایستگاهی دیگر در حال حرکت باشد و در طول روز به صورت مداوم این کار را تکرار نماید. سیم کشی در پروتکل ارتباطی باس از اصولی مشابه حرکت این اتوبوس پیروی مینماید. سیم کشی اجزای ساختمان هوشمند از یک نقطه یکی از قطعات) شروع شده و از قطعه ای به قطعە دیگر اتصال را برقرار کرده و تشکیل یک لاین سری به نام باس را میدهد.
زمانی که یک جز، داده ای را به قطعه دیگر ارسال میکند، ابتدا اطلاعات به «دیتا» تبدیل شده و پس از آن به صورت دیجیتال بر روی بستر BUS که همان کابل ارتباطی بین تجهیزات میباشد، انتقال داده میگردد. خط باس نقش گذرگاه برای عبور فرامین را دارد.
سیم‌کشی باس با استفاده از زوج کابل ها، هم کار انتقال داده ها (دیتا) و هم تأمین برق تجهیزات هوشمند مثل رله ها و سنسورها را بر عهده خواهند داشت. ولتاژ اسمی سیستم باس برابر با 20w میباشد، این در حالی است که ولتاژ تأمین شده از جانب منبع تغذیه برابر با ۲۹ ولت است. تجهیزات باس در ولتاژهای ۲۰ ولت تا ۲۹ ولت بدون هیچ خطایی کار میکنند، درنتیجه تلرانس ۹ ولتی برای جبران افت ولتاژ کابل و مقاومت ها کافی بوده و فهم دیتا را امکان پذیر مینماید.
کابل:
بستر ارتباطی تجهیزات در ساختمان هوشمند با پروتکل ارتباطی باس به صورت زوج سیم به هم تابیده (Pair Twisted )است.
این کابل دارای زوج سیم قرمز ـ مشکی بوده که برای تأمین توان و انتقال دیتا مورد استفاده قرار میگیرد.
زوج سیم دیگر یعنی زرد ـ سفید در حالت عادی آزاد است.(این زوج سیم، در بعضی مواقع برای اجا به جایی توان به ماژول هایی که با جریان DC کار میکنند، مورد استفاده قرار میگیرد)
توجه ویژه بع این مسئله حائز اهمیت است که در صورت جایگزینی این کابل با زوج سیم معمولی، امکان بروز اشکال در سیستم وجود خواهد داشت.
در انتهای هر کابل منتقل کننده دیتا، انشعاب ها و در نقاط اتصال به ماژول ها باید از کانکتور مخصوص(Connector Bus) استفاده گردد.
مزیت این نوع کانکتور، اتصال راحت کابل و همچنین برقراری دائمی باس ارتباطی است.
در سیستم های دیجیتال اطلاعات به صورت زبان باینری یا صفر و یک منتقل میگردند.
به زبان دیگر برای روشن شدن یک لامپ، باید یک پیغام ارسال گردد که برای رله قابل خوانش باشد.(برای هر رله، یک مجموعه از اعداد که عملکردها را تعریف نموده از پیش تعریف شده که در صورت دریافت هریک از این دیتا ها عملی را انجام خواهد داد.)
برای مثال اگر رله عدد یک را دریافت کند لامپ را روشن و اگر عدد صفر را دریافت کرد، لامپ را خاموش نماید.
با حذف برق ۲۲۰ ولت از کلیدها، ضریب ایمنی ساختمان افزایش مییابد خطرات برق گرفتگی نیز کاهش مییابد.
مزایای BUS
- از مزیت های باس میتوان به قدیمی بودن آن اشاره کرد. این مسئله که باس با توجه به قدمت خود پاسخ گوی انواع نیازها بوده است حائز اهمیت است.
- مزیت دیگر ارزان بودن تجهیزات آن است.
معایب BUS
- مهمترین ایراد سیستم باس، طولانی بودن سیم کشی همچنین سختی اجرای زیرساخت آن است. همچنین در صورت خرابی یکی از قطعات یا ماژول ها، کل ساختار به مشکل بر خواهد خورد. عیب دیگر این سیستم عدم توانایی در ترکیب تجهیزات با برندهای مختلف است. همچنین برنامه نویسی قطعات باس نیازمند دانش بالایی بوده و تعمیر آن بسیار سخت است.
- مصرف انرژی زیاد در سیستم باس از دیگر ایرادات این سیستم است. همچنین به خاطر قدیمی بودن تجهیزات ساختمان هوشمند باس، بسیاری از تجهیزات HVAC یا سیستم های مختلف ساختمانی با باس عملکرد مناسبی نخواند داشت.
تفاوت های میان KNX و BUS
با توجه به تعاریف ارائه شده از تفاوت ها، مزایا و معایب هر دو سیستم ارتباطی باس و کی ان ایکس میتوان مهمترین تفاوت های مابین KNX و BUS را به صورت زیر شرح داد.
- سیم کشی سخت تر و زیرساخت های مشکل دار در سیستم باس نسبت به KNX
- سختی برنامه نویسی، تعمیرات و پشتیبانی در باس نسبت به KNX
- عدم توانایی در ترکیب تجهیزات مختلف با برندهای متفاوت در سیستم باس
- گران بودن تجهیزات KNX نسبت به باس
- بالا بودن هزینه نگهداری سیستم باس
در این مقاله شرکت خانه های هوشمند به بررسی تفاوت های سیستم خانه هوشمند با پروتکل ارتباطی BUS و KNX پرداختیم. برای مشاوره و سفارش سیستم های هوشمند ساختمانی کافی است با ما تماس بگیرید. کارشناسان ما با توجه به شرایط مختلف پروژه مناسب ترین روش برای هوشمند شدن ساختمان را به شما پیشنهاد میکنند.
