هوشمندسازی ساختمان یکی از مهمترین و پرکاربردترین فناوریها در صنعت ساختمان است که به منظور بهبود کارایی، صرفهجویی در انرژی و افزایش راحتی و امنیت ساکنین مورد استفاده قرار میگیرد. با پیشرفت تکنولوژی، هوشمندسازی ساختمانها به صورت روز افزون در حال گسترش است و از اهمیت بسزایی برخوردار است. یکی از عناصر اساسی در هوشمندسازی ساختمان، استفاده از قطعات هوشمند میباشد که نقش بسزایی در بهبود عملکرد و کارایی ساختمان دارند. لاین کوپلر یکی از این قطعات هوشمند است که در پروژههای هوشمندسازی با استاندارد بین المللی KNX مورد استفاده قرار میگیرد. این قطعه با امکانات و ویژگیهای منحصر به فرد خود، نقش بسزایی در بهبود عملکرد ساختمان و افزایش راحتی ساکنین دارد. لاین کوپلر یک تکنولوژی پیشرفته است که با استفاده از آن، امکان کنترل و مدیریت هوشمند ساختمان را فراهم میکند.
تکنولوژی های مرتبط با هوشمندسازی ساختمان به صورت روز افزونی در حال گسترش میباشد. هوشمندسازی ساختمان ها امروزه به یکی از مهمترین اماکانتی است که یک ساختمان مدرن و خوب را از ساخحتمان های عادی جدا کرده و ارزش افزوده بیشتری به ساختمان ها اعطا مینماید. با توجه به این اقبال عمومی، کارخانه ها و شرکت های سازنده قطعات هوشمند نیز در حال بهینه کردن و گسترش خدمات و افزایش کیفیت محصولات خود هستند. همچنین این شرکت ها در حال ساخت قطعات و تولیداتی هستند که تمامی نیازهای موجود در یک ساختمان را شامل شده و بتوانند بهترین عملکرد را برای ساختما نها به ارمغان بیاورند. یکی از مهمترین قطعاتی که در برخی پروژه های هوشمندسازی با استاندارد بین الملی KNX مورد استفاده قرار میگیرد، لاین کوپلر (کاپلر) میباشد. در این مقاله شرکت خانه های هوشمند به بررسی این قطعه و نقش عملکردی و موارد استفاده از آن میپردازیم.

ساختمان هوشمند KNX
مهمترین مسئله در انتخاب روش هوشمندسازی ساختمان، پروتکل ارتباطی مابین اجزای خانه هوشمند میباشد. این ارتباط به صورت کلی به دو دسته ارتباطات با سیم و بدون سیم تقسیم میگردد که هرکدام ویژگی های متفاوتی را دارا میباشند. در گونه ساختمان های هوشمند باسیم، پروتکل ارتباطی KNX به عنوان یک استاندارد جهانی مورد اقبل و پذیرش اغلب کشورهای جهان بوده و ساختمان های فراوانی در سراسر جهان از این سیستم استفاده مینمایند.
استفاده از ساختمانهای هوشمند کی ان ایکس میتواند به طور قابل توجهی به صرفهجویی در مصرف انرژی، بهبود کارایی ساختمان و افزایش ایمنی منجر شود. به عنوان مثال، با استفاده از سیستمهای کنترل هوشمند، مصرف انرژی برای روشنایی، گرمایش و سرمایش ساختمان بهینهسازی میشود. همچنین، ساختمان هوشمند قادر است به صورت خودکار و هوشمندانه با تغییرات در شرایط هواشناسی و نور محیط، تنظیمات لازم را اعمال کرده و از این طریق به صرفهجویی در مصرف انرژی بپردازد.
علاوه بر این، ساختمان هوشمند کی ان ایکس قادر است بهبودات مهم دیگری نیز در عملکرد ساختمان اعمال کند. به عنوان مثال، با استفاده از دادههای جمعآوری شده، مدیران ساختمان قادر خواهند بود تا الگوهای مصرف انرژی را تحلیل کرده و بهبودات لازم را در سیستمهای مکانیکی و الکتریکی ساختمان اعمال کنند.
با توجه به رشد روزافزون تکنولوژی و هوش مصنوعی، استفاده از ساختمانهای هوشمند کی ان ایکس به عنوان یک راه حل نوین برای بهبود عملکرد و کارایی ساختمانها به نظر میرسد. با جامع شدن دادههای جمعآوری شده و استفاده از الگوریتمهای هوش مصنوعی، ساختمان هوشمند قادر است به طور دقیقتر و هوشمندانهتر عمل کرده و بهبودات لازم را در زمینههای مختلف ساختمان اعمال کند.
شرکت های مطرح و با سابقه جهانی ماند ABB, schneider electric, EAE, hager و … از KNX به عنوان یک استاندارد پشتیانی کرده و قطعات مختص این سیستم را به بازار ساختمان هوشمند عرضه نموده اند.
تجهیزات ساختمان هوشمند KNX
تجهیزات ساختمان هوشمند یکی از نقاط قوت فناوری های ارتباطی و اینترنت اشیاء (IoT) است. این تجهیزات امکان کنترل و مدیریت هوشمند ساختمان را فراهم میکنند و به کاربران امکان میدهند تا از راه دور و با استفاده از دستگاههای متصل به اینترنت، به ابزارهای مختلف ساختمانی خود دسترسی داشته باشند تجهیزات ساختمان هوشمند شامل یک مجموعه گسترده از دستگاهها و سنسورهای مختلف است که به یکدیگر و به یک سیستم مرکزی متصل هستند. این دستگاهها شامل سنسورهای حرارت، نور، حرکت، دما، رطوبت و … میباشند که اطلاعات جمعآوری شده توسط آنها به سیستم مدیریت هوشمند ساختمان منتقل میشود. با استفاده از این تجهیزات، کاربران میتوانند به صورت هوشمندانه مصرف انرژی، مدیریت تأسیسات (HVAC)، نظارت بر امنیت و حفاظت، کنترل روشنایی و نورپردازی، کنترل دستگاههای الکتریکی و الکترونیکی (مانند پرده برقی، درب و پنجره هوشمند) و … را به صورت هوشمند و از راه دور انجام دهند.
استاندارد KNX به عنوان یک مرجع جهانی ساختمان هوشمند پذیرفته شده است. ویژگی مهم استفاده از این سیستم، قابلیت استفاده از قطعات با برندهای مختلف در این سیستم میباشد. در این سیستم تجهیزات مختلفی مانند کلیدها، ترموستات ها، انواع رله سوئیچ ها و سنسورها، منبع تغذیه، رابط های پروتکل های مختلف و … نقش های مختلفی را ایفا میکنند.

توپولوژی ساختمان هوشمند KNX
ساختار هوشمند کی ان ایکس یک سیستم پیچیده و چند بخشی است که از تجهیزات، لاین ها و ناحیههای هوشمند تشکیل شده است. تجهیزات به عنوان واحدهای اصلی در ساختار قرار گرفته و با اتصال آنها به یکدیگر، لاین های هوشمند شکل میگیرند. هر لاین هوشمند قادر به جانمایی تعداد زیادی از تجهیزات مختلف است، اما باید به منابع تغذیه مناسب توجه شود. در برخی پروژهها به دلیل بزرگ بودن مساحت یا تعداد تجهیزات، افزایش تعداد لاین های ساختمان هوشمند یا جدا کردن مناطق هوشمند پیشنهاد میشود.
با افزایش تعداد لاین ها، ممکن است نیاز به جدا کردن مناطق هوشمند نیز احساس شود. به عنوان مثال، اگر یک واحد از یک ساختمان را به عنوان یک لاین هوشمند در نظر بگیریم، لاین های دیگر شامل باقی واحدهای ساختمان خواهند بود و خود ساختمان به عنوان یک منطقه هوشمند در نظر گرفته میشود. این نگرش به ما کمک میکند تا ساختار هوشمند را به صورت جامعتر و سلسله مراتبی درک کنیم.
برای اجرای یک ساختار هوشمند کی ان ایکس با کارآیی بالا، نکات زیر را در نظر بگیرید:
درک این ساختار در هوشمندسازی به وسیله استاندارد KNX یکی از مهمترین چالش های آموزش هوشمندسازی میباشد.
قطعات ساختمان هوشمند KNX به دو دسته اصلی تابلویی و دیواری تقسیم میگردند. در هنگام نصب قطعات و تجهیزات KNX، این قطعات در نرم افزار ETS با یک آدرس مشخص و یگانه با نام آدرس فیزیکی شناخته میشوند. آدرس های فیزیکی برای هر قطعه مجزا بوده و به صورت یک پارامتر با سه عدد که با نقطه از هم جدا میگردند مشخص میشود. برای مثال یک کلید ترموستاتیک میتواند آدرس فیزیکی ای شبیه به ۱.۱.۱ داشته باشد. توجه کنید که در ETS آدرس های فیزیکی میتواند با صورت انتخابی تغییر کند.

لاین کوپلر چیست؟
استفاده از لاین کوپلرها در شبکههای کامپیوتری به منظور اتصال دستگاهها به یکدیگر و انتقال اطلاعات و دادهها بین آنها صورت میگیرد. این وسیلهها به عنوان رابط بین دستگاههای مختلف عمل میکنند و امکان ارسال و دریافت دادهها را فراهم میکنند. همچنین، لاین کوپلرها در تجهیزات صوتی و تصویری نیز استفاده میشوند تا امکان انتقال سیگنالهای صوتی و تصویری را بین دستگاههای مختلف فراهم کنند. در نتیجه، لاین کوپلر یک وسیلهی بسیار مهم در ارتباطات الکترونیکی است که به عنوان یک رابط بین دستگاههای الکترونیکی عمل میکند و امکان انتقال اطلاعات، دادهها و سیگنالهای الکتریکی را فراهم میکند. به عبارت دقیقتر، لاین کوپلر چارچوب فناورانۀ بسیار حائز اهمیت و حائز تأثیر در عصر ارتباطات و فناوری اطلاعات است.
ارتباط مابین لاین ها و ناحیه های هوشمند در یک ساختار KNX به وسیله یک قطعه ویژه به نام لاین کوپلر انجام میگردد. لاین کوپلرها، با ایجاد یک ارتباط مابین مناطق و خط های هوشمند، امکان کنترل تمامی تجهیزات را به صورت یکپارچه میسر میکند.
توجه داشته باشید تنها در صورتی از لاین کوپلرهای استفاده میکنیم که بخواهیم یک روش کنترلی یکپارچه برای تمام ساختمان داشته باشیم. این به ای ن معنی است که در یک ساختمان مسکونی هوشمند نیازی به استفاده از لاین کوپلر وجود ندارد زیرا هر یک از واحدها باید سیستم کنترلی مجزای خود را داشته باشند.
در واقع لاین کوپلر در KNX دستگاهی است که دو لاین یا دو منطقه (AREA) در سیستم KNX را به هم متصل می کند و به آنها اجازه می دهد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. همچنین این قطعه ایزولاسیون گالوانیکی (galvanic isolation) بین خطوط ایجاد می کند، به این معنی که آنها را از نظر الکتریکی از یکدیگر جدا مینماید. این عمل می تواند برای جلوگیری از تاثیر نویز الکتریکی یک لاین یا منطقه روی لاین یا منطقه دیگر مفید باشد.
در واقع لاین کوپلرها از دو طریق در یک شبکه KNX ایفای نقش میکنند.
- فیلتر کردن آدرس های فیزیکی و گروه آدرس ها
- جلوگیری از وجود تلگرام های اضافی در شبکه BUS
تفاوت بین line coupler و area coupler در چیست؟
میدانیم که در سیستمهای هوشمند بر پایه KNX، ارتباط بین دستگاهها از طریق کانکتورهای مختلفی انجام میشود. دو نوع اصلی از این کانکتورها در سیستم KNX شامل line coupler و area coupler میباشند که هر کدام وظایف خاص خود را دارند.
Line coupler یک دستگاه است که وظیفه اتصال و ارتباط بین خطوط فیزیکی مختلف یک سیستم KNX را بر عهده دارد. این دستگاه به طور معمول برای اتصال خطوط مختلف یک ساختمان یا سیستمهای مختلف در یک واحد مسکونی یا تجاری استفاده میشود. لاین کوپلر به عنوان یک نقطه اتصال بین لاین های مختلف عمل میکند و امکان انتقال دادهها و دستورالعملها را بین این خطوط فراهم میکند. پس بیاید تفاوت های این دو را برشمریم:
۱. نقطه ارتباطی: line coupler بین خطوط فیزیکی مختلف عمل میکند در حالی که area coupler بین مناطق مختلف عمل میکند.
2. نوع استفاده: line coupler برای ارتباط بین لاین های مختلف یک ساختمان یا واحدهای مختلف در یک ساختمان استفاده میشود، در حالی که area coupler برای ارتباط بین مناطق مختلف یک ساختمان یا ساختمان های مختلف مرتبط با هم استفاده میشود.
بنابراین، line coupler و area coupler هر کدام نقش وظایف خود را در سیستم KNX دارند و بر اساس نیازهای ارتباطات دستگاههای KNX، استفاده از هر کدام از این دو نوع کانکتور تعیین میشود.