وجود تجهیزات هوشمند سازی ساختمان، که شامل کلیدهای هوشمند، عملگرها، پنلهای هوشمند و سایر ابزارهاست، آن را از سایر خانهها متمایز میکند. این تجهیزات با تعامل با یکدیگر، بسیاری از اعمال روزمره را بدون نیاز به دخالت انسان و به درستی انجام میدهند. این تعامل بین تجهیزات هوشمند خانه از طریق تکنولوژی خانه هوشمند و پروتکلهای ارتباطی خانه هوشمند برقرار میشود. در زمانی که میخواهید عملی مانند روشن و خاموش کردن چراغها را انجام دهید، پروتکلها تعیین میکنند که سیگنالها به چه شکل از یک دستگاه به دستگاه دیگر منتقل شوند. به هنگام انتخاب دستگاههای هوشمند برای اکوسیستم خود، آشنایی با تفاوتهای پروتکلهای مختلف ضروری است؛ زیرا هر پروتکل برنامهای خاص، مزایا و معایب خود را دارد. از این رو قصد داریم در این مقاله از سایت ناب به موضوع انواع پروتکل های خانه هوشمند بپردازیم.
پروتکل خانه هوشمند چیست؟
پروتکلهای خانه هوشمند، که به عنوان پروتکلهای BMS نیز شناخته میشوند، نقش ارتباطی بین تجهیزات هوشمند در یک خانه را ایفا میکنند. به طور سادهتر، تجهیزات هوشمند خانه برای برقراری ارتباط با یکدیگر به یک زبان مشترک نیاز دارند؛ پروتکلهای ساختمان هوشمند همان زبان مشترک بین تجهیزات هوشمند یک خانه هستند و از طریق آن با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند.
پروتکلهای خانه هوشمند انواع مختلفی دارند؛ اما زبان یا پروتکل ارتباطی بین دو دستگاه باید یکسان باشد؛ به عنوان مثال، هرچند در جهان زبانهای بسیاری برای صحبت کردن وجود دارد، اما زمانی که میخواهیم با دو آلمانی آشنا حرف بزنیم، باید از زبان آلمانی استفاده کنیم؛ حتی اگر زبان اصلی خودمان آلمانی نباشد. این مثال، نمونهای برجسته از ارتباط بین تجهیزات هوشمند در یک خانه است؛ اگر پروتکلهای ارتباطی (زبان) بین دو وسیله متفاوت باشد، ارتباط برقرار نخواهد شد.
اگر به صورت تخصصیتر بیان کنیم، پروتکل زبان ارتباطی بین نودهای مختلف شبکه استفاده میشود. هر پروتکل نیز با سایر پروتکلها تفاوت دارد و استانداردهای خاص خود را دنبال میکند. در واقع، تجهیزات هوشمند از طریق یک پروتکل ارتباطی خاص و با رعایت یک سری قوانین و استانداردهای مشخص با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند. انتقال دادهها بین تجهیزات هم از طریق کابل و هم از طریق ارتباطات بیسیم (هوا) صورت میگیرد.
انواع پروتکل های خانه هوشمند
انواع پروتکلهای خانه هوشمند را میتوان در دو دسته سیمی و بیسیم تقسیم بندی کرد. این دستهبندی بر اساس روش ارتباطی بین تجهیزات هوشمند در خانه هوشمند است. در زیر به برخی از این پروتکلها اشاره میکنیم:
پروتکل های ارتباطی سیمی
پروتکلهای ارتباطی سیمی یکی از انواع پروتکلهای خانه هوشمند هستند. این پروتکلها برای ارتباط بین تجهیزات هوشمند در خانه استفاده میشوند و باعث ایجاد تفاوت بین خانه هوشمند و سنتی میشوند.سیستم هوشمندی که بر اساس ارتباط سیمی کار میکند، نیاز به کابل کشی و تابلوی برق اختصاصی و جداگانه از سیمکشی ساختمان دارد. در این سیستم، انتقال اطلاعات بین دستگاهها و تجهیزات هوشمند از طریق کابل انجام میشود و اصلیترین تفاوت بین پروتکلهای سیمی در نوع کابل استفاده شده است.
پروتکلهای سیمی هوشمند در برخی محیطهای صنعتی، بیمارستانها، هتلها و مکانهایی با مساحت بزرگ کاربرد دارند. برخی از معروفترین پروتکلهای سیمی عبارتند از:
اترنت
اترنت یکی از پروتکلهای سیمی است که برای ارتباط در شبکههای کامپیوتری استفاده میشود. این پروتکل دارای ارتباط سیمی سریع و پایدار است و محدوده انتقال داده بیش از 100 متر است. یکی از ویژگیهای اصلی اترنت حساسیت پایین نسبت به پارازیتهای الکترومغناطیسی است، به این معنی که تداخلات الکترومغناطیسی حاصل از دستگاهها و سیمهای دیگر در شبکه، تأثیر کمتری بر روی کیفیت ارتباط دارد.
از اترنت در شبکههای محلی (LAN) استفاده میشود و برای اتصال کامپیوترها، سوئیچها، روترها و سایر دستگاهها به یکدیگر استفاده میشود. امروزه استاندارد اترنت گیگابیت (Gigabit Ethernet) با سرعت انتقال 1 گیگابیت بر ثانیه (Gbps) رایج است و سرعتهای بالاتری نیز وجود دارند.
اترنت به عنوان پروتکل اصلی برای شبکههای کامپیوتری در محیط خانگی و سازمانی استفاده میشود و به دلیل سرعت و قابلیت هایش، به عنوان یکی از پروتکلهای سیمی محبوب در صنعت خانه هوشمند نیز شناخته میشود.
پروتکل X-10
درست است که پروتکل X-10 یکی از اولین پروتکلهای استفاده شده در زمینه هوشمند سازی ساختمان بوده است. با این حال، در طول سالها، پروتکلهای دیگری با کارایی و قابلیتهای بهتری معرفی شدهاند و استفاده از X-10 در حال حاضر ممکن است محدود شده باشد.
معایب اصلی پروتکل X-10 شامل موارد زیر است:
- ارتباط یک طرفه: در نسخه ابتدایی X-10، ارتباط فقط در یک جهت بود و فقط صادرکننده دستور میتوانست دستگاهها را کنترل کند. این موضوع به معنای عدم اطمینان از دریافت تأییدیه اجرای دستورات توسط دستگاهها بود.
- قابلیت اعتمادپذیری محدود: به دلیل استفاده از سیم کشی برق موجود در خانهها برای انتقال دستورات، پروتکل X-10 حساسیت زیادی نسبت به نویزهای فرکانس رادیویی داشته است. این موضوع میتواند به عدم قابلیت اعتماد در انتقال دستورات و کنترل دستگاهها منجر شود.
- سرعت پایین: سرعت انتقال دستورات در پروتکل X-10 نسبتاً کند است، به طوری که ممکن است زمان برای اجرای دستورات نسبتاً طولانی شود.
با گسترش فناوریهای هوشمند سازی، پروتکلهای دیگری مانند Z-Wave، Zigbee و Wi-Fi برای کنترل و ارتباط دستگاههای هوشمند به کار گرفته میشوند. این پروتکلها عملکرد بهتری از نظر سرعت، قابلیت اعتماد و امنیت دارند و به طور گستردهتری در صنعت هوشمند سازی استفاده میشوند.
پروتکل S-BUS
پروتکل S-BUS که به صورت دوطرفه عمل میکند، یک پروتکل ارتباطی است که میتواند به صورت سیمی یا بیسیم عمل کند. برای ارتباط سیمی، نیاز به زیرساخت و کابلینگ دارد و امکان استفاده از Wi-Fi نیز در نسخه سیمی وجود دارد. اما امنیت بالایی ندارد و قابلیت رمزگذاری و حفاظت از ارتباط را فراهم نمیکند.
این پروتکل امکان اتصال انعطافپذیری را دارد و میتواند با توپولوژیهای مختلفی مانند حلقه آزاد یا بسته، توپولوژی ستاره و یا حتی Graid کار کند. از آنجا که تمام قطعات و تجهیزات در پروتکل S-BUS هوشمند هستند، سرعت پاسخگویی بالا، مصرف انرژی بهینه و افزایش انعطافپذیری را فراهم میکند.
با این حال، در مقیاس جهانی، پروتکل S-BUS به اندازهای معتبر و شناخته شده نیست. به عبارت دیگر، استفاده و پذیرش وسیع این پروتکل در سراسر جهان به طور گستردهای شناخته شده نیست و استانداردها و اعتبار بینالمللی برای آن برقرار نشده است.
اگر قصد استفاده از پروتکل S-BUS را دارید، باید مطمئن شوید که با توجه به نیازها و محدودیتهای خود، این پروتکل مناسب است و توانایی ارائه ویژگیهای مورد نیاز را دارد. همچنین، قبل از استفاده از این پروتکل، بهتر است با توجه به محدودیتها و نقاط ضعف آن، تصمیم گیری کنید که آیا این پروتکل برای نیازهای شما مناسب است یا خیر.
پروتکل های ارتباطی بی سیم
پروتکلهای ارتباطی بیسیم، در بستر ارتباطی وایرلس عمل میکنند. برای استفاده از این پروتکلها، نیازی به زیرساخت اختصاصی ندارید و در یک خانه هوشمند، به جای سیم کشی مجزا، از این پروتکلها استفاده میشود. ارسال و دریافت دادهها از طریق امواج موجود در هوا انجام میشود و به همین دلیل به آنها “بیسیم” گفته میشود. در ادامه تعدادی از پروتکل های بی سیم را شرح می دهیم:
مادون قرمز
پروتکل مادون قرمز یکی از پروتکلهای سادهتر و قابل اعتماد در ارتباطات BMS (سیستم مدیریت ساختمان) است. این پروتکل معمولاً برای ارائه ارتباط یکطرفه استفاده میشود. مادون قرمز یک گزینه مناسب برای استفاده در ریموت کنترلها، مانند ریموت تلویزیون شما، است. با استفاده از این پروتکل، امکان کنترل دستگاهها و ارسال دستورات به آنها با استفاده از امواج مادون قرمز فراهم میشود.
بلوتوث
بلوتوث، یک پروتکل ارتباطی بی سیم با محدوده کوتاه است که به طور عمده در گوشیها، هدفونها و اسپیکرها استفاده میشود. این پروتکل از یک سیستم پرش فرکانس قابل تطبیق استفاده میکند تا سیگنالهای موجود مانند Wi-Fi را شناسایی کند و یک نقشه کانال برای دستگاههای بلوتوث ایجاد کند. این کار به منظور کاهش حداکثری تداخل با سایر منابع فرکانسی و کاهش نویز و پارازیت در ارتباط بلوتوث انجام میشود. با این روش، کیفیت و قابلیت اطمینان ارتباطات بلوتوث بهبود مییابد. همچنین، محدوده عملکرد بلوتوث تقریباً ۱۰ متر است.
Thread
Thread یک پروتکل BMS (سیستم مدیریت ساختمان) بی سیم است که توسط یک گروه شرکتها از جمله Nest، سامسونگ، کوالکام و اوسرام توسعه داده شده است. این پروتکل به طور خاص برای امکان ارتباط بین دستگاههای مختلف در یک شبکه هوشمند طراحی شده است. یکی از ویژگیهای برجسته Thread این است که قابلیت ارتباط را حتی در صورت عدم وجود Wi-Fi فراهم میکند. این به این معنی است که دستگاههای Thread قادر به ارتباط با یکدیگر هستند و با استفاده از این پروتکل میتوانند به صورت مستقل عمل کنند و به اشتراک گذاشتن اطلاعات و کنترل دستگاهها را امکانپذیر میسازند.
پروتکل WiFi
پروتکل Wi-Fi یکی از پراستفادهترین پروتکلهای ارتباطی بیسیم است و امروزه اکثر افراد با آن آشنا هستند. Wi-Fi یک پروتکل سریع و قابل اعتماد برای اتصال دستگاهها به شبکه اینترنت بیسیم است. با این حال، محدوده پوشش Wi-Fi ممکن است محدودیتهایی داشته باشد و در حدود 25 متر در فضای باز قابل پوشش باشد. اما ارتباط Wi-Fi قابل تقویت و گسترش با استفاده از اکسس پوینتها و تکنولوژیهای تقویت کننده میباشد تا بتوان محدوده پوشش را افزایش داد و از طریق تکرار کنندهها نقاط ضعف پوشش را برطرف نمود.
پروتکل Z-Wave
پروتکل Z-Wave یکی از محبوبترین پروتکلهای استفاده شده در سیستمهای خانه هوشمند است. این پروتکل از فرکانس رادیویی استفاده میکند و به دستگاهها امکان برقراری ارتباط دوطرفه را میدهد. یکی از ویژگیهای مهم Z-Wave، پشتیبانی و هماهنگی بیش از 450 شرکت مختلف است، که باعث میشود تعداد زیادی از دستگاههای خانه هوشمند با این پروتکل سازگار باشند. همچنین، امنیت بالا و کیفیت انتقال اطلاعات آن نیز برتری دیگری است.
پروتکل Z-Wave با قیمت مناسبتری نسبت به برخی پروتکلهای دیگر در بازار عرضه میشود، در حالی که امکانات و کارایی آن بسیار بالاست. علاوه بر این، نصب و استفاده از Z-Wave نیازی به تغییرات ساختمانی یا سیمکشی مجدد ندارد. این پروتکل به سرعت بالا هم مشهور است، زیرا در فرکانسی کار میکند که از باند استفادهی گستردهای که برای دستگاههای خانگی معمولی استفاده میشود، پایینتر است. این موضوع باعث کاهش تداخل فرکانسی و بهبود عملکرد و سرعت Z-Wave میشود.
پروتکل Zigbee
پروتکل Zigbee نیز یکی از پروتکلهای بیسیم است که در سیستمهای خانه هوشمند استفاده میشود. برخلاف پروتکل Z-Wave،Zigbee از ساختار شبکه مبتنی بر مش (mesh) استفاده میکند. در ادامه به برخی از مزایا و معایب Zigbee اشاره میکنم:
مزایا:
- مصرف انرژی کم: Zigbee از مصرف انرژی کمتری نسبت به برخی پروتکلهای دیگر برخوردار است. این ویژگی آن را برای استفاده در دستگاههای با باتری مناسب میسازد و عمر باتری را بهبود میبخشد.
- محدوده پوشش گسترده: پروتکل Zigbee قابلیت پوشش مناطق گسترده را با استفاده از ساختار شبکه مش دارد. این به معنای ایجاد یک شبکه پوششدهی گسترده با قابلیت ارتباط بین دستگاهها در فواصل بزرگتر است.
- امنیت: Zigbee از روشهای رمزنگاری و امنیتی پیشرفته برای حفاظت از اطلاعات استفاده میکند. این امر از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا این پروتکل در کنترل دستگاههای خانه هوشمند و انتقال دادههای حساس استفاده میشود.
معایب:
- محدودیت مسافت: در شبکه Zigbee، فاصله فیزیکی بین دستگاهها محدود است و نمیتواند به طور مستقیم مسافتهای طولانی را پوشش دهد. این مسئله میتواند نیازمندی به استفاده از ریپیترها یا واسطهها در شبکه باشد تا پوشش بیشتری فراهم شود.
- تعداد دستگاهها: در شبکه Zigbee، تعداد دستگاههایی که میتوان به شبکه متصل کرد، محدود است. هرچه تعداد دستگاهها بیشتر شود، ممکن است عملکرد شبکه تحت تأثیر قرار گیرد.
- سازگاری: اگرچه Zigbee از تعدادی وسیله و سازگاری خوبی برخوردار است، اما ممکن است برخی دستگاهها و تجهیزات خاص توسط این پروتکل پشتیبانی نشوند و نیازمند استفاده از پروتکلهای دیگر باشند.
خرید انواع پروتکل های خانه هوشمند
برای خرید انواع پروتکلهای خانه هوشمند، شما میتوانید به فروشگاههای مرتبط با تجهیزات خانه هوشمند مانند سایت معتبر ناب مراجعه کنید. قبل از خرید، مطمئن شوید که تجهیزاتی که قصد خریداری آنها را دارید، با پروتکلی که انتخاب کردهاید، سازگاری کامل دارند. همچنین، در صورت نیاز به نصب و راهاندازی حرفهای تر، میتوانید از تیمهای فنی معتبر سایت ناب استفاده کنید. همچنین متخصصان سایت ناب که نمایندگی loxone اتریش را دارا می باشد، همواره برای مشاوره ی رایگان درباره ی خرید انواع تجهیزات هوشمند، آماده ی خدمت رسانی به شما می باشند.