azheer-central درحال بارگزاری ...

انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان

12:14 1402/09/19 مقالات

پروتکل های هوشمند سازی ساختمان، برای کنترل و مدیریت تجهیزات الکترونیکی، نورپردازی، حرکتی، گرما، سرمایش و سایر امکانات هوشمند ساختمان استفاده می شوند. در ادامه به معرفی برخی از انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان پرداخته شده است. انواع پروتکل‌ های هوشمند سازی ساختمان در حال حاضر بسیار متنوع هستند و می‌توان به برخی از آن‌ها اشاره کرد


هوشمند سازی ساختمان به معنای ایجاد ارتباط میان اجزا و تجهیزات موجود در یک منزل و امکان کنترل از طریق یک سیستم مرکزی است به نحوی که بتواند رفاه و راحتی را برای ساکنان فراهم نموده و در مدیریت در ساختمان را ارتقا بخشد. مشخصا مدیریت بهتر به معنای مصرف بهینه انرژی، کاهش هزینه های نگهداری و … است.

در این میان پروتکل ها اهمیت زیادی دارند. در یک فرایند هوشمند سازی حرفه ای و اصولی لازم است تا بهترین و متناسب ترین پروتکل هوشمند سازی ساختمان انتخاب شود. پروتکل در واقع همان زبان ارتباط اجزای با یکدیگر و نحوه مدیریت و کنترل این ارتباط است. بسیاری از تولید کنندگان معتبر تجهیزات هوشمند سازی و انجمن های تخصصی پروتکل های مختلفی را به این منظور تدوین و برای استفاده در اختیار دیگران قرار داده اند.

انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان

انواع هوشمند سازی ساختمان

هوشمند سازی ساختمان شامل مجموعه‌ای از فناوری‌ها و سیستم‌های مختلف است که به منظور بهینه‌سازی مصرف انرژی، راحتی کاربران و افزایش امنیت در ساختمان‌ها به کار می‌رود. برخی از انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان عبارتند از:

1- سیستم‌های نورپردازی هوشمند از انواع پروتکل‌ های هوشمند سازی ساختمان

این سیستم‌ها به منظور کنترل نورپردازی در ساختمان‌ها و بهینه‌سازی مصرف انرژی و همچنین ایجاد آرامش و راحتی برای کاربران ساختمان به کار می‌روند.

2- سیستم‌های خنک کننده و گرم کننده هوشمند

این سیستم‌ها به منظور بهینه‌سازی مصرف انرژی در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی به کار می‌روند.

انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان

3- سیستم‌های امنیتی هوشمند، هوشمند سازی ساختمان

این سیستم‌ها به منظور افزایش امنیت در ساختمان‌ها از جمله نصب دوربین مداربسته، سیستم تشخیص حرکت و تشخیص آتش و ایجاد سیستم تعاملی بین ساکنان و دربان به کار می‌روند.

4- سیستم‌های هوشمند نظارت بر مصرف انرژی

این سیستم‌ها با استفاده از انواع پروتکل های هوشمند به منظور نظارت بر میزان مصرف انرژی در ساختمان‌ها و بهبود کیفیت محیط زیست استفاده می‌شوند.

5- سیستم‌های خودکار کنترل درب‌های هوشمند سازی ساختمان

این سیستم‌ها به منظور کنترل خودکار درب‌ها در ساختمان‌ها به کار می‌روند و علاوه بر افزایش امنیت، در دسترسی آسان و سریعتر به ساختمان نیز موثر هستند.

پروتکل باز به چه معناست؟

زمان انتخاب ابزار برای هوشمند سازی ساختمان اهمیت زیادی دارد که پروتکل مناسبی را انتخاب کرده باشید. هر پروتکلی با ابزارهای مختص به خود اجرا می شود و مزایا و معایبی دارد. تولید کنندگان متعدد و انجمن ها پروتکل های گوناگونی را تدوین و ارائه نموده اند و در این پروتکل ها به جزییات زبان ارتباط میان اجزا می پردازند. حتی ممکن است نمونه های سخت افزاری برای درک بهتر پروتکل ارائه نمایند.

در این میان پروتکل ها به دو گروه اصلی پروتکل های باز و پروتکل های اختصاصی تقسیم بندی می شوند. پروتکل باز به این معناست که بدون محدودیت همه می توانند از ان استفاده کنند و شما محدود به استفاده از تجهیزات از برند های مشخص نیستید. پروتکل های اختصاصی نیز برای تجهیزات مشخصی توسعه یافته اند و شما با انتخاب این پروتکل ها خود را ملزم به استفاده از تجهیزات مشخصی می کنید. برخی پروتکل ها نیز محدود هستند و برای تعداد مشخصی از تولید کنندگان و تجهیزات توسعه یافته اند.

واضح است که در هوشمند سازی ساختمان پروتکل های باز به دلیل نداشتن محدودیت استفاده از تجهیزات و محصولات تولید کننده مشخص رایج تر هستند.

معیار های انتخاب پروتکل در هوشمند سازی ساختمان

اگر قصد هوشمند سازی ساختمانی را دارید یا از جمله متخصصان فعال در این زمینه هستید، لازم است با معیار های انتخاب پروتکل ها آشنا شوید. اولین موضوع سازگاری است. آیا پروتکلی که انتخاب می کنید با شرایط و امکانات شما سازگاری مناسبی دارد؟ برای مثال اگر یک پروتکل اختصاصی را انتخاب کنید که قادر به تامین تجهیزات تولید کننده اشاره شده در پروتکل نیستید یا خدمات پشتیبانی آن تولید کننده در کشور ارائه نمی شود، اصل سازگاری را مد نظر قرار نداده اید. حتی ممکن است پروتکلی را انتخاب کنید که تجهیزات پیشنهادی آن برای شما جذاب نباشد.

دومین اصل دسترسی به ارتقاست. با ورود تجهیزات جدید به بازار، اغلب پروتکل ها ارتقا می یابند و امکان توسعه و استفاده از تجهیزات جدید را برای شما فراهم می آورند. باید پروتکلی را برای هوشمند سازی ساختمان انتخاب نمایید که نسخه ارتقا آن برای شما در درسترس باشد تا بتوانید در آینده سیستم مورد نظر را ارتقا دهید.

توجه به ملاحظات و مشخصات فنی از دیگر نکات مهم در انتخاب پروتکل است. شما باید به هنگام انتخاب پروتکل برای هوشمند سازی ملاحظاتی همچون هزینه، پهنای باند مورد نیاز، مصرف توان و … را مد نظر قرار دهید.

1- پروتکل هوشمند سازی بی سیم یا با سیم

یکی از اصلی ترین سوالاتی که قبل از انتخاب پروتکل باید به آن جواب دهید این است که می خواهید از پروتکل های هوشمند سازی ساختمان از نوع بی سیم استفاده نمایید یا پروتکل هوشمند سازی از نوع با سیم مورد نیاز شماست. در واقع پروتکل منتخب شما در یکی از دو انتخاب به ارائه راهکار می پردازد.

برای مثال وای فای یک پروتکل ساده و سریع برای محدوده ۲۵ متری از نوع بی سیم است در حالی که پروتکل اترنت یک پروتکل قابل اطمینان با دامنه ۱۰۰ متر یوو حساسیت کم به تداخل الکترومغناطیسی از نوع با سیم است. به دلیل تقاضای بالا برای هوشمند سازی بی سیم، پروتکل های این نوع هوشمند سازی نیز وفور بیشتری دارند.

2- الزامات ایمنی پروتکل های هوشمند سازی ساختمان

پروتکل هوشمند سازی ساختمانی که انتخاب می کنید حتی اگر از نوع پروتکل باز باشد شما را ملزم به رعایت الزاماتی می نماید که الزامات ایمنی نامیده می شود. هدف این الزامات افزایش ایمنی الکتریکی، محیطی و ایمنی عملکردی است. در یک پروتکل باز الزامات ایمنی شما را به انتخاب تجهیزاتی سوق می دهند که در نهایت ایمنی مورد نیاز و پیش بینی شده در پروتکل تامین می شود.

بنابراین باز بودن پروتکل به معنای مجاز بودن شما برای استفاده از تجهیزات غیر ایمن نیست و این پروتکل ها هم ایمنی مناسبی را ایجاد می نمایند.

آشنایی با چند پروتکل رایج در هوشمند سازی ساختمان

زمانی که از هوشمند سازی ساختمان برای افزایش امنیت، رفاه و راحتی ساختمان استفاده می کنید لازم است تا استراتژی و زبان ارتباط اجزای ساختمان با یکدیگر و نحوه مدیریت ارتباطات را تعیین کنید. برخی دستورالعمل ها و استاندارد ها در این زمینه طراحی شده اند که پروتکل خانه هوشمند نامیده می شوند و از آنها به عنوان پروتکل هوشمند سازی ساختمان یاد میشود.

برخی از این پروتکل ها باز هستند و شما می توانید بر روی انواع تجهیزات و وسایل از برند های مختلف آن ها را پیاده کنید. در مقابل برخی پروتکل ها صرفا برای محصولات تولید کنندگان مشخص تهیه شده اند. برخی پروتکل ها با سیم هستند و ارتباط را از طریق سیم ها برقرار می کنند.

در مقابل برخی از پروتکل ها بی سیم هستند. برخی پروتکل ها نیز از انواع مسیر های سیمی و بی سیم برای انتقال پیام استفاده می کنند. در این مقاله شما را با برخی از رایج ترین پروتکل هوشمند سازی ساختمان، مزیت ها و محدودیت آن ها آشنا می کنیم.هر چند بر اساس شرایط، نیاز ها و بودجه شما، پروتکل مناسب از طرف متخصصان به شما پیشنهاد می شود اما آشنایی کلی با این پروتکل ها می تواند به شما در انتخاب بهتر کمک کند.

1- پروتکل KNX

این پروتکل یک استاندارد باز برای کنترل خودکار ساختمان است. KNX از پروتکل‌های مختلف شامل RS485، کابل نوری و RF استفاده می‌کند. با استفاده از KNX، می‌توانید انواع تجهیزات را از جمله روشنایی، دما، سیستم امنیتی و تهویه مطبوع را به طور مستقل یا هماهنگ کنید.

محبوب ترین پروتکل هوشمند سازی ساختمان و پروتکل اصلی اتحادیه اروپا برای هوشمند سازی است که دهه هاست در بازار وجود دارد و برای اتوماسیون ساختمان ها مورد استفاده است. این پروتکل از نوع باز است و به همین دلیل اغلب به دیگر پروتکل ها ترجیح داده می شود. شما می توانید از این پروتکل برای هوشمند سازی و ارتباط میان اجزای ساختمان و تجهیزات از انواع برند ها استفاده نمایید.

 همچنین زمانی که از پروتکل KNX برای اتوماسیون و هوشمند سازی ساختمان انتخاب می شود از لایه های مختلف فیزیکی از جمله شبکه خط برق، مادون قرمز، اترنت و … برای ایجاد ارتباط میان اجزا استفاده می شود. با این پروتکل مزیت های پروتکل های سیمی و بی سیم را هم زمان خواهید داشت. اگر این پروتکل به شما پیشنهاد شده است، می توانید اطمینان داشته باشید که انتخاب هوشمندانه ای است.

در این پروتکل هوشمند سازی ساختمان شیوه هوشمند سازی به نحوی است که سیستم از یک واحد کنترل مرکزی عمل نمی کند و تک تک زیر سیستم ها و واحد های متصل هوشمند هستند. مزیت بزرگ این پروتکل این است که اگر قسمتی از کار بیفتد سایر بخش ها دچار اختلال نمی شوند. استاندارد KNX توسط انجمن KONNEX مدیریت می شود و الزامات ایمنی بسیار قدرتمندی دارد.اگر ایمنی برای شما اهمیت بسیار زیادی در هوشمند سازی دارد، این پروتکل بهترین انتخاب است.

2- پروتکل BACnet

این پروتکل نیز برای کنترل هوشمند ساختمان استفاده می‌شود و به عنوان یک استاندارد باز شناخته شده است. BACnet می‌تواند به طور همزمان با انواع تجهیزات مانند HVAC، روشنایی، اعلان حریق و سیستم امنیتی کار کند.

3- پروتکل ZigBee

این پروتکل یک پروتکل شبکه بی سیم برای اتصال دستگاه‌های هوشمند ساختمان است. ZigBee می‌تواند به طور مستقیم با سیستم‌های خانه هوشمند متصل شود و به کاربر امکان می‌دهد تا تجهیزات خود را از راه دور کنترل کند.

از جمله پروتکل هوشمند سازی ساختمان بی سیم است که بسیار سریع است و با طیف وسیعی از دستگاه ها کار می کند. اصلی ترین مزیت رقابتی این پروتکل ارتباطی، سرعت آن است. این پروتکل قادر است بدون خطوط سیم کشی برق ارتباط را برقرار کند و از این منظر بسیار ایمن است.

این پروتکل به صورت گسترده برای اتوماسیون اداری و همچنین برای اتوماسیون خانگی مورد استفاده قرار می گیرد و با اهداف تجاری توسعه یافته است. این پروتکل در محصولات با برند های چینی بسیار رایج است. این پروتکل ارتباطی از شبکه مش استفاده می کند. استفاده از شبکه مش به معنای استفاده از ابزاری برای رله کردن سیگنال به دستگاه های دیگر، تقویت و گسترش شبکه است. این پروتکل بسیار مشابه پروتکل Z-wave  می باشد که در ادامه معرفی می شود. البته از آن بسیار سریع تر است.

4- پروتکل Z-Wave

این پروتکل نیز یک پروتکل شبکه بی سیم برای اتصال دستگاه‌های هوشمند ساختمان است. Z-Wave می‌تواند با بیش از 2000 دستگاه هماهنگ شود و برای کنترل تجهیزات خانگی هوشمند از طریق یک اپلیکیشن موبایل استفاده می‌شود.

این پروتکل یک پروتکل عمومی بی سیم است که از فرکانس های رادیویی برای ایجاد ارتباط استفاده می کند. این پروتکل هوشمند سازی ساختمان برای اولین بار در دانمارک ارائه شد و بسیار سریع توسط تولید کنندگان مختلف مورد حمایت قرار گرفت و توسعه یافت. این پروتکل از جمله پروتکل های محبوب است.

بسیاری از سیستم های امنیتی خانگی و دزدگیر های اماکن با این پروتکل سازگاری خوبی دارند. اگر می خواهید کنترل تمامی وسایل را با اپلیکیشن روی تلفن همراه انجام دهید، پروتکل Z-wave بهترین انتخاب است. این پروتکل بسیار سریع است و به دلیل تداخل کمتر با سایر وسایل و تجهیزات ساختمان، کارایی بسیار خوبی دارد.

انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان

5- پروتکل INSTEON

بسیاری برای معرفی این پروتکل هوشمند سازی ساختمان از اصطلاح بی نظیر استفاده می کنند. این پروتکل از فناوری بی سیم و سیمی به صورت همزمان استفاده می کند بنابراین قابل پیش بینی است که کاستی های هر دو سیستم را رفع نموده باشد. این پروتکل از یک شبکه مش دوگانه استفاده می کند. طبق این پروتکل چندین مسیر برای انتقال پیام وجود دارد و به همین دلیل امنیت خوبی برای آن قابل تصور است.

 کارایی آسان از دیگر مزیت هایی است که برای این پروتکل معرفی می شود. این پروتکل با پروتکل هوشمند سازی ساختمان x-10 سازگار است به این معنی که اگر در ساختمانی از این پروتکل برای خانه هوشمند انتخاب شده است می توانید این پروتکل را نیز به آن اضافه کنید و سیستم خود را ارتقا دهید. البته باید به این نکته توجه کنید که INSTEON دستگاه های مورد نیاز برای هوشمند سازی را می سازند و این پروتکل با این دستگاه ها کاملا سازگار هستند. دستگاه هایی کمی از دیگر برند ها هستند که با این پروتکل سازگار باشند.

6- پروتکل UPB

پروتکل UPB دیگر پروتکل هوشمند سازی ساختمان، بعد از X-10 دیگر پروتکل سیمی رایج پروتکل UPB برای هوشمند سازی ساختمان است که از جمله پروتکل های قدیمی نیز محسوب می شود. این پروتکل نیز از سیم کشی خانه برای انتقال پیام استفاده می کند. در کل مشابه تمامی پروتکل های سیمی ، امنیت و احتمال بروز اختلال در این پروتکل کم است اما به دلیل رمز گذاری کند تر است.

در صورت انتخاب این پروتکل باید به این نکته توجه کنید که این پروتکل با لوازم خانگی زیادی سازگاری ندارد و از جمله پروتکل های محدود است. با این پروتکل محدودیت های زیادی برای ارتقا سیستم های خود خواهید داشت. با این پروتکل اضافه کردن دستگاه های بی سیم به سیستم هوشمند خانه با چالش ها و محدودیت های زیادی مواجه است.

7- پروتکل X-10

این پروتکل اولین و قدیمی ترین پروتکل هوشمند سازی ساختمان است. این پروتکل سیمی است و فرکانس رادیویی ۱۲۰ کیلوهرتز حاوی اطلاعات دیجیتالی را پشت سر هم بر روی سیم کشی برقی موجود در ساختمان به پریز ها و سوئیچ های با قابلیت برنامه ریزی ارسال می کند.

این سیگنال ها دستورها را به دستگاه ها و تجهیزات ساختمان منتقل و چگونگی عملکرد و زمان عملکرد آن ها را کنترل می کنند. از آنجایی که سیم های الکتریکی ممکن است حاوی نویز باشند، این پروتکل زیاد قابل اعتماد نیست به همین دلیل ممکن است در اولویت پیشنهادی به شما نباشد.

 در گذشته پروتکل هوشمند سازی ساختمان یک سویه بوده و صرفا صادر کننده دستور بوده است اما بعد ها به یک پروتکل دو سویه تبدیل شده است. بسیاری از پروتکل ها برای اصلاح مشکلات و نواقص این پروتکل ایجاد شده اند، بنابراین اگر هوشمند سازی منزل شما قبلا با این پروتکل پیاده شده است، قادر خواهید بود آن را به راحتی ارتقا دهید. این پروتکل همچنان یک پروتکل گسترده ارتباطی در هوشمند سازی ساختمان باقی مانده است و همچنان از آن در هوشمند سازی استفاده می شود.

بهترین پروتکل خانه هوشمند از انواع پروتکل‌ های هوشمند سازی ساختمان

انواع پروتکل‌ های هوشمند سازی ساختمان برای خانه هوشمند وابسته به نیازهای شما و نوع دستگاه هایی است که قصد دارید در خانه هوشمند خود استفاده کنید. با این حال، پروتکل های معمولی مانند Zigbee، Z-Wave و Wi-Fi برای بیشتر دستگاه های هوشمند استفاده می شوند.

1- پروتکل Zigbee با استفاده از فرکانس 2.4 گیگاهرتز ارتباط بین دستگاه های هوشمند را برقرار می کند و این پروتکل قابلیت ارتباط با بیش از ۶۵٬۰۰۰ دستگاه را دارا می باشد.

2- پروتکل Z-Wave نیز از فرکانس رادیویی ۹۰۰ مگاهرتز استفاده می کند و می تواند ارتباط با بیش از ۲۳۰ دستگاه را برقرار کند. همچنین، پروتکل Wi-Fi با استفاده از شبکه بی‌سیم اینترنت، برای کنترل دستگاه های هوشمند در خانه مورد استفاده قرار می گیرد.

در انتخاب انواع پروتکل‌ های هوشمند سازی ساختمان بهتر است با توجه به نیازهای خود و توانایی های دستگاه هایی که قصد استفاده از آنها را دارید، پروتکلی را که بیشترین توانایی و ارتباط موثر با دستگاه های هوشمند خود را دارد، انتخاب کنید.

انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان

سخن نهایی

در کل، انتخاب بهترین انواع پروتکل‌ های هوشمند سازی ساختمان بستگی به نیازهای و محدودیت های شما دارد. اگر به دنبال یک پروتکل باز با امکانات گسترده هستید، پروتکل MQTT می‌تواند گزینه مناسبی باشد. اگر قصد دارید تنها چند دستگاه را به هم متصل کنید، از پروتکل Zigbee استفاده کنید. پروتکل Z-Wave هم به عنوان یک پروتکل باز و با استفاده از فرکانس رادیویی، بسیار پرکاربرد است و در دستگاه‌های هوشمند خانگی مانند سنسورهای حرکت، دما و رطوبت استفاده می‌شود.

مهمترین نکته این است که قبل از شروع به ساخت یک ساختمان هوشمند باید نیازها، محدودیت‌ها و امکانات مورد نیاز خود را شناسایی کرده و پس از آن، انتخاب بهترین پروتکل را انجام داد. همچنین، باید توجه داشت که پروتکل های مختلفی با نرم‌افزار های مختلفی همراه هستند که قابلیت ارتباط با همدیگر را دارند. در نهایت، توصیه می‌شود که پیش از هرگونه تصمیم گیری، به مشاوران متخصص مراجعه کرده و نظرات و پیشنهادات آنها را در نظر بگیرید.

سوالات متداول در مورد  انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان

در ادامه به سوالات متداول در مورد  انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان میپردازیم با ما همراه باشید.

۱. انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان چیست؟

انواع پروتکل های هوشمند سازی ساختمان ، پروتکل هایی هستند که برای کنترل و مدیریت تجهیزات و دستگاه های هوشمند ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند. این پروتکل ها به شما این امکان را می دهند که تجهیزات مختلف ساختمان را با یکدیگر هماهنگ کنید و برای راحتی و امنیت شما در ساختمان، آنها را به صورت هوشمند کنترل کنید.

۲. پروتکل Z-Wave چیست؟

Z-Wave یک پروتکل مبتنی بر بی سیم است که برای ارتباط دستگاه های هوشمند ساختمان استفاده می شود. این پروتکل از معماری شبکه مبتنی بر مش استفاده می کند و باعث ایجاد پایداری و قابلیت اطمینان بالایی در شبکه های هوشمند سازی ساختمان می شود.

۳.پروتکل ZigBee چیست؟

ZigBee نیز همانند Z-Wave، یک پروتکل مبتنی بر بی سیم است که برای ارتباط دستگاه های هوشمند ساختمان استفاده می شود. اما با این حال، ZigBee در مقایسه با Z-Wave، در سرعت و محدوده پوشش کمتری دارد.