پروتکل های رایج هوشمند سازی

در تعریف سیستم هوشمند شبکه بندی و یا یکپارچه سازی مطرح شد. یعنی تجهیزات برقی منزل بصورت یکپارچه مثلا از طریق تلفن همراه و یا یک پنل دیواری کنترل و مانیتور شوند. حال این عمل نیازمند ارتباط میان تجهیزات مختلف یک سیستم هوشمند و همچنین ارتباط میان سیستم هوشمند و تجهیزات منزل است. پروتکل به معنی زبان ارتباطی تجهیزات خانه هوشمند با یکدیگر است که استاندارد نحوه ارتباط ( سیمکشی ) تجهیزات هوشمند به تجهیزات برقی منزل را نیز تعریف می کند. فرض کنید پنل هوشمند دستوری جهت روشن شدن یک لامپ به پردازنده سیستم ( گاها ماژول رله) ارسال میکند حال این دستور باید به چه زبانی ارسال شود و آن پردازنده مرکزی با توجه به چه نوع ارتباطی باید لامپ آن را روشن کند همه و همه در معنای پروتکل است.

پروتکل استاندارد چیست : مثلا در مقایسه با زبان های انسانی می توان زبان های انگلیسی، فرانسوی، فارسی، عربی را نسبت به زبان کامبوجی استاندارد نامید چون تعداد استفاده کنندگان آنها نسبت به زبان کامبوجی بیشتر است. حال در میان خود این زبان های استاندارد، رایج ترین انگلیسی است. یعنی اگر شما از پروتکل استاندارد در تجهیزات هوشمند و سیم کشی منزلتان استفاده کنید چون رواج دارد می توانید از برند های معتبر استفاده کنید و قابلیت جایگزینی تجهیزات نیز با برند های معتبر و یا گجت و تجهیزات معتبر را داراست.

پروتکل های استاندارد : در ایران و جهان سه نوع پروتکل نسبت به نوع اتوماسیون که صنعتی است یا مسکونی و… مورد استفاده قرار می گیرد. منبع و ماخذ مطالب یاد شده در انتهای این صفحه است.

بیشتر در صنعت کاربرد داشته و دارای انعطاف پذیری پایینی است. برنامه پذیری آسان ولی با قابلیت ضعیف در اجرای برنامه های پیچیده است. در صنعت و مثلا یک کارخانه انعطاف پذیری کم است و به جای آن تکرار یک عمل از پیش تعیین شده زیاد است در صورتی که در منزل مسکونی انعطاف پذیری بسیار بالا بوده و تکرار پذیری در حداقل قرار می گیرد. لذا دادن برنامه های پیچیده به این پروتکل و هنگی در این سیستم ها رایج است. از طرفی در صنعت نیاز به تکنولوژی های روز و مدرن نیست مثلا دستیار صوتی یا سیستم صوتی یا سناریو های متعدد نسبت به حالات روحی و یا تعیین سرمایش و گرمایش نسبت به دلخواه فرد هیچکدام از موارد یاد شده در صنعت وجود ندارد ولی در منزل مسکونی تمام موارد فوق از الویت های مصرف کننده خانه هوشمند است. از طرفی به علت عدم پیش بینی اینترنت اشیاء در مد باس نیاز به یک مبدل زبانی است که هزینه ارتباط با اینترنت را افزایش می دهد. دلایل یاد شده مار را بر آن می دارد تا در استفاده برای موارد صنعتی این پروتکل را مناسب بدانیم و البته کمی قدیمی ولی اقتصادی و برای منزل مسکونی به هیچ وجه پروتکل مذکور را پیشنهاد ندهیم. به عنوان مثال در صنعت یک دستور از مرکز کنترل می آید و یک خط تولید شروع به تکرار یک عمل همیشگی می کند اما در یک منزل که چندین پنل، کلید لمسی، سنسور همزمان ممکن است یک دستور ارسال کنند این پروتکل توانایی اجرای آن را نخواهد داشت.

یک پروتکل رایج در هوشمند سازی ساختمان و بهبود یافته پروتکل MOD-BUS است این پروتکل دارای عملگرهایی جهت ایجاد تفکیک در فرمان های ارسالی و قابلیت اعتماد خوبی است. و مشکل اساسی MOD-BUS که عدم توانایی اجرای فرمان های پیچیده است را تا حدودی از میان برداشته است البته تعدادی از متخصصان معتقدند که این بهبود زماندار بوده و همیشگی نیست در ابتدای اجرای این سیستم در منزل سرعت مناسب است در حالی که به مرور زمان مشکلات MOD-BUS مجددا ظاهر خواهند شد. به هر حال مطالعات معایب پروتکل KNX را عدم ایجاد کامیونیتی یکسان در کل دنیا نشان می دهد. یعنی اجناس شرکت های مختلف در قاره اروپا تحت پروتکل KNX با اجناس تولید شده در قاره آسیا با پروتکل KNX دارای تطبیق پذیری یکسانی نیست و به علت  عدم این تطبیق پذیری شرکت هوشمند سازی امکان انحصاری کردن پروتکل را خواهد داشت و این به معنای افزایش قیمت محصول و نیاز استفاده کننده فقط به آن شرکت در پشتیبانی سخت افزاری و نرم افزاری هست و مثلا اگر پنل هوشمند تحت پروتکل KNX که در شرکت آسیایی تولید شده شکست فقط باید از همان شرکت جایگزین شود. از طرفی محدودیت در استفاده از گجت های هوشمند و اتصال تجهیزات هوشمند مختلف با برند های مختلف به یکدیگر در KNX کاری بسیار دشوار و هزینه بر است. از طرفی زبان برنامه نویسی KNX نیز نسبت به MOD-BUS پیشرفته تر بوده و نیاز به تکنسین ماهر است. در مجموع پروتکل KNX در ایران به دلیل عدم وجود شفافیت در محصولات وارداتی و عدم امکان پیگیری در صورت نصب تجهیزات غیر اصل پیشنهاد نمی شود. ولی در صورت استفاده از این پروتکل حتما از تجهیزات شرکت مذکور تعدادی اضافی جهت جایگزینی در صورت خرابی تهیه فرمایید.

این پروتکل رایجترین پروتکل تجهیزات هوشمند سازی ساختمان است. البته این پروتکل نه تنها در هوشمند سازی ساختمان بلکه در بسیاری از شبکه های دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. در شبکه بندی یک سازمان اداری، شبکه بندی های نظامی همه و همه بک نت هستند. آنچه در مورد زبان انگلیسی در ابتدای تعریف پروتکل بیان شد در مورد بک نت صدق می کند چون تجهیزات متصل به این پروتکل با روتر های رایج بازار آیپی گرفته و بدون نیاز به هیچ مبدل و یا تبدیل زبانی به اینترنت متصل می شوند. اکثر پردازنده ها از نوع مینی کامپیوتر بوده و توانایی پردازش برنامه های پیچیده را خواهد داشت از طرفی با استفاده از سیم شبکه معمولی تجهیزات به یکدیگر متصل می شوند و برای فواصل طولانی می توان فیبر نوری را جایگزین سیم کرد. همانطور که مشخص است براحتی با تمام استاندارد های روز دنیا منطبق بوده و می توان گسترش آن را در آینده نزدیک پیش بینی کرد. از طرف دیگر مشکلاتی که در پروتکل KNX به آن پرداخته شد به وضوح در بک نت بهبود یافته است، به عنوان مثال اگر پنل یک شرکت بک نت آسیب ببیند و شرکت تولید کننده وجود نداشته باشد تمام گجت های هوشمند با تمام سیستم عامل ها می توانند جایگزین آن باشند چون تمامی تجهیزات دارای پروتکل بک نت می باشند. و نکته جالب در سیم کشی بک نت این است که در صورت نیاز KNX  و MOD-BUS می توانند در بستر سیم کشی بک نت کار کنند ولی بر عکس این موضوع صادق نیست. لذا پیشنهاد می شود حتما سیم کشی را با پروتکل بک نت انجام دهید تا گزینه های مورد انتخاب شما برای محصولات زیاد باشد. از معایب بک نت لزوم اطلاع تکنسین نصب از اصول شبکه بندی است و در صورت شبکه بندی اشتباه سیستم عمل نخواهد کرد.

با توجه به آنچه با ذکر منابع بیان شد به نظر می رسد ابتدا باید نوع کاربرد اتوماسیون مشخص شود، اگر اتوماسیون سطح پایین صنعتی مد نظر شما است قطعا پروتکل مد باس انتخاب اقتصادی و خوبی است اما اگر پروژه شما یک پروژه مسکونی و مخصوصا با متراژ های بالای 200 متر هست قطعا بهترین انتخاب با شرایط امروز کشور بک نت می باشد. KNX با توجه به محدودیت و هزینه بالا و همچنین تکنولوژی محدود داخل کشور برای پروژه های مسکونی پیشنهاد نمی شود. برای پروژه های هتلی و تجاری بزرگ با توجه به نا محدود بودن کنترلر در بک نت قطعا بهترین انتخاب خواهد بود زیرا به عنوان مثال در یک هتل توسط یک پنل در لابی می توان به تمامی تجهیزات داخل تمامی اتاق ها با سرعت یکسان و بالا دسترسی داشت و کنترل و مانیتورینگ را به نحو احسنت انجام داد. فرض کنید یک پنل با قابلیت بی نهایت سر خط و سنسور جالب نیست..!!

http://www.bacnet.org

https://optigo.net/blog/which-better-bacnet-lonworks-modbus-or-knx

James Piper, PhD, PE, is a writer and consultant who has more than 25 years of experience in facilities management. He is a contributing editor for Building Operating Management