۳ شیوه اصلی هوشمند سازی ساختمان‌ها

۱. بهره‌مندی از سیم‌کشی (BUS) مجزا برای نقل‌وانتقال اطلاعات

۲. به‌کارگیری سیم‌های برق به منظور بستری برای نقل‌وانتقال اطلاعات

۳. استفاده از سیستم‌های WIRLESS برای نقل‌وانتقال اطلاعات

شیوه استفاده از روش‌های هوشمند سازی ساختمان‌ها

برای پیاده‌سازی و استفاده از هر نوع شیوه هوشمند سازی ساختمان‌ها، یک سری استانداردها در قالب پروتکل تعریف شده است و باید بر مبنای آن‌ها پروژه هوشمند سازی انجام گیرد. بنابراین در ادامه ابتدا به معرفی استانداردهای مشهور هر یک از شیوه‌های هوشمند سازی پرداخته و سپس مهم‌ترین و کاربردی‌ترین آن‌ها تشریح می‌شود.

هوشمند سازی ساختمان با روش BUS مجزا

چنانچه از روش استفاده از سیم‌کشی مجزا برای هوشمند سازی ساختمان‌ها استفاده شود، استانداردهای EIB، BACnet، LON، KNX و S-Bus از مهم‌ترین و اصلی‌ترین استانداردها این حوزه اتوماسیونی به حساب می‌آیند. بر اساس نوع استاندارد استفاده شده، اطلاعات توسط ۱، ۲ و یا ۴ زوج سیم به سیستم مرکزی انتقال پیدا می‌کنند و سیم‌های حامل اطلاعات از سیم‌های انتقال‌دهنده جریان اصلی برق به طور کامل مجزا و ایزوله هستند.

درواقع در این شیوه هوشمند سازی، حسگرها اطلاعات را به مرکز کنترل فرستاده تا تحلیل شوند. مرکز کنترل پس از تحلیل، دستورات را به عملگرهای که معمولاً در همان‌جا نصب هستند، می‌فرستد تا باعث وصل و یا قطع جریان برق شوند.

هوشمند سازی ساختمان با استفاده از سیم‌های برق (PLC)

مهم‌ترین استاندارد تعریفی برای این شیوه X10 است. برای پیاده‌سازی و راه‌اندازی سیستم هوشمند سازی ساختمان با این روش، نیازی به سیم‌کشی مجزا نیست. زیرا اطلاعات بر روی همان سیم‌های برق به مرکز کنترل انتقال پیدا می‌کنند.

مرکز کنترل در این روش، اطلاعات را ذخیره می‌کند. همچنین کدهای ارسالی از ریموت کنترل را دریافت و به ماژول مورد نظر منتقل می‌کند.

در هنگام پیاده‌سازی این روش، در مسیر نقاط کنترلی در نظر گرفته و در آنجا ماژول‌های نصب می‌نمایند تا اطلاعات و دستورات را از مرکز کنترل دریافت کنند و بر اساس آن عمل درخواست شده که همانا قطع یا وصل دستگاه است را انجام دهند‌.

هوشمند سازی ساختمان‌ها با استفاده از سیستم شبکه‌های بی‌سیم (Wirless)

این شیوه از هوشمند سازی ساختمان‌ها بسیار معمول و کاربردی است که در آن از امواج شبکه‌های بی‌سیم (Wirless) برای انتقال اطلاعات و برقراری ارتباط استفاده می‌کنند. استانداردهای Z-Wave، KNX و Zigbee به عنوان معتبرترین و مهم‌ترین استانداردهای تعریف شده برای این شیوه هستند‌.

در این سیستم نیازی به سیم‌کشی ساختمان نبوده به همین دلیل برای تمامی ساختمان‌ها قابل استفاده است‌. در هوشمند سازی ساختمان با این روش، دستگاه‌ها علاوه بر دریافت‌کننده اطلاعات، به عنوان فرستنده آن نیز محسوب می‌شوند و به این نحو تمام محدوده مورد نظر را پوشش می‌دهند.

آشنایی با مهم‌ترین پروتکل‌های هوشمند سازی ساختمان‌ها

همان‌طور که اشاره شد برای پیاده‌سازی پروژه هوشمند سازی ساختمان باید از یک سیستم برای تبادل اطلاعات بین حسگرها و عملگرها استفاده کرد که بر این اساس استانداردهای گوناگونی به نام پروتکل (Protocol) پدید آمده است. هر یک از پروتکل‌ها برای یک روش هوشمند سازی کاربرد دارد که در ادامه مهم‌ترین آن‌ها معرفی شده‌اند.

معرفی پروتکل BACnet

این استاندارد در سال ۱۹۹۵ بر مبنای به‌روزترین اطلاعات علم انتقال اطلاعات آن زمان و برای سیستم هوشمند سازی ساختمان ارائه گشت. در دسامبر همان سال استاندارد BACnet  به عنوان استاندارد ملی اتوماسیون از طرف موسسه استاندارد آمریکا معرفی شد.

استاندارد فوق با دقت بسیار زیادی طراحی شده و در ضمن کمیته استانداردسازی همواره سعی بر افزایش و توسعه قابلیت‌های این استاندارد داشته و در این راه شرکت‌های زیادی نیز به آن کمک کرده و خدمات هوشمند سازی ساختمان خود را با استفاده از این استاندارد انجام می‌دهند به همین دلیل استاندارد BACnet توانسته در بین مهندسان و طراحان سیستم‌های هوشمند سازی ساختمان جایگاه خوبی به دست آورد؛ طوری که موفق به کسب گواهی‌های بین‌المللی زیادی برای کارایی بالا دریافت کرده که از آن جمله می‌توان به گواهی ISO 16484-5 در سال ۲۰۰۳ اشاره کرد.

 لازم به ذکر استاندارد BACnet مختص سیستم‌های بزرگ با تعداد نقاط کنترلی زیاد است و برای هوشمند سازی ساختمان‌هایی به کار می‌رود که از تجهیزات و لوازم انبوه با مارک‌ها و شرکت‌های مختلف استفاده می‌کنند.

از مزایای مهم این استاندارد این است که علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه‌ها، می‌توانند از وسایل با برندها و شرکت‌های مختلف به صورت یکپارچه و در یک سیستم استفاده کنند. به عبارتی دیگر با این استاندارد می‌توان از هر محصول و برندی در ساختمان هوشمند استفاده کرد و یا حتی به جای تعویض سیستم کنترل اقدام به جایگزین کردن تجهیزات و کنترل‌کننده‌ها نمود‌.

معرفی پروتکل KNX

این استاندارد جهانی در واقع از ترکیب و توسعه پروتکل‌های قدیمیEHS (پروتکل سیستم‌های خانگی اروپا)، BatiBUS و EIB (ارتباطات BUS اروپا)  به وجود آمده است. ازآنجایی‌که این پروتکل دارای قابلیت برنامه‌ریزی و یکپارچه‌سازی برندهای مختلف را با هم و در یک مرکز کنترل دارد، از سال ۲۰۱۶ به بعد بسیار مورد استفاده قرار گرفته است.

از مزایای استاندارد KNX می‌توان به تنها سیستم با صرفه‌جویی ۶۰ درصدی در مصرف انرژی، کاهنده استهلاک لوازم، کاربرد در انواع ساختمان‌های مسکنی و اداری یا تجاری اشاره کرد. از طرفی امروزه شرکت‌های زیادی از جمله سامسونگ و ال‌جی محصولات خود را بر اساس استاندارد KNX می‌سازند که باعث می‌شود تأمین قطعات و تجهیزات هوشمند سازی ساختمان‌ها راحت‌تر انجام شده و در ضمن دستگاه‌ها بهتر و مؤثرتر با هم و یا سیستم‌ها و نرم‌افزارهای استانداردهای دیگر ارتباط برقرار نمایند.

معرفی پروتکل Z-Wave

این پروتکل توسط یک شرکت دانمارکی عرضه شده که بر اساس امواج رادیویی RF ارتباط برقرار می‌کند. برای استفاده از این سیستم نیازی به سیم‌کشی مجدد وجود نداشته از این رو می‌توان هوشمند سازی ساختمان‌ها را در هر زمانی بدون توجه به زیرساخت‌های اولیه راه‌اندازی کرد. همچنین استفاده از پروتکل Z-Wave هوشمند سازی ساختمان‌ها را با پهنای باند کم و دیتای ناچیز و نیز قیمتی نصف دیگر پروتکل‌ها ولی با امنیت و سرعت بالا انجام می‌دهد.

برای پیاده‌سازی این روش، از چیپ‌های الکترونیکی برای دریافت و ارسال اطلاعات استفاده می‌کنند.

از مزایای مهم پروتکل Z-Wave این است که چنانچه مشکلی در یک ماژول به وجود آید، می‌توان کنترل آن را به صورت دستی انجام داد، درصورتی که برای پروتکل‌های سیم‌کشی نظیر KNX چنین امکانی وجود نداشته و باید ماژول تعمیر یا تعویض گردد تا بتوان کنترل دستی کرد‌.