در این مقاله قصد داریم پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند را معرفی کنیم. حوزه پروتکل های ارتباطی بسیار گسترده است. از اینرو در نوشتار به بررسی مهمترین انواع آن می پردازیم. در ادامه ابتدا یک تعریف جامع و کامل از پروتکل ارائه خواهیم داد و سپس به معرفی و مقایسه پروتکل های مختلف مورد استفاده در خانه هوشمند خواهیم پرداخت.

پروتکل چیست؟

به بیان ساده، پروتکل زبان ارتباطی بین نودهای مختلف یک شبکه است. تجهیزات مورد استفاده در یک شبکه برای برقراری ارتباط با یکدیگر از اصول و استانداردهای خاصی تبعیت می کنند. اغلب فعالیت های انجام شده در شبکه براساس تبادل اطلاعات بین تجهیزات مختلف استوار است.

فارغ از اینکه تجهیزات با چه توپولوژی شبکه ای به هم متصل شده اند؛ جهت برقراری ارتباط بین دو نود در شبکه لازم است که آن ها زبان یکدیگر را بفهمند. بنابراین پروتکل یعنی استاندارد برقراری ارتباط بین نودهای مختلف یک شبکه.

پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند

تفاوت اصلی پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند در بستر ارتباطی و استاندارد تبادل اطلاعات آن ها است. یکی از موضوعات بسیار مهم در زمینه شبکه های انتقال اطلاعات، امنیت داده ها است. به منظور حفظ امنیت داده ها در ارتباط بین شبکه از رمزگذاری استفاده می شود.

رمزگذاری همان زبان واحد بین نودهای شبکه است. در هریک از نودهای شبکه یک بخش رمز وجود دارد که وظیفه رمز کردن اطلاعات ارسالی و رمزگشایی اطلاعات دریافتی را بر عهده دارد.

برای رمزگذاری الگوریتم ها و استانداردهای مختلفی وجود دارد اما به عنوان مثالی ساده فرض کنید الگوریتم رمز کردن ما معکوس کردن کلمات باشد. در اینصورت واحد رمزگذار کلمه روشن را به نشور و واحد رمزگشا کلمه نشور را به روشن تبدیل می کند.

مقایسه پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند

برای مقایسه پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند پارامترهای زیادی وجود دارند. مهمترین پارامترهای مقایسه عبارتند از:

بخش عمده امنیت اطلاعات از طریق رمزگذاری تامین می شود. بنابراین غیرقابل نفوذ بودن سیستم رمزگذاری و رمزگشایی از اهمیت بالایی برخوردار است.

هریک از انواع ارتباط بی سیم یا باسیم خود به زیر شاخه های متنوعی تقسیم می شوند. تفاوت پروتکل های با سیم در نوع سیم مورد استفاده آن هاست و تفاوت ارتباط های بی سیم در باند فرکانسی مورد استفاده توسط آن هاست.

لازم به ذکر است که بستر ارتباطی بخشی از پروتکل به حساب می آید و نه کل پروتکل.

انواع پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند

پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند را می توان در دو گروه پروتکل های با سیم و پروتکل های بی سیم دسته بندی کرد.

در زمینه ارتباط بی سیم بسیاری از شرکت ها اقدام به توسعه پروتکل داخلی خود نموده اند. اما پروتکل های بین المللی Z-wave و Zig – bee مهمترین پروتکل های بی سیم بین المللی هستند.

پروتکل های ارتباط با سیم به دلیل نیاز به سخت افزار جانبی از تنوع کمتری برخوردارند. انواع پروتکل های باسیم مورد استفاده در خانه هوشمند عبارتند از: KNX، mode bus، S bus، X 10 .

البته پروتکل های ارتباطی دیگری نیز در هر گروه حضور دارند که به دلیل فراگیر نبودن از پرداختن به آن اجتناب می کنیم.

پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند باسیم

پروتکل KNX

از جمله پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند قدیمی و پر طرفدار می توان به KNX اشاره کرد. KNX یک استاندارد بین المللی کنترل ساختمان است (ISO/IEC 14543) که با استفاده از تکنولوژي اطلاعات، تجهیزات مختلف از قبیل سنسور ها، عملگرها، کنترلرها و ترمینالها را به یکدیگر متصل می کند.

ویژگی ها:

پروتکل X-10

ویژگی اصلی پروتکل X-10 ارسال فرمان هاي کنترلی از طریق شبکه تغذیه برق شهر است. به این ترتیب نیاز به سیم کشی دوباره و یا دستکاري در وضعیت برق خانه مرتفع می گردد.

پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند نقش مهمی در طراحی سیستم دارند. براي طراحی خانه هوشمند با پروتکل X10، کافی است وسیله برقی خود را از طریق واسطه اي به پریز موجود در منزل متصل کنید. به این ترتیب قادر خواهید بود با فرستنده سازگار با این پروتکل، وسیله مورد نظر را با توجه به آی دی تنظیم شده آن کنترل کنید.

ویژگی ها:

پروتکل مدباس

شبکه ModBus یکی از پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند است که کاربرد اولیه آن در استفاده از PLC ها بود. ولی بتدریج بعنوان یک استاندارد ارتباطی پذیرفته شد و بسیاری از سازندگان تجهیزات اتوماسیون آن را پشتیبانی کردند.

پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند

در حال حاضر Modbus بصورت یک استاندارد متن باز درآمده است که محصولات سازندگان مختلف به سهولت توسط این پروتکل با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.

ویژگی ها:

Modbus پروتکل جهت برقراری ارتباط بین تعداد زیادی (تا 247) دستگاه متصل به یک شبکه استفاده می شود، به عنوان مثال دما و رطوبت اندازه گیری شده توسط سنسورها از طریق این پروتکل توسط کنترل کننده مرکزی قرائت می شود.

پروتکل های خانه هوشمند بی سیم

همانطور که در ابتدای مقاله بیان کردیم در حوزه پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند استانداردهای مختلفی معرفی شده اند. همچنین با استفاده از بسترهای ارتباطی مختلف، تولیدکنندگان اقدام به توسعه پروتکل های مختلفی کرده اند.

در ادامه به معرفی مهمترین پروتکل های ارتباط بی سیم پرداخته شده است.

پروتکل  zigbee

یکی از پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند است که براي ارتباط بی سیم با فواصل کم استفاده می شود. ZigBee پروتکلی دو سویه است که با مصرف انرژي کم و هزینه پایین بین دستگاه هاي الکتریکی ارتباط برقرار می کند.

به کمک این تکنولوژي کنترل تمامی بخش های ساختمان مانند کنترل دما، میزان رطوبت ، کنترل نور و… می تواند انجام شود.

ویژگی ها:

پروتکل Z-Wave

زد ویو یکی دیگر از پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند بی سیم است که در درجه اول برای اتوماسیون ساختمان استفاده می شود. این پروتکل برای کنترل محل های مسکونی و مغازه ها و به منظور ارائه یک روش ساده و قابل اعتماد برای کنترل مواردی چون روشنایی، سیستم امنیتی، سینمای خانگی، پنجره های اتوماتیک و … استفاده می شود.

مانند دیگر سیستم های کنترلی موجود در بازار اتوماسیون ساختمان،  زد ویو نیز می تواند از طریق اینترنت و به وسیله یک gateway  یا یک دستگاه کنترل کننده مرکزی کنترل شود.

ویژگی ها:

پروتکل GW-bus

شرکت طراحان فناوری گلدوِر توس با بهره گیری از دانش تیم فنی خود اقدام به توسعه پروتکل ارتباطی خانه هوشمند GW-bus بر بستر ارتباط RF نموده است.

این پروتکل جهت برقراری ارتباط بین تجهیزات مختلف خانه هوشمند از فرکانس 434 مگاهرتز رادیویی استفاده می کند. اطلاعات مبادله شده بین نودهای مختلف شبکه رمزگذاری می شوند. این امر سبب اطمینان خاطر بیشتر در زمینه امنیت ارتباط می شود.

ویژگی ها:

علاوه بر موارد یاد شده پروتکل های ارتباطی دیگری نیز وجود دارند که به دلیل پرهیز از اطاله کلام از پرداختن به آن اجتناب می کنیم.

کاربرد پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند

هریک از پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند نامبرده شده در این مقاله کاربرد گسترده و قابلیت های متنوعی دارند. اما به صورت کلی پروتکل های KNX و S-BUS برای محیط های صنعتی و مکان های با گستردگی زیاد مانند بیمارستان ها، هتل ها و … مناسب تر است.

اگرچه از این پروتکل ها می توان در خانه هوشمند نیز استفاده کرد اما هزینه استفاده از این پروتکل ها بالاست.

در سوی دیگر پروتکل های بی سیم هزینه اولیه کمی دارند اما برای مکان های با گستردگی بالا مناسب نیستند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *