پروتکل چیست؟ و انواع پروتکل‌ خانه هوشمند

پروتکل خانه هوشمند زبانی است که دستگاه‌ها و تجهیزات خانه هوشمند برای برقراری ارتباط با یکدیگر از آن استفاده می‌کنند. پروتکل به این دستگاه‌ها و تجهیزات اجازه می‌دهد تا اطلاعات را به اشتراک بگذارند و عملکردهای یکدیگر را کنترل کنند. برای اینکه هر دستگاه خانه هوشمند به درستی کار کند، باید در همان شبکه‌ای باشد که هاب مرکزی یا واحد کنترل آن قرار دارد. پروتکل‌هایی که امروزه استفاده می‌شوند، به این دستگاه‌ها و هاب‌ها اجازه می‌دهند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند که معمولاً این کار را با استفاده از تلفن هوشمند یا رایانه انجام می‌دهند.

در حالی که برخی از دستگاه‌های خانه هوشمند مانند لامپ‌ها و پریز‌های معمولی برای عملکرد نیازی به پروتکل ندارند، در مقابل بسیاری از آنها مانند پریزهای هوشمند و سایر تجهیزات هوشمند نیاز به پروتکل مناسب برای ارتباط با یکدیگر دارند. به عنوان مثال، اگر می‌خواهید ترموستات خود را از طریق تلفن خود کنترل کنید، باید از پروتکلی استفاده کنید که ترموستات آن را بشناسد. خوشبختانه، بیشتر پروتکل‌های محبوب با یکدیگر سازگار هستند. این بدان معناست که شما معمولاً می‌توانید دستگاه‌ها را بدون مشکلات زیادی با هم ترکیب کنید.

امروزه پروتکل‌های مختلفی برای هوشمند سازی ساختمان وجود دارد از جمله: Wifi ،ZigBee ،Mudbus ،KNX ،SBUS و Zwave و …

در این ویدیو مهندس محسن مؤمنی، مدیر فنی شرکت خانه هوشمند هیربد به معرفی پروتکل و انواع آن در خانه هوشمند پرداخته است.

عملکرد پروتکل

اتفاقی که در هر پروتکل می‌افتد این است که داده‌ها چگونه قالب بندی و پارامتر بندی شوند، چگونه ارسال شوند و زمانی که داده دریافت می‌شود چه عملکردی باید رخ دهد. اطلاعات باید با چه فرمی فشرده شوند تا حداقل پهنای باند به کار گرفته شود. چگونه اطلاعات رمز گذاری شوند تا در مسیر انتقال کسی به آنها دست نیابد و چگونه عملیات خطا‌یابی و تصحیح خطا در انتقال و ارتباط داده ها انجام شود.
پروتکل‌ها در لایه‌های مختلف شبکه که برخی نزدیک به نرم افزار و برخی نزدیک به سطح کاری کاربر هستند، osi تعریف می‌شوند.

انواع پروتکل‌ خانه هوشمند

پروتکل‌های خانه هوشمند به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند. پروتکل‌هایی که در بستر سیمی عمل می‌کنند و پروتکل‌هایی که در بستر بدون سیم اجرا می‌شوند. پروتکل‌های بی‌سیم یا به عبارتی خانه هوشمند بی‌سیم نیاز به زیر ساخت خاصی ندارند در حالیکه پروتکل‌هایی که در بستر سیمی اجرا می‌شوند نیازمند یک زیرساخت در خانه یا ساختمان هستند. این زیر ساخت باید در هنگام برق کشی و سیم کشی ساختمان ایجاد شود. در ادامه به معرفی انواع پروتکل‌های باسیم و بی‌سیم می‌پردازیم.

پروتکل بی‌سیم هوشمند

پروتکل‌های بی‌سیم شامل پروتکل‌های Wifi ،Zigbee ،Zwave و … هستند.

در سیستم‌ وای‌فای تجهیزات و قطعات خانه هوشمند مستقیم با مودم ارتباط برقرار می‌کنند و کاربر از طریق اپلیکشن موبایل به راحتی تنظمیات مختلف را برای تجهیزات تعریف می‌کند. وای فای یک پروتکل جامع شبکه است و هر قطعه‌ای که نیاز به ارتباط به شبکه اینترنت دارد از پروتکل وای‌فای استفاده می‌کند. پروتکل Zigbee و Zwave انحصارا برای خانه هوشمند ساخته شده‌اند و برای ارتباط تجهیزات خانگی هستند. این پروتکل‌ها نیازمند یک هاب مرکزی هستند. پروتکل ZigBee نسبت به پروتکل Zwave پروتکل به روزتر و قوی‌تری است و از لحاظ امنیت عملکرد بهتری دارد. پروتکل‌های رادیو فرکانس یا RF نیز نیاز به یک هاب مرکزی دارند و همه تجهیزات به این هاب مرکزی متصل می‌شوند و از طریق این هاب به مودم (باسیم یا ‌بی‌سیم) ارتباط داده می‌شوند. در کل از لحاظ امن بودن پروتکل‌های Zigbee و Zwave عمکرد بهتری نسبت به وا‌ی‌فای دارند.

پروتکل‌های باسیم هوشمند

درکل مبحث خانه هوشمند به دوبخش کلی تقسیم می‌شود. خانه هوشمند و BMS (سیستم مدیریت ساختمان). BMS سیستم‌های مدیریت مرکزی ساختمان است که معمولا برای مجتمع های بزرگ اداری تجاری سالن‌های بزرگ و … استفاده می‌شود. از میان پروتکل‌هایی که در بستر BMS مورد استفاده قرار می‌گیرند می‌توان از Lonworks ،Bacnet و modbus نام برد. در بستر خانه هوشمند نیز می‌توان از پروتکل‌های KNX ،Sbus و Mudbus نام برد. در ادامه به معرفی دو پروتکل معروف در زمینه خانه هوشمند می‌پردازیم.

پروتکل S-BUS

یکی از پروتکل‌های خانه هوشمند پروتکل SBUS است که برترین پروتکل جهت انتقال دیتا بین ماژول‌های شبکه هوشمند می‌باشد. کابل مورد استفاده در این پروتکل Cat5 می‌باشد که دارای 8 رشته سیم روکش دار است.این پروتکل قابلیت انتقال دیتا تا برد 1500متر بین دو Device را دارا است.

پروتکل KNX

KNX یکی از پروتکل‌های خانه هوشمند است. این پروتکل یک پروتکل باز جهانی است که برای اتوماسیون ساختمان‌های تجاری، مسکونی و … استفاده می‌شود. KNX می‌تواند نور، پرده برقی، HVAC، سیستم‌های امنیتی، مدیریت انرژی، سرمایش و گرمایش و سیستم‌های صوتی و تصویری، نمایشگرها و کنترل از راه دور و … را مدیریت کند. در این شبکه تعامل محکمی بین دستگاه‌ها ایجاد می‌شود.

تکنولوژی KNX راه‌حلی جامع و مقرون به صرفه به منظور ایجاد راحتی و امنیت در ساختمان‌های نوساز و یا در حال بازسازی است. برخلاف سیستم برق متداول که طی سال‌های متمادی هیچ گونه پیشرفتی نداشته و در آن هر مصرف کننده به صورت مجزا کنترل می‌شود، این تکنولوژی، سیستم‌های مجزای ساختمان را در قالب یک شبکه ترکیب کرده است و مدیریت یکپارچه سیستم‌ها را بدون نیاز به پردازشگر مرکزی عملی می‌کند. در نتیجه با استفاده از این تکنولوژی، امکانات بسیار گسترده‌ای که تا بحال غیر ممکن یا بسیار پر هزینه بوده‌اند را به آسانی اجرا می‌گردند.

موارد مرتبط:

پروتکل Z-Wave؛ آشنایی با پروتکل زی ویو در خانه هوشمند تابلو برق هوشمند چیست؟ و نقش آن در خانه هوشمند چیست؟ Matter چیست؟ استاندارد Matter در خانه هوشمند پریز هوشمند؛ کاربردها، ویژگی‌ها و انواع پریز هوشمند