اتوماسیون ساختمان:

 

مقدمه:

سیستمهای کنترلی هم­­اکنون قسمتی زیادی از صنعت را در اختیار خود گرفته­اند، روز به روز پیشرفته تر میشوند و انسان ها را در رسیدن به اهدافشان از قبیل سود بیشتر، مصرف انرژی کمتر، عملکرد بهینه و بسیاری موارد دیگر یاری میکنند. حال آنکه این قبیل سیستم ها مختص صنعت نبوده و میتوان شاهد قدم گزاشتن آنها به عرصه منازل و رفاه شخصی افراد هم بود. این عرصه اتوماسیون ساختمان نام دارد.

اتوماسیون ساختمان در حقیقت مجهز سازی ساختمان به یک سیستم کنترلی است تا بتوان آن را به منظور رفاه حال ساکنین بهینه کرد. از همین تعریف مشخص میشود که عرصه بسیار وسیع و پیچیده ای مورد نظر است چرا که انسان ها موجوداتی پیچیده هستند و رفاه شخصی هر کدام از آنها بسیار متفاوت و کلافی سر در گم است. عواملی مانند سن افراد، جنسیت آنها، فرهنگ عمومی جامعه، و در کل سازمان زندگی بشر، شکل دهنده هدف نهایی این سیستم کنترلی هستند. این بدان معنی است که در نهایت سیستم کنترلی هوشمندی مدنظر است که انسانها را درک کند، خواسته آنها را بفهمد، خواستهای آنها را فراهم کند و در مجموع رفاه آنها را شکل دهد. این هدف بسیار عالی و دست نیافتنی به نظر میرسید لیکن قدم های بسیار بزرگی در این راستا محقق گردیده است که در ادامه به آنها اشاره می کنیم.

نخستین قدم در راستای تبدیل ساختمان به یک Plant قابل کنترل، زیرساخت سازی برای آن است. ابتدا باید امکان کنترل بر روی ساختمان مهیا شود تا بتوان سیستم کنترلی را بر روی آن بوجود آورد. به بیان دیگر، اگر ساختمان را به بدن انسان تشبیه کنیم، قبل از آنکه مغز بتواند تصمیمی را بر روی بدن اجرا کند، یک شبکه عصبی بر روی بدن مورد نیاز است. یا اگر مثال صنعتی بگوییم، قبل از آنکه سیستم کنترل بهینه، MPC و یا هرچیز دیگری بر روی Plant قابل پیاده سازی باشد، باید بدنه سیستم کنترلی توسط پروتکلهایی مانند CAN، Modbus، Profibus و غیره پیاده سازی و ساخته شود. در این گزارش به انواع این بدنه ها در اتوماسیون ساختمان اشاره خواهیم کرد.

 

 

تاريخچه اتوماسيون منازل:

در سال 1970 شرکتي بنام پيکو الکترونيک[1] در اسکاتلند تاسيس شد. اين شرکت در نخستین کارهاي خود، توانست اولين تراشه مجتمع ماشين حساب را طراحي کند. تا قبل از اين شرکت، تمامي شرکت ها از چهار يا پنج تراشه مجزا براي ماشين حساب استفاده مي­کردند. به عقيده خيلي از مهندسين اين تراشه، اولين ميکروکنترلر دنيا بود.

در سال 74 بعد از افت قيمت در صنايع ماشين حساب، اين شرکت تراشه اي را توليد کرد که بعدها اولين تراشه کنترل صنعت اتوماسيون ناميده شد. در سال 75، اين شرکت پروتکل X10 را شروع کرد. عدد ده فقط به اين معني بود که دهمين پروژه اي است که اين شرکت شروع کرد. در اين پروژه ايده اين بود که بتوان با استفاده از سيم برق­هاي فعلي ساختمان، پروتکلي براي اتوماسيون ساختمان ساخته و اجرا شود.

در سال 1978 بعد از تازه هاي زياد، محصولات X10 به فروشنده هاي عمده اي مانند Sears داده شد و با الحاق شرکت BSR و تشکيل شرکت جديد X10 ماژول هاي آن يکي بعد از ديگري روانه بازار شدند.

بعد از آن در سال 84 ماژول مادون قرمز و بعد از آن اولين رابط کامپيوتر براي آن ساخته شد و روانه بازار شد و کم کم اين صنعت در بين مردم جا خود را پيدا کرد.

در طي ساليان دراز بسياري از سيستم ها تلاش کرده­اند که جاي اين پروتکل را بگيرند. در سال 83 سيستم CEBus و 91 سيستم Loneworks و بسياري سيستم هاي ديگر سعي کردند که با افزايش ضريب اطمينان سيستم اتوماسيون منازل، بازار خود را توسعه دهند ليکن هيچ پروتکلي هنوز نتوانسته جاي اين پروتکل را بگيرد. چرا که قيمت عرضه اين سيستم با فاصله زیاد ارزان تر از هر پروتکلي است که تا کنون جايگزين آن شده است. نمي­توان گفت که پروتکل­هاي ديگر شکست خورده­اند چرا که مشکل ضريب اطمينان پايين و سرعت بسيار پايين اين پروتکل مشکلي جدي است ولي هر پروتکلي که قصد اصلاح آن را داشته باشد، تغيير قيمتي زيادي را احساس مي­کند و بايد قبول کند. اين تفاوت قيمت در بسياري از موارد موجب شده است که خريدار به سمت سيستم هاي ديگر نرود و بازار X10کماکان حفظ شود.

بعد از X10 بسياري از سيستم هاي اتوماسيون عرضه شدند که در اين بين مي توان از UPB، Inseon، Z-wave، PLCBUS، KNX و ZigBeeنام برد. اين اتوماسيون ها يکي بعد از ديگري وارد بازار شده و هر يک قسمتي از فروش جهاني را از آن خود کردند. در اين بين PLCBus با بهينه سازي X10 و ارائه محصولات نسبتا ارزان و تطابق با X10 توانسته قسمت زيادي از اين بازار را به خود اختصاص دهد.  پروتکلInseon با اضافه کردن ارتباط بيسيم به X10 توانسته بازار آمريکا را تقريبا کامل در اختيار بگيرد. چرا که با همان محصولات X10 کار مي کند و فقط با محصولات ديگر خود توانسته قابليت هاي آن را افزايش دهد. پروتکل KNX با سعي در تسخير بازار اروپا به دنيا عرضه شد. اين پروتکل با نوع سيم کشي و برق کشي خاص خود براي منازل امکانات زيادي را در اختيار کاربر قرار مي دهد.در قسمتي ديگر ZigBee با حذف کامل سيم هاي ارتباطي و ارائه سيستمي کاملا بي سيم و با بهره گيري از باند 2.4 گيگ و بهينه سازي مصرف انرژي سعي کرده است که جاي خود را بدست آورد. در نهايت، در سال 2011 در نمايشگاه Google اين شرکت جديدترين سيستم اتوماسيون منازل خود را به دنيا عرضه کرد. اين پروتکل که andoid @Home و يا @home نام دارد با الحاق به شرکت هاي توليد کننده سيستم هاي روشنايي و بهره گيري از سيستم عامل جذاب Android سعي دارد با استفاده از علاقه جوانان به برنامه نويسي و تکنولوژي نوين بازار خاص خود را پيدا کند.

 

معرفي پروتکل X10:

اين پروتکل اولين نسل از سيستم هاي اتوماسيون منازل است. با استفاده از برق شهر داده­هاي خود را منتقل مي­کند. اين اطلاعات به صورت هر بيت در سيکل سينوسي برق شهر ارسال مي شوند. به اين معني که با تشخيص گذر ولتاژ برق شهر از صفر ولت[2] صفر يا يک، با عدم ارسال يا ارسال يک موج سينوسي 120 کيلوهرتز با دامنه 3 الي 5 ولت انجام مي شود. اگر بخواهيم دقيق تر معرفي کنيم، اين کار توسط تراشه هايي مانند TDA5051 شرکت فيليپس که يک مودم برق شهر است انجام مي شود. در زیر مدار عملکردی این قطعه آمده است.

شکل 2-1: مدار ارتباط آی-سی TDA5051A با برق شهر برای ساخت یک مودم اتوماسیون ساختمان

 

اين پروتکل در هر دقيقه 50 يا 60 بيت ارسال مي کند[3] مي کند. که در عمل اين نرخ ارسال داده به ارسال 2 دستور در ثانيه منجر مي شود. هر دستور شامل موارد زير است:

چهار بيت کد منزل که معمولا با يکي از حروف A تا P بيان مي شوند

يک يا چند کد واحد که عددي 4 بيتي است و معمولا با عددي بين 1 تا 16 بيان مي شود

و در نهايت 4 بيت کد دستوري که بايد اجرا شود.

شکل 1-3: نحوه ارسال داده بر روی برق شهر در پروتکل X10

 

پروتکل X10 يک ارتباط يک طرفه است. به اين معني که هر دستور دو بار ارسال مي شود و دستگاه گيرنده هيچ اعلامي مبني بر دريافت يا عدم دريافت داده را انجام نمي دهد[4]. به همين دليل است که اين سيستم ضريب اطمينان پاييني دارند چرا که اگر به هر دليل ارسال بيت ها مختل شود، سيستم متوجه خرابی نمي­شود و نميتواند خود را تصحيح کند. مجموعه دستورات اين پروتکل به شرح زير اند:

جدول 1-1: جدول ليست دستورات پروتکل X10

کد

دستور

نوع عملکرد

0000

همگي خاموش

تمام دستگاه هاي داخل واحد را که در دستور آمده اند را خاموش مي­کند

0001

همگي روشن

تمام دستگاه هاي داخل واحد را که در دستور آمده اند را خاموش مي­کند

0010

روشن

دستگاهي که شماره آن در ادامه مي آيد را روشن مي­کند

0011

خاموش

دستگاهي که شماره آن در ادامه مي آيد را خاموش مي­کند

0100

کاهش نور

شدت نور دستگاه را کم مي­کند

0101

افزايش نور

شدت نور دستگاه را افزايش مي­دهد

0110

 

 

0111

کد اضافي

کدهاي اضافي براي استفاده محلي

1000

درخواست جواب

در خواست جواب از دستگاه يا دستگاه هايي که در ادامه امده­اند

1001

درخواست تاييد

درخواست جواب براي دستور قبلي ارسال شده

1010

پيش تنظيم شدت نور

اجازه مي­دهد که دو سطح شدت نور را به صورت پيش فرض به دستگاه بدهد

1011

پيش تنظيم شدت نور

اجازه مي­دهد که دو سطح شدت نور را به صورت پيش فرض به دستگاه بدهد

1100

 

 

1101

وضعيت روشن

در جواب درخواست وضعيت، اعلام مي کند که دستگاه روشن است

1110

وضعيت خاموش

در جواب درخواست وضعيت، اعلام مي کند که دستگاه خاموش است

1111

درخواست وضعيت

دستوري که از دستگاه، وضعيت فعليش را درخواست مي کند.

 

سادگي اين طرح و هزينه بسيار پايين آن مهمترين مزيت اين پروتکل است. دستگاه هاي موجود بر روي اين سيستم را ميشود به دستگاه هاي زير طبقه بندي کرد:

ماژول هاي عملکردي:

          ماژول کاهش و افزايش نور

          ماژول خاموش روشن وسايل

          ماژول هاي حسگر

          ماژول هاي پيشرفته ميکروکنترلري

          کليدهاي ديواري

ماژول هاي کنترلي:

          از کنترلرهاي ساده شروع ميشوند که فقط 4 دستگاه با آدرس هاي متوالي را کنترل مي کنند و کنترلرهاي بسيار پيشرفته را در بر مي گيرد که مي توانند شامل ماژول هاي مادون قرمز و بسياري از موارد ديگر باشند.

و در نهايت، اين کنترلرها به کنترلر هاي کامپيوتري ختم مي شوند. اين کنترلرهاي برنامه پذير، کنترل تمام بر روي سيستم را به شما مي دهند. سيستم هاي امنيتي هم به نحوي شامل اين دسته مي­شوند که با بهره گيري از X10 مي توانند فعال شوند يا غير فعال شوند و با کنترل آن مي­توانند قابليت خود را افزايش دهند.

پل هاي ارتباطي:

اين دستگاه هاي امکان بهره گيري از ديگر اتوماسيون ها مانند KNX و يا ديگر سيستم ها مانند اينترنت را در اختیار شما قرار مي­دهند. در واقع اين دستگاه ها پل ارتباطي هستند که سيستم اتوماسيون شما را توسعه پذیر کرده و امکان وجود سیستم های ترکیبی را مهیا میسازد.

 

پروتکل PLCBUS:

پروتکل PLCBus توسط شرکت ATS هلندي در آمستردام طراحي شد. اين پروتکل با شرکت هاي بزرگي مانند فيليپس و نوکيا قرار داد بست و بسياري از شرکت­ها مانند زيمينس و شرکت برق فرانسوي Electricite de france عضو اتحايده PLCBus هستند. اين سيستم که از برق شهر استفاده مي­کند، سعي کرده است با طراحي پروتکل طيف گسترده خود را در کنار X10 فعال کند. به اين معني که روي برق شهر هم بتوان سيگنال X10 را داشت و هم سيگنال PLCBus بدون اينکه اين دو خللي بر روي هم بگذارند. و براحتي با يک مبدل، از کنترل هر يک براي کنترل ديگري بهره برد. اين پروتکل در سال 2005 بعد از عدم موفقیت مورد نظر در اروپا توسط شرکت Shunghai Super Smart Electronics خريداري شد و هم اکنون در قسمت عمده اي از چين و آسيا به کار گرفته مي­شود.

در اين پروتکل، با در نظر گرفتن ارتباط دو طرفه، سعي شده است قسمتي از ضريب اطمينان پايين X10 را بهتر کند و با اضافه کردن کد کاربري 256 تايي، تعداد آدرس دهي پروتکل را به 64000 افزايش دهد.

مي­توان به تشکيل صف براي ارسال دستور در اين پروتکل نيز اشاره کرد. علاوه بر آن، سرعت بالاتر ارسال داده در آن و امکان مانيتورينگ نسبت سيگنال به نويز در هر محيط براي سيگنال اين پروتکل نيز به قابليت هاي اين سيستم مي­افزايند.

در ادامه به معرفي قسمتي از دستگاه هاي موجود بر روي اين پروتکل مي پردازيم:

کليد هاي ديواري:

اين کليد ها را مي توان به سه دسته تقسيم کرد. کليدهاي روشن، خاموش/ کليدهاي تغيير شدت نور/ کليد کنترل پرده/ و در نهايت کليدهاي سناريويي.

در کليدهاي روشن/ خاموش که عموما براي کنترل سيستم روشنايي استفاده مي شود، مي توان براحتي لامپ هاي کم مصرف، مهتابي و هر دستگاهي که فقط نياز به خاموش و روشن دارد را کنترل کرد. علاوه بر ظاهر زيبا، اين کليدها، در طرح هاي مشابه ديگرمحصولات عرضه مي شوند و مي توانند فضاي منزل را به فضايي مدرن تبديل کنند. اين کليد ها در عمل از يک فرستنده گيرنده سيگنال PLCBus و يک [5]SSR تشکيل شده اند

کليدهاي تغيير شدت روشنايي نور، با استفاده از يک پالس PWM مي توانند با تغغير مدت زمان وجود ولتاژ نسبت به قطع ولتاژ، ميزان نور دستگاه هايي مانند لامپ تنگستني و لامپ هالوژن منازل را کنترل کنند. با استفاده از آنان مي توان براحتي، نور اتاق ها را بسته به سليقه افراد کنترل کرد و آن را تنظيم کرد.

کليد هاي ديگري که در اين پروتکل مورد استفاده قرار مي گيرند، کليد کنترل گرده است. همانگونه که مي دانيد، پرده هاي امروزي در بسياري از موارد، امکان بالا پايين رفتن (يا چپ و راست رفتن) و کنترل زاويه باز و بسته بود (يا کنترل ميزان عبور نور) را دارا هستند. با استفاده از اين کليد ها مي توان اين مقادير را تنظيم کرد. البته پتانسيل کامل اين کليد ها در کار با کليدهاي سناريويي و سيستم هاي هوشمند تنظيم نور اتاق ديده مي شود.

کليدهاي سناريويي که قابليت هاي زيادي دارند در اين سيستم اتوماسيون نقش مهمي را بازي مي کنند. اين کليد ها در عوض خاموش و روشن، امکان کنترل دستگاه ها به صورت دسته اي را دارند. با اين کار مي توان با فشار يک کليد، به طور مثال اتاق را براي تماشاي تلوزيون مهيا کرد. نور اتاق را کم کرد، پرده ها را پايين آورد، دماي اتاق را تنظيم کرد و تلوزيون را روشن کرد. تمامي اين اعمال براحتي و فقط با فشار يک کليد انجام پذير است و در هنگام پايان فيلم نيز مي توان با فشار دادن يک کليد اتاق را به حالت قبلي در آورد. علاوه بر آن با استفاده زيرکانه از اين کليد ها بسياري اتوماسيون هاي جذاب ديگر را در منزل انجام داد.

ماژول هاي کنترلي:

همانگونه که مي توانيد حدس بزنيد، هميشه امکان اتصال کليد در منازل موجود نيست. در بسياري از موارد افراد علاقه خاصي به کليد هاي منازل خود دارند و يا سيستم برقي منازل طوري طراحي شده است که امکان بهره گيري از کليد نيست. در اين مواقع از ماژول هاي بسيار کوچکي استفاده مي شود که براحتي مي توانند در طول مسير برق يا در پشت کليد هاي فعلي منازل قرار بگيرند. اين ماژول ها که همان کار کليد ها را انجام مي دهند، در همان مدل ها موجودند، يعني مدل خاموش و روشن محض/ مدل شدت نور متغير / ماژول کنترل پرده/ و در نهايت ماژول هاي سناريويي.

پريز ديواري:

با استفاده از اين دستگاه ها که علاوه بر پريزهاي تو کار، در انواع ديگري هم موجود هستند، مي توان دستگاه هايي که با دو شاخه به برق شهر وصل مي شوند را نيز تحت کنترل گرفت و به اتوماسيون خود اضافه کرد. مهمترين عامل در اين پريز ها تطابق با دوشاخه هاي وسايل است. چرا که مثلا پريزهاي اروپايي، امريکايي و استراليايي هر کدام، شکلي متفاوت دارند و در بسياري موارد استفاده از تبديل براي کاربر خوشآيند نيست. شرکت هاي سازنده PLCBus براي حفظ بازار خود، براي همه اين موارد فکر کرده اند. با دقت تر بنگريم، متوجه مي شويم که تفاوت اين پريزها فقط در شکل ظاهري است که تغيير آن خيلي هزينه اي ندارد و با همين تغيير ساده مي توان بازارهاي کشورهاي مختلفي را در دست گرفت و شرکت هاي سازنده PLCBus براي اين منظور در تمام مدل ها پريز توليد کرده اند.

کنترلرهاي مادون قرمز:

همانگونه که مستحضريد، دستگاه هاي مادون قرمز و ريموت کنترلرهاي آنها قسمت عمده اي از بسياري از وسايل منازل ما را تشکيل مي دهند. اگر بخواهيم آنها را کنترل کنيم، فقط خاموش و روشن در بسياري از موارد جوابگو نخواهد بود. براي اين منظور در اين پروتکل دستگاهي پيش بيني شده است که دستورات را از برق شهر مي گيرد و بوسيله يک فرستنده مادون قرمز آن را براي دستگاه مورد نظر ارسال مي کند. کافي است در هنگام نصب، کليد هايي که مي خواهيم بر روي اين دستگاه تنظيم شوند را بوسيله کنترلر خود دستگاه بر روي آن قرار دهيم  و ديگر نگران پيدا کردن کنترل خود دستگاه در منزل خود نباشيم و با هر کنترلر PLCBus بتوانيم دستگاه خود را کنترل کنيم.

حسگرهاي حرکتي:

هرچند مي شد اين شاخه را به صورت کلي به عنوان حسگرها قرار داد، ليکن چون حسگرهاي حرکتي مهمترين حسگر هستند، نام اين بخش به آنها اختصاص داده شد. تقريبا سيستم کار تمامي سنسورها به يک شکل است. مثلا حسگر حرکتي، در هنگام حس کردن حرکت در ميدان ديد خود، دو سر خروجي خود را اتصال کوتاه مي کند و بعد از گذشت مدت زمان مشخصي بعد از عدم تحرک، آن را اتصال باز مي کند. تقريبا تمامي سنسور ها براي تطابق با يکديگر، از همين روش استفاده مي کنند. حال در نظر بگيريد که بر روي اين حسگر ماژول PLCBus نيز نصب شده باشد و اطلاعات اتصال باز بودن يا کوتاه بودن خود را بر روي سيم ارسال مي کند. با اين حسگر براحتي مي توان هنگام ورود فرد به اتاق چراغ را روشن کرد و يا از اماکن عمومي، کليد را حذف کرد.

حسگرهاي ديگر:

همانگونه که گفته شد، مکانيزم عملکردي حسگر ها عموما شبيه يکديگر است. حال اگر به طور مثال حسگر هاي دما را در نظر بگيريم، اين حسگرها بايد بر روي دماي آستانه اي تنظيم شوند و با عبور از آن آستانه، اتصال کوتاه و با پايين تر آمدن از آن آستانه، اتصال باز مي دهند.  مي توان اين مکانيزم عملکردي را به بسياري ديگر از حسگرها اختصاص داد. مهمترين عامل براي تبديل شدن اين سنسورها به سنسور قابل استفاده در پروتکل PLCBus اين است که بايد به يک ماژول فرستنده- گيرنده داده متصل شوند که براحتي با نصب يک ماژول سناريويي مي توان اين توانايي را فعال کرد. از اين دسته مي توان به حسگر هاي دود، آتش سوزي، نور و غيره اشاره کرد.

فيلترها:

به صورت عمومي، دو مدل فيلتر نويز براي ارتباطات روي سيم برق منازل مورد نياز است. يکي براي حذف ارتباطات نا خواسته بين منازل کنار هم و ديگر براي حذف نويز محلي حاصله از وسايلي مانند کولر آبي و موتورهاي الکتريکي. هر دو اين فيلتر ها بايد براي PLCBus استفاده شوند هرچند پروتکل به گونه اي طراحي شده است که با 64 هزار آدرس، احتمال تداخل را به شدت کاهش مي دهد و احتمال اينکه دو خانه با کد کاربري مشابه کنار هم باشند، بسيار پايين است، ولي باز هم فيلترهايي براي اين منظور تهيه شده است. فيلتر ديگر، فيلتر هاي محلي است که به عنوان تکرار کننده داده نيز مي توان از آن بهره جست. اين فيلتر ها علاوه بر حذف سيگنال هاي ناخواسته، افت ناشي از طول سيم و تاثير آن بر روي سيگنال PLCBus را کاهش مي دهد و از انتقال امن اطلاعات اطمينان حاصل مي کند.

کنترلرها:

کنترلرها عموما سليقه اي بوده و هر سازنده اين محصولات، نوع خاصي از اين کنترلرها را ارائه مي دهد ولي به صورت کلي مي توان آنها را از نظر محل قرار گيري به کنترلرهاي روي ميزي، کنترلرهاي دستي و کنترلرهاي ديواري تقسيم کرد. و از نظر امکانات جانبي، آنها مي توانند با وسايل مادون قرمز، و امواج راديويي ارتباط برقرار کنند. از انواع ديگر آنها مي توان به کنترلرهاي برنامه پذير نيز اشاره کرد که اين کنترلها قسمتي از برنامه را از طرريق کامپيوتر را دانلود کرده و بدون وجود آن در شبکه آن برنامه را اجرا کنند.

يکي ديگر از کنترلرها، کنترلرهاي تلفني هستند که بتوان با تماس با شماره تلفن منزل و وارد کردن رمز خاصي، وارد سيستم اتوماسيون منزل شد و کنترل منزل را به دست گرفت. چراغ ها را خاموش کرد و يا از وضعيت وسايل منزل اطلاعات کسب کرد.

مبدل به کامپيوتر:

امروزه بسياري از کاربران علاقه مندند براحتي بتوانند برنامه هاي شخصي خود را در منازل اجرا کنند و يا  از تمامي اتفاقات در سيستم اتوماسيون خود آگاهي يابند. براي اين منظور رابطي بين خطوط برق و کامپيوتر در نظر گرفته شده است که داده ها را از روي برق شهر مي خواند و بر روي صفحه کامپيوتر نمايش مي دهد و مي تواند دستورات جديد را روي سيم برق قرار دهد. با اين کار براحتي مي توان با نرم افزار هايي شبيه Home Planner و يا Home Seer برنامه دلخواه و کارکرد مورد علاقه خود را در کامپيوتر برنامه ريزي کنيد و زندگي راحتي را براي خود مهيا کنيد. به طور مثال، برنامه ريزي کنيد که تلوزيون سي آر تي قديمي شما، راس ساعت خاصي روشن شود. کانال آن را بر روي کانال دلخواه خود قرار دهيد و بعد، ضبط خود را روشن کرده و برنامه دلخواه خود را ذخيره کنيد و بعد از اتمام آن، ضبط و تلوزيون را خاموش کرده به موبايل صاحب منزل پيامک بزنيد که ضبط برنامه انجام شد. يا براحتي به اينترنت وصل شد و از طريق يک صفحه وب براحتي از وضعيت وسايل در منزل مطلع شويد و يا وسايل را کنترل کنيد.

مزایاي PLCBus:

ضريب اطمينان بالا:

پروتکل PLCBus تقريبا 100 الي 1000 بار مطمئن تر از X10 و 10 الي 100 بار مطمئن تر از CEBus و LONEWORKS که همگي پروتکل هاي اتوماسيون ساختمان با استفاده از برق شهر هستند، مي باشد. ضريب اطمينان بوسيله درصد قطعات فرستنده/ گيرنده اي که بعد از نصب درست کار مي کنند، تعريف مي شود. واحد هاي تست PLCBusدر شرايط معمولي و به صورت تصادفي در خانه هاي متعارف نصب شده اند. خانه هاي متعارف در آزمايشها، خانه هاي مسکوني تک در چين مد نظر قرار داده شده است. اين محيط ها، محيط هاي ساده زندگي هستند که در آنها هيچ تغييري از نظر سيم کشي و .. داده نشده است. نرخ درست کار کردن اين پروتکل بالاتر از 99.9 درصد کارکرد است.

بدون نياز به سيم کشي جديد:

در اين پروتکل هيچ سيم جديدي براي منزل لازم نيست. چرا که ارتباطات همگي يا از سيم کشي برق شهر بهره مي گيرند يا از ارتباط بي سيم.

سرعت بالاتر:

بيست تا چهل برابر سرعت ارتباطي مانند X10براي ارتباطات اين پروتکل در نظر گرفته شده است. اين عامل با در نظر گرفتن دوبرابر شدن طول آدرس اين پروتکل نسبت به پروتکل X10به ارسال تقريبا 10 دستور در ثانيه مي انجامد.

ارتباط دوطرفه:

بوسيله سخت افزار و پروتکل مناسب، تمامي ارتباطات به صورت دوطرفه بوده و دستور گيرنده هميشه رسيدن يا نرسيدن اطلاعات را به فرستنده دستورات اطلاع مي دهد.

جدا شدن منازل:

براي نصب هاي چند گانه در آپارتمان ها، براحتي با کدهاي کاربري متفاوت مي توان بدون نياز به فيلتر و بلوک کننده اطلاعات، منازل را آدرس دهي کرد و مطمئن بود که تداخلي ايجاد نخواهد شد.

همزيستي با ديگر پروتکل ها:

با ارتباطي کاملا متفاوت از تمامي سيستم هاي اتوماسيون منازل عمومي مانند X10، CEBusو LoneWorksو استفاده از فرکانسي کاملا متفاوت از تمامي ارتباطات باند پهن، باريک يا طيف گسترده پروتکل هاي ذکر شده، اين پروتکل مي تواند در کنار هر کدام از اين پروتکل ها قرار گيرد و بدون ايجاد هيچ گونه مزاحمتي براي آنها، با آنها تبادل داده داشته باشد و بوسيله کنترلرهاي يکديگر، ماژول ها و ديگر قطعات يکديگر را کنترل کنند.

ارتباط نقطه به نقطه:

با استفاده از طراحي اين پروتکل، هيچ نيازي به يک کنترل کننده مرکزي نيست و تمامي ارتباطات به صورت نقطه به نقطه است.

سادگي:

با استفاده از محصولات موجود در بازار و ميکروکنترلرها، راه حل هاي ارائه شده بوسيله PLCBusبراحتي در اختيار مشتري قرار مي گيند و مي توانند نصب شوند.

 

پروتکل KNX:

یکی از بارزترین مزایای سیستم هوشمند ساختمان راحتی و آسایشی است که برای کاربر به ارمغان می آورد . با برنامه ریزی در نرم افزار تنها با فشردن یک کلید روی ریموت کنترل یا هر وسیله قابل تعریف دیگری، از هر جای ساختمان می توان یک یا چند سناریو را پیاده سازی نمود. از جمله سناریوهای کاربردی ، می توان به سـناریو ورود و خـروج اشـاره کرد که این سناریـو می تواند به صورت مستقل برای هر فضا و بصورت کلی در کل ساختمان اجرا گردد، در سناریوی خروج ساخـتمان، می توان مطمـئن بود که تمامی المانهای فعال ساختمان که لازم باشد،غیر فعال گردیده و نیازی به کنترل تک تک آنها وجود ندارد.

http://www.atrinaco.ir/images/a1.jpg


 
به طور معمول ساختمان های بزرگ دارای مشکلی به نام کنترل یکپارچه و متمرکز سیستم ها هستند، به این صورت که بتوان از یک نقطه کل ساختمان را از لحاظ نور، دما، امنیت و... کنترل کرد، که این خاصیت در سیستم هوشمند ساختمان دیده می شود و این قابلیت در  Touch Panelتعبیه گردیده است. این دستگاه امکان اتصال به اینترنت ، دریافت ایمیل و اخبار ، مشاهده فیلم و عکس و پخش موزیک را دارا می باشد و می توان تصاویر دوربین های مدار بسته را در آن مشاهده کرد و برای هر المان برنامه ریزی و سناریوی خاصی را اجرا نمود.

http://www.atrinaco.ir/images/a2.jpg

 


از اهداف عالی سیستم هوشمند ساختمان می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

.    افزایش سطح رفاه و آسایش                      

.    صرفه جویی در انرژی     

.    افزایش زیبایی و دکوراسیون ساختمان          

.    افرایش عمر مفید تجهیزات     

.    قابلیت ارتقاء تجهیزات                             

.    افزایش ارزش افزوده ساختمان 

در اوایل سال 1990 با افزایش تقاضا در راستای افزایش امنیت، انعطاف پذیری و سهولت ، نصب تاسیسات ساختمان های هوشمند توسعه یافت.  تا قبل از آن شرکت های متعدد مشغول تولید سیستم های هوشمند ساختمان با استانداردها و روش های خاص بودند و نتیجه آن این بود که پروژه ها وابسته به همان کارخانه سازنده بود و از همه مهم تر اینکه هیچ کارخانه ای در آن زمان قادر به تولید طیف کامل محصولات با سلیقه مشتریان خود نبود، به همین سبب تمامی شرکت های سـازنده تصمیم به تدوین یک استـاندارد مشترک برای محصولات خود گرفتند و در سـال 1990 شرکت مستقلKonnexکه مقر آن در بروکسل است تاسیس گردید و اسـاس کار استانداردسازی پرتکل تحت عنوانEIBکه مخفـف کلمه European Installation Bus است، آغاز گردید که بعد از چند سال بهEIB/KNXو بعد از آن بهKNX تغییر نام یافت.

امروزه بیـش از 300 شرکت معتبر عضـو این انجمن هستند و 8000 نوع محصول مختلف بر پایهKNX در سراسر دنیا تولید می شود که از بزرگترین مزایای آن می توان به کیفیت بالای این محصولات تحت استاندارد قویKNX اشاره نمود.

پروتکل KNXسابقا شناخته شده با نام (European Installation Bus)EIB یک پروتکل ارتباطی کنترل ساختمان (و صنعتی) است که از تکنولوژی اطلاعات جهت اتصال دستگاه هایی چون سنسور ها، فعال سازها (Actuators)، کنترلرها، ترمینالهای اپراتوری و مانیتورینگ بهره می گیرد.پروتکل KNX یکی از معدود پروتکل های دارای استاندارد بین المللی ISO/IEC (14543-3)در زمینه هوشمندسازی ساختمان و خانه هوشمنداست.

شبکه KNX

شبکه KNX

تکنولوژیKNX جهت استفاده در تجهیزات برقی برای پیاده سازی فرایندها و کارکردهای اتوماتیک ساختمان طراحی گردیده است. وقتی یک دستگاه، داده ای را به دستگاه دیگری می فرستد، ابتدا اطلاعات به صورت فریم داده ای تبدیل شده و سپس بصورت دیجیتال بر روی فیلد باس انتقال داده می شود. رسانه های مختلفی چون سیم زوج تابیده (KNX.TP)، مدار قدرت (KNX.PL)، فرکانس رادیویی (KNX.RF) و فیبر نوری می توانند برای انتقال داده مورد استفاده قرار گیرند. دستگاه هایی که در اجرای یک فرمان دخیل هستند، اطلاعات را بطور مستقیم با یکدیگر رد و بدل می کنند.

پروتکلKNXمی تواند برای کنترل روشنایی ها، پرده ها و سایبان ها و سیستم های HVACمورد استفاده قرار گیرد. یک سنسور مانند یک کلید ۴ پل فشاری، فرمان را تولید و سپس به شکل یک فریم داده به یک فعال ساز (Actuator) بر روی باس ارسال می کند. به محض اینکه فعال ساز فریم داده را دریافت می کند، یک پیام تایید را به سنسور فرستنده فرمان برمی گرداند و سپس فرمان دریافت شده را اجرا می کند. در ادامه مثالهایی از این موارد آمده است.


 

 

یک نمونه سیستم ساده کنترل هوشمند نور: