پروتکل های bms یا پروتکل های خانه هوشمند مثل یک زبان یا قانون هستند که مشخص می‌کنند دستگاه‌های مختلف در خانه هوشمند چگونه با هم ارتباط برقرار کنند. این تجهیزات می‌توانند لامپ‌ها، ترموستات‌ها، درب‌ها و دستگاه‌های دیگر باشند. این زبان یا پروتکل‌ها برای تجهیزات هوشمند سازی خانه و ساختمان تعیین می‌کنند که چگونه باید اطلاعات را به یکدیگر بفرستند و با هم کار کنند. به این ترتیب، و به کمک این بستر ارتباطی استاندارد می‌توانیم تمامی تجهیزات هوشمند را کنترل و مدیریت کنیم تا خانه ما هوشمندتر و بهینه‌تر شود.
در این مقاله انواع پروتکل های bms را بطور کلی بررسی می کنیم و به شما کمک می‌کنیم که بر اساس نیازتان بتوانید تصمیم بگیرید کدام‌یک از پروتکل های bms مناسب ساختمان شما می‌باشد.
فهرست مطالب
پروتکل های bms چه هستند؟
به بیانی ساده، پروتکل‌های مدیریت ساختمان (BMS) یا به عبارت دقیق‌تر Building Management System Protocols به عنوان یکی از زیرساخت‌های مهم خانه هوشمند در نظر گرفته می‌شوند. BMS معمولاً برای مدیریت و کنترل هوشمند اجزای ساختمان مانند سیستم‌های تهویه مطبوع، روشنایی، ایمنی، انرژی و سایر تجهیزات استفاده می‌شود.
این پروتکل‌ها کمک می‌کنند تا سیستم‌های مختلف در یک ساختمان (مانند دفاتر، ساختمان‌های تجاری یا مسکونی) با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و اطلاعات را به صورت مرکزی جمع‌آوری و مدیریت کنند. این اطلاعات شامل مصرف انرژی، دما، رطوبت، وضعیت ایمنی و سایر پارامترهای مرتبط با ساختمان هوشمند هستند.
استفاده از پروتکل‌های BMS به کاربران این امکان را می‌دهد که عملکرد و بهره‌وری ساختمان را بهبود بخشند، مصرف انرژی را بهینه کنند، هزینه‌ها را کاهش دهند و همچنین امنیت و راحتی ساکنان را افزایش دهند.
پروتکل های bms بر چه اساسی دسته‌بندی می‌شوند؟
پروتکل‌های bms بر اساس ویژگی‌های مختلفی که دارند معمولاً به چند دسته‌ی اصلی تقسیم می‌شوند. دسته‌بندی‌های اصلی شامل موارد زیر است:
-
پروتکل‌های ارتباطی (Communication Protocols):
- این دسته شامل پروتکل‌هایی است که برای ارتباط و تبادل اطلاعات بین اجزای سیستم BMS (مانند سیستم روشنایی هوشمند، سیستم صوت و تصویر هوشمند، سیستم کنترل دما و سرمایش و گرمایش و …) مورد استفاده قرار می‌گیرند. مانند BACnet، Modbus، LonWorks، KNX و M-Bus .
-
پروتکل‌های اتصال (Network Protocols):
- این دسته شامل پروتکل‌هایی است که برای اتصال تجهیزات و سیستم‌های ساختمان هوشمند به یک شبکه ارتباطی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این شبکه‌ها می‌توانند شبکه‌های سیمی یا بی‌سیم باشند. مثال: Ethernet، TCP/IP، Wi-Fi، Zigbee.
- این دسته شامل پروتکل‌هایی است که برای اتصال تجهیزات و سیستم‌های ساختمان هوشمند به یک شبکه ارتباطی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این شبکه‌ها می‌توانند شبکه‌های سیمی یا بی‌سیم باشند. مثال: Ethernet، TCP/IP، Wi-Fi، Zigbee.
-
پروتکل‌های انتقال داده (Data Transmission Protocols):
- پروتکل‌های bms انتقال داده کمک می‌کنند تا داده‌ها به درستی و به صورت یکنواخت از یک سیستم به دیگری منتقل شوند. برخی از این پروتکل‌ها می‌توانند ویژگی‌هایی مانند امنیت، سرعت انتقال، و دسترسی به داده‌ها را بهبود بدهند. از جمله پروتکل‌های bms که در این زمینه استفاده می‌شوند، می‌توان به HTTP، HTTPS، MQTT، CoAP، و سایر پروتکل‌های انتقال داده اشاره کرد.
-
پروتکل‌های لایه فیزیکی (Physical Layer Protocols):
- پروتکل‌های لایه فیزیکی در واقع مشخص می‌کنند که چگونه داده‌ها و اطلاعات در سطح فیزیکی (سیمی یا بی‌سیم) انتقال پیدا کنند. آنها مانند زبان‌هایی هستند که تجهیزات هوشمند سازی مختلف از آنها برای ارتباط با یکدیگر استفاده می‌کنند.
برای مثال، “Bluetooth” یکی از پروتکل‌های لایه فیزیکی است که از امواج رادیویی برای ارتباط بین دستگاه‌ها استفاده می‌کند. مثلاً، اگر یک گوشی هوشمند می‌خواهد اطلاعات را به یک دستگاه دیگر، مثلاً یک سنسور در ساختمان هوشمند ارسال کند، از این پروتکل استفاده می‌کند تا اطلاعات را از طریق امواج رادیویی به دستگاه مورد نظر ارسال کند.
همچنین، “RS-485” نمونه دیگری از پروتکل لایه فیزیکی است که از کابل‌ها برای ارتباط بین تجهیزات در BMS استفاده می‌کند. این کابل‌ها کمک می‌کنند تا اطلاعات به صورت الکتریکی از یک دستگاه به دستگاه دیگر ارسال شود.به طور کلی، پروتکل‌های لایه فیزیکی به تجهیزات هوشمند کمک می‌کنند.
این دسته‌بندی‌ها موجب مدیریت و پیاده‌سازی بهتر ارتباطات و کنترل در سیستم‌های مدیریت ساختمان می‌شود. هر یک از این دسته‌ها نقش مهمی در اتصال و یکپارچگی تجهیزات و اطلاعات مختلف در یک سیستم BMS یا به عبارتی دیگر خانه هوشمند ایفا می‌کنند.
هدف استفاده از پروتکل های bms
هدف از استفاده از این پروتکل‌ها این است که دستگاه‌های مختلف در خانه به یکدیگر ارتباط برقرار کنند و امکان کنترل و مدیریت آسان تر بر روی آنها فراهم شود.
به این ترتیب، می‌توانید از راه دور یا از طریق یک نرم افزارهای موبایل، تنظیمات مختلف تجهیزات خانه هوشمند خود را تغییر دهید و دستگاه‌های مختلف را به دلخواه تنظیم و مدیریت کنید.
به طور خلاصه، پروتکل‌های خانه هوشمند کمک می‌کنند تا دستگاه‌های مختلف در خانه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و اطلاعات را به یکدیگر منتقل کرده و امکان کنترل و مدیریت آسانتر بر روی آنها فراهم شود.
مهمترین اهداف استفاده از پروتکل های bms عبارتند از:
- بهینه‌سازی مصرف انرژی: این زیرساخت ها به کاربران اجازه می‌دهند تا مصرف انرژی ساختمان را بهینه کنند و برنامه‌ریزی‌هایی انجام دهند تا مصرف انرژی در طول زمان کاهش یابد.
- مدیریت دقیق و از راه دور تجهیزات: بطور کلی هوشمند سازی نیازمند زیرساخت هایی است که پروتکل های bms مهم ترین آنها هستند. این تکنولوژی‌ها به افراد اجازه می‌دهد تا تجهیزات مختلف ساختمان را به دقت از راه دور هم کنترل کنند، از جمله گرمایش، سرمایش، نورپردازی و سایر تجهیزات هوشمند سازی ساختمان.
- افزایش راحتی ساکنان: با کنترل بهتر شرایط زندگی داخل ساختمان، افراد می‌توانند محیط راحت‌تر و مناسب‌تری داشته باشند.
- افزایش ایمنی و امنیت: این سیستم‌ها به کاربران اجازه می‌دهند تا به نظرسنجی و ایجاد اطلاعات کافی برای افزایش امنیت و ایمنی ساختمان بپردازند.
انواع پروتکل های bms
پس از شناخت مفهوم پروتکل های bms و دسته بندی های آن نوبت به بررسی انواع پروتکل های bms به زبان ساده و بررسی 7 پروتکل محبوب می‌رسد. پروتکل های bms یکی از زیرساخت های هوشمند سازی هستند که امکان یکپارچگی و مدیریت و کنترل تجهیزات هوشمند را روی بستر خود فراهم می‌کنند.
در لیست زیر، به 7 پروتکل استاندارد و پرطرفدار از پروتکل های bms اشاره خواهیم کرد که حرفه‌ای‌ترین پروتکل های هوشمند سازی محسوب می‌شوند:
-
پروتکل Modbus
Modbus یک پروتکل های bms کارا و ساده است که برای ارتباط بین تجهیزات الکترونیکی در سیستم‌های هوشمند سازی ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پروتکل از روش‌های سریالی (RS-485) و شبکه‌های TCP/IP برای ارتباط استفاده می‌کند.
-
پروتکل KNX
KNX یک استاندارد اتحادیه اروپایی برای کنترل و اتصال تجهیزات مختلف در ساختمان‌ها است. این پروتکل یکی از محبوب ترین پروتکل های bms است که برای کنترل نورپردازی، صوت و تصویر، دما، سرما یا گرما، تهویه، و دیگر انواع تجهیزات خانه هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
-
پروتکل Wi-Fi
Wi-Fi یک پروتکل ارتباطی بی‌سیم است که در هوشمند سازی ساختمان برای اتصال دستگاه‌ها و تجهیزات هوشمند به شبکه و انتقال داده‌ها استفاده می‌شود
-
پروتکل Thread
یک پروتکل بی‌سیم برای اتصال دستگاه‌های خانه هوشمند با اتصالات پایدار و مصرف کم انرژی است.
-
پروتکل Z-Wave
این پروتکل یکی از معروف ترین پروتکل های bms بی‌سیم است که برای اتصال و کنترل تجهیزات خانه هوشمند به کمک یک سیگنال رادیویی استفاده می‌شود.
-
پروتکل Bluetooth
یک پروتکل از پروتکل های bms بی‌سیم می‌باشد که معمولاً برای اتصال دستگاه‌ها تجهیزات کوچک به یکدیگر استفاده می‌شود.
-
پروتکل Zigbee
Zigbee یکی از پرطرفدارترین پروتکل های bms و پروتکل های ارتباطی بی‌سیم است که در BMS (اتوماسیون ساختمان یا هوشمند سازی ساختمان) برای ارتباط و کنترل تجهیزات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد، به ویژه در بخش‌هایی که نیاز به ارتباطات بی‌سیم دارند.
پروتکل های bms زیادی در جهان وجود دارد که ما در اینجا 7 مورد از معروف ترین پروتکل های bms را خدمت مخاطبان عزیز معرفی کردیم. حال به معرفی باقی انواع پروتکل های هوشمند سازی می‌پردازیم:
1. BACnet (Building Automation and Control Network)
BACnet یک پروتکل استاندارد در صنعت ساختمان است که برای اتصال و کنترل انواع تجهیزات مختلف ساختمانی، از جمله سیستم‌های BMS یا به عبارتی دیگر تجهیزات هوشمند سازی ساختمان، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
2. CAN (Controller Area Network)
CAN یک پروتکل ارتباطی از پروتکل های bms می‌باشد که بسیار قدرتمند است و برای ارتباط بین اجزاء ساختمان هوشمند استفاده می‌شود. این پروتکل از طریق یک مدیریت داده‌های مشترک و مدیریت دستورات کاربردی برای ارسال و دریافت داده‌ها استفاده می‌کند.
3. EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)
EtherCAT یک پروتکل ارتباطی با کارایی بالا است که برای کنترل و مدیریت سیستم‌های BMS با استفاده از اترنت استفاده می‌شود.
4. DALI (Digital Addressable Lighting Interface)
این پروتکل نیز یکی از محبوب‌ترین پروتکل های bms است و به‌طور اصلی برای کنترل و مدیریت نورپردازی و سیستم روشنایی هوشمند در ساختمان یا خانه هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
5. OPC UA (OPC Unified Architecture)
OPC UA یک پروتکل صنعتی است که برای تبادل داده‌ها و اطلاعات بین اجزاء و تجهیزات مختلف BMS و دیگر سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شود.
6. MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)
MQTT یک پروتکل ارتباطی است که برای انتقال داده‌ها بین تجهیزات هوشمند سازی و سیستم‌های ابری (cloud-based) استفاده می‌شود.
7. LonWorks
LonWorks یکی از پروتکل های bms شبکه کنترلی و استاندارد صنعتی است که در هوشمند سازی برای اتصال و کنترل دستگاه‌ها و تجهیزات هوشمند مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پروتکل به کاربران این امکان را می‌دهد تا تجهیزات مختلف را با یکدیگر تعامل داده و کنترل کنند.
8. OPC (Open Platform Communications)
OPC یک استاندارد صنعتی است که برای تبادل داده‌ها و اطلاعات بین تجهیزات و سیستم‌های مختلف در BMS استفاده می‌شود. OPC UA نسخه پیشرفته‌تر و ایمن‌تر آن است.
9. RS-485 (Recommended Standard 485):
RS-485 یک استاندارد ارتباطی است که برای ارتباط دستگاه‌های مختلف BMS با یکدیگر یا سیستم‌های مرکزی به کار می‌رود. این استاندارد معمولاً برای انتقال داده‌ها به صورت سریال استفاده می‌شود.
10. EnOcean
EnOcean یک پروتکل بی‌سیم و بدن نیاز به باتری است که در BMS برای اتصال و کنترل تجهیزات خانه هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پروتکل بر اساس انتقال داده‌ها توسط انرژی‌های محیطی مانند انرژی خورشیدی و فشار هوا کار می‌کند.
11. AMQP (Advanced Message Queuing Protocol)
AMQP یک پروتکل معروف از پروتکل‌های bms برای تبادل اطلاعات بین سیستم‌ها است. این پروتکل برای ارتباطات و انتقال داده‌ها در سیستم‌های BMS و اینترنت اشیاء (IoT) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
توجه داشته باشید که هر یک از این پروتکل‌های bms دارای ویژگی‌ها، کاربردها و محدودیت‌های مختلفی هستند. انتخاب بهترین پروتکل باید با توجه به نیازها، اهداف، و محدودیت‌های پروژه هوشمند سازی انجام شود.
چگونه برای ساختمان خود یکی از انواع پروتکل bms را انتخاب کنیم؟
انتخاب یک نوع پروتکل برای خانه هوشمند از بین انواع مختلف پروتکل های bms به موارد مختلفی بستگی دارد که باید در نظر گرفته شوند. در زیر تعدادی از عوامل کلیدی برای انتخاب پروتکل مناسب برای ساختمان هوشمند آورده شده است:
- تعداد و نوع دستگاه‌ها: باید بررسی کنید که دستگاه‌های خانه هوشمندی که می‌خواهید نصب کنید، از کدام پروتکل‌های bms پشتیبانی می‌کنند. بعضی از دستگاه‌ها فقط از Wi-Fi، Zigbee، Z-Wave یا Bluetooth پشتیبانی می‌کنند.
- مصرف انرژی: برخی از پروتکل‌های bms نیاز به مصرف کمتری انرژی دارند که می‌تواند مفید باشد، مخصوصاً در صورت استفاده از باتری‌ها برای تغذیه دستگاه‌ها.
- پایداری و قابلیت اطمینان: پروتکلی که انتخاب می‌کنید باید استاندارد باشد یعنی پایداری و قابلیت اطمینان داشته باشد تا دستگاه‌ها به درستی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
- در دسترس بودن تجهیزات و تکنولوژی: باید مطمئن شوید که تجهیزات هوشمند و دستگاه‌های مورد نیاز با پشتیبانی از پروتکل انتخابی در بازار و در دسترس هستند.
- سازگاری و انطباق: اطمینان حاصل کنید که پروتکل انتخابی با سایر دستگاه‌ها و سامانه‌های خانه هوشمندی که ممکن است در آینده اضافه کنید، سازگاری داشته باشد.
- سادگی و کاربری آسان: ارزیابی کنید که آیا پروتکل انتخابی ساده و آسان برای نصب و اجرا، پیکربندی و استفاده است یا خیر.
- قیمت و هزینه: هزینه نصب و استفاده از پروتکل های bms نیز مهم است. باید هزینه‌های مربوط به دستگاه‌ها، هزینه‌های نصب و اشتراک‌های ممکن بررسی شود.
- امنیت: اطمینان حاصل کنید که پروتکل انتخابی دارای امنیت قوی برای حفظ حریم خصوصی و محافظت از اطلاعات شخصی خانه هوشمند شما است.
با مطالعه و بررسی این عوامل، می‌توانید پروتکل مناسبی را برای خانه هوشمند خود انتخاب کنید که با نیازها و ترجیحات شما سازگار باشد.
جمع بندی
در نهایت، این پروتکل‌های bms هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای منحصر به فردی دارند و انتخاب بهترین پروتکل بر اساس نیازهای پروژه هوشمند سازی، امنیت، کارایی، و نوع تجهیزات هوشمند انجام می‌شود. همچنین، استانداردهای جدید و به‌روزرسانی‌های مداوم در زمینه پروتکل‌ها نیز می‌توانند تأثیر زیادی بر انتخاب و استفاده از پروتکل‌های bms داشته باشند.
در این مقاله خواندیم، پروتکل‌های bms یا پروتکل های خانه هوشمند یکی از زیرساخت های هوشمند سازی هستند و به مجموعه‌ای از قوانین و دستورات گفته می‌شوند که به سیستم‌های مختلف در خانه هوشمند می‌گویند چطور با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و اطلاعات را به یکدیگر انتقال دهند.
منظور از این تجهیزات می‌توانند لامپ‌ها، ترموستات‌ها، درب‌ها، دوربین‌ها، سیستم‌های امنیتی و سایر اجزای خانه هوشمند باشند.
پروتکل‌های bms کمک می‌کنند تا دستگاه‌های مختلف در خانه هوشمند به یکدیگر متصل شوند و توسط سیستم کنترل کننده مرکزی، دستیارهای صوتی یا نرم افزارهای موبایل کنترل و مدیریت شوند.
ضمن تشکر از همراهی گرم و صمیمانه شما تا انتهای مقاله، برای آشنایی بیشتر با صنعت هوشمند سازی و بخش های مختلف خانه هوشمند مقالات زیر پیشنهاد می‌شود.
از استاندارد برق ساختمان چه می دانید؟ مرجع کامل استاندارد برق کشورهای مختلف
