پروتکل های BACnet و KNX در اتوماسیون ساختمان و خانه هوشمند

امروزه صرفه جویی در مصرف انرژی به امری بسیار مهم تبدیل شده که برای رسیدن به آن، از سیستم های ارتباطی و اتوماسیون استفاده می کنند. رسیدن به راه حل درست همیشه آسان نیست، زیرا گزینه های زیادی وجود دارد. اغلب لازم است یک ترکیب عاقلانه از سیستم های مختلف ارتباطی داشته باشیم تا به بهترین راه حل ممکن دست پیدا کنیم.

در دنیای مدرن امروزی، اتوماسیون بسیار مهم تلقی می شود؛ زیرا نیاز است تا هنگام طرح ریزی و پیاده سازی ساختمان ها از سیستم ها و رابط های کاربری استفاده شود که بطور دقیق و مناسبی با یکدیگر در ارتباط باشند. فقط در این راه است که می توان تعامل بین سیستم های اتوماسیون را به دست آورد. امروزه در عمل استفاده از پروتکل های BACnet و KNX در جهت هوشمند سازی خانه ها راه حل مناسبی تلقی می شود. ساختمان هوشمند و اجزای کنترلی آن چه تفاوت ها و ویژگی هایی دارد؟ و چگونه می توان به کمک سیستم های اتوماسیون این ساختار را کنترل کرد؟

پیاده سازی اتوماسیون به کمک پروتکل BACnet

پروتکل BACnet که مخفف Building Automation and Control Network است، یک پروتکل ارتباطی داده در سطح جهانی است. این پروتکل درواقع برای پاسخ دهی به نیاز خانه های هوشمند به وسیله مهندسان انجمن گرمایش و سرمایش آمریکا ( the American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning) طراحی و توسعه داده شد. این پروتکل با پروتکل آلمانی VDI-TGA یا Verein Deutscher Ingenieure – Technische Gebäudeausrüstung قابل مقایسه است.

با استفاده از BACnet مالکین ساختمان می توانند بهترین تکنولوژی و خدمات قابل ارائه از هر شرکتی را برای خود انتخاب کنند بدون آنکه نگران باشند سیستم انتخابی با سیستم های قبلی سازگار است یا خیر. این امکان در حقیقت قابلیت تعویض کنترل کننده های مختلف را به مالک می دهد بدون آنکه نیازی به تعویض سیستم کنترلی باشد. به کمک این پلتفرم امکان پیاده سازی استاندارد صرفه جویی انرژی EN15232 وجود دارد. علاوه بر این، تمامی فرآیندهای اتوماسیون موجود در یک ساختمان می تواند به طور مداوم تحت نظارت قرار گرفته شوند که این امر از یک مکان مرکزی به آسانی قابل اجرا است. این امر برای یک ساختمان، یک ملک و یا حتی برای یک مجموعه املاک قابل پیاده سازی است. پروتکل BACnet از ۳ سطح مدیریت بهره می برد و شامل مدیریت جامع و عملکرد عملیاتی می شود. این سیستم مدیریتی جامع شامل توابعی برای مدیریت فنی ساختمان و نظارت بر آن و کنترل و بهینه سازی سیستم های اولیه در ساختمان مبتنی بر سیستم های اتوماسیون با کارایی بالا می باشد..

انواع محصولات سازگار با پروتکل BACnet عبارتند از: تجهیزات مدیریت و عملیات و همچنین سنسورهای معمول و محرک ها.

گرچه پروتکل BACnet یک سیستم ارتباطی جامع با کارایی بالا است، اما محدودیت های خود را نیز دارد. به روز رسانی خودکار در این پروتکل نیاز به ترکیب با یک سیستم ارتباطی دیگر دارد.

اتوماسیون به کمک پروتکل KNX

KNX در واقع یک پروتکل ارتباطی کنترل هوشمند ساختمان است که به نیازهای سیستم کنترلی ساختمان(Building System Technology ) یا BST پاسخ دهد. برای این امر نیاز است تا به کمک تکنولوژی اطلاعات از دستگاه هایی همچون سنسور ها، فعال سازها (Actuators)، کنترلرها، ترمینالهای اپراتوری و مانیتورینگ استفاده شود تا اینگونه اتوماسیون به وقوع بپیوندد. از این پروتکل هم برای کنترل ساختمان های مسکونی و هم برای ساختمان های اداری استفاده می شود.

درساختمان های مسکونی، اتوماسیون مداوم در تمامی سطوح مدیریتی وجود دارد. در ساختمان های بزرگتر، پروتکل KNX اتوماسیون را در تمامی اتاق ها پوشش می دهد. در مقایسه با پروتکل BACnet، پروتکل KNX غیرمتمرکز است. فقط یک سیستم اتوماسیون واحد برای کنترل همه اطلاعات وجود ندارد، بلکه این سیستم اتوماسیون باعث کنترل جداگانه تمامی اجزا خواهد شد. گرچه هریک از تجهیزات ساختار کنترلی هوشمند ساختمان تنها باعث کنترل یک فرآیند هستند، اما این اجزا در کنار یکدیگر عمل کرده و به نیاز های کاربر پاسخ می دهند.

به کمک پروتکل KNX می توان عواملی همچون روشنایی، حفاظت از نور خورشید، سیستم های تهویه مطبوع و … را کنترل کرد. از طرفی این پروتکل سبب ایجاد اتوماسیون و هوشمند سازی خانه ها می شود، از طرف دیگر استفاده از پروتکل KNX نقشی تعیین کننده در بهره وری انرژِی دارد. برخی از تجهیزاتی که در ارتباط با پروتکل KNX کار می کنند، عبارتند از: فعال کننده ها ( Actuators)، سنسورهای آشکارساز حضور افراد و … . لیست تجهیزاتی که با این پروتکل سازگارند، در سایت www.knx.org قابل مشاهده هستند.

ادغام پروتکل های BACnet و KNX

به کمک استاندارد ISO 16484-5 می توان داده ها را میان پروتکل های BACnet و KNX مبادله کرد. استاندارد سازی بین المللی و شباهت در ساختار داده ها، این امکان را فراهم می کند که پروتکل های BACnet و KNX به طور مطلوب با یکدیگر ادغام شوند. این امر تولید کنندگان را قادر می سازد تا واحد های رابط داده را با قیمتی مناسب توسعه دهند. امروزه رابط های کاربری زیادی در بازار وجود داشته که این دو پروتکل را می توانند به یکدیگر ارتباط دهند.