تبلیغات
انرژی خورشیدی - پروتکل های ساختمانی متداول
 
انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی برای همه

در این جا به بررسی‌ چهار پروتکل مطرح ساختمانی BACnet ، ARCnet ، LonWorks ، KNX ، ZigBee می‌پردازیم. پروتکل ARCnet جزو پروتکل ‌های قدیمی‌ است که بیشتر در زمینه اتوماسیون اداری مطرح است و دارای سیستم Access از نوع token در گردش می‌باشد . پروتکل های ARCnet و LonWorks عمدتا در اتوماسیون ساختمان مورد استفاده هستند و بیشتر جهت کنترل اجزای مکانیکی مورد استفاده قرار میگیرند. پروتکل KNX در ۲۰۰۱ جهت اتوماسیون منازل و خانه‌ها در اروپا تدوین گردید و بطور وسیع در حال استفاده است . پروتکل بیسیم ZigBee در سال ۲۰۰۴ تدوین گردیده است و برای شبکه خانگی در شبکه هوشمند بنظر می‌رسد شانس بسیاری داشته باشد.

 

ARCnet (1

 Attached Resource Computer networkکه با استاندارد 1.878 ANSI Standard مشخص شده است، از نوع    deterministic است که هر کدام از ایستگاهها فقط وقتی ارسال می کنند که Token را در اختیار داشته باشند.ARCnet وقتی که در سال 1970 معرفی شد، جهت اتوماسیون دفاتر مورد استفاده قرار می گرفت و به دلیل قابلیتهای بالایش بعدها در اتوماسیون و کنترلر نیز مورد استفاده قرار گرفت. در جدول 1 مشخصات این پروتکل آمده است.

بر خلاف سیستم اتوماسیون اداری، تکنولوژی فیلدباس می بایستی پیامها را بر اساس الگوی time-predictable ارسال کند. پیامهای ARCnet بین 0 تا 507 بایت و با سرآمد پایین می باشند که با سرعت Mbps2.5 کارایی مناسبی برای سیستم های اتوماسیون ساختمانی دارند.

جدول 1: مشخصات پروتکل ARCnet

2) Lon Works

با پیشرفتهایی که در زمینه میکروکامپیوترها در دهه 80 میلادی بوجود آمد، امکان این که پروسس های کنترلی را در خود اجزا و قطعات انجام دهیم، مهیا شد. این میکروکامپیوترها امکان انجام همان پروسسهایی که بوسیله PLCها صورت می گرفت را مهیا ساختند که به آنها DDC (direct digital control)گفته می شود. به این روش کنترل غیرمرکزی نیز اطلاق می شود که از جمله پروتکل های این روش می توان به KNXو LONاشاره کرد.

Lon Talkیک پروتکل LANاست که با استفاده از سخت افزار Neuron Clipsساخت کمپانی Echelonکار می کند. مشخصاتLon Talk در جدول 2 آمده است.

Lon Worksبه خانواده ای از محصولات که توسط کمپانی Echelonبر پایه پروتکل Lon Talkمی باشد، اطلاق می شود. Lon Worksمؤسسه است که مسئولیت استانداردسازی را بر عهده دارد. نکته مهم درباره این پروتکل، ساپورت کردن رنج وسیعی از مدیاهای مختلف است. امواج رادیویی، فیبر نوری، coaxial، twisted pair، power lineو infraredهمگی امکان این را دارند تا در لایه فیزیکی این پروتکل مورد استفاده قرار گیرند.

 

به سه طریق آدرس دهی برای این پروتکل موجود است: آدرس فیزیکی که یک عدد 48 بیتی است، بر روی هر کدام ازNeuronچپیها وجود دارد. آدرس دستگاه که بجای آدرس فیزیکی می نشیند و آدرس گروهی که نشان دهنده آدرس گروهی از دستگاههاست که کاربری مشترک دارند.

 

جدول 2 : مشخصات پروتکل LON

3 ) BACnet

یک پروتکل مخابرات داده ای برای اتوماسیون ساختمانی است. چیزی که BACnetرا از بقیه پروتکل ها متمایز میکند، ساختار انحصاری این پروتکل جهت اتوماسیون ساختمانی است. برای مثال کارهایی مانند طریقه حس کردن دما، زمانبندی فن ها و ارسال پیامهای مربوط به موقعیت پمپ ها را در نظر گرفته است.

در سالهای اخیر توجه زیادی به پروتکل BACnetبرای سیستم های اعلام حریق شده است. بدلیل حساسیت بالای این سیستم، شبکه ای که سیستم اعلام حریق را گزارش می دهد، می بایستی قابلیت اطمینان بالایی داشته باشد.

این پروتکل توسط مؤسسه آمریکایی ASHRAEتدوین شده و تا کنون استانداردهای آمریکایی، اروپایی، ISOو استانداردهای بیش از 30 کشور را اخذ نموده است.

استاندارد BACnetاز سه بخش عمده تشکیل شده است:

اولاً سعی شده که برای تجهیزاتBA(Building Automation)استانداردی مشخص شود. بخش دوم طریقه ارسال پیام ها بر روی شبکه را مشخص می کند و در نهایت ساختارهای مورد قبول LANرا مشخص می نماید.

 

استاندارد تجهیزات BACNETOBJECTS

این استاندارد یک روش مشخصی را برای نمایش فانکشن های هر کدام از تجهیزات، از قبیل آنالوگ و باینری های ورودی و خروجی، زمان بندی ها، لوپهای کنترلی، آلارم ها و ... بوسیله تعریف مجموعه ای از اطلاعات مرتبط با آن که آن راObjectمی نماید، مشخص کرده است. BACnet25 عدد Objectرا تعریف کرده است. در جدول 3 این Objectها آمده است.

 برای مثال آبجکت calendarبعنوان لیستی از تاریخ هایی که معنای خاصی (برای مثال لیست تعطیلات) برای زمانبندی تجهیزات مکانیکی دارند، بکار می رود.

جدول 3 : Objectهای پروتکل BACnet

4 ) KNX

این استاندارد (سابقاً بعنوان EIBشناخته می شد) یک سیستم مخابراتی برای اتوماسیون ساختمانی است که با استفاده از تکنولوژی اطلاعات تجهیزات مختلف از قبیل سنسورها، عملگرها، کنترلرها و ترمینالها (شکل 1) را به یکدیگر متصل می کنند.

 

شکل 1:سیستم های متصل به باس

 

KNXدر سال 2003 بعنوان استاندارد اروپایی 50090 ENثبت شد و بعد در سال 2006 تحت شمارۀ 14543ISO/IECاستانداردی بین المللی شد. در حال حاضر بیشتر کمپانی های مطرح در سراسر دنیا از این پروتکل جهت اتوماسیون خانه ها (Home Automation)با تجهیزاتی که بیشتر لوکس هستند و غالباً جهت راحتی بیشتر کاربر ( و نه کاربردهای ایمنی، امنیتی و بهینه سازی انرژی) استفاده می کنند. مشخصات کلی این پروتکل در جدول 4 آمده است.

 

جدول 4 : مشخصات پروتکل KNX

ساختار فیزیکی twisted pair (KNX.TP)متداول ترین مدیا می باشد. بخصوص برای ساختمانهای نوساز، ارزان تمام خواهد شد. نوع متداول کابل با نام 8.*2*YCYMرایج می باشد. کابل قرمز (+) و مشکی (-) جفت رشته ای هستن که جهت تأمین توان و در عین حال انتقال دیتا استفاده می شوند. کابل زرد و سفید بعنوان رزرو استفاده شده اند. برای مثال جهت تأمین انرژی اضافه برای دستگاههایی که نیاز دارند.

فرستنده هایی مانند TP-UART-ICبیت های اطلاعاتی را به سیگنال ولتاژی تبدیل می کند. سیگنال در واقع اختلاف ولتاژی بین خط مثبت قرمز و خط منفی مشکی است.

سرعت انتقال اطلاعات بر روی kbps KNX.TP9.6 است.

در صورتی که امکان نصب کابل نباشد، از نوع KNX.PLاستفاده می شود که اطلاعات را بر روی کابل توان و سیگنال سینوسی ولتاژ انتقال می دهد.

KNX-RFاطلاعات را بر روی امواج رادیویی انتقال می دهد که کمتر متداول است.

KNXnet/IPاطلاعات را بوسیله پروتکل TCP/IPانتقال می دهد که بیشتر برای ارتباط بین تجهیزات لایه بالایی مدیریت استفاده می شود.

سه مدل نرم افزار وجود دارد که با KNXمی توان استفاده کرد:

نرم افزار سیستمی (System Software): این نرم افزار وظیفه پردازش اطلاعات را بر روی باس بر عهده دارد و بصورت دائمی بر روی ROMماژول ها توسط سازنده قرار گرفته است.

نرم افزار کاربردی تجهیزات (device application soft): توسط سازنده قطعات با مرکز داده (data base)سازگار با 3ETSتولید می شود. کاربر بر اساس کاربرد مورد نظر خود، نرم افزار خود را انتخاب، پارامترها را تنظیم و پس از آن اطلاعات را بوسیله 3ETSدر تجهیزات loadکند.

و در انتها نرم افزار ETSیک برنامه مجتمع (integrated)شده است که برای طراحی و پیاده سازی می باشد.

تجهیزات KNXمعمولاً می توانند تعدادی برنامه کاربردی را اجرا کنند. کاربر مشخص می کند که کدام functionتجهیزات و چه پارامترهایی را تنظیم کند. برای مثال:

با انتخاب نرم افزار کاربردی مناسب، کاربر می تواند یک couplerرا بعنوان line repeaterو یا بعنوان area couplerتعریف کند.

می توان با تنظیم پارامترهای یک کلید four-gangآن را بعنوان یک سوئیچ خاموش یا روشن و یا دیمر تنظیم کرد.

بطور خلاصه جهت استفاده از سیستم KNXابتدا باید نوع لایه فیزیکی را مشخص کرد و بعد از طراحی ماژول های مورد نیاز را انتخاب می کنیم و با نرم افزار مخصوص استاندارد KNXکه 3ETSنام دارد، سیستم طراحی شده را پیاده سازی می کنیم.

طبق اعلام مقامات وزارت انرژی آمریکا 70% انرژی کشورشان در بخش ساختمان ها و 70% این مقدار نیز در سیستم روشنایی و سرمایش گرمایش مصرف می شود ( در ایران 34% انرژی برق در بخش ساختمان و 70% آن نیز مربوط به روشنایی و سرمایش و گرمایش است) و این سیستم اتوماسیون ساختمانی است که وظیفه کنترل و مانیتورینگ این سیستم ها را بر عهده دارد. پس کتنور هوشمند می بایستی بتواند با کنترلر مرکزی ساختمان نیز ارتباط برقرار کند. در حال حاضر پروتکل مخابراتی مشخصی برای این ارتباط وجود ندارد. راهکاری که برای این منظور در نظر گرفته شده است تدوین پروتکلی بعنوان استاندارد برای ارتباط کنتورها و کنترلر است که این به معنای حذف و ناکارآمد بودن سیستم ها و پروتکل های قدیمی است. راهکار دیگر تطابق پذیری کنتورهای جدید با پروتکل های قدیمی است که در این حالت تعداد زیادی پروتکل ساختمانی می بایستی در نظر گرفته شود و به نظر می رسد عملی نباشد.

 

5 ) Zig Bee

استانداردی است از مجموعه ای از پروتکل ها و برای ارتباطات بی سیم با ریت و فواصل کم مورد استفاده قرار میگیرد. این پروتکل می تواند در باندهای فرکانسی 868، 915 و 2400 مگاهرتز با بیت ریت ماکزیمم Kbps250 کارکند. Zig Beeمی بایستی بتواند با باطری کار کند و از جمله اهداف آن هزینه کم، ریت پایین و عمر بالای باطری آن می باشد. در بیشتر کاربردهای Zig Beeزمانهایی که نودهای آن روشن هستند، بسیار محدود و اندک میباشد و جهت کاهش مصرف انرژی، نودها بیشتر در مود خواب قرار دارند.

در آنجایی که محل قرارگیری بیشتر لوازم خانگی در منزل مشخص نیست، به نظر می رسد پروتکل های سیمی متداول اتوماسیون ساختمانی جایگاهی نداشته باشد. از این رو پروتکل های بی سیم از قبیل Zig Beeشانس مضاعف خواهند داشت. پروتکل Zig Beeبدین منظور در تجهیزات سازندگان خانگی از قبیلLGو سامسونگ تا پایان سال 2010 بکار گرفته شده است.





نوع مطلب : مقاله، 
برچسب ها : ساختمان هوشمند،
لینک های مرتبط :
1396/06/27 19:16
It is perfect time to make some plans for the future and it is time to be happy.
I have read this post and if I could I want to suggest you some interesting things
or advice. Perhaps you could write next articles referring to this article.

I want to read even more things about it!
1396/05/16 03:50
This is a topic that is near to my heart... Best wishes!
Exactly where are your contact details though?
1396/02/25 02:01
Hi, Neat post. There is an issue along with your website in web explorer, might check this?
IE nonetheless is the market leader and a huge component to other people will miss your magnificent writing because of this problem.
1396/01/30 14:52
Hello there, I found your site via Google while looking for a similar subject, your site came up, it appears
to be like good. I've bookmarked it in my google bookmarks.

Hello there, simply changed into alert to your weblog
through Google, and located that it is truly informative.
I am gonna watch out for brussels. I will appreciate for those who proceed this
in future. Lots of other folks shall be benefited out of your writing.
Cheers!
1391/10/21 17:16
لینک ما را با عنوان (( جوش و بازرسی جوش )) در وبسایت یا وبلاگ خود ثبت فرمایید .
لینک شما ثبت شد.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر





مدیر وبلاگ : احمد یعقوبیان قمشه
صفحات جانبی
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :