تفاوت خانه هوشمند در مقایسه با ساختمان هوشمند چیست؟

در مورد ارزش‌های تحول آمیز اینترنت اشیاء (IoT) در اتوماسیون منازل و ساختمان بسیار صحبت شده است. رواج روز افزون سنسورهای کم هزینه و فن آوری های بی سیم ، محیط های داخلی را که در آن کار و زندگی می کنیم، به طرز چشمگیری تغییر می دهد و باعث افزایش سطح کارایی، راحتی و ایمنی می شود. با توجه به موارد رایج استفاده معمول بین یک خانه هوشمند و یک ساختمان هوشمند از جمله کنترل دما، اتوماسیون روشنایی یا امنیت و ایمنی، برخی تصور می کنند که فناوری IoT برای این دو معماری بسیار همگرا است.

در واقع ، ارائه دهندگان IoT که راه حل های خانگی را ارائه می دهند، سعی دارند بازارهای محصولات خود را گسترش دهند. اما آیا واقعاً می توانیم از همان ترموستات که در خانه خود برای اندازه گیری دما و رطوبت استفاده می کنیم در مطب نیز استفاده کنیم؟ حقیقت این است که علاوه بر کارکرد، مقیاس و هزینه نیز جزئی از این معادله هستند. این غالباً خود دستگاه‌ها نیستند که دو عامل اخیر را دیکته می کنند، بلکه روش اتصال پشتیبانی شده در آن ها هستند. عملکرد یک ترموستات ممکن است در محیط خانه کافی باشد، اما امکانات صنعتی و تجاری در مقیاس بزرگ برای تنظیم بهینه انرژی و راحتی، نیاز به تعداد بسیار بیشتری از نقاط اندازه گیری توزیع شده برای تنظیم HVAC دارد.

از این گذشته ، واقعیت این است که شبکه های اتوماسیون خانه و ساختمان اهداف مشترکی دارند، اما ماتریس مورد استفاده در حالت دوم بسیار پیچیده تر است. مدیریت فضا، نگهداری تجهیزات، ردیابی دارایی ها، مدیریت پسماند و پارکینگ هوشمند همگی از کارکردها در یک ساختمان هوشمند می باشند که اغلب در تنظیمات یک خانه جایی ندارند. طیف گسترده تر موارد استفاده در یک ساختمان هوشمند به این معنی است که کاربران بیشتری برای ارتباط با سیستم وجود خواهد داشت.

بنابراین، حتی اگر ساختمان ها و خانه های هوشمند بتوانند از دستگاه های مشابهی مانند سنسور دما، تشخیص حرکت یا دزدگیر و.... استفاده کنند، به احتمال زیاد به زیرساخت های ارتباطی مختلفی برای عملکرد نیاز دارند. فن آوری های رایج Wi-Fi و Bluetooth در کنار راه حل های مش تثبیت شده برای کنترل روشنایی مانند Zigbee ، Thread و Z-Wave برای شبکه های اتوماسیون خانگی مناسب هستند. اما آنها معمولاً برای معماری یکپارچه ساختمان هوشمند با توجه به نقاط گسترده توزیع و کاربران متعدد، ایده آل نیستند.

دلایل عمده تفاوت بین یک ساختمان هوشمند و خانه هوشمند عبارتند از:

1. اندازه ساختمان و ساختار

محیط فیزیکی تأثیر قابل توجهی در کیفیت ارتباط بی سیم دارد. محیط های خانگی در مقیاس کوچک با ساختارهای ساده و موانع اندک چالش های کمتری برای انتشار سیگنال در فناوری‌های کوتاه برد را دارند. حتی اگر در بعضی از قسمت های خانه خود مشکل اتصال Wi-Fi را داشته باشید، این مشکل را می توانید تنها با یک تقویت کننده سیگنال (ریپیتر) حل کنید.

از سوی دیگر، وقتی صحبت از ساختمان‌های عظیم تجاری، پردیس‌های پراکنده جغرافیایی یا امکانات متراکم صنعتی می شود، راه حل‌های کوتاه برد در ارائه پوشش و توانایی نفوذ مورد نیاز، کافی نیست. اگرچه استفاده از توپولوژی مش می تواند به گسترش دسترسی به شبکه کمک کند، اما این سیستم ها مشکلات زیادی به‌همراه خواهند داشت. با توجه به محدوده فیزیکی محدود پروتکل های مش، باید اطمینان حاصل کنید که نودها به طور مساوی اختصاص داده شوند و تقویت کننده ها نیز در صورت نیاز برای برقراری ارتباط بین دو نقطه اضافه گردند. در یک پروژه گسترده، هزینه های زیرساختی و مهندسی شبکه های مش می تواند هنگفت باشد.

2. برق مورد نیاز

برای شبکه های اتوماسیون خانگی، استفاده از دستگاه های بی سیم مجهز به باطری یک گزینه مناسب و در عین حال غیر ضروری است، زیرا اغلب دستگاه ها می توانند به راحتی در کنار خروجی برق نصب شوند و همچنین تعداد دستگاه های انگشت شماری در اتوماسیون خانگی وجود دارد که به برق نیاز دارند. بنابراین از نظر فنی، شما می توانید بدون نگرانی تمام وسایل خانه هوشمند خود را بدوم نگرانی  از مصرف بیش از حد برق با استفاده از زیرساخت های Wi-Fi موجود - به اینترنت وصل کنید.

در مقابل ، سنسورهای بی سیم در تأسیسات تجاری و صنعتی اغلب هزاران مورد هستند که بسیاری از آنها در نزدیکی منبع تغذیه قرار ندارند. حتی اگر امکان استفاده از برق باشد، سیم کشی این تعداد از  سنسورها بسیار پر هزینه است. در سایت های تولیدی با تجهیزات و سیستم‌های پیچیده در حال کار، ترانکینگ کابل ها خطرناک است. به این ترتیب، برای اینکه یک شبکه ساختمان هوشمند از نظر اقتصادی پایدار باشد، دستگاه ها باید قادر باشند سال ها با استفاده از باتری های مستقل کار کنند. در این زمینه، اتصال به برق بسیار ضعیف، همراه با باتری خودتخلیه با نرخ پایین ، بسیار مهم است.

در حالی که تصور می شود بیشتر پروتکل های مش با توجه به برق ضعیف ساخته شده اند، اما توپولوژی مش ذاتاً توان متمرکز (پر مصرف) است، زیرا دستگاه ها باید دائماً از طریق آنها پیام ها را ارسال و دریافت کنند. برای نودهایی که دارای ترافیک رله سنگین هستند، طول عمر باتری به شدت کم می شود.

3. سیستم های رادیویی

تداخل رادیویی درون باند یک چالش اساسی برای سیستم‌های ارتباطی بی سیم است که در طیف بدون مجوز فعالیت می کنند. به دلیل در دسترس بودن جهانی، فرکانس باند 2.4 گیگاهرتز بطور گسترده در بین فناوری های رادیویی موجود - از جمله Wi-Fi ، بلوتوث ، Zigbee و بسیاری از پروتکل های مش پذیرفته شده است. با توجه به تعداد اندک دستگاههای متصل، ممکن است مشکل پهنای باند در شبکه خانگی کمتر آشکار شود. با این وجود، برای اجرای پروژه های IoT تجاری و صنعتی، خطر تداخل الکترومغناطیسی قابل توجه خواهد بود.

در ساختمان های سازمانی و کارخانه های تولیدی که کانال های 2.4 گیگاهرتزی قبلاً مورد استفاده گسترده قرار گرفته اند، باید این کانال ها را برای آگاهی از اشباع شدنشان ارزیابی کنید. همچنین، حتی اگر شبکه اتوماسیون ساختمان شما هم اکنون فارغ از اشباع شدگی باشد، در صورت افزودن دستگاه های جدید، چه اتفاقی می افتد؟ بنابراین مقیاس پذیری نمی تواند به عنوان یک عنصر در شبکه IoT شما مطرح شود. بلکه برای این نوع از سیستم ها نیازمند برنامه ریزی مرحله ای می باشید.

در نتیجه، علی رغم شباهت در موارد خاص استفاده، معماری خانه هوشمند و ساختمان هوشمند مستلزم شرایط فنی و مهندسی بسیار متفاوتی است. برای ساختمان های هوشمند، چالش های موجود در دامنه شبکه، منبع برق و مقیاس پذیری بدان معنی است که شرکت ها باید به فراتر از راه حل های کوتاه و مش ارائه شده در بازار نگاه کنند. فناوری های جدید که برای استقرار سنسورهای بی سیم در مقیاس بزرگ ساخته شده اند مانند شبکه های گسترده با استفاده از برق ضعیف، اگرچه در صنعت اتوماسیون ساختمان نسبتاً جدید هستند، اما فرصت‌های جالب توجهی را ارائه می دهند. در پایان، لازم به ذکر است انتخاب نادرست گزینه اتصال می‌تواند باعث شود معماری IoT شما با شکست مواجه سازد.

مطالب مرتبط

صبح بخیر - روز خود را در یک خانه هوشمند شروع نمایید !

آینده خانه هوشمند

امنیت در خانه هوشمند

خرید کتاب از اینترنت اشیا تا شهرهای هوشمند ( چاپ 2019 )