آشنایی با ساختمان دیجیتال

ساختمان ها باید مکانی مناسب برای زندگی، کار، یادگیری، بازی و البته خرید باشند. صنعت به طور مداوم تلاش می‌کند تا آنها را کامل‌تر کند. آخرین ترند موجود بر اجزای اوتوماسیون ساختمان شبکه تمرکز دارد.

یک کابل برای برق. یک کابل برای تلفن. یک خط کواکسیال برای تلویزیون. شاید چند سیم برای آلارم دود و کنترل تهویه هوا. در دهه های گذشته، این همه آیتم های مورد نیاز برای زیرساخت ساختمان بود. سپس شبکه های IT به ساختمان های برزگ اداری آمدند و لازم بود که زیرساخت های آن ها هرکدام به صورت جداگانه برنامه ریزی و تنظیم شود. توسعه آن ها هماهنگ نبود و دیجیتال سازی آنها نیز به طور مستقل از یکدیگر صورت گرفت. شبکه این سیستم های مختلف مأموریت دیگری است که باید به طور جداگانه اجرا شود و انجام همزمان آن نیازمند صرف وقت زیادی است. امروزه ساختمان های مدرن دارای تجهیزات الکترونیکی، کابل کشی، سنسورها و انواع تجهیزات کنترلی هستند. برای کنترل و استفاده از این ساختمان ها به بهترین حالت ممکن، بهترین ایده این است که این سیستم ها را از طریق شبکه به هم متصل کرده و با یک سیستم پیشرفته نظارت بر ساختمان آن ها را کنترل کرد.
نیاز به اتوماسیون ساختمان دارای شبکه و هوشمند در همه زمان ها، با توجه به تقاضا برای افزایش راحتی، امنیت، استفاده کارآمد و کنترل هزینه، به طور مداوم افزایش می یابد. عوامل دیگری همچون صرفه جویی در انرژی و کاهش میزان انتشار CO2 نیز به این خواسته ها افزوده می شود.

هر چیزی بیشتر از IP؟


تا به امروز بسیاری از ماژول های اتوماسیون ساختمان تمایل دارند با پروتکل های و تکنولوژی های انتقال خود کار کنند. در طول 30 سال گذشته، چندین استاندارد مستقل در این زمینه مانند BACnet، LON، EIB، KNX،DALI و SMI منتشر شده اند. با استفاده از gatewayهای ویژه، این سیستم ها می توانند به یکدیگر متصل و فراتر از فناوری اطلاعات بروند. در سال های اخیر، تمرکز بیشتر روی ایده برقراری ارتباط با استفاده از یک پروتکل واحد یعنی پروتکل اینترنت (IP) قرار گرفت. بر اساس تکنولوژی شبکه اترنت و رابط های استاندارد شده آن، IP علاوه بر برنامه های کاربردی شبکه جهانی وب، تعداد قابل توجهی از برنامه های کاربردی جدید و کارآمد را فراهم می کند.
به همین دلیل IEEE پروتکل اترنت را به طور سیستماتیک توسعه داد تا اطمینان حاصل شود که می تواند برای اتوماسیون ساختمان نیز استفاده شود. از نقطه نظر امروز – در دوران دیجیتال سازی، فضای ابر و اینترنت چیزها (IoT) – این یکپارچه سازی گامی منطقی خواهد بود. در نتیجه ساختمان ها با اتصالات مقرون به صرفه و استانداردسازی شده اترنت و آدرس های یکپارچه IP برای هر ماژول تکنولوژی ساختمان، هوشمندتر خواهند بود.
چنین ساختمان های هوشمندی هیچ مشکلی با مبادله اطلاعات بین سیستم ها ندارند. آنها می توانند از راه دور بر روی LAN و اینترنت کنترل شوند. مردم می توانند با استفاده از یک دستیار مجازی با ساختمان صحبت کنند. بر اثر تبادل اطلاعات بهتر بین بخش های خاص، ساختمان ها می توانند مقادیر قابل توجهی از انرژی و منابع را ذخیره کنند. بررسی های دانشگاهی نشان می دهد که از این طریق هزینه های عملیاتی در ساختمان ها تا 40٪ کاهش می یابد.


امروز و فردای اتوماسیون ساختمان

امروز
اتوماسیون ساختمان به طور مستقل از تکنولوژی شبکه داده کار می کند. این سیستم برای نظارت، کنترل، تنظیم و بهینه سازی سیستم ها و تکنولوژی ساختمان استفاده می شود. اجزا (حسگرها، محرک ها، دستگاه ها) معمولاً با استفاده از سیستم های باس و پروتکل های مستقل شبکه می شوند. اتوماسیون ساختمان و شبکه های داده با استفاده از رابط های پیچیده (gatewayها) به یکدیگر متصل می شوند.


فردا
اتوماسیون ساختمان به IP / Ethernet تغییر روند می دهد و از طریق پروتکل IP استاندارد ارتباط برقرار می کند. تکنولوژی مستقل شبکه تولید کننده اجزا را به یکدیگر متصل می کند. این زیرساخت IP متمرکز، برنامه ریزی، نصب و راه اندازی، نگهداری و بهره برداری را ساده می کند و هزینه ها به دلیل اثرات ناشی از مقیاس بندی کاهش می یابد.

کابل کشی ساخت یافته در دهه های گذشته در شبکه های محلی (LAN) در بخش فناوری اطلاعات و مستندات خود را اثبات کرده و تاکنون چندین هزار بار اجرا شده است. Ethernet / IP تبدیل به یک راه حل کامل و همه جانبه شده است. تا به امروز این نوع کابل کشی به طور عمده برای اتصال ایستگاه های کاری کامپیوتری و برنامه های کاربردی شبکه محلی (LAN) مورد استفاده قرار گرفته است.

تکامل کابل کشی


امروزه، نوآوری های جدید، امکان استفاده IP / Ethernet را افزایش می دهند. برای مثال، Power over Ethernet یا PoE 15 سال پیش راه اندازی شد. در اصل این دستگاه برای راه اندازی تلفن های VoIP، دوربین های IP، مانیتورها و دستگاه های کوچکتر در محیط های اداری استفاده می شد. همچنین این تکنولوژی می تواند برای اتصال ساده دستگاه ها و سنسورها در سیستم اتوماسیون ساختمان مورد استفاده قرار گیرد. با یک ساختار کابل کشی مناسب، شبکه می تواند به محض اینکه با over Ethernet/ IP ارتباط برقرار کرد، به یک ستون فقرات برای کل سیستم اتوماسیون ساختمان تبدیل شود.
«سقف دیجیتال» آخرین مفهوم کابل کشی برای اتوماسیون ساختمان است که آر اند ام (R&M) در حال حاضر یک راه حل جامع نصب برای آن دارد. این راه حل دارای تعداد مناسبی از پریزهای خدمات از پیش نصب شده در سقف اتاق ها و در فواصل منظم است. نقاط دسترسی WLAN، چراغ های LED، ماژول های تکنولوژی ساختمان و سوئیچ های شبکه توزیع شده می توانند در هر زمانی که لازم باشد، با یک فلش به این پریزهای خدمات نصب شوند.


مزایای یکپارچه سازی


همه چیز در ارتباط با IP. تغییر روند مسائل مربوط به تکنولوژی ساختمان از سطح حسگر/ عملگر به Ethernet/IP مرتبط با سقف دیجیتال، Power over Ethernet یا PoE و Single Pair Ethernet یا SPE مزایای زیادی را به همراه دارد:

1- سیستم های دیجیتال باز و مستقل از تولید کننده

 2- کابل کشی ، رابط ها، پروتکل های استانداردسازی شده

3- هیچ دانش خاصی برای سیستم های باس میدانی لازم نیست

4- هزینه کم برای مواد، دستگاه ها و هزینه های عملیاتی 

5- نصب و نگهداری ساده شبکه

6- صرفه جویی در فضا و زیرساخت انرژی

7- مدیریت مرکزی اجزای شبکه ای

8- تجزیه و تحلیل جامع و آنی سیستم های ساختمان

تجهیز سیستم های اتوماسیون ساختمان با IP / Ethernet هنوز در مراحل اولیه رشد و توسعه خود است. در حال حاضر تقریباً هر تابع اتوماسیون ساختمان را می توان در این تنظیمات یافت. این توسعه تاکنون امکانات کابردی قابل توجهی را ممکن ساخته و باید به عنوان یک گام مهم در مسیر اجرای ساختمان های هوشمند در نظر گرفته شود. با شبکه پیوسته و استاندارد شده بر مبنای IP، دیگر مشکلات رابط کاربری وجود ندارد و یکپارچه شدن تمام اطلاعات در یک سیستم کنترل اصلی ساختمان استاندارد ساده شده است. و به این ترتیب در آینده به جای ده ها سیستم غیر مستقل، نگهداری یک سیستم مورد نیاز خواهد بود.

هنگام ایجاد کابل کشی سقف دیجیتال، باید اطمینان حاصل کرد که می تواند از عهده بار جریان مورد انتظار برآید.
آر اند ام (R&M) ابزارهایی را برای محاسبه ارائه می دهد که به مشتریان کمک می کند تا کابل کشی را متناسب با نیازهای آینده طراحی کنند.
بار الکتریکی ثابت الزامات ویژه ای را در زمینه کیفیت نقاط اتصال در کابل کشی نیز ایجاد می کند. محصولات با نشان PowerSafe آر اند ام (R&M) این الزامات را برآورده می کنند.

ویژگی‌های Single Pair Ethernet

در حال حاضر، نرخ انتقال Single Pair Ethernet در محدوده 10Mbit/s تا 1Gbit/s تعریف می‌شود. محدوده لینک کاهش می‌یابد چراکه با توجه به نوع کابل کشی، سرعت انتقال بین 1000 تا 15 متر افزایش می یابد. کابل کشی SPE باید قادر به ارائه دستگاه‌های نهایی با 50 تا 60 وات برق از طریق (Power Over DataLine (PoDL باشد. سرعت انتقال سریعتر و فاصله‌های انتقال طولانی‌تر توسط IEEE مورد بحث قرار می‌گیرد و پروتکل‌های جدید SPE در آینده می‌توانند مورد انتظار باشند.

همه چیز با RJ45؟

از آنجا که اینترنت چیزها (IoT) گسترش یافته است، انتظار می رود تعداد نقاط اتصال نیز افزایش یابد. همواره در طول زمان دستگاه های کوچک تر باید از طریق Ethernet/IP با یکدیکر یکی شوند این دستگاه ها عبارتند از: سوئیچ ها، کنترل ها، آنتن های کوچک، کنترل کننده ها، موتورها، کامپیوترهای کوچک با عملگرها و حسگرها در دورترین گوشه های یک ساختمان. مفهوم سقف دیجیتال با پریزهای خدماتی که در نزدیکی یکدیگر نصب شده اند، مبنایی کامل برای این منظور است. با این حال، روشن است که RJ45 به دلیل تراکم پورت و اندازه دستگاه ها این محدودیت را از بین خواهد برد. به همین علت است که تنظیم کنندگان استاندارد و تولیدکنندگان مانند R&M در حال برنامه ریزی مرحله تکاملی دیگری هستند که Single Pair Ethernet (SPE) نامیده می شود و از سال 2020 به طور گسترده ای در بازار موجود است. یک کابل سبک و باریک، با یک زوج کابل به هم تابیده واحد و کانکتورهای کوچک، شبکه داده محلی را گسترش می دهد. با SPE تعداد نقاط اتصال ممکن در یک حجم معین می تواند چهار برابر شود. انتقال داده هم اکنون با PoE انجام می شود.SPE نه تنها قادر به انتقال داده است بلکه قادر به برق دستگاه های IoT نهایی را تامین می کند.


ترکیبی از مفهوم “سقف دیجیتال” با سیستم اتصال SPE ارائه شده توسط آر اند ام (R&M) که می تواند با دنیای RJ45 یکپارچه شود، یک راه حل ایده آل برای زیرساخت ساختمان های هوشمند است. بنابراین دیجیتالی کردن می تواند به دورترین گوشه یک ساختمان و با قیمت مقرون به صرفه برده شود و برای رویایی با آینده آماده باشد.


به شدت مورد علاقه برای بازار در حال رشد


اتوماسیون ساختمان یک بازار در حال رشد است. این چیزی است که توسط تحلیل های انجام شده توسط شرکت های تحقیقاتی مختلف نشان داده شده است. تکنولوژی های مختلف برای این بازار رقابت می کنند. سیستم های اتوماسیون ساختمان کلاسیک، مانند KNX و BACnet، به طور فزاینده ای با تکنولوژی های بی سیم و IP / Ethernet گسترش می یابند و حتی در آینده می توانند جایگزین آنها شوند.

پاسخ دهید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای اجباری مشخص شده اند *
شما می توانید از این تگ های HTML و ویژگی ها استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>