بررسی تفاوت‌های هوشمندسازی ساختمان به روش بی سیم (وایرلس) و سیمی

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، وقتی قصد هوشمندسازی خانه یا پروژه خود را دارید پس از کمی جستجو و آشنایی بیشتر با محصولات هوشمندسازی میبینید که برند‌ها و محصولات موجود به دو روش سیمی یا بی سیم (وایرلس) خانه هوشمند را پیاده سازی می‌کنند. در حالت سیمی یک تابلو برق هوشمند خواهیم داشت و کابل ارسال و دریافت دیتا که تجهیزات را به هم مرتبط می‌کند که در روش هوشمندسازی بی سیم خبری از آن‌ها نیست. البته در روش دیگری که معتبرترین پروتکل آن X۱۰ می‌باشد ارسال و دریافت دیتا از طریق همان سیم کشی برق که تغذیه تجهیزات را انجام می‌دهند صورت می‌پذیرد که در حال حاضر بسیار کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. سوالی که بلافاصله پیش می‌آید این است:

کدام روش برای من مناسب‌تر است؟ هوشمندسازی به روش سیمی یا بی سیم (وایرلس)؟

در این مقاله سعی داریم تا با بررسی نسبتا جامعی محاسن و معایب هر کدام از این روش‌های هوشمند سازی بی سیم یا بی سیم را برشماریم؛ 

مقایسه پروتکل‌های مورد استفاده در هوشمندسازی سیمی و بی سیم (وایرلس)

در هر یک از روش‌های فوق انواع پروتکل‌های هوشمندسازی ساختمان استفاده می‌شود که رایج‌ترین آن‌ها می‌توان گفت موارد زیر هستند:
پروتکل‌های سیمی:BACnet- s bus- knx - Modbus

پروتکل‌های بی سیم: zibee-zwave-rf-wifi

مقایسه هوشمندسازی بی سیم (وایرلس) و سیمی از نظر امنیت و ایمنی

امنیت نفوذ و هک شدن خانه هوشمند بی سیم و سیمی

از منظر هک شدن سیستم و ورود غیر مجاز به شبکه خانه هوشمند طبیعتا خانه هوشمند سیمی یک گام جلوتر خواهد بود چرا که در خانه هوشمند بی سیم با حضور در منزل و اطراف آن بطور پیش فرض در شبکه هوشمند قرار داریم. همانطور که همین الان اگر شما وای فای موبایل خود را روشن کنید می‌توانید شبکه‌های اطراف خود را ببینید. (همچنین گاهی به راحتی با استفاده از نرم افزار‌های بخصوص به آن‌ها متصل شوید).

اختلال در خانه هوشمند بی سیم

همچنین میتوان با یک سری تجهیزات کارایی سیستم خانه هوشمند را مختل کرد. به طور مثال قطع کردن آنتن موبایل‌ها در جلسات امتحان یا برخی سالن‌های کنفرانس که با یک فرستنده که در محیط اطراف فعال میشود گسترده‌ترین شبکه بی سیم دنیا (شبکه GSM موبایل) غیر فعال میشود. یا به طور مثال با نگه داشتن یک دکمه از یک ریموت رادیویی آن فرکانس اشغال شده و دیگر تجهیزات قابلیت ارسال و دریافت دیتا را نخواهند داشت.

سایر نکات قابل توجه در مقایسه امنیت خانه هوشمند سیمی و بی سیم

در ادامه قطعا پروتکل مورد استفاده و نحوه برنامه نویسی و لایه بندی امنیتی مختلف بخصوص برای سرور میزبان که به شما امکان دسترسی به تجهیزات منزل خود را روی بستر اینترنت می‌دهد بسیار موثر خواهد بود؛ و فارغ از نکات فنی در نظر داشته باشید هیچ سیستم نرم افزاری را نمیتوان گفت کاملا غیر قابل هک شدن است. در واقع تلاش میکنیم با سخت‌تر کردن آن احتمال نفوذ به سیستم را برای نفوذ کننده به قدری کاهش بدهیم که جناب هکر از خیر نفوذ به سیستم بگذره. همچنین در حوزه امنیت و ایمنی برخی کارشناسان بر اساس تجربه معتقدند سنسور‌های مربوط به سیستم دزدگیر نیز پسندیده است بصورت سیمی اجرا شود. زیرا به دلیل بی سیم بودن امکان ضعیف شدن سیگنال در گاهی مواقع و پیرو آن نقص عملکرد سیستم دزدگیر دور از انتظار نیست. بویژه در سنسور‌های حرکتی بیسیم که با باتری کار میکنند. نکته دیگری که قابل توجه هست اینکه در برخی از محصولات بی سیم تنظیمات خانه هوشمند مثلا اینکه درهر سناریو چه اتفاقی بیافتد در سرور شرکت سازنده (cloud) ذخیره میگردد که به نوعی باعث نمره منفی برای خانه هوشمند بی سیم از دید امنیتی و همچنین نقص عملکرد در زمان قطع اینترنت خواهد بود. در صورتی که در خانه هوشمند سیمی تنظیمات در ماژول‌های موجود در خانه هست و در صورت قطع اینترنت بصورت محلی (local) به کار خود ادامه خواهد داد.

مقایسه خانه هوشمند سیمی و بی سیم (وایرلس) از نظر سیم کشی و نحوه اجرا

هر یک از تجهیزات خانه هوشمند وظیفه مشخص دارند و برای انجام آن با یکدیگر در ارتباط هستند و دستور و دیتا ارسال و دریافت می‌کنند. در هوشمندسازی بی سیم (وایرلس) این بخش از سیم کشی (معمولا کابل شبکه یا کابل KNX) حذف می‌شود و اطلاعات به صورت بی سیم ارسال و دریافت می‌شود. در اینجا لازم می‌دانم به این نکته اشاره کنم که بخشی از سیم کشی که به منظور تغذیه مصرف کننده است طبیعتا بصورت سیمی پابرجاست و ما صرفا کابل شبکه را حذف کرده و ارسال و دریافت اطلاعات را در بستر بی سیم شامل وافای، رادیویی و.. انجام میدهیم. به طور مثال یک پرده برقی وایرلس را تصور کنید برای بازشدن نیاز به دستور دارد که بی سیم ارسال می‌شود و نیاز به پاور ۲۲۰ ولت دارد که از طریق سیم کشی تا محل موتور پرده تامین می‌شود. در نتیجه اجرای هوشمندسازی بصورت بی سیم ساده‌تر و سریع‌تر خواهد بود ضمن اینکه نیاز به تابلو برق هوشمند که تجهیزات هوشمندسازی سیمی داخل آن نصب شود نداریم. در زیر بصورت شماتیک برای روشن کردن یک لامپ مقایسه سیم کشی سیمی و بی سیم را مشاهده می‌فرمایید.

سیم کشی شماتیک خانه هوشمند بی سیم

سیم کشی شماتیک خانه هوشمند سیمی


همانطور که در تصویر هم می‌بینیم هوشمندسازی بی سیم با سیم کشی سنتی تطبیق دارد و در واقع روی بسترسیم کشی با نقشه سنتی پیاده می‌شود و باعث می‌شود بتوان ساختمان‌های در حال بهره برداری را نیز هوشمند کرد که می‌توان گفت این مهم‌ترین حسن هوشمندسازی بی سیم می‌باشد. یکی دیگر از محاسن خانه هومشند بی سیم این است که مثل لوازم خانگی در زمان جابه جایی قابل انتقال به مکان جدید خواهند بود.

آیا مضرات امواج بی سیم خانه هوشمند صحت دارد؟

به لحاظ ایمنی و سلامت هم روایت‌های مختلفی در مورد مضرات امواج سیستم‌های بی سیم خانه هوشمند و امواج الکترو مغناطیس ناشی از تجهیزات هوشمند سازی بی سیم که در جای جای منزل قرار دارند وجود دارد که آیا سبب آسیب رساندن به سلامت ساکنین در بلند مدت میشود یا خیر. همه ما در مورد ضرر‌های امواج موبایل و وای فای و دکل‌های رادیویی و پارازیت‌ها میدانیم. از طرفی منتقدان (مجریان سیستم‌های بی سیم غالبا) بر این باورند مضر بودن یا نبودن این امواج برای بدن انسان به صورت علمی به اثبات نرسیده و فارغ از این امواج، همین الان نیز بسیاری امواج رادیویی و موبایل و وای فای و... در محیط موجود هست. یا اینکه در بعضی سیستم‌ها ارتباط و امواج زمانی ساطع میشوند که دیتایی بنا باشد بین تجهیزات خانه هوشمند ارسال و دریافت شود و این امواج سیستم خانه هوشمند بی سیم پیوسته در محیط ساطع نمیشوند. از طرفی میزان مضر بودن این امواج به قدرت این سیگنال‌ها هم بستگی خواهد داشت.

هوشمندسازی بی سیم (وایرلس) ارزان‌تر است یا سیمی؟

در نگاه اول اجرای خانه هوشمند بی سیم روی بستر سیم کشی سنتی نصب می‌شود بنابراین هزینه خرید و اجرای کابل انتقال دیتا و سیم مصرفی کمتر می‌شود (چرا؟ چون در نقشه هوشمندسازی سیمی همه مصرف کننده‌ها از جمله روشنایی، پرده و. از تابلو برق هوشمند مستقیما نیاز به تغذیه دارند.).

اما در نگاه دوم موضوع کمی متفاوت خواهد بود و هزینه تجهیزات بی سیم از تجهیزات هوشمندسازی بی سیم بیشتر خواهد بود. چرا که در حالت برابر، یعنی یک پلان مشخص خانه با یک سری امکانات خانه هوشمند مشخص بخواهیم یک خانه را با کیفیت ثابت در حالت سیمی و بی سیم هوشمند کنیم قطعا می‌بایست هزینه تجهیزات خانه هوشمند بی سیم بالاتر باشد به دلیل اینکه:

۱) با حذف کابل شبکه برای انتقال اطلاعات نیاز است قطعات الکترونیکی با توجه به پروتکل تجهیزات هوشمند برای دریافت و ارسال اطلاعات در هر یک از تجهیزات خانه هوشمند اضافه شود.

۲) با حذف تابلو برق هوشمند و نبود قطعات (ماژول)‌های تابلویی عملا ما وظایف آن‌ها را در داخل سایر تجهیزات خانه هوشمند به انجام می‌رسانیم به طور مثال رله‌های عملگر که بناست لامپ را روشن و خاموش کنند به جای تابلو برق هوشمند در داخل کلید قرار می‌گیرند.

۳) دو اتفاق بالا در کنار کمبود فضا در برخی تجهیزات به طور مثال کلید‌های روشنایی (داخل قوطی کلید روشنایی موجود فضای ثابت و مشخصی داریم) مجبور به استفاده از قطعات با تکنولوژی بالاتر هست که فضای کمتری اشغال شود که این امر موجب افزایش مجدد هزینه تولید می‌گردد. برای درک بهتر این نکته اولین نسل کامپیوتر‌ها که با کامیون جا به جا می‌شدند و قدرت پردازش کمتری داشتند را با لپ تاپ خود که در کیف دارید مقایسه کنید.

همچنین در این مثال خاص ناگزیر به کاهش کارایی کلید‌های هوشمند می‌شود و به دلیل فضای کمتر رله‌ای که در تابلو برق هوشمند در سیستم سیمی تا ۱۶ آمپر استفاده می‌شود. در سیستم بی سیم داخل کلید حدود ۳ یا ۵ و در برخی موارد تا ۱۰ آمپر برای روشنایی استفاده می‌شود که محدودیت‌هایی را به دنبال خواهد داشت.رله‌های داخل تابلو برق هوشمند در سیستم سیمی ۱۶ آمپر و داخل کلید‌های لمسی شیشه‌ای  هر پل ۱۰ آمپر می‌باشد که خللی در کارایی بوجود نخواهد آمد.

مقایسه هوشمندسازی بی سیم و سیمی از نظر سرعت عملکرد

تقریبا مشخص است که سرعت عملکرد ارسال و دریافت دیتا در بستر سیمی بیشتر خواهد بود. علی رغم اینکه در سال‌های اخیر سرعت سیستم‌های خانه هوشمند بی سیم افزایش قابل توجهی داشته، اما همچنان در مقایسه با هوشمند سازی با بستر سیمی از سرعت کمتری برخوردار بوده و دارای تاخیر (دیلی) میباشند. بویژه در زمان‌های اوج ترافیک مصرف داده و اشغال پهنای باند با توجه به گسترش روز افزون تعداد دستگاه‌های مصرف کننده دیتا در منزل.

مقایسه هوشمندسازی بی سیم و سیمی از نظر کارایی و امکانات

در حالت کلی کارایی و خروجی خانه‌ای که به صورت بی سیم هوشمند شده با خانه‌ای که سیستم هوشمند بصورت سیمی اجراشده برای ساکنین تفاوتی نخواهد داشت و صرفا نحوه عملکرد داخل سیستم متفاوت است به طول مثال شما در هر دو سیستم روشنایی را هوشمند می‌کنید و بر اساس سناریو، حضور، شدت نور و. می‌توانید روشنایی را کنترل کنید.

اما کمی دقیق که بررسی کنیم می‌بینیم برخی از امکانات خانه هوشمندکه در هوشمندسازی به روش سیمی پیاده می‌شود عموما در محصولات بی سیم موجود نیست و یا تنوع کمتری دارند و با محدودیت مواجه هستیم. به طور مثال سیستم آیفون تصویری هوشمند که خیلی مواقع با سیستم خانه هوشمند یکپارچه می‌شود، سیستم صوتی، انواع شیر‌های برقی قطع آب و گاز، آسانسور هوشمند، برخی سیستم‌ای سرمایش و گرمایشی و .. به صورت بی سیم (حداقل تا امروز با توجه به محصولات موجود در بازار و از نظر نگارنده مقاله) قابل پیاده سازی نیستند.

پیرو بررسی کارایی در سیستم خانه هوشمند بی سیم (وایرلس) بسته به نوع پروتکل و نحوه اجرا مثلا وجود دیوار‌های برشی در پلان نصب ریپیتر‌ها در جای مناسب و تعداد کافی و. امکان تاخیر در اجرای دستورات نسبت به سیستم مشابه در خانه هوشمند سیمی وجود دارد؛ و در کل با افزایش سرعت اینترنت و تلاش برای برطرف کردن معایب هوشمند سازی بی سیم همچنان سرعت خانه هوشمند سیمی بالاتر است.

امکان تبدیل به حالت دستی در خانه هوشمند سیمی

نکته دیگر در مقایسه امکانات خانه هوشمند سیمی و بی سیم اینکه در حالت سیمی در برخی برند‌ها  که روی ماژول‌های خروجی (عملگر) تابلویی دکمه‌ای با عنوان تبدیل به حالت دستی وجود دارد که با فشردن آن میتوانیم مصرف کننده‌ها نظیر روشنایی، پرده‌ها، شیر برقی و هر کدام از امکانات منزل را بصورت دستی و غیر هوشمند کنترل کنیم که منطقا در خانه هوشمند بی سیم این امکان فراهم نیست.
مقایسه هوشمندسازی سیمی و بی سیم از نظر تعمیر و نگهداری

با توجه به متمرکز بودن بخشی از تجهیزات داخل تابلو برق هوشمند و نبود این تابلو برق در سیستم بی سیم و پراکنده بودن تجهیزات در پلان خانه به ویژه از نظر تغذیه تجهیزات بی سیم می‌توان گفت نگهداری تجهیزات خانه هوشمند بی سیم دشوارتر خواهد بود به ویژه که برخی از تجهیزات بی سیم بوسیله باتری تغذیه می‌شوند و چند وقت یکبار نیاز به تعویض دارند. بعضی از تجهیزات هم که هرکدام تغذیه مجزا نیاز دارند مسائل خود را دارند، تصور کنید یک فرستنده IR بی سیم وسط سقف سالن نصب شد دیتا را بی سیم ارسال و دریافت می‌کند، ولی برای اینکه روشن شود می‌بایست یک سیم برای تغذیه به آن برسانید. همینطور هر یک از سنسور‌ها و؛ که قاعدتا در نگهداری و ماندگاری این تجهیزات همچنین همانطور که در دلیل سوم بخش مقایسه قیمت سیستم خانه بی سیم و سیمی دیدیم گاهی ضعیف‌تر بودن رله پشت کلید اگر در زمان نصب و راه اندازی دقت کافی نشود و یا در زمان بهره برداری جریان بیشتر از ظرفیت رله کشیده شود منجر به چسبیدن رله و آب شدن و گاهی متاسفانه تجربه‌های ناخوشایند سوختگی می‌گردد.

جمع بندی: خانه هوشمند بی سیم یا سیمی؟

پس با جمع بندی مطالب فوق می‌توانیم نتیجه بگیریم برای ساختمان‌های در حال اجرا با توجه به امکان سیم کشی بهتر است هوشمندسازی سیمی صورت گیرد تا از محاسن آن بهره‌مند شویم و در ساختمان‌های در حال بهره برداری از مهم‌ترین مزیت هوشمندسازی بی سیم که عدم نیاز به تغییر سیم کشی هست بهره‌مند شویم و تجهیزات را روی بستر سنتی نصب کنیم.

 

منبع: کوباکو