LoRaWAN ساختمان هوشمند

ساختمان هوشمند – راه های اتصال IOT به BMS

مقدمه

IAP که اخیراً از طریق ANSI و CTA استاندارد شده است، یک پروتکل دسترسی به داده ها و خدمات مبتنی بر پلتفرم است که تعاریف اطلاعات، مدل‌های داده و خدمات را برای دستگاه‌های صنعتی IoT تعمیم می‌دهد. خدماتی ایجاد می کند که همه عناصر زیرساخت ساختمان هوشمند شما ساده تر و یک پارچه به هم متصل شوند

ساکنان ساختمان های تجاری انتظار دارند تا سطحی از هوشمندی و اتوماسیون در ساختمان خود داشته باشند. صاحبان املاک و مستغلات برای فروش بهتر و راحت تر از امکانات اینترنت اشیا استفاده می کنند. شاید این موضوع توضیح دهد که چرا انتظار می رود نرخ رشد سالانه  بازار اتوماسیون و کنترل هوشمند ساختمان تا سال 2028 بیش از 21 درصد رشد کند. به هر حال، امکانات اینترنت اشیا مسیر رسیدن به آینده تکنولوژی می باشد و روندهای اخیر در حال ساخت ساختمان های هوشمند هستند. نکته ایی که بسیار مهم است: ساختمان هوشمند بیشتر یک نیاز است تا یک امتیاز.

در شرکت ها کاهش و مدیریت انرژی بسیار مهم است. ساختمان هوشمند با کنترل خودکار بر روی تهویه مطبوع، روشنایی و غیره به آنها کمک می کند. افزایش دور کاری منجر به تعداد زیادی  فضای بلااستفاده می شود. اینترنت اشیا می‌تواند این فضاها را شناسایی کند، آنها را برای کاربران موقت شخصی‌سازی کند و داده‌هایی در مورد نحوه بهینه‌سازی هر متر مربع ارائه دهد.

با توجه به موارد گفته شده، سوال این نیست که آیا باید در فناوری ساختمان های هوشمند سرمایه گذاری کرد یا خیر، بلکه این است که چگونه باید این کار را به گونه ای انجام داد که بازدهی قوی در آن سرمایه فراهم کند و از دستگاه هایی با  ارتباطات سیمی و بی سیم پشتیبانی کند.

پروتکل شبکه گسترده برد بلند (LoRaWAN) یک راه حل امیدوارکننده برای دستگاه های بی سیم است که به انرژی کمتری نسبت به دستگاه های WIFI نیاز دارند، و همین طور برد بیشتری نسبت به دستگاه های بلوتوث دارند. LoRaWAN که توسط انجمن LoRa اداره می شود، ارتباطات بی سیم کم هزینه، کم مصرف و برد بلند بین دستگاه های ساختمان هوشمند و پلت فرم هایی که با آنها کار می کنند ایجاد می کند.

مشکل اینجاست که یکپارچه‌ سازها برای اتصال دستگاه‌های LoRaWAN به سیستم‌های اتوماسیون و کنترل ساختمان سیمی قدیمی (BACS) با مشکل مواجه می شود. پروتکل جدید مشکل دسترسی به اینترنت اشیا (IAP) را حل می کند.

راه کارهای اتصال دستگاه های LoRaWAN به BACS در ساختمان هوشمند قدیمی

ساختمان هوشمند

هر ساختمانی با ابعادی متوسط و بزرگ تر به احتمال زیاد دارای BACS یا دستگاه‌هایی است که از ارتباطات سیمی استفاده می‌کنند و BACS برای هماهنگی با سرعت نوآوری در اینترنت اشیا طراحی نشده است. برای دهه‌ها، اپراتورها از این پلت‌فرم‌های قدیمی BACS برای مدیریت تمام فناوری‌های داخل ساختمان استفاده کرده‌اند. HVAC، روشنایی، کنترل دسترسی، امنیت، آسانسورها  که همه این سیستم‌ها با افزودن IoT کاربرد قابل توجهی پیدا می‌کنند.

اگر می خواهید اتوماسیون ساختمان را گسترش دهید، باید داده ها را از هر دستگاه IoT گسسته به BACS منتقل کنید. اما یک عدم تطابق بین استاندارد LoRaWAN و پروتکل های رایج شبکه BACS وجود دارد. پروتکل‌های سیمی BACS مانند BACnet و LON  استانداردهای بسیار غنی هستند. آن‌ها مدل‌های داده‌ای غنی دارند، خدمات شبکه را مشخص می‌کنند، و قابلیت‌های فرمان و کنترل را ارائه می‌کنند و همه اینها به طور دقیق در معماری BACS تعریف شده‌اند.

LoRaWAN به طور بومی با تمام این تعاریف BACS مطابقت ندارد، بنابراین ایجاد یکپارچگی بین این پروتکل ها بسیار دشوار است. تا همین اواخر، ادغام‌کننده‌های ساختمان هوشمند، دستگاه‌های LoRaWAN را با استفاده از یکی از این دو رویکرد به BACS قدیمی متصل می‌کردند که هیچ‌کدام ایده‌آل نبودند.

نقشه برداری دستی نقطه داده

ابتدا یک دستگاه LoRaWAN را به سرور شبکه LoRa متصل می کنید. سپس هر نقطه داده در سرور را به یک نقطه مربوطه در BACS مرتبط می کنید. ولی مشکلی در سمت BACS وجود دارد. جایی که باید الگوریتم های اتوماسیون را به صورت دستی پیکربندی کنید. از جمله تعریف و پیکربندی معانی اصلی نقاط داده. برای مثال باید به BACS بگویید که خواندن دما یک خوانش دمای فضای داخلی است، و الگوریتمی ایجاد کنید که به سیستم می گوید با آن نقطه داده چه کاری انجام دهد. این پیکربندی دستی منابع فشرده ، زمان زیادی برای یکپارچه سازهای سیستم ساختمان است.

پروتکل فشرده سازی استاتیک (SCHC)

ساختمان هوشمند

اگر ترجیح می‌دهید نگاشت داده‌های را در سمت BACS انجام ندهید، SCHC (Static Context Header Compression) ممکن است بتواند به شما کمک کند. این چارچوب فشرده‌سازی کل پیام BACnet را در یک بسته LoRa قرار می‌دهد. که یک ویژگی داده BACnet را کامل از دستگاه به BACS منتقل می کند. در این روش فقط یک مشکل وجود دارد، یکپارچه سازها نمی توانند SCHC را به تنهایی پیاده سازی کنند. پروتکل باید در دستگاه تعبیه شود، به این معنی که فقط سازنده دستگاه می تواند آن را انجام دهد.

بدتر از آن، دستگاه‌های ساختمان هوشمند SCHC پیچیده‌تر و در نتیجه گران‌تر از حسگرهای ساده LoRaWAN هستند. اما آیا در وهله اول کسی آنها را تولید می‌کند. اگر چند تولیدکننده وجود داشته باشد، با اختلالات زنجیره تامین امروزی، احتمال اینکه چنین دستگاه های کمیاب 6 تا 12 ماه زمان تحویل داشته باشند، بسیار زیاد است.

هیچ یک از این رویکردها از هوش مصنوعی در دستگاه های edge اینترنت اشیا پشتیبانی نمی کند. تمام عملیات داده در سطح BACS انجام می شود. آنها همچنین فقط از BACnet، پروتکل ارتباطی غالب در اتوماسیون و کنترل ساختمان پشتیبانی می کنند. اگر برخی از زیرساخت‌های اینترنت اشیا شما به LON، یا Modbus، یا DALI برای کنترل‌های روشنایی یا پروتکل‌های اترنت صنعتی برای کارخانه‌ها متکی است، هیچ شانسی نخواهید داشت. خوشبختانه، گزینه سوم در حال حاضر در دسترس است، و آماده است تا کار را برای یکپارچه سازان ساختمان های هوشمند بسیار ساده تر کند.

با پروتکل دسترسی اینترنت اشیا (IAP) برای ادغام LoRaWAN با BACS آشنا شوید

IAP

IAP که اخیراً از طریق ANSI و CTA استاندارد شده است، یک پروتکل دسترسی به داده ها و خدمات مبتنی بر پلتفرم است که تعاریف اطلاعات، مدل‌های داده و خدمات را برای دستگاه‌های صنعتی IoT تعمیم می‌دهد. خدماتی ایجاد می کند که همه عناصر زیرساخت ساختمان هوشمند شما ساده تر و یک پارچه به هم متصل شوند. مانند یک مدل مشترک برای اطلاعات و خدمات ارائه شده توسط دستگاه های edge در شبکه اتوماسیون و کنترل ساختمان.

یک سرور edge با IAP را برای ترجمه و عادی سازی داده ها از دستگاه های LoRaWAN به سیستمی با BACnet، LON، Modbus یا تقریباً هر پروتکل BACS دیگری نصب کنید و به داده ها و خدمات همه دستگاه ها از ایستگاه های کاری با استفاده از BACnet، LON، یا OPC دسترسی داشته باشید.

IAP یک جفت دیجیتالی از دستگاه های شما ایجاد می کند. هر جفت توسط BACS از طریق هر پروتکل انتخابی BACS قابل دسترسی است و LoRa را به زبانی که BACS می تواند درک کند ترجمه می کند. اگر یک سرور IAP را طوری تنظیم کنید که شامل یک سرور BACnet باشد، BACS شما یک دستگاه LoRaWAN را به عنوان یک دستگاه BACnet تشخیص می دهد. دیگر نیازی به ادغام دستی بد، کدنویسی سخت یا التماس از سازندگان دستگاه برای پشتیبانی از SCHC نیست. با برخی از سرورهای لبه IAP امروزی، یکپارچه‌سازها حتی می‌توانند ادغام‌های LoRaWAN-to-BACS را در محیطی با کد کم، با یک رابط کاربری ساده و ابزارهای ابتدایی ایجاد کنند.

حتی بهتر از آن، IAP به شدت مقیاس پذیر است. اگر آن را در یکی از امکانات خود نصب کنید، فقط با نصب سرور، IAP می توانید از تنظیمات دستگاه و نقطه داده مشابه در همه امکانات خود استفاده کنید. و امیدوار باشید سرورهای edge با IAP نتیجه می گیرند. سیستم باز و چند پروتکلی به کاهش مصرف انرژی DFS کمک کرد و در حدود 33 درصد از هزینه های برق و 26 درصد در گاز را برای یک فروشگاه خرده فروشی معمولی با این سیستم صرفه جویی کرد.

اگر به دنبال نتایج مشابه هستید و تمایلی به پیکربندی و کدگذاری دستی یک BACS قدیمی ندارید – به IAP بیش تر توجه کنید. این می تواند ابزار یکپارچه سازی LoRaWAN/BACS باشد که منتظرش بودید.

فهرست مطالب

مقالات مرتبط
اینترنت اشیا و خودرو های برقی – کاربرد ها و چالش ها
آموزش ھوشمندسازی ساختمان (BMS) – قسمت چهارم
اموزش هوشمندسازی(BMS) – قسمت سوم
آموزش ھوشمند سازی ساختمان (BMS) – قسمت دوم
آموزش هوشمند سازی ساختمان (BMS) – قسمت اول

اشتراک گذاری :

اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در email

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.