نوشته‌ها

پروتکل خانه هوشمند Zigbee

برای هوشمند سازی ساختمان پروتکل های گوناگونی تعریف شده است.پروتکل خانه هوشمند Zigbee ، پروتکل KNX ، پروتکل Z-Wave و غیره. در این مقاله سعی داریم تا در مورد پروتکل خانه هوشمند Zigbee برای شما توضیح دهیم.

 

پروتکل خانه هوشمند Zigbee نمونه ای از یک شبکه هوشمند در ساختمان هوشمند است که بین کمپانی های معتبر ارائه کننده خدمات برد کوتاه با هزینه کم و با مشخصه دسته ایی از پروتکل‌های ارتباط سطح بالا است که از فرستنده و گیرنده‌های دیجیتال کم مصرف مبتنی بر استاندارد IEEE802 برای شبکه‌های شخصی بیسیم با نرخ ارسال داده پایین استفاده می‌کنند.

 

پروتکل خانه هوشمند Zigbee به منظور تعریف یک تکنولوژی ساده تر و ارزانتر از بلوتوث برای شبکه‌های شخصی بیسیم بوجود آمده‌است. به کمک ZigBee می‌توان بیش از ۶۴۰۰۰ وسیله را  در خانه هوشمند بطور بیسیم از طریق شبکه به هم وصل نمود.

 

در شبکه‌های خانه هوشمند زیگبی سه نوع ابزار می‌توان یافت: هماهنگ کننده‌ها، مسیریاب‌ها و دستگاههای پایانه‌ای. هماهنگ کننده‌ها بر آرایش و امنیت شبکه نظارت می‌کنند. مسیریاب‌ها برد شبکه را گسترش می‌دهند و دستگاههای پایانه‌ای، عملکردهای حسی یا کنترلی خاص را بر عهده دارند.

 

با این حال اغلب این ابزارها می‌توانند بیش از یک کارایی در یک خانه هوشمند داشته باشند مثلاً یک دستگاه می‌تواند در عین حال که تجهیزات روشنایی را کنترل می‌کند برای پیامهایی که از سایر قسمتهای شبکه می‌آید به‌عنوان مسیر یاب عمل کند.

 

درباره پروتکل خانه هوشمند Zigbee

پروتکل خانه هوشمند Zigbee بسیارکم هزینه، کم قدرت و دارای شبکه های بی سیم مش استاندارد است. کم هزینه اجازه می دهد تا این فناوری به طور گسترده ای در ساختمان هوشمند کنترل بی سیم و برنامه های کاربردی نظارت مستقر شده است.

 

قدرت کم هنگام استفاده اجازه می دهد تا کارکرد طولانی تر با باتری های کوچک تر میسر باشد. شبکه های مش، قابلیت اطمینان بالا و محدوده گسترده تری را فراهم می کند. پروتکل خانه هوشمند Zigbee نیز همانند Z-Wave، دارای محصولات با کارکرد کامل (آنهایی که توانایی هدایت پیام دارند) و کارکرد کمتر (یعنی آنهایی که این ویژگی را ندارند) است.

 

استفاده از شبکه‌های بی‌سیم در یک خانه هوشمند  ، انعطاف بیشتری را برای جایگذاری تجهیزات فراهم می‌کنند، اما آنها نیز ممکن است همانند خطوط برق دارای اختلال باشند. Insteon راه‌حلی برای برقراری ارتباط شبکه در سیستم خانگی شما از هر دو طریق سیم‌های برق و امواج رادیویی ارائه می‌کند و به‌این‌ترتیب آن را شبکه دو توری می‌کند.

 

اگر پیام از طریق پلتفرمی عبور نکرد، راه خود را از طریق دیگری می‌یابد. به‌جای هدایت پیام، آن را یک دستگاه Insteon پخش می‌کند، تمام دستگاه‌ها پیام را دریافت کرده و آن را تا زمان اجرای فرمان بازپخش می‌کنند. در این وضعیت دستگاه در یک ساختمان هوشمند به‌جای عمل کردن به‌شکل سلسله‌مراتبی، در یک سطح کار می‌کنند؛ یعنی با نصب هرچه بیشتر دستگاه‌های Insteon، قدرت پیام و نفوذ آن بیشتر خواهد بود.

پروتکل خانه هوشمند Zigbee در راستای حمایت از شبکه powerline به کار گرفته می شود اما رابط با آن را برای اندازه گیری هوشمند و دستگاه های هوشمند حداقل می سازد. از آنجا که گره ZigBee می تواند از حالت خواب به حالت فعال در ۳۰ هزارم ثانیه یا کمتر دست یابد.

 

زمان تاخیر را می توان پایین و دستگاه را می توان پاسخگو، به ویژه در مقایسه با بلوتوث دانست، که به طور معمول حدود سه ثانیه است. از آنجا که گره پروتکل خانه هوشمند Zigbee می تواند در حالت خواب قرار گیرد، مصرف برق به طور متوسط کم شده و در نتیجه عمر باتری طولانی می گردد.

دریافت اطلاعات بیشتر 

خانه هوشمند Zigbee ارتباط بی سیم کنترل از راه دور ایمنی و آسایش (۹)

– نحوه نظارت بر عملکرد سیستم آب و فاضلاب توسط شبکه های حسگر بی سیم یا هوشمند

تجهیزات و زیر ساختهای که در زمینه آب رسانی و تاسیسات آن و همچنین فرصت های بیشماری که در این بخش وجود دارد استفاده از سیستم هوشمند سازی یا اتوماسیون و حسگرهای بی سیم میتواند در مصرف و کاهش هدر رفت و مصرف بی رویه آب موثر باشد. که این امر موجب صرفه جویی در مصرف انرژی در این بخش شده و به دنبال آن افزایش سطح ذخایر آب موجود در سفره های زیر زمینی و پشت سدها را به همراه خواهد داشت.

۲۶- نحوه نظارت بر عملکرد دامداری ها بوسیله اجرای شبکه های حسگر بی سیم با هوشمند

پیشرفت روز افزون و فراگیر در زمینه شبکه های هوشمند بی سیم پا را از این هم فراتر گذاشته و به بخشهای مانند دامداری های صنعتی نیز نفوذ کرده و سبب ایجاد تاثیراتی در این بخشها نیز شده است به عنوان مثال با اجرای شبکه های هوشمند بی سیم ، به وسیله حسگرهای فشار عمل کنترل صورت می گیرد و به صورت خودکار می تواند آب مورد نیاز برای دام ها را تامین کند. و در ضمن توانایی و قابلیت محاسبه مقدار و حجم آب را نیز دارد و قابلیت تنظیمات و برنامه ریزی برای اعلام و هشدار زمان واکسیناسیون و تزریق بر طبق جداول ثبت شده توسط اپراتور دامداری را دارد.

۲۷- کاربرد سیستم هوشمند شبکه های حسگر بی سیم ZigBee در شرایط نا مطلوب محیط پیرامون

استفاده از سیستم حسگرهای خانه هوشمند بی سیم ZigBee فقط منوط و محدود به شبکه های داخل ساختمان و شبکه های رایانهای محلی و غیره نیست بلکه بیشتر برای مکانهای در نظر گرفته شده است که حضور فیزیکی انسان در آنجا با مشکلات عدیده و خطرناکی همراه باشد، مانند محیط های آلوده به مواد شیمیایی ، اورانیوم ضعیف شده یا میکروبی که بیشتر زباله های باقیمانده از جنگ بر اثر اصابت موشکها و تسلیحات نظامی و یا راکتورهای هسته ای می باشند و یا حضور در جنگل و زیستگاه موجودات که حضور انسان باعث وحشت و فرار آنها می شود. و یا جهت مطالعه و تحقیقات در بستر و اعماق اقیانوسها ، فضاء و غيره ، بسته به شرایط محیطی باید در انتخاب حسگر و تجهیزات مورد نیاز آن محیط و شرایط اقدام نمود به طور مثال در دریا و محیط های که با رطوبت همراه هستند گره های حسگر در داخل محفظه ای که رطوبت را منتقل نکنند قرار می گیرند.

کنترل با نظارت بر محیط پیرامون و شرایط حاکم بر آن را می توان به عنوان یکی از کابردهای حسگرهای بی سیم باد کرد و نحوه کار بدین صورت می باشد که در نظارت محیط ، گیرنده بی سیم در منطقه و محلی گسترده پخش و منتشر می شود که تعداد وقوع وقایع و رخدادها باید در آن ثبت و ذخیره شده و تحت نظارت باشندو.

به عنوان مثال تعدادی از گره های موجود در شبکه های حسگر بی سیم که به صورت فرستنده و گیرنده هستند باعث روئیت و آشکار شدن تجاوز دشمن می گردد و دیگر نیازی به استفاده از میناهای جنگی نیست، یعنی حسگرهای به کار رفته در سطح محیط های نظامی یا بر پایه نور ، صدا ، فشار ، حرارت ، ارتعاشات و میدان های مغناطیسی و غیره می باشند در صورت دریافت و سیگنال از سوی حسگرهای نصب شده این اتفاقات به یکی از پایگاه ها گزارش یا ارسال می شوند. که این مجموعه گزارش ها معمولا از طریق سیم کارت های تعبیه شده در داخل این سیستم ها به صورت ارسال پیغام و پیامک از طریق اینترنت یا ماهواره ها می شود.

خانه هوشمند Zigbee ارتباط بی سیم کنترل از راه دور ایمنی و آسایش (۳)

اجزاء سیستم مدیریت هوشمند ساختمان

از انواع تجهیزات اتوماسیون و هوشمند سازی می توان به اجزای زیر اشاره کرد. از محركي في احمر گریا (Sensors) 2( گره پردازن مکسول کترل ریا (Controllers) 3( علگریا (Actuators)

سه بخش بالا توسط رسانه انتقال و ارتباطی مانند ، فیبر نوری ، سیم و کابل ، سیگنالهای الکتریکی و یا امواج رادیوئی RF و بوسیله پروتکل ارتباطی که نوعی زبان محاوره ای بین تجهیزات هوشمند سازی می باشد با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و اقدام به تبادل داده و اطلاعات می نمایند.

۶- پروتکل Protocol چیست

معانی لغوی پروتکل یعنی توافق و تفاهم نامه ، مراوده ، عقد قرار داد و غیره می باشد. پروتکل به مجموعه ای از قوانین و استانداردهای اطلاق می شود که با استفاده از یک زبان محاوره ای ساده و قابل درک و تشخیص که موجب برقراری ارتباط و گفتگو بین دو یا چند گره یا تجهیزات الکترونیکی و سخت افزاری در یک شبکه هوشمند و رایانه ای شده و فرایند انتقال داده و کنترل آن را بر عهده دارد پروتکلها در پایین ترین سطح ، رفتار اتصال بین گره ها و تجهیزات سخت افزاری را مشخص و تعریف می کنند و توانایی پیاده سازی در سخت افزار و نرم افزار یا ترکیبی از این دو را دارند.

۷- پروتکل زیگبی (Protocol ZigBee)

پروتکل ZigBee از جمله تکنولوژی های نو ظهور در صنعت هوشمند سازی ساختمان می باشد که در سال ۲۰۰۲ میلادی توسط گروه صنعتی اتحاد ZigBee طراحی و ثبت شد. که مسئولیت توسعه این استاندارد را تحت نظر و بر پایه استاندارد ۸۰۲٫۱۵٫۴ که مربوط به قوانین حسگرهای بی سیم می باشد را بر عهده گرفت.

به بیان دیگر پروتکل ZigBee را می توان مجوعه ای از پروتکل های ارتباطی سطح بالا بر شمرد که موجب برقراری ارتباط بین تجهیزات مختلفی از قبیل فرستنده و گیرنده های دیجیتال (Master , Slave ) در یک محدود و پهنای

باند فرکانسی خاصی می شود که با توان مصرفی پایین و بهینه از استانداردها و پروتکل های امنیتی حسگرهای بیسیم (۸۰۲٫۱۵٫۴ IEEE) نیز در رابطه با شبکه های بی سیم و رایانه ای پیروی می کند یاد کرد.

۸- گروه Alliance ZigBee

نام انجمن و اتحادیه ای از شرکتها و سازمانهایی می باشد که در مورد پروتکل ارتباطی ZigBee در زمینه های مانند بهینه سازی مصرف انرژی ، کاهش هزینه های تولید تجهیزات سخت افزاری با نرخ توان مصرفی پایین یا Low Power ایجاد و طراحی شبکه های بر پایه پروتکل ZigBee حفاظت و کنترل تردد و نحوه برقرای امنیت و مقابله با نفوذ در شبکه هوشمند ساختمان ، حسگرهای بی سیم و غیره با یکدیگر همکاری می کنند، و به بحث و گفتگو در جهت پیگیری ، استفاده و حمایت از ایجاد یک استاندارد کلی در مورد ساخت تجهیزات هوشمند سازی ساختمان و شبکه های حسگر بیسیم به یک شکل واحد و زیر نظر یک گروه و استاندارد خاص، به نام Alliance ZigBee که پلت فرم و قالبی بهینه شده و ارتقاء یافته از تمامی پروتکل های ارتباطی پیشین در زمینه هوشمند سازی ساختمان است می پردازند. که در جهت تامین نیازهای منحصر به فرد به شیوه کنترل از راه دور ، حفاظت و نظارت بر کنترل ترددها، برنامه های مورد استفاده در شبکه هوشمند (چه در زمینه ساختمان ، پزشکی ، شبکه های حسگر بی سیم و غیره) ، ایجاد فرهنگ بهینه سازی مصرف انرژی ، افزایش قابلیت اطمینان و جایگزینی سلولهای خورشیدی با منابع DC در سیتم ها و شبکه های هوشمند مورد بحث و تبادل نظر قرار می گیرد.

پروتکل ZigBee به عنوان یک فناوری ارزانتر از فناوری پروتکل بلوتوث یا دندان آبی برای شبکه های خصوصی بیسیم مطرح شد. بوسیله ZigBee می توان تعداد ۶۴۰۰۰ وسیله از نوع تجهیزات هوشمند سازی و گره را به صورت همزمان و بدون ترافیک و ایجاد تصادم و قابلیت ایمنی بالا از طرق شبکه به یکدیگر متصل نمود.

خانه هوشمند Zigbee ارتباط بی سیم کنترل از راه دور ایمنی و آسایش (۲)

مفهوم کلی سیستم مدیریت هوشمند ساختمان ( اتوماسیون خانگی )

استفاده از نیروی انسانی جهت کنترل و پایش تجهیزات به کار رفته در بخش های مختلف صنعتی ، تجاری ، مسکونی ، بهداشتی ، اداری ، کشاورزی و غیره موجب اتلاف زمان ، انرژی و هزینه ها در امر پایش و کنترل این تجهیزات می شود، و همچنین مستلزم حضور فرد در محل بکار گیری تجهیزات غیر هوشمند می شود. و در بعضی از موارد در نتیجه خطای صورت گرفته از سوی کاربر با اپراتور باعث وارد شدن آسیب های جدی به تجهیزات بکار گرفته شده و ساختمان می شود. سیستم مدیریت هوشمند ساختمان یا اتوماسیون خانگی باعث کنترل بدون وقفه ، سریع با اطمینان و ضریب امنیت قابل قبول در تمام مدت شبانه روز با برنامه هائی که از پیش تعیین و اولویت بندی شده توانسته است شرایط نسبتا ایده آلی از لحاظ ایجاد ، فضای امن و ایمن که سرشار از آرامش است را برای ساکنان خانه سیز فراهم کند. ضمن اینکه می تواند موجب کاهش هزینه و مصرف بهینه انرژی در این بخش ها باشد و سبب افزایش عمر مفید تجهیزات و کارکرد آنها با دقت بالا شده و سهم قابل قبولی در کاهش آلودگی های زیست محیطی به واسطه کاهش مصرف سوخت های فسیلی و انرژی دارد.

مزایای اجرای سیستم مدیریت هوشمند ساختمان (BACS) ، (BEMS) ، (BMS) یا (BAS)

کاهش هزینه های ساکنان خانه سبز و مصرف انرژی / حذف اپراتور در بخش کنترل تجهیزات هوشمند سبب افزایش عمر مفید و کارکرد بهینه تجهیزات می شود ، عدم نیاز به سرویس و پیمانکاران دائمی جهت تعمیرات ناشی از کارکرد مداوم تجهیزات و کاهش هزینه ها به ایجاد کردن فضائی امن ، ایمن و سرشار از آرامش همراه با ایجاد شرایط مطلوب برای یک زندگی ایده آل

کاهش آلودگی های زیست محیطی و گازهای گلخانه ای به ایجاد قابلیت کنترل و پایش مانیتورینگ از تمامی فضاها و محیط در یک ساختمان – مدیریت هوشمندانه در اولویت بندی زمانی و از پیش برنامه ریزی شده جهت کاهش پیک بار یا اوج مصرف در زمان های خاصی از شبانه روز.

امکانات و قابلیت های فنی ، رفاهی و امنیتی خانه های هوشمند

ساختمان هوشمند با بهاء دادن به چهار مولفه ارزشمند که عبارتند از ، سیستم ها ، ساختار یا نحوه کارکرد ، سرویس و ارائه خدمات رسانی ، مدیریت و ایجاد رابطه ای منسجم و منظم میان آنها می باشد که توانسته آرزوی ایجاد ساختمانهای ایده آل از نظر مصرف انرژی و هزینه ها را به واقعیت نزدیکتر کند. ساختمان سبز یا هوشمند قابلیت های خود را به وسیله سیستم های کنترلی هوشمند در اختیار ساکنان قرار می دهد. که این سیستم ها عبارتند از:

سیستم های روشنائی ، سیستم اعلام و نشت و مقدار گاز در هوا ، سیستم اعلام و اطفای حریق ، سیستم های امنیتی و حفاظتی از قبیل سیستم اعلام سرقت و مقابله با آن ، دوربین های مدار بسته و سیستم کنترل تردد و سیستم تماس گیرنده تلفنی ، سیستم کنترل و اعلام دما ، رطوبت سنج و غیره می باشد.

خانه هوشمند Zigbee ارتباط بی سیم کنترل از راه دور ایمنی و آسایش (۱)

افزایش بی رویه جمعیت در طی یکصد سال گذشته و اتلاف منابع مالی و منابع طبیعی تجدید ناپذیر به عنوان یک چالش پیش رو از سوی دولتها مطرح شد. تمامی این مشکلات در نهایت منجر به ظهور دانش جدیدی به نام سیستم مدیریت هوشمند سازی ساختمان BMS شد. این فناوری در بخش های مختلف از قبیل خانگی ، بهداشتی ، کشاورزی و غیره جهت کاهش هزینه ها ، پایش و بهینه سازی مصرف انرژی طرح ریزی شده و با عنوان خانه سبز از سوی کارشناسان محیط زیست لقب گرفت. BMS دارای پروتکل های ارتباطی متنوعی است که یکی از این ها خانه هوشمند Zigbee در شبکه هوشمند سازی ساختمان می باشد که از تجهیزات و ماژول های فرستنده و گیرنده مختلفی جهت تبادل داده ها و اطلاعات دستوری و کنترلی سیستم استفاده می کند. این فناوری توانسته محیطی امن ، همراه با احساس آرامش ، مصرف بهینه انرژی و هزینه را به ساکنان و کاربران خانه هوشمند هدیه کند.

تکنولوژی خانه هوشمند Zigbee

تکنولوژی خانه هوشمند Zigbee تنها تکنولوژی باز بی سیم بر اساس تکنولوژی اینترنت اشیا (IOT) میباشد که امکان ارتباط هوشمند اشیا را با یکدیگر با هدف فراهم آوردن زندگی راحت و کارآمد میسر می سازد .

مزایای سیستم هوشمند بیسیم IOT

  • عدم نیاز به تغییر در ساختار سیم کشی ساختمان
  • قابل اجرا در ساختمانهای در حال ساخت یا ساخته شده
  • جلوگیری از کابل کشی پیچیده و هزینه های بالای آن
  • ارزانتر در مقایسه به سیستم کابلی
  • عدم نیاز به پنل کنترلی و تخصیص فضا جهت آن
  • راه اندازی و نصب آسان
  • کاربری ساده و آسان حتی برای کودکان و سالمندان
  • برنامه ریزی و سناریو پردازی بسیار ساده حتی توسط کاربران آماتور

روند و تغییرات پیش آمده در نحوه زندگی انسانها در عصر حاضر گسترش هرچه بیشتر ارتباطات را در پی دارد. گسترش ارتباطات از توسعه سیستم های مخابراتی، اینترنت و … آغاز شد و هم اکنون با توسعه روز افزون شبکه های اجتماعی مجازی به حد نهایی خود رسیده است. و باعث پدید آمدن فن آوری جدیدی به نام اینترنت اشیا گردیده است که در آن اشیا از طریق شبکه بیسیم و اینترنت با یکدیگر در تعامل قرار می گیرند.

پروتکل خانه هوشمند Zigbee

خانه هوشمند Zigbee یکی از پروتکل های سیستم هوشمند سازی ساختمان است که از استاندارد و قوانین حسگرهای بی سیم پیروی میکند. شبکه هوشمند ساختمان از تعدادی گره با تجهیزات سخت افزاری الکترونیکی ، الکتریکی، الکترومکانیکی، حرارتی و برودتی و غیره تشکیل شده است. این تجهیزات بوسیله محرکها یا حسگرهایشان اطلاعات و داده ها را از محیط پیرامون خود دریافت کرده و بوسیله سیگنالهای الکتریکی و امواج رادیویی RF اطلاعات و داده های جمع آوری شده را جهت ایمنی بیشتر در شبکه رمز نگاری نموده و از طریق رسانه انتقال که در این پروتکل از نوع بیسیم و هوا می باشد. به سوی گره یا پردازنده مرکزی ارسال می کنند. گره مرکزی بعد از انجام پردازش و رمزگشائی در پاسخ سیگنالهای رادیوئی را به صورت دستور جهت اجرای فرایندهای خاصی مجددا به تجهیزات یا گره های مورد نظر ارسال می کند و بدین وسیله بر رفتار و عملکرد تجهیزات در هر پالس و سیکل کاری نظارت دقیق و مستمر داشته و آنها را مورد کنترل ، پایش و ارزیابی قرار می دهد و می تواند مدیریت صحیحی بر عملکرد تجهیزات و نحوه بهینه سازی مصرف انرژی بر حسب اولویت بندی زمانی انجام شده داشته باشد.

اینترنت اشیا IOT چطور دنیای اطراف ما را تحت سیطره خود در آورده است(قسمت سوم)

پیرامون موضوعات و مطالب فوق، در این قسمت می خواهیممثال هایی واقعی را مطرح کنیم تا استفاده از فناوری اینترنت اشیا برای نظارت و امنیت در خانه هوشمند، کاملا قابل درک و قابل لمس شود. شایان ذکر است، ما از طریق فناوری اینترنت اشیا و یک برنامه وب محور و یا میتنی بر موبایل، می توانیم وسایل و دستگاه های موجود در یک خانه را به صورت از راه دور کنترل کرده و امنیت این وسایل و دستگاه ها را به صورت هوشمند مدیریت کنیم. به عنوان مثال، با استفاده از این فناوری و یک برنامه وب محور، می توان وضعیت روشنایی لامپ هاو یا روشن / خاموش بودن این لامپ ها، روشن/خاموش بودن تلویزیون و وسایلی دیگر مانند وسایل سرمایشی و گرمایشي را از راه دور و در هر نقطه ای از دنیا کنترل و مدیریت کنیم که در این صورت از قابلیت های کنترل و امنیت در خانه هوشمند بهره خواهیم برد.

مدل های ارتباطی در فناوری اینترنت اشیا

از دیدگاه عملیاتی مطالعه در مورد نحوه اتصال و ارتباط دستگاه ها و ابزارها در فناوری اینترنت اشیا با یکدیگر برای ما سودمند و مفید هست و می توانیم اطلاعات بیشتری در مورد مدل های ارتباطی در فناوری اینترنت اشیا کسب کنیم. در مارس ۲۰۱۵٫IABکیک مستند معماری برای اشیاء هوشمند در شبکه ارائه کرد که شامل چهار مدل ارتباطی بود که در فناوری اینترنت اشیا نیز مورداستفاده قرار گرفت و در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

مدل دستگاه با دستگاه

در مدل ارتباطی دستگاه با دستگاه در فناوری اینترنت اشیا، یک دستگاه به صورت مستقیم به یک دستگاه دیگر متصل شده و با آن ارتباط برقرار می کند، این دستگاه ها از طریق یک برنامه کاربردی بر روی سرور با یکدیگر ارتباط برقرار نمی کنند، بلکه در سرتاسر یک یا چند شبکه که شامل IP و اینترنت هست به یکدیگر متصل شده و ارتباط برقرار می کنند. اغلب این دستگاه ها از پروتکل هایی مانند بلوتوث، Z-Wave و یا ZigBee برای ارتباط مستقیم با سایر دستگاه ها استفاده می کنند.

شبکه های دستگاه با دستگاه این امکان را به دستگاه ها می دهند تا برای برقرار کردن ارتباط و تبادل پیغام در شبکه مابین دستگاه ها، به یک پروتکل ارتباطی خاص پایبند باشند. مدل ارتباطی دستگاه با دستگاه، بیشتر در دستگاه هایی مانند سیستم خودکارسازی خانه که به طور معمول از بسته های داده کوچک اطلاعات و نرخ داده نسبتا پایین برای ارتباط بین دستگاه ها و وسایل در یک خانه استفاده می کنند، کاربرد دارد. وسایل خانه مبتني بر فناوری اینترنت اشیا مانند لامپ روشنایی، کلید لامپ، ترموستات و قفل درب خانه معمولا حجم کوچکی از اطلاعات را بین یکدیگر در یک سیستم با سناریوی خودکارسازی خانه انتقال می دهند، مانند پیغام وضعیت درب خانه که دارای مقدار قفل و یا باز است و یا پیغام مربوط به روشن یا خاموش بودن لامپ خانه.

مدل دستگاه با سرویس ابری

در مدل ارتباطی دستگاه با سرویس ابری در فناوری اینترنت اشیا، دستگاه ها به صورت مستقیم به سرویس ابری اینترنت، مانند یک فراهم کننده سرویس برنامه کاربردی برای تبادل داده و کنترل ترافیک پیغام ها متصل میشود. این روش، اغلب از مکانیزمهای ارتباطی موجود مانند اتصالات سیستم سنتی و یا اتصالات بیسیم wifi برای ایجاد اتصال بین دستگاه و IP شبکه بهره می برد که در نهایت به سرویس ابری متصل می شود.

مدل ارتباط دستگاه با سرویس ابری، توسط برخی مصرف کنندگان از دستگاه های مبتنی بر فناوری اینترنتی از

اشیاء مانند ترموستات و تلویزیون هوشمند استفاده میشود. در این مدل، داده های مربوط به دستگاههای موجود در خانهمانند ترموستات و یا تلویزیون، به پایگاه داده ابریه منتقل می شوند، جایی که داده می تواند برای تحلیل انرژی مصرفی خانه، مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.

علاوه به این، اتصال ابری امکان دسترسی از راه دور ۶۱ کاربر را به ترموستات از طریق یک گوشی هوشمند و یا واسط کاربری وب محور فراهم می کند و از نرم افزار به روزرسانی ترموستات نیز پشتیبانی می کند. به همین صورت با فناوری تلویزیون هوشمند شرکت سامسونگ، تلویزیون از اتصال اینترنتی برایانتقال اطلاعات تصویری کاربر به شرکت سامسونگ برای تجزیه و تحلیل و فراهم آوردن امکانات و قابلیتهای اضافه دیگر برای کاربران و یا مشتریان شرکت استفاده می کند. این مدل با توسعه قابلیت هایدستگاه ها در کنار ویژگی های طبیعی و پیش فرض این دستگاهها، امکانات و قابلیتهایاضافه تری را در اختیار کاربران قرار میدهد.

مدل دستگاه با دروازه ۶۴

در مدل دستگاه با دروازه یا مدل دستگاه با دروازه لایه برنامه کاربردی که دستگاههای مبتنی بر فناوری اینترنت اشیا از طریق یک سرویس ALGبه عنوانوسیله ای برای اتصال به سرویس ابری برای اتصال و ارتباط با یکدیگر استفاده می کنند. به عبارت ساده تر، این بدان معنی است که یک برنامه یا سیستم نرم افزاريبر روی یک دستگاه دروازه محلی که وجود دارد که به عنوان یک واسط بین دستگاه و سرویس ابری عمل می کند و علاوه بر این، امنیت و قابلیتهایمای دیگر از قبیل انتقال داده و پروتکل را نیز فراهم می کند. شایان ذکر است، یک مثال از این مدل ارتباطی را در شکل زیر می توانید مشاهده کنید.

چند نمونه از این مدل در ابزار و دستگاههایمصرف کننده پیدا شده است. در بسیاری از موارد، دستگاه دروازه محلی یک گوشی هوشمند هست که برای ارتباط با یک دستگاه و ارسال مجدد داده به سرویس ابری، یک برنامه کاربردی را اجرا می کند. این مدل اغلب در دستگاههایتناسب اندام کاربرد دارد. این دستگاه ها قابلیت اتصال مستقیم به سرویس ابری را ندارند، به همین دلیل بیشتر از برنامه های کاربردی گوشی های هوشمند به عنوان یک دوروز هواسط برای اتصال به سرویس ابری استفاده می کنند.

کاربرد دیگر مدل دستگاه با دروازه،در دستگاههای اورژانسییک خانه دارای سیستم خودکارسازی خانه هوشمند) هست.

نتیجه گیری

با استفاده از فناوری اینترنت اشیا در بستر اینترنت و ارتباط دستگاهها و وسایل مختلف با یکدیگر با استفاده از این فناوری، می توانداده ها و اطلاعات مختلف مربوط به هر یک از این دستگاه ها را که با یکدیگر ناهمگون نیز می باشند، در یک مخزن و یا پایگاه داده و به صورت متمرکز و یکپارچه ذخیره و نگهداری کرد. سپس با استفاده از برنامه های کاربردی وب محور و برنامه های مبتنی بر موبایل، از این داده ها و اطلاعات در راستای اهداف کاربردی خود، استفاده های سودمند و مفید داشته باشیم.

با مطالعه و درک لایه های موجود در معماری فناوری اینترنت اشیا و مدل های ارتباطی این فناوری، می توانیم از آن در قسمتهای مختلف صنعت مانند خودکارسازی صنعتی و حمل و نقل هوشمند، زندگی اجتماعی و روزمره انسان ها مانند خانه هوشمند و موارد دیگریاز این دست، استفاده و بهره لازم را ببریم.

اینترنت اشیا IOT چطور دنیای اطراف ما را تحت سیطره خود در آورده است(قسمت دوم)

موضوع خانه های هوشمند ، حدود ۸۰ سال پیش مطرح شد. با توجه به محدودیت هایی که در آن زمان وجود داشت، خانه هوشمند با اینترنت اشیا یک رؤیا برای انسان بود. با ظهور اینترنت و توسعه ارتباطات، در حال حاضر وسایل یک خانه می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و به صورت خودکار به ساکنان ساختمان خدمات ارائه کنند.

در مقاله قبل در مورد پدیده اینترنت اشیا IOT توضیحاتی را ارائه دادیم. این که چطور آقای استون این ایده را ارائه داد و چطور این پدیده به صورت روز افزونی رو به گسترش است. در ادامه مطلب قبل در این قسمت کمی بیش تر در مورد استفاده از این پدیده در خانه های خود توضیح می دهیم. این که چطور پدیده IOT

خانه هوشمند با اینترنت اشیا IOT

اما تعریف خانه هوشمند با اینترنت اشیا چیست؟ خانه ای که در آن برای ارائه خدمات مختلف در داخل و خارج یک خانه، از تعدادی دستگاه با قابلیت اتصال به اینترنت استفاده می کند. در واقع، مطابق با این تعریف دستگاهها و وسایل موجود در یک حانه هوشمند به عنوان اشیاء در فناوری اینترنت اشیا تعریف می شوند. و از طریق یک برنامه کاربردی وب محور یا موبایل محور مبتنی بر اینترنت اشیا ، به صورت از راه دور و هوشمند قابل کنترل و مدیریت می باشند. پس می توان گفت که هدف از خانه هوشمند کنترل بیشتر و امنیت بهتر در کنار کاهش مصرف انرژی و مصرف انرژی به صورت بهینه هست که در این مقاله بیشتر به موضوع امنیت در خانه هوشمند خواهیم پرداخت.

در خانه هوشمند با اینترنت اشیا برای بسیاری از فناوری های مختلف از قبیل دستگاههای مدیریت توان و انرژی، حسگرها، ریزپردازنده ها و دستگاه های دیگری از این قبیل ساخته و ابداع شده است که کنترل، امنیت و عملکرد بهینه و مناسب در این دستگاه ها، بسیار حائر اهمیت بوده و باید مورد توجه قرار گیرد.

محصولات و امکانات برای زندگی در یک خانه هوشمند را که می توانند از طریق یک گوشی تلفن همراه و یا تبلت کنترل و مدیریت شوند، می توان به سه گروه تقسیم بندی کرد که یکی از این گروه ها مربوط به امنیت و محافظت در خانه هوشمند هست.

  • محافظت و امنیت

دستگاه های هوشمند کنترل و نظارت تصویری.

دستگاه های هوشمند قفل دربها.

حسگرهای هوشمند مربوط به حرکت.

  • مدیریت انرژی و بهره وری مناسب

دستگاه های هوشمند ذخیره انرژی.

دستگاههای هوشمند تنظیم گرما و سرما (ترموستات).

سیستم هوشمند توزیع انرژی.

  • روش زندگی و آسایش و راحتی

تهویه مطبوع به صورت هوشمند

عملکرد هوشمند ماشین لباسشویی و وسایل دیگر از این قبیل.

روشنایی هوشمند خانه.

اینترنت اشیا IOT چطور دنیای اطراف ما را تحت سیطره خود در آورده است(قسمت اول)

یکی از اهداف مهم خانه های هوشمند، برقراری کنترل بیشتر و امنیت هوشمند در ساختمان است. درواقع ما با استفاده از فناوری اینترنت اشیا IOT و برنامه های کاربردی وب محور و یا موبایل محور، می توانیم دستگاه ها و وسایل موجود در یک خانه هوشمند را تحت نظارت و کنترل بیشتر خود در آوریم. و از این طریق امنیت بهتری را در خانه خود داشته باشیم. لذا در این مقاله سعی خواهیم کرد تا پیرامون موضوع معماری فناوری اینترنت اشیا ، مدل های ارتباطی، کاربردهای مختلف فناوری و امنیت در خانه های هوشمند بپردازیم.

فناوری اینترنت اشیا IOT

فناوری اینترنت اشیا ، اولین بار توسط شخصی به نام کوین استون در سال ۱۹۹۹ میلادی در قالب یک سیستم مطرح گردید، بدین صورت که در این سیستم، موجودیت ها در دنیای واقعی می توانند از طریق اینترنت به حسگرها متصل شوند و با آنها ارتباط داشته باشند. در واقع، استون مفاهیم و اصطلاحاتی را ابداع کرد که قدرت اتصال برچسب هایی دارای شناسه فرکانس رادیویی منحصربه فرد به منظور شناسایی و پیگیری محصولات و کالاها بدون نیاز به دخالت انسان را نشان می داد.

فناوری اینترنت اشیا با چسباندن برچسب RFID بر روی اشیاء شروع شد. پس از آن، ارتباط اشیاء با یکدیگر در اینترنت و ارتباط دنیای فیزیکی با دنیای مجازی مطرح گردید. سپس ارتباط حوزه های ناهمگون با داده های متفاوت با یکدیگر توسط فناوری اینترنت اشیا مطرح شد.

در نهایت می توان گفت که فناوری اینترنت اشیا ، این امکان را فراهم می آورند تا اشیاء موجود در یک محیط به صورت هوشمند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

مزایای اینترنت اشیا

فناوری اینترنت اشیا ، فرصت های زیادی از قبیل افزایش امنیت را برای فراهم می کند. داده ها و اطلاعات مختلف از منابع کنترل و نظارت مانند دوربین، حسگرهای محیطی، مراکز انتشار داده در ساختمانهای شهر و موارد دیگر تغذیه می شود و با به اشتراک گذاشتن این اطلاعات تجمیع شده می توان در بهبود توسعه خدمات عمومی برای شهروندان استفاده کرد. به عنوان مثال، نمونه ای از خدمات عمومی جدید را می توان، نظارت و کنترل تصویری خیابان محل سکونت شهروندان توسط خودشان، کنترل سطح آب مخازن و کانال ها به صورت هوشمند و مواردی از این قبیل توسط فناوری اینترنت اشیا و یک برنامه کاربردی وب محور یا حتی مبتنی برموبایل را به عنوان واسط کاربری نام برد.