مطالب زیادی درباره ارزش های متحول کننده اینترنت اشیا یا IoT در اتوماسیون خانه و ساختمان گفته شده است. گسترش رو به رشد سنسورهای هوشمند ارزان قیمت و فناوری های بی سیم، محیط های داخلی که در آن کار و زندگی می کنیم را تا حد زیادی تغییر می‌دهد و سهم بالاتری از کارآیی، راحتی و ایمنی را فراهم می‌کند. برخی با توجه به کاربردهای مشترک بسیار بین خانه هوشمند و ساختمان هوشمند از جمله کنترل آب و هوا، اتوماسیون روشنایی، امنیت یا ایمنی در برابر آتش سوزی، تصور می‌کنند که فناوریIoT برای این دو سازه بسیار مشابه هستند. در این مقاله به بررسی تفاوت های میان خانه هوشمند و ساختمان هوشمند می پردازیم.
در واقع فروشندگان تجهیزات IoT مانند Tuya سعی دارند عرضه محصولات خود به بازارهای تجاری را گسترش دهند. اما، آیا ما واقعا می‌توانیم از همان ترموستات خانه خود برای اندازه گیری دما و رطوبت دفتر کار استفاده کنیم؟ حقیقت این است که به غیر از کارایی، ابعاد و هزینه نیز بخشی از این معادله است. اغلب این تجهیزات نیستند که این دو عامل را تعیین می کنند بلکه نوع اتصالاتی که دارند این تفاوت را ایجاد می کند. ممکن است یک ترموستات در محیط خانه که یک محیط کوچک است کافی باشد. اما در محیط های صنعتی و تجاری از تجهیزات سرمایش گرمایش صنعتی استفاده می شود. در این محیط‌ها به نقاط اندازه گیری شده و توزیع شده بیشتری برای تنظیم تجهیزات سرمایش گرمایش با توجه به زون بندی‌های کوچک نیاز است. که نهایتا باعث بهینه سازی مصرف انرژی و راحتی بیشتری در فضا می شود.
نکته دیگر آن است که اگرچه شبکه های اتوماسیون خانه و ساختمان اهداف مشترکی دارند، اما فضای مورد استفاده در ساختمان پیچیده‌تر است. مدیریت فضا، نگهداری از تجهیزات، مدیریت مصرف، مدیریت پسماند و پارک هوشمند، همگی کاربری های ساختمانی هوشمند جالبی هستند که به محیط خانگی ارتباطی ندارند.
بنابراین حتی هنگامیکه شبکه‌های خانه هوشمند و ساختمان هوشمند به طور یکسان از تجهیزاتی نظیر سنسور دما، سنسور تشخیص حرکت یا سنسور دود استفاده کنند، احتمالا به پروتکل ها و ساختارهای ارتباطی متفاوتی نیاز خواهند داشت تا به سرانجام برسند.
فناوری های رایج وای فای و بلوتوث به همراه راه حل های شبکه موجود برای کنترل روشنایی همانند zigbee ،Thread و Z-wave برای شبکه‌های اتوماسیون خانگی بسیار مناسب هستند. با این وجود آن ها اغلب برای یک ساختمان هوشمند که دارای ابعاد گسترده با نقاط پایانی توزیع شده کاملا مطلوب نیستند. سه علت آن در ادامه ذکر شده است:
محیط فیزیکی تاثیر بسیاری بر کیفیت ارتباط و سیگنال دهی تجهیزات رادیویی بی سیم دارد. محیط خانگی کوچک با ساختار ساده و موانع اندک، چالش های کمی برای پخش سیگنال در فناوری های با برد کوتاه مطرح می کند. حتی اگر در بخش هایی از خانه تان در وصل شدن وای فای مشکل داشته باشید می توانید تنها با یک دستگاه extender این مشکل را به سرعت برطرف کنید.
از سوی دیگر راه حل های با برد کوتاه در مورد ساختمان های تجاری مرتفع، فضاهای پراکنده به صورت جغرافیایی یا تجهیزات صنعتی متراکم از نظر ساختار، پوشش و قابلیت نفوذ موردنیاز را فراهم نمی‌کنند. اگرچه استفاده از توپولوژی شبکه می‌تواند دسترسی شبکه را افزایش دهد، با این حال مشکلات خود را دارد. با توجه به گستره فیزیکی محدود پروتکل های شبکه مش، باید مطمئن شوید که گره ها به صورت برابر توزیع شده است و تکرار کننده های بیشتری بر حسب لزوم افزوده می شود تا بین این دو نقطه داده ارتباط برقرار شود. در صورت اجرا در ابعاد بزرگ، هزینه‌های زیرساخت و مهندسی شبکه‌های مش ممکن است به سرعت افزایش یابد.
در شبکه‌های اتوماسیون خانگی، ارتباط بی سیم با توان پایین مفید است اما جزو ملزومات نیست. علت این است که بیشتر تجهیزات به آسانی در نزدیکی پریز قرار داده شده اند و در نهایت تنها نقاط پایانی اندکی وجود دارد. پس از نظر فنی شما می توانید تمام تجهیزات خانه هوشمند خود را با استفاده از زیرساخت وای فای موجود و بدون نگرانی از ماهیت پرمصرف آن به اینترنت متصل کنید.
برخلاف آن سنسورهای بی سیم در تجهیزات تجاری و صنعتی اغلب به تعداد هزاران عدد بوده و در نزدیکی منبع تغذیه برق قرار ندارد. حتی اگر نزدیک آن باشد سیم کشی این تعداد از سنسور بسیار گران و دشوار است. در مکان‌های تولیدی با وجود ابزار و سیستم‌های در حال کار پیچیده، کانال کشی کابل‌ها خطرناک بوده و همچنین منجر به تعطیلی پرهزینه تولید می‌شود. به این ترتیب برای اینکه یک شبکه ساختمان هوشمند از نظر اقتصادی به صرفه باشد، تجهیزات باید بتوانند به مدت چند سال با باتری های مستقل کار کنند. که در این مورد توان مصرفی بسیار پایین همراه با فناوری باتری با قابلیت ماندگاری بالا، اولویت دارد.
بسیاری از پروتکل های شبکه مش با توجه به توان مصرفی پایین ساخته می شوند. اما توپولوژی شبکه مش به دلیل اینکه ارسال ها باید بصورت مداوم پیام ها را از طریق خود دریافت و منتشر کنند توان مصرفی بالایی دارد. در گره هایی که ترافیک انتشار بالایی دارند عمر باتری به شدت کوتاه است.
تداخلات رادیویی داخل باند که در طیف بدون مجوز فعالیت می کنند، چالش بزرگی برای سیستم های ارتباط بی سیم فراهم می کنند.
به طور خاص باند ۲.۴ گیگاهرتز به دلیل دسترسی جهانی، به طور گسترده در بین فناوری های رادیویی موجود از جمله وای فای، بلوتوث، zigbee و بسیاری از پروتکل های مش استفاده شده است. با توجه به تعداد کم تجهیزات متصل، شاید مسئله پهنای باند در یک شبکه خانگی کمتر به چشم بیاید. با این وجود در آرایش IoT تجاری و صنعتی ریسک تداخل الکترومغناطیس بسیار است.
در بیشتر ساختمان های تشکیلاتی و پایگاه های تولیدی از کانال های ۲.۴ گیگاهرتزی به طور گسترده استفاده می شود. پس باید به دقت میزان اشباع شدن کانال ها را ارزیابی کنید. اگر شبکه اتوماسیون شما بتواند از شلوغی ترافیک ۲.۴ گیگاهرتزی عبور کند، چه اتفاقی می‌افتد اگر شما تجهیزات جدید را چند سال بعد گسترش دهید؟ نمی‌توان اندازه را به عنوان یک عنصر افزوده در شبکه IoT شما در نظر گرفت و باید آن را از ابتدا برنامه ریزی کرد.
به طور خلاصه، علیرغم شباهت خانه هوشمند و ساختمان هوشمند از نظر کاربردهای مشخص، آن ها در ملزومات فنی و مهندسی بسیار تفاوت دارند. برای ساختمان های هوشمند، چالش ها در گستره، قدرت و اندازه شبکه به معنای این است که شرکت ها باید مثلا فراتر از راه حل های کوتاه بُرد و مش موجود در بازار را در نظر بگیرند. فناوری های جدید همانند low power wide area networks که برای کاربرد سنسور شبکه در مقیاس بزرگ می باشند که با هدف خاصی ساخته شده اند. اگرچه این فناوری در صنعت اتوماسیون خانگی تقریبا جدید هستند، فرصت های خوبی ارائه می کنند. در نهایت گزینه اتصال می تواند ساختار IoT شما را بسازد یا خراب کند.
