خانه هوشمند به خانه‌ای گفته می‌شود که در آن از دستگاه‌های هوشمند استفاده می‌شود که همه با یک سیستم کنترل مرکزی، هدایت می‌شوند. در سیستم‌های خانه هوشمند امروزی چندین پروتکل وجود دارد که هر کدام نقش مخصوص به خودشان را در هدایت خانه هوشمند دارند. در این مقاله با انواع پروتکل های خانه هوشمند آشنا می‌شوید.
پروتکل خانه هوشمند چیست؟
پروتکل خانه هوشمند شامل مجموعه‌ای از استانداردها است که به واسطه آن دستگاه‌های مختلف در خانه هوشمند به هم متصل می‌شوند. این پروتکل در واقع شیوه اتصال دستگاه‌ها را مشخص می‌کند و به عنوان زبان دستگاه عمل می‌کند و ترتیبی می‌دهد که دستگاه‌ها به صورت یکپارچه با دیگر بخش‌های خانه هوشمند تعامل داشته باشند. هدف اصلی این پروتکل این است که از همکاری و سازگاری بین دستگاه‌های مختلف مطلع شود. بدون داشتن یک پروتکل استاندارد، دستگاه‌های مختلف نمی‌توانند با هم ارتباط برقرار کند و عملکرد محیط خانه هوشمند محدود می‌شود.
پروتکل‌های ارتباطی برای انتقال داده‌های مرتبط با احراز هویت، تشخیص و تصحیح خطا مفید هستند. همچنین با وجود این پروتکل‌ها می‌توان مطمئن بود که دستگاه‌ها به شکل قابل اعتماد و ایمن اطلاعات را با هم مبادله می‌کنند.
انواع پروتکل خانه هوشمند
درحال حاضر در مارکت انواع مختلفی از پروتکل های خانه هوشمند به چشم می‌خورند که هر کدام می‌توانند بهترین انتخاب برای ایجاد ارتباط بین دستگاه‌های مختلف در خانه هوشمند هستند. انواع پروتکل خانه هوشمند که اسمارت هوم کیوب می‌تواند برای شما تامین کند؛ عبارت‌اند از:
اترنت
اترنت یک فناوری ارتباط سیمی است که مختص شبکه‌های محلی یا LAN طراحی شده است. در این پروتکل یک کابل با جفت پیچ خورده و کابل‌های فیبر نوری، داده‌ها را انتقال می‌دهند. اترنت از استانداردهای IEEE 802.3 پیروی می‌کند که ترتیب انتقال داده ایمن و مطمئن را می‌دهد.
اترنت پهنای باند بالایی دارد و برای دستگاه‌هایی که به اترنت سریع و مطمئن نیاز دارند؛ لازم هستند. در سیستم اترنت امکان تداخل شبکه وجود ندارد و دستگاه‌ها با هم ارتباط قابل اعتماد خواهند داشت. اترنت امنیت بالایی برای خانه‌های هوشمند ندارد؛ اما انتقال امن داده‌ها را از طریق پروتکل‌هایی دیگر که از طریق اترنت کار می‌کنند؛ تضمین می‌کنند.
وای فای
وای فای نام یک فناوری بی‌سیم است که از طریق آن دستگاه‌ها می‌تواند با امواج رادیویی به شبکه متصل شده و از استاندارد IEEE 802.11 پیروی کنند. این پروتکل در محدوده باندهای فرکانسی 2.4 تا 5 گیگاهرتز کار می‌کند. وای فای یک پروتکل همه کاره است که به صورت گسترده از تمام دستگاه‌های خانه هوشمند پشتیبانی می‌کند. به این ترتیب در تمام نقاط خانه می‌توان به این سیستم متصل شد. با وای فای شما می‌توانید پهنای باند کافی برای دستگاه‌های پرمصرف خانه داشته باشید.
حتی دستگاه‌ها با فرکانس‌های مختلف می‌توانند با سیستم وای فای کار کنند. حتی موانعی مانند مبلمان یا دیوارها، تداخلی در عملکرد وای فای ایجاد نمی‌کنند. همچنین دستگاه‌های وای فای در مقایسه با پروتکل‌های کم مصرف انرژی بیشتری مصرف می‌کنند و همین امر باعث می‌شود که این سیستم برای دستگاه‌های باتری خور مناسب نباشد.
بلوتوث کم مصرف
بلوتوث و BLE از دیگر پروتکل‌های ارتباطی بی‌سیم هستند که مخصوص دستگاه‌های کم‌مصرف طراحی شده‌اند. این فناوری در باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز کار می‌کند و دستگاه به وسیله آن می‌تواند داده‌ها را به صورت بی‌سیم در فواصل کوتاه ارسال و دریافت کند.
بلوتوث و BLE کم مصرف هستند؛ درنتیجه برای دستگاه‌های باتری‌خور در خانه هوشمند انتخاب خوبی هستند. در این پروتکل امکان انتقال کارآمد داده امکان‌پذیر بوده و ارتباط مستقیم دستگاه به دستگاه پشتیبانی می‌شود.
البته بلوتوث ویژگی‌های بیشتری را هم ساپورت می‌کند؛ اما در این صورت به انرژی بیشتری نیاز دارد. البته بلوتوث یک فناوری کوتاه برد است؛ در نتیجه کاربر استفاده محدودی از این پروتکل خواهد داشت. اما برنامه‌های کم مصرف می‌توانند از بلوتوث به عنوان بهترین انتخاب، بهره ببرند. اما دستگاه‌هایی که به پوشش گسترده یا سرعت انتقال داده بالا نیاز دارند؛ بهتر است از پروتکل دیگری بهره ببرند. در پروتکل بلوتوث و BLE از رمزگذاری AES-CCM برای محافظت از انتقال داده استفاده می‌شود.
زیگبی
Zigbee از دیگر پروتکل خانه هوشمند است که کم مصرف و بی‌سیم بوده و برای دستگاه‌های کم هزینه و کوتاه برد انتخاب خوبی است. این پروتکل در باند با فرکانس 2.4 گیگاهرتز کار می‌کند و از توپولوژی شبکه مش بهره می‌برد. با پروتکل زیگبی دستگاه‌ها به عنوان گره کار کرده و پوشش شبکه را گسترش می‌دهند.
درصورت از کار افتاده هر کدام از گره‌ها، شبکه مش پیکربندی خود را از نو انجام داده و با دیگر گره‌ها مرتبط می‌شود. از طرفی زیگبی به واسطه کم مصرف بوده و قابلیت شبکه‌سازی مش برای خانه هوشمند انتخاب خوبی است. این امر پروتکل ارتباط قابل اعتمادی بین دستگاه‌ها ایجاد می‌کند. درصورتی که سیستم روشنایی هوشمند هم به خانه اضافه شود؛ کاربر می‌تواند ترموستات و سنسورها را هم با همین پروتکل پوشش دهد.
Z-Wave
Z-Wave از انواع پروتکل خانه هوشمند است که در باند فرکانسی زیر گیگاهرتز کار کرده و ارتباط ایمن و مطمئنی بین دستگاه‌ها ایجاد می‌کند. دستگاه‌های Z-Wave یک شبکه مش ایجاد می‌کنند که در آن دستگاه‌هایی که به عنوان گره عمل می‌کنند پوشش پروتکل را افزایش داده و درصورت خرابی هر گره، اتصال را حفظ می‌کنند.
هر دستگاه در شبکه مش Z-Wave به عنوان تکرار کننده عمل کرده و کارش گسترش پوشش شبکه است. این ساختار شبکه خود ترمیم کننده، قابل اطمینان بوده و باعث می‌شود که برد شبکه بالا برود.
اگر یک دستگاه دیگر کار نکند؛ شبکه باعث تغییر سیگنال‌ها از طریق دیگر مسیرهای موجود شده و ارتباط مداوم را تضمین می‌کند.
Z-Wave از پروتکل‌های کم مصرف است که برای سیستم روشنایی، سیستم‌های امنیتی و ترموستات‌های هوشمند کاربرد دارد. این پروتکل دارای رمزگذاری AES-128 است که ترتیبی می‌دهد تا احراز هویت دوطرفه بین دستگاه‌ها انجام شود و تنها دستگاه‌های مجاز بتوانند به این شبکه متصل شوند.
Thread
Thread از شبکه‌های ارتباطی بی‌سیم است که روی IPV6 با فرکانس 2.4 گیگاهرتز کار می‌کند و از توپولوژی شبکه مش پیروی می‌کند.
Thread باعث می‌شود که مقیاس‌پذیری خانه‌های هوشمند تضمین شود و ترتیبی می‌دهد تا دستگاه‌ها بدون فاصله به شبکه اضافه شوند.
این پروتکل باعث می‌شود که بهره‌وری انرژی ایجاد شود و آن را برای دستگاه‌های باتری‌دار مناسب می‌کند. همچنین این پروتکل باعث ایجاد یک ارتباط ایمن و قابل اعتماد در یک اکوسیستم خانه هوشمند می‌شود. Thread در مقایسه با پروتکل‌های گسترده‌تری مانند وای‌فای یا زیگبی دسترسی کمتری دارد. این امر ممکن است باعث شود که کاربران گزینه‌های محدودتری برای انتخاب دستگاه‌های خانه هوشمند داشته باشند.
Thread یک لایه امنیتی داخلی دارد که از دستگاه‌ها در برابر حملات غیرمجاز و نشت داده‌ها محافظت می‌کند. آپدیت‌های منظم OTA ساختار سیستم عامل را بهبود داده و از نقض امنیتی جلوگیری می‌کند.
Matter
Matter یک استاندارد منبع‌باز برای دستگاه‌هایی است که روی پروتکل‌های ارتباطی Fی‌سیم کار می‌کند. Matter روی IPv6 قرار دارد که آن را به یک انتخاب جهانی تبدیل کرده است. از آنجایی که دیگر در هر خانه‌ای وای‌فای وجود دارد؛ Matter از طریق وای فای یا اترنت یا Thread کار می‌کند.
Matter یک ارتباط بین انواع خانه‌های هوشمند ایجاد می‌کند و دستگاه‌های موجود در اکوسیستم خانه هوشمند را با هم سازگار می‌کند. برای مثال اگر دستگاه‌های خانه را از برندهای مختلف تامین کرده‌اید؛ Matter ترتیبی می‌دهد تا انتقال داده‌ها همچنان بین آن‌ها انجام شود. همچنین دستگاه‌هایی که با پروتکل Matter کار می‌کنند؛ می‌توانند با یک برنامه کنترل شوند که درنهایت این پروسه باعث رضایت مشتری می‌شود.
RBF
BRF از انواع پروتکل خانه هوشمند است که برای ارتباط کم مصرف و دوربرد کاربرد دارد. RBF برای برنامه‌های کاربردی خانه‌های هوشمند بهینه شده است و امنیت خانه را به خوبی تامین می‌کند. این پروتکل به خصوص برای خانه‌هایی که متراژ زیادی دارند یا دیوارهای ضخیم ساخته شده‌اند؛ ایده‌آل است. ویژگی‌های امنیتی این پروتکل ترتیبی می‌دهد تا ارتباط بین دستگاه‌ها ایمن و خصوصی باقی بماند.
پروتکل‌های زیر گیگاهرتز
پروتکل‌های زیر گیگاهرتز دارای ارتباط دوربرد و نفوذ خوب بین دیوارها است. آن‌ها معمولا برای دستگاه‌های خانه هوشمند در فضای باز یا دستگاه‌هایی که نیاز به پوشش مناطق بزرگ دارند؛ به کار می‌روند. پروتکل‌های زیر گیگاهرتز از پروتکل‌های کم مصرف هستند. به همین دلیل برای دستگاه‌های باتری‌خور گزینه مناسبی هستند.
LoRa
LoRa یک پروتکل دوربرد و کم مصرف است که در محدوده فرکانس زیر گیگاهرتز کار می‌کند. لورا برای انواع دستگاه‌های خانه هوشمند عالی است. چرا که برد وسیع و قدرت کم دارد. به خصوص در خانه‌های شلوغ که بین دستگاه‌ها فواصل زیادی وجود دارد؛ بهتر است از پروتکل لورا استفاده کرد.
سلولی
پروتکل‌های سلولی از جمله LTE-M و NB-loT از شبکه‌ها سلولی موجود برای ایجاد اتصال برای انواع پروتکل خانه هوشمند استفاده می‌کند. دستگاه‌هایی که سیم کارت دارند می‌توانند از این پروتکل استفاده کنند و پوشش وسیع و ارتباطات قابل اعتمادی بهره ببرند.
پروتکل‌های سلولی به خصوص برای دستگاه‌های خانه هوشمند که به کار در مکان‌ها یا مناطق دورافتاده بدون پوشش وای فای نیاز دارد؛ مفید است. بهترین جنبه استفاده از پروتکل سلولی، قابلیت انتقال داده آن‌ها است که مشکل سیگنال های ضعیف وای فای را مرتفع می‌کند.
به این ترتیب این نوع پروتکل‌ها برای بیشتر دستگاه‌های اینترنت اشیا یا خانه‌های هوشمند مناسب است. حتی خانه‌هایی که در شرایط سخت یا مناطق دوردست قرار دارند؛ می‌توانند از این پروتکل استفاده کنند.
X10
X10 از دیگر پروتکل‌های منبع باز و از قدیمی‌ترین پروتکل‌های اتوماسیون خانگی است که در سال 1975 راه‌اندازی شد. نصب این پروتکل بسیار ساده است و نیاز به کابل‌های اضافه و صرف هزینه اضافه ندارد. داده‌های دیجیتال به کمک سیم‌کشی‌های برق کلاسیک بین دستگاه‌های متصل به این پروتکل منتقل می‌شوند. پروتکل X10 به اندازه سایر پروتکل‌های گفته شده در خانه هوشمند رایج نیست.
MQTT
MQTT از انواع پروتکل‌های خانه هوشمند است که قادر است میلیون‌ها دستگاه اینترنت اشیا را به هم متصل کند. هرچند MQTT کمتر در مارکت رایج است؛ اما برای پشتیبانی از میلیون‌ها دستگاه loT کاربرد دارد. این پروتکل سبک و سریع است و از هدرهای پیام کوچک برای بهینه‌سازی پهنای باند شبکه بهره می‌برد.
جمع بندی
در این مقاله انواع پروتکل خانه هوشمند را با هم بررسی کردیم، فراموش نکنید که هوشمندسازی خانه در تهران بدون استفاده از تجهیزات هوشمندسازی خانه باکیفیت کامل نخواهد شد. برای هرگونه ارتباط با مجموع اسمارت هوم کیوب، با شماره 1361 658 0912 تماس برقرار کنید.
