مقدمة في نظم النقل الذكي..بقلم:أ.عبد ربه عاشور

نظم النقل الذكية تجعل المباني أكثر فعالية من حيث التكلفة للتشغيل، أكثر أماناً ، أكثر مرنة وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة و – قبل كل شيء – أكثر راحة ومناسبة. يحتل معيار KNX حصة كبيرة من سوق نظم التشغيل الآلي للمباني.

الشكل 1. المنازل “الذكية” التي تتكيف مع احتياجات المستخدمين؟ هذا يبدو وكأنه شيء من رواية الخيال العلمي، لكنها بالفعل حقيقة واقعة. دمج المباني الذكية شبكات من الأجهزة المتطورة التي تتحكم في المبنى حسب الحاجة بالفعل موجودة، وجعل الحياة أسهل لشاغليها على أساس يومي.
الماضي والحاضر والمستقبل
يعيش الناس بطريقة مختلفة عما فعلوه قبل عقد أو عقدين. فنحن نحصل على المال من موزعات النقدية، بيع وشراء السلع والخدمات عبر الإنترنت، ونهاتف الأصدقاء في كل مكان في العالم من الموبايل الهواتف، والبدء في رسائل الوسائط المتعددة أو البريد الإلكتروني يستغرق أكثر من 5 دقائق للوصول إلى الوجهة في الولايات المتحدة الأمريكية. وفي سياراتنا نحن نسترشد بالملاحة الجوية، ونحن نقفل ونفتح الأبواب عن بعد دون مفتاح. يذهب الضوء الداخلي في اللحظة التي نخطو فيها، ثم بعد فترة من الوقت يخفت ببطء أسفل مرة أخرى. باختصار، إلى حد بعيد بعض الوقت كنا نستمتع عن الحديث ولمتطورة في مجالات الاتصال، وسائل الترفيه وتكنولوجيا السيارات. وإذا نظرنا إلى كيفية التطور التكنولوجيا في المباني خلال نفس الفترة، فإنها قصة مختلفة جدا. نحن ما زلنا نفتح أبوابنا بالمفاتيح التقليدية. وإذا لم نتمكن من العثور عليها بسرعة كافية، ويعمل المؤقت الزمني على إظلام السلم. حقيقة نحن نعمل طوال اليوم، نبقي التدفئة تعمل تلقائيا بيوتنا في درجة حرارة ملائمة – ولكن ماذا لو لم نلاحظ وتركنا النافذة مفتوحة وخرجنا. الجهاز الكهربي فقط، يخرج بهدوء الموجود في الكابينة يلاحظ ذلك. قبل الذهاب بعيدًا في عطلة نهاية الأسبوع، من الحكمة خفض درجة الحرارة في خزانات المياه الساخنة لدينا وإيقاف تشغيل جميع الأجهزة الكهربائية هذه في وضع الاستعداد. لكن لا أحد يفعل ذلك فعلياً – على الأقل، ليس بشكل موثوق. يستغرق وقتاً طويلاً.
التحكم في الوقت
لذلك تمديد المنشآت الكهربائية في المباني لديها بعض التحكم في الوقت. أجهزة الحساسات للشبكات والمشغلات لها سمة أساسية في السيارات والمباني ومن ناحية اخري المباني متأخرة بعض الشيء. هناك حاجة إلى تغيير العقلية، لأسباب ليس أقلها عمر الخدمة الطويل للتركيب الكهربائي. سيتعين على المباني الجديدة اليوم التكيف مع العديد من التغييرات على مدى العقود القليلة القادمة. و الآن، أكثر من أي وقت مضى، يجب أن تكون المباني مرنة وقادرة على تشييد خدمات البناء الشبكية. من الناحية الفنية، كل هذا ممكن بالفعل (الشكل 1).
المزيد من شبكات التواصل
ومفتاح إنشاء مبنى “ذكية” هو تزويدها بأجهزة استشعار ومشغلات متصلة بالشبكة.

هناك عدة طرق مختلفة للقيام بذلك:
الأساليب التقليدية
الحل الواضح على الفور هو استخدام طوبولوجيا النجمة، أي ترتيب حيث يتم ربط كل دائرة مأخذ توصيل أو مقبس سقف أو حائط ومفتاح إضاءة بواسطة كبل NYM الخاص به (مثالي خمسة النواة) بلوحة توزيع مركزية يكون فيها المنطق المنطقي يتم إنشاء العلاقات بواسطة الملامسات، ومُرحلات التبديل ، ووحدة تحكم منطق قابلة للبرمجة (PLC). هذا يعمل بشكل جيد في المساكن الصغيرة معقولة. ومع ذلك ، فإن حجم المنزل لا يحتاج إلا إلى زيادة بمقدار صغير إلى حد ما قبل أن يصبح حجم شبكة الأسلاك وحجم لوحات توزيع الطاقة المطلوبة كبيرة جدا. في طوبولوجيا النجمة ، فإن إضافة أو توسيع النظام يستهلك الكثير من الوقت من حيث التمديد والبرمجة.

نظام النقل هو نظام من أجهزة الاستشعار المشغلات التي تم ربطها معًا بواسطة “كابل النقل”.
تكنولوجيا النقل
الحل الأفضل هو ربط جميع أجهزة الحساسات المشغلات في المبنى بـ “كابل بيانات” ، وتمكينهم من تبادل المعلومات مع بعضهم البعض (الشكل 2). يمكن لكل جهاز الاتصال بعد ذلك مع كل جهاز آخر ، على سبيل المثال: يمكن لمفتاح الضوء “إرسال” لمتحكم الإضاءة وإخباره بمدى ضبط إضاءة السقف ؛ يمكن لمستشعر الحركة إخبار المشغل عن إضاءة الممر بأن شخصًا ما قد دخل إلى الممر ، أو أخبر منظم الحرارة في الغرفة أنه لم يعد هناك أحد في الغرفة ، وبالتالي يمكنه خفض درجة الحرارة.

فيما يلي أمثلة لأجهزة الاستشعار التي يمكنها إرسال المعلومات إلى الناقل:
• مفاتيح الاضاءة
• مفاتيح الديمر
• أجهزة استشعار الحركة
• أزرار الجرس للأبواب الأمامية
• عدادات المياه والغاز والكهرباء والحرارة
• أجهزة استشعار درجة الحرارة للهواء الداخلي والخارجي
• أجهزة استشعار درجة الحرارة في دوائر التدفئة والمياه الساخنة
• وحدات لنقاط ضبط درجة حرارة الغرفة مسبقا.

 وحدات البصمات وقارئات البطاقات للتحكم في الوصول
فيما يلي أمثلة على المشغلات التي يمكن التحكم فيها عن طريق النقل
• يعرض درجة الحرارة
• آليات القيادة للمظلات والستائر والستائر وأبواب المرآب
• آليات القيادة للنوافذ
• الإنذارات (الأضواء والصفارات)
• أنظمة تكييف الهواء
• أنظمة التهوية (مراوح الحمام / مستخرج الحمام ، التهوية المتحكم بها لمناطق المعيشة)
• التحكم في غسالة ومجفف وغسالة صحون
• مستهلكى الكترونيات
• نظم الهاتف

فتاحات الأبواب الكهربائية وأنظمة قفل الباب
أمثلة على الوحدات الوظيفية (قد تكون قائمة بذاتها أو مدمجة في الأجهزة):
• محاكاة الحضور
• يعرض واجهات المستخدم
• وحدات لربط الحافلة مع الهاتف
• وحدات لإرسال رسائل التحذير تلقائيا عن طريق النص
• وحدات للوصول إلى بيانات المبنى من الخارج عبر الإنترنت أو الهاتف