ويوفر تطبيق تكنولوجيا بلو توث ميش في شبكات الإضاءة الذكية الكبيرة المباني التجارية التي لديها بدائل قوية ومتطورة وفعالة من حيث الطاقة لنظم مكافحة الإضاءة التقليدية، بخلاف الطوبات من نقطة إلى أخرى أو نجم التي تعتمد على محور واحد، وينشئ بلوتوث ميش شبكة لا مركزية من الأجهزة التي يمكن أن تغطي الطوابق الكاملة، والأبراج المتعددة المراحل، والبنى التحتية للشبكات القائمة على التدرجات دون اشتراط وجود مبادئ توجيهية للشبكة.

Understanding Bluetooth Mesh Technology

إن بلو توث ميش هو بروتوكول اتصال يتيح تفاعل أجهزة كثيرة إلى مانية على شبكة لاسلكية منخفضة الطاقة، ولا تعمل على نفس الترددات التي يستخدمها كلاسيكي بلوتون، بل تستخدم نظاماً للرسائل المزودة بالفيضانات، بل إن كل جهاز من أجهزة المصعد، سواء كان جهازاً للتجهيز الضوئي أو جهازاً للاستشعار أو تحويلاً للجدار، يمكن أن يعمل كقطعة للشحن الأمامي.

وتُعرّف التكنولوجيا مجموعة المصالح الخاصة لبلوتون وهي متوافقة مع معدات بلويتووث للطاقة المنخفضة، ومن بين الفروق الرئيسية في برامج البث القياسية للشبكة أن بلووث ميش يستخدم نموذجا للنشر - الاختبار: تُجمع الأجهزة في " ملابس " مثل المجموعات، أو العناوين الافتراضية، أو العناوين غير الدقيقة، ولا تُخفض هذه الأجهزة التي تُشترك في عملية تجهيز الرسائل إلا إذا لم تكن ضرورية.

الأنواع والأدوار

وتتألف شبكة " بلوتون ميش " من عدة أنواع منطقية من العقيدات، وكل منها يضطلع بمسؤوليات محددة:

  • Relay nodes] – Forward messages to other nodes; most mains-powered lighting fixtures are configured as relays.
  • Low Power nodes (LPN) ] — Battery-powered sensors or shiftes that wake periodically to check for messages; they communicate with a friend node to save energy.
  • Friend nodes] — Mains-powered nodes that buffer messages for one or more LPNs, allowing the LPNs to sleep.
  • Proxy nodes] — bridge between legacy Bluetooth 4.x devices (smartphones/tablets) and the mesh network using a GATT-based proxy protocol.
  • Provisioner] — A trust tool (often a commissioning tool or gateway) that manages add nodes, assigning addresses, and setting security key.

ويتيح هذا الهيكل القائم على الدور لعشرات الآلاف من الأجهزة داخل شبكة واحدة، مع معالجة توفيرها وأمنها من خلال التبادل الرئيسي لدفي - هيلمان الذي تعمل به الشفاهية، وتشفيرها من 128 إلى طراز AES-CCM لكل من طبقات الشبكة والتطبيق.

مستلزمات بلوتون ميتش في ضوء الذكاء

ويوفر بلوتون ميش مزايا متميزة على النظم اللاسلكية (DDALI, KNX) أو غيرها من البروتوكولات اللاسلكية (Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi) للإضاءة التجارية، ويقود الجدول التالي من المزايا إلى اعتماده في عمليات نشر واسعة النطاق:

Scalability

ويمكن لكل شبكة من شبكات بلو توث ميش أن تدعم ما يصل إلى 767 32 عقداً (]15-1]) في شبكة واحدة، ويمكن إقامة شبكات متعددة عن طريق البوابات، وتدعم بفعالية الأجهزة غير المحدودة، وخلافاً لشبكة وي-في، التي تعاني من اكتظاظ نقطة الدخول، تنمو قدرة الشبكة المتوسطة بعدد من المواند، لأن كل ممر إضافي يعزز

الموثوقية

إن طبيعة طب التهاب الذات في طب التهاب الطبقات المتوسطة تكفل توافراً عالياً، وإذا فشلت عملية الضبط الضوئي أو ظهور إعاقة مؤقتة، فإن الرسائل تُعاد توجيهها تلقائياً عبر مسارات بديلة، كما أن إدارة الفيضانات التي تُواجه مع ازدواجية في الرسائل إلى أجل غير مسمى، بينما تضمن الاعترافات الاختيارية تسليم الأوامر الحيوية (مثلاً، تداخل رسائل الإضاءة الطارئة).

كفاءة الطاقة

وتتوفر في المصابيح الخفيفة التي تستخدم فيها أجهزة الاستنشاق بالأشعة المضبوطة عادة قدرة كبيرة، ولكن أجهزة الاستشعار والمفاتيح تعتمد في كثير من الأحيان على البطاريات التي تستخدم في الخلايا المعدنية، ولا تسمح سمة البطارية ذات الطاقة المنخفضة، إلى جانب مع بطاقات الصديق، باستخدام أجهزة عازلة تعمل بالبطارية في السنوات الأخيرة، وعلى سبيل المثال، فإن جهاز استشعار للاحتلال يستيقظ كل 100 ميلي للفحص للرسائل يمكن أن يعمل لمدة تتراوح بين 3 و5 سنوات على أساس واحد من الخدمة(32).

هاء - سهولة النشر

ونظرا لأن بلو توث ميش يستخدم النطاق المتاح عالميا وهو 2.4 غيغاهيرتز ولا يتطلب كبسولة مخصصة، فإن إعادة تجهيز المباني القائمة أمر مستقيم، ويمكن للمتعاقدين أن يحلوا محل التركيبات القديمة التي تحتوي على أجهزة تشحيم ذات قدرة على إحداث الاحتياطات دون وجود أسلاك تحكمية، وعلاوة على ذلك، يمكن للمزود أن يكلف أجهزة بطريقة منظمة باستخدام جهاز محمول أو بوابة تشغيلية، مع إجراء مسح للشبكة الترددية ذات الصلة بأجهزة الترددات العالية على تركيب أجهزة الاتصال.

الأمن والقابلية للتشغيل

وتشتت كل رسالة من رسائل بلو توث ميش وتوثَّق عليها باستخدام مفاتيح AES-CCM التي تحتوي على 128-bit، وتحمي مفاتيح الشبكة حركة المرور في الهواء، وتختلف مسارات البيانات (مثلاً، أجهزة التحكم في الإضاءة، وأجهزة التشغيل الآلي)، وتؤمن مفاتيح الأجهزة عملية توفير المواد، وتُحدِّد مواصفات نموذج البلوتونوث SIGIs السلوكية بالنسبة لنماذجات الإضاءة (ال درجة حرارة، وما إلى ذلك)

تنفيذ نظام " بلوتون ميش " في المباني التجارية

ويتطلب نشر شبكة لإضاءة بلو توث ميش في مبنى تجاري كبير تخطيطا دقيقا على امتداد ست مراحل: التقييم، واختيار الأجهزة، وتصميم الشبكات، والتركيب، وتشكيل المباني، والاختبارات، ويجب أن تُحسب كل مرحلة من مراحل تصميم المبنى الفريد، وأنماط شغله، واحتياجات التكامل مع نظم أخرى مثل نظام HVAC، والأمن، وأجهزة الإنذار بالحريق.

المرحلة 1: التقييم ومسح الموقع

ابتداء من خطط الحد الأدنى لتحليلها، وتحديد المناطق التي تتسم بكثافة عالية (المكاتب المفتوحة، وغرف الاجتماعات) وغيرها من المناطق التي تشغل فترات متقطعة (غرف التخزين، ودرجات الطهي) وإجراء مسح للمواقع اللاسلكية باستخدام جهاز تحليل الطيف أو أداة لمسح البلوتوث لتحديد التدخل من الشبكات الموجودة في الشبكة العالمية، والأفران ذات الموجات الدقيقة، والهواتف الخرسانية.

تقييم متطلبات المراقبة أيضا: هل سيتحول النظام ببساطة إلى الأضواء/العمل على أساس شغلها، أم يدعم عمليات التخمير، والتقسيم، والتلوين، وجني النور؟ ويؤثر كل شرط على اختيار نماذج جهاز " بلوتون ميش " وقدرات الأجهزة.

المرحلة 2: اختيار الجهاز

(ب) اختراع تركيبات الإضاءة التي يمكن تشغيلها بواسطة جهاز (بلوتون) لضمان التشغيل المتبادل، وبالنسبة للبيئات التجارية، فإن البحث عن أجهزة تدعم المواصفات النموذجية للضوء (Generic OnOff Server, Lightness Server, Light Color Temperature Server, etc.) ينبغي أن يدعم أجهزة الاستشعار أدوار العملاء النموذجية لأجهزة الاستشعار إذا ما طلبت منها تركيبة أو غير مرئية.

والممرات أو المراكز اختيارية ولكن يوصى بوصولها عن بعد إلى نظم إدارة المباني وإدماجها فيها، ويوفر العديد من البائعين أجهزة البوابة التي تربط شبكة بلوتون ميش بشبكة BACnet أو Modbus أو REST APIs.

المرحلة 3: تصميم الشبكات

ولا توجد في طبويات الميوش سوى ثلاث مسارات على الأقل من مسارات إعادة التتابع إلى أماكن متاخمة، فالكثافة النموذجية في الأماكن التجارية تؤدي إلى تركيبة واحدة قابلة للتكرار كل 5 إلى 8 مترات، ولا يتجنب أي نقل في مناطق مفتوحة إلا؛ ويكفل تغطية المنافذ والممرات، ولا يُمنح في أجهزة الاستشعار التي تعمل بالبطارية أي مجس للأصدقاء الذين يُرسلون إلى أحد الأشقاء (أة قريبة).

وضع خطة عنوان منطقي: توزيع عناوين المجموعات على المناطق )مثل " المكتب المفتوح الشرقي " ، " غرفة الاجتماعات ٤ ألف " ( واستخدام مشاهد لدول الإضاءة المشتركة )العرض، التنظيف، طريقة الليل(.

المرحلة 4: التركيب

تركيب أجهزة استشعار وأجهزة استشعار وفقا للخطة: وضع علامة على كل جهاز من الأجهزة التي توفر لها رمزا أو جهازا من طراز QR، ولإعادة تشغيلها، واستخدام صناديق التقاطع القائمة؛ والتشييد الجديد يسمح بوضع أفضل، وضمان أن تكون جميع التركيبات التي يمكن استخدامها في مواقع متعددة الطاقات في مواقع الحصاد الرئيسية - لن تعمل كمراحل إذا تم فصلها - ٢,٥ من أجهزة الاستشعار التي تستخدم في البطاريات:

تركيب جهاز توفير (منضدة مخصصة للتكليف أو تطبيق متنقل) يضيف كل عقد من المعايرة بأمان، وينبغي أن يكون المزود على شبكة من أجهزة IP اللاسلكية إذا أمكن الحفاظ على اتصال متسق أثناء التكليف المكثف لمئات العقد.

المرحلة 5: الاتحاد

)أ( مسح رمز إعادة تحديد أسعار الصرف، وتوثيقه بمفتاح جهازه، وتعيين عنوان واحد، وإضافة مفاتيح الشبكة والتطبيق، وتهيئ قدراته على إعادة الشحن والأصدقاء، وتخصيص عناوين المجموعات، ونماذج الثقة لكل فترة من فترات التأشير: تحديد فترة العطل، وفترات الانتقال، ومخازن المشاهد، وملزمات الفرز.

وضع السمة الصديقة: لكل شبكة من شبكات البرامج المحلية، مقترنة بذلك مع عقد صديق محدد سلفاً، وحجم الاقتصاد ومعايير الأمن (التوقيت النهائي لاستطلاع الروايات، وما إلى ذلك) وضمان تحديد قيم الفترة الزمنية إلى العمر على النحو المناسب - فإن قيمة 3-5 هوابر كافية لمعظم خطوط الطوابق، ولكن المباني الأكبر قد تحتاج إلى أعلى من ذلك للاتصال عبر خطوط النقل عبر الحدود.

المرحلة 6: الاختبارات والتكليف

:: اختبار استقرار الشبكة بإرسالها إلى جميع الأضواء في منطقة ما، ثم زيادة حركة المرور تدريجيا لتشديد الشبكة، ورصد معدلات إيصال الرسائل باستخدام القياسات الصحية للمزود (يمكن أن تتوافق مع نماذج موظفي الصحة في كل عقد).

تقييم وفورات الطاقة بتسجيل استهلاك الطاقة الأساسية ومقارنة أداء الإضاءة الذكية على مدى أسبوع، وضبط الخوارزميات النهارية وتوقيت الشغل استنادا إلى أنماط الاستخدام الحقيقية، وأخيرا تدريب موظفي المرافق على تجاوزات يدوية، وتحديد مواعيد، وكيفية استبدال أو إضافة أجهزة جديدة.

دراسات الحالة: بلوتون ميش في المباني التجارية الكبيرة

برج المكاتب الثلاثون - إدارة الطاقة الآلية

وقد أعادت شركة عقارية تجارية بارزة تجهيز برج مكتبي من 30 إلى 30 في وسط مدينة شيكاغو، حيث يوجد أكثر من 000 8 من تركيبات الأشعة الليبرالية الزرقاء التي يمكن استخدامها، وقد أدى النظام إلى تحويل أجهزة الاستشعار في كل طوابق المكعب والممر العام، فضلا عن أجهزة الاستشعار النهارية في المناطق المحيطة، وباستخدام شبكة المياش، يمكن لنظام إدارة المباني أن يتحول إلى مناطق ذروة شمسية خلال تنظيف 30 في المائة من خطوط الجليد.

وبعد ستة أشهر، أبلغ البرج عن وفورات في الطاقة قدرها 42 في المائة مقارنة بنظام الإضاءة السابق، وشهدت الدراسات الاستقصائية عن رضا التراكم تحسنا بفضل مشاهد الإضاءة الشخصية في الأماكن التعاونية، وحققت شبكة المياش 99.97 في المائة من موثوقية إيصال الرسائل، مع بعض عمليات إعادة الانتقال خلال صيانة المصعد عند درء المعادن بإشارات معطلة لفترة وجيزة.

قاعة عرض كبيرة للتجزئة - زحام قابل للشرب للحياكة

وقد قام موزع للتجزئة في بيته بنشر إضاءة بلو توث ميش في غرفة عرض تبلغ ٠٠٠ ١٥ متر مربع تجري تغييرات في التصميم كل ربع، ونظرا لأن شبكة المياش لا تحتاج إلى تغييرات في الأسلاك، فإن فريق مرافق المخزن يمكنه إعادة تصميمات على عناوين جديدة باستخدام مجهزة أقراص، وعندما أنشئت ممر جديد، فإنه يضيف ببساطة التركيبات الموجودة في ذلك الممر إلى مجموعة جديدة من الرفوف الخفيفة.

وقلّص المخزن استخدام الطاقة الإضاءة بنسبة 50 في المائة بينما اكتسب المرونة لإعادة تشكيله دون زيارات كهربائية، ولم يستغرق إعادة تجهيز المتجر بأكمله سوى ثلاثة أيام، وذلك بفضل الطبيعة اللاسلكية لبلوتون ميش.

التحديات والنظر في المسألة

وفي حين أن بلوتون ميش قوي، يجب على المنفذين أن يتصدوا لعدة تحديات عملية:

التدخل والتعايش

وزجّت فرقة GHz التي تبلغ ٢,٤ مع ويف وزيغبي وغيرها من أجهزة بلوتونوث، وعلى الرغم من أن بلوتوث ميش يستخدم قفزات ترددات تكيفية عبر ٤٠ قناة، فإن التدخل الشديد من شبكات الواي فاي الكثيفة أو أفران الموجات الدقيقة يمكن أن يخفض الأداء، وفي البيئات الحرجة للبعثات، يمكن أن يعوض عن استخدام أجهزة نقل جديدة في المناطق التي تنطوي على تدخل كبير.

درجة الإحساس بالمرض

وبالنسبة لتطبيقات الإضاءة، فإن الاستجابة لها أمر حاسم - أي التأخير في الانتقال إلى الرحلة الذي يزيد على 200 متر يبدو متباطئا، ويضيف كل محل نقل ما يقرب من 1 إلى 10 مترات تبعاً لحمل الشبكة وشركة نمور تحرير تاميل إيلام، وفي مبنى كبير به 10 هوايات، يمكن أن يقترب أسوأ حالات الطوارئ من 100 متر، وهو أمر مقبول، ولكن إذا كانت المشاهد تتطلب نشاطاً متزامناً للعديد من الأضواء، فإن نشر رسائل غير مسموعة على نطاق واسع.

تحديثات وادارة الأجهزة

وليس لدى بلو توث ميش آلية موحدة لبرمجيات الحاسوب فوق الجو، وإن كان العديد من البائعين ينفذون عمليات الملكية، وينبغي لمديري المباني أن يخططوا لإجراء تحديثات دورية: يجب أن يجلبوا مزوداً في نطاق الأجهزة المستهدفة، يمكن أن يكون كثيفاً في المناطق المرتفعة المحركات، وبعض البوابات تدعم مكتب الشؤون الإدارية عبر برنامج عمل مائي، ولكن هذا يستهلك فترات انقطاع كبيرة في الصيانة.

زيادة كثافة العقيدة والشحن

وفي منشآت كثيفة جداً (مثلاً، قاعة للحفلات التي تحتوي على مئات من التثبيتات)، يمكن لكل عقدة تعمل كرحلة نقل أن تتسبب في ازدواجية في الرسائل المفرطة، ويجب أن تخفض حركة نقل الأسلحة التقليدية وإعادة نقلها إلى أسفل، وأن تستخدم الدولة المخصومة في كل عقد لتعطيل بعض التثبيتات مع الاحتفاظ بها كعناصر عادية، وأن تحد أيضاً من عدد شبكات البرامج المحلية الصديقة إلى 10؛ وقد يؤدي ذلك إلى إسقاط رسالة قصيرة.

الاتجاهات والاعتبارات المستقبلية

ويتواصل تطور ميش بلوتون مع إدخال تحسينات موحدة ونمو النظم الإيكولوجية التي ستوسع نطاق دورها في المباني التجارية:

خاتمة

وقد ثبت أن بلو توث ميش تشكل العمود الفقري الموثوق به والمتذبذب ومجديا للطاقة من أجل الإضاءة الذكية الواسعة النطاق في المباني التجارية، وأن طبويتها ذاتيا، وقابليتها للتشغيل المتبادل بين العشائر، وتصميم الطاقة المنخفضة، تجعلها مناسبة للتشييد الجديد وللأدوات الحساسة من حيث التكلفة، ومن خلال اتباع عملية تنفيذ منظمة - من مسح المواقع إلى التكليف بالاختبار - يمكن لمديري البناء أن يحقق وفورات كبيرة في مجال الطاقة(ج).