وتُحدث تكنولوجيا بلو توث ميش تحولا في طريقة إدارة المباني الذكية للاستهلاك من الطاقة، إذ تتيح الاتصالات الموثوقة والمتدرجة والمضمونة بين أجهزة متعددة، وتوفر بلو توث ميش حلا قويا للنظم الحديثة لإدارة المباني، ويوسع هذا البروتوكول الشبكي اللاسلكي نطاق قدرات نظام توليد الطاقة المنخفضة الحجم لدعم شبكات الأجهزة الكبيرة، مما يتيح لمشغلي البناء رصد ومراقبة واستخدام الطاقة على النحو الأمثل في سائر تكاليف العمليات.

ما هو بلو توث ميش؟

فبلوتون ميش هو معيار للتواصل يحدده فريق بلوتون للمصالح الخاصة يتيح اتصالات كثيرة بين الطلبة على أجهزة اللاسلكي ذات الطاقة المنخفضة، وخلافا للوصلات التقليدية التي تربط بين نقطة وأخرى، بل وحتى البث الإذاعي، فإن شبكة ميدالية تتيح لأي جهاز نقل الرسائل إلى أي جهاز آخر في المدى، بحيث يتجاوز نطاق التغطية الفعلية نطاق البث الإذاعي الوحيد.

وتتكون شبكة بلو توث ميش من عقدة تؤدي أدوارا مختلفة: إرسال رسائل إلى الأمام، وبطارية منخفضة القدرة (الأصدقاء) عن طريق الاعتماد على صديق يُرسل إلى رسائل عازلة، والرموز البديلة تسمح للهواتف الذكية أو اللوحات بالتفاعل عبر مجموعة غات، وأجهزة الأساس التي تتولى تشكيل وإدارة جميع الاتصالات مشفوعة وموثوقة في الشبكة وطبقات متزامنة(37).

ويقدم Bluetooth SIG] مواصفات مفصلة وبرنامج تصديق يكفل التشغيل المتبادل بين البائعين، وهذا الانفتاح هو المفرق الرئيسي بين التكنولوجيات اللاسلكية غير المأمونة، ويقلل من القفل ويتيح لملاك المباني الخلط والتطابق بين أجهزة الاستشعار، وأجهزة التشحيم، والمحاضرين، ومراقبي مختلف شركات التصنيع داخل شبكة موحدة.

مستلزمات بلو توث ميش في مبنى التشغيل الآلي

وتتيح هذه الميوشات مزايا متميزة تتوافق بشكل وثيق مع متطلبات التشغيل الآلي في المباني وإدارة الطاقة، وتتجاوز هذه المتطلبات القدرة الأساسية للربط وتؤثر مباشرة على سهولة النشر، وتكلفة الملكية الكلية، والقدرة على التكيف على المدى الطويل.

Scalability

إن بلو توث ميش يدعم آلاف الأجهزة في شبكة واحدة، وهذا أمر أساسي لبناء ذكي حيث توجد مئات من المحركات الإضاءة، ومستشعرات درجة الحرارة، وأجهزة الكشف عن الشغل، وأظافر النوافذ، ومترات الطاقة قد تحتاج جميعها إلى التواصل، فهيكل الميوش يسمح للشبكة بالنمو العضوي - إضافة رمز آخر يوسع نطاق التغطية والموثوقية.

الموثوقية والتكرار

ولأن الرسائل يمكن أن تسافر على مسارات متعددة، فإن بلو توث ميش مرنة للغاية، وإذا انقطعت عن مسار واحد (بسبب فقدان القدرة أو الضرر المادي)، فإن الشبكة تتجه تلقائيا عبر مبان أخرى، وهذا السلوك الذي يقوم على التعافي الذاتي أمر حاسم بالنسبة لوظائف البناء الحرجة للبعثة مثل الإضاءة الطارئة أو دمج الإنذار بالخطر، كما أن التسليم المتعدد المتعاطف يقلل من درجة الحماسة، حيث أن البيانات لا تحتاج إلى تغيير محور مركزي واحد.

استهلاك الطاقة المنخفضة

وقد صممت الطاقة المنخفضة من الأرض لتدني الطاقة، ويمكن أن تدار نواة بلو توث ميش لسنوات على بطارية من الخلايا الصناعية، خاصة عندما تُشكل كعصابة منخفضة الطاقة، مما يسمح بوضع أجهزة الاستشعار اللاسلكية في أي مكان تقريبا دون أسلاك، مما يتيح رصد البيئة الجمردية التي تغذي الطوابق المثلية للطاقة.

الأمن

ويكتسب الأمن أهمية قصوى في نظم مراقبة المباني، حيث يقوم بلوتون ميش بتنفيذ التشفير على مستوى الشبكة (لحماية مسار الرسائل) وطبقة التطبيق (لحماية حمولة البيانات) ويتم توثيق كل رسالة، ومنع الهجمات من خلال أرقام متتالية، ويستخدم نظام توفير النواة الليبتيكية (EDH) التبادل الرئيسي، وتلبي هذه التدابير المتطلبات الصارمة للمرافق التجارية والحكومية.

قابلية التشغيل البيني والنظافة الإيكولوجية

وباعتماد من مجموعة بلوتون سيغ، يمكن أن تعمل الأجهزة من مختلف العلامات التجارية معاً دون هوادة، وهذا ميزة كبيرة على العديد من بروتوكولات إيوت التي تجبر على دخول البائعين، كما أن النظام الإيكولوجي المفتوح يشجع المنافسة والابتكار، ويعطي مديري المرافق خيارات أكثر، ويزيد من الأسعار، كما يشمل نماذج لمواصفات التطبيقات المشتركة (مثل مراقبة الإضاءة، وبيانات الاستشعار)، ويقلل من جهود التكامل.

لا حاجة إلى مركزي للهوب

وعلى عكس النظم التي تعتمد على جهاز توجيه مركزي أو نقطة الوصول، فإن بلو توث ميش لا مركزية تماما، ويمكن أن يتحكم مباشرة في أي جهاز محرك للدواء الخفيف المتاخم دون انتظار خادم مركزي، مما يقلل من درجة الفشل ويزيل نقطة الفشل، ويسهل التركيب لأن لا حاجة إلى معدات إضافية للبوابات في الاتصالات عبر الشبكة.

تنفيذ ميش بلوتون في المباني الذكية

إن نشر شبكة لشبكة " بلو توث ميش " لبناء التشغيل الآلي وإدارة الطاقة يتبع عملية منظمة، وفي حين أن التكنولوجيا تقلل من التعقيد مقارنة بالنظم اللاسلكية، فإن التخطيط الدقيق يكفل الأداء الأمثل والأمن والمنع في المستقبل.

الخطوة 1: تخطيط الشبكة

وتشمل المرحلة الأولى سيراً مادياً للمبنى لفهم تصميمه ومواد البناء وأنماط الاستخدام، كما أن الجدران المكفولة والتقسيمات المعدنية يمكن أن تخفف الإشارات اللاسلكية، وبالتالي يجب أن يكون وضع اللبنات هو الذي يُحسب لهذه العقبات، كما أن مسحاً للمواقع يحتوي على تحليل الطيف أو نماذج التنبؤ يساعد على تحديد الكثافة الميكانيكية المطلوبة.

الخطوة 2: اختيار الجهاز ونشره

ومن الأمور الحاسمة اختيار المعدات المناسبة، وتشمل المعايير الرئيسية الامتثال لآخر ملامح بلوتون ميش (v1.1+)، ودعم نماذج التطبيقات المطلوبة (مثلا، وينريك أوف، ولايت، وحساس)، ومصدر الطاقة (الخصوبة أو الرئيسية المختارة)، وبالنسبة لإدارة الطاقة، ينبغي أن تعطي الأولوية للأجهزة التي يمكن أن تبلغ عن استهلاك الطاقة والبارامترات البيئية مثل درجة الحرارة، والرطوبة، وثاني أكسيد الكربون، والألمان.

وينبغي أن يتبع التركيب " خطة رسمية " تحدد العنوان المنطقي لكل جهاز في الشبكة، أما بالنسبة للمستشعرات التي تعمل بالبطارية، فينبغي أن تنظر في وضع بالقرب من مقاطع إعادة الشحن (الأصدقاء) لتمديد حياة البطاريات، ويمكن للمفاتيح اللاسلكية أن تحل محل الضوابط الجدارية، وتخفض تكاليف العمل، وتسمح بإعادة تشكيل الفضاء المرن، وتكفل أثناء النشر أن يكون كل جهاز في نطاق لا يقل عن عقدين آخرين لتوفير مسارات زائدة.

الخطوة 3: تشكيل الشبكات واختبارها

ويبدأ التوثيق بتوفير - تعيين كل جهاز مفتاح وحيد للشبكة، ومفتاح للتطبيق، ومفتاح للأجهزة عن طريق أداة للتشغيل أو توفيرها - ويتيح مفتاح الشبكة للنموذج المشاركة في إعادة إرسال الرسائل؛ ويضمن مفتاح التطبيقات بيانات لوظيفة محددة (مثلاً، التحكم في الإضاءة) ثم يطبق نماذج التطبيق المناسبة: ربط جهاز قياس درجة الحرارة بنموذج جهاز الاستشعار المكون، ومفتاح للزراعة مع النموذج المميز للنموذج الوراثي/اللوذع.

وينبغي أن يتحقق الاختبار من جميع الآلات المخطط لها: كل مستوى على حدة، منطقة على حدة، وأن يتحقق من أن التحول إلى مفتاح التبديل يؤدي بشكل صحيح إلى أجهزة التشحيم المقصودة، وأن أجهزة استشعار الوجود ترسل تحديثات على مستوى الشاشة إلى جهاز التحكم في الترددات العالية، وأن يختبر الشبكة عن طريق حفز الفشل في العرض، مثلا، إزالة الطاقة من إحدى نقاط الفرز، وتأكيد أن الرسائل لا تزال تصل إلى وجهتها.

الخطوة 4: التكامل مع نظم إدارة المباني

ولا تعمل شبكة بلو توث ميش بمعزل عن بعضها البعض، ولتحقيق الإدارة الشاملة للطاقة، يجب أن تتبادل الشبكة بياناتها مع نظم أعلى مستوى مثل نظام إدارة المباني، أو منصة تحليل السحاب، أو برامج إدارة الطاقة، ويُجرى ذلك عادة عن طريق بوابة للوزن الخفيف (مثلاً، قرص مبرد أو جسر مكرس) تترجم بيانات بلوتوث ميث إلى BACnet، أو مودبوز، أو مبيد آفات.

تطبيقات إدارة الطاقة مع عشيرة بلوتوث

وتفتح القدرة على تركيب أجهزة الاستشعار والضوابط في جميع أنحاء الفضاء على شبكة لاسلكية واحدة استراتيجيات قوية لتوفير الطاقة يصعب تحقيقها بالنظم اللاسلكية أو المجزأة.

الإضاءة المأخوذة من موقع أوف سي

ويمكن تجهيز كل مكتب، وغرفة الاجتماع، والمنطقة المفتوحة بمستشعرات الشغل (PIR أو فوق الصوتية) التي تتصل مباشرة بسائقات الإضاءة المحلية وأجهزة الحرارة عن طريق الميوش، وعندما تكون الغرفة شاغرة بالنسبة لتوقيت قابل للتشكيل، ترتفع أو تخفض درجة الحرارة (الاسترجاع) لأن الرسائل تبث بسرعة 30 في المائة من الاستراتيجيات الرئيسية للتحكم في الطاقة.

صيد النهار وتركيبه

(بلو توث ميش) يدعم نماذج الاستشعار التي تُبلّغ عن الوهم، ويمكن لمستشعر الضوء المُركّز على السقف أن يُنقل قراءته إلى مجموعة من المتشددين بالقرب من نافذة، ومن ثم يُعدّل ناتجهم للحفاظ على مستوى مستهدف (مثل 500 فدان على المكتب) ويُبقي الضوء الاصطناعي ثابتاً كبضوء النهار، ويُنقذ الكهرباء، ويُحافظ على الراحة.

الاستجابة للطلبات وإدارة القروض

ويمكن لمديري الطاقة استخدام بلو توث ميش في حمولات غير حرجة خلال فترات الذروة في الطلب، ويمكن تلقي إشارة استجابة للطلب من الفائدة من البوابة وبثها كرسالة مشرقة إلى جميع الحمولات الخاضعة للمراقبة (مثلاً، الأضواء المشتعلة بنسبة 20 في المائة، مما يرفع نقاط حرارة الأشعة بمقدار 2 درجة مئوية)، ولأن التنظيف سريع، فإن هذه التعديلات تحدث في غضون ثوانٍ من بدء تشغيل المبنى بأكمله.

المنطقة - قاعدة البيانات والشخصية

ويمكن أن يكون للموظفين أفضلياتهم الخاصة من حيث الضوء ودرجات الحرارة مرتبطة، على سبيل المثال، بوجودهم منارة بلوتون التي تستخدمها الهواتف الذكية، ويمكن أن تتكيف منطقة مكتبية قابلة للاشتعال تلقائيا مع البيئات المفضلة لدى شاغلها عند وصولها، كما يمكن تحديد الجداول حسب المنطقة: فوجود طاقم التنظيف يشعل الأضواء في الممرات عند السطو على 50 في المائة فقط من السطو؛ وتُنفذ أبواب الاجتماعات قبل 15 دقيقة من سيناريوه.

التحديات والنظر في المسألة

ورغم مواطن القوة التي يتمتع بها، فإن تنفيذ برنامج " بلو توث ميش " ينطوي على تحديات يجب أن يتصدى لها المهندسون المعماريون والمرشدون.

التداخل والتعايش في مجال الإذاعة

ويستخدم بلوتون في إطار مجموعة المواد الكيميائية ISM التي تبلغ 2.4 غيغاهرتز، والتي تتقاسمها مع شبكة وي - فاي وزيغبي وغيرها من التكنولوجيات اللاسلكية، وفي المباني الحضرية الكثيفة، يمكن أن يؤدي التدخل إلى تدهور الأداء، وتشمل استراتيجيات التخفيف التخطيط الدقيق للقناة (يستخدم ميش مجموعة فرعية من 40 قناة، ولكن القفز بالتردد يتجنب الازدحام)، واستخدام نقاط التردد التكييف، وتثبيت في الوصول إلى مواقع متقارب بين الكثافة.

Battery Life vs. Latency

ولا تكاد تستهلك قطع الغيار ذات الطاقة المنخفضة (مفهوم الصداقة) أي طاقة تنتظر الرسائل، ولكن يجب أن تكون محرك الصداق الرئيسي، وإذا كان عدد كبير من قطع الغيار ذات القوة المنخفضة يرتبط بصديق واحد، فإن الصديق قد يصبح مكتظا ويزداد تساهلا، والتوازن بين نسبة الأصدقاء إلى القوى المنخفضة (من 1 إلى 1 إلى 1:50) أمر حاسم، كما يجب أن تحدد تشكيلة الشبكة الوقت المناسب للعيش في ظل حدود غير ضرورية.

أمن الشبكات وإدارتها

وفي حين أن بلو توث ميش له تشفير قوي، فإن أمن النظام العام يتوقف على الإدارة الرئيسية السليمة، ويزيد استخدام مفتاح الشبكة نفسه عبر مبنى كامل من المخاطر، ويزيد بلوتوث ميش ضد 1-1 من الشبكات الفرعية التي أدخلت والعناوين الافتراضية لعزل النظم الفرعية (مثلا، الإضاءة ضد HVAC) تحت مفاتيح مختلفة، وبالإضافة إلى ذلك، يجب تحديث الشبكة عندما تُزال أو تتعرض للخطر.

تعقيد التكامل

وكثيرا ما تستخدم البنية التحتية القائمة للبناء بروتوكولات قديمة مثل BACnet أو KNX أو DALI. A Bluetooth Mesh بوابة يجب أن تدعم ترجمة البروتوكولات، ورسم خرائط الأحداث المصغرة إلى أهداف نظام إدارة المباني القياسية، وهذا يمكن أن يكون معقدا إذا لم يكن المدخل مدعما جيدا، واختيار بوابة توفر مكتبة مثبتة للتصميم )أو واحدة من بائع ذي مجتمع كبير( مما يقلل من المخاطرة فيما بين أجهزة الاعتماد المثبتة من البائعين.

النشرات والدراسات الإفرادية في العالم الحقيقي

وقد تم نشر ميتش الأزرق في العديد من مشاريع البناء الذكية في جميع أنحاء العالم، وعلى سبيل المثال، فإن Ledvance Smart+) تستخدم شبكة بلو توث ميتش في مراقبة الإضاءة المكتبية، مما يحقق وفورات في الطاقة في المباني التجريبية، وبالمثل، استخدمت تركيبة مذيبات من بعد [Fgrat:3]

التوقعات المستقبلية

ولا تزال النسخة الأخيرة (1-1) تتطور، وتأتي سمات مثل الموجات الأمامية (التي تقلل من النفقات العامة)، والشبكات الفرعية الواسعة النطاق، وتحسين توفير الطاقة عن بعد، مما يجعل البروتوكول أكثر ملاءمة للمباني الكبيرة جداً ولتطبيقات المجمع المتعددة المباني، كما أن التكامل مع الخدمات السحابية وتحديد الطاقة بواسطة الآيروسيت هو خطوة طبيعية قادمة، حيث أن نماذج البناء الرقمية أصبحت شائعة، فإن البنية التحتية للبنات ذات الزمن الافتراضية المتوسطة يمكن أن تحقق.

خاتمة

إن تكنولوجيا بلو توث ميش تمثل حلا مقنعا ومثبتا للتشغيل الآلي للبناء الذكي وإدارة الطاقة، وقدرتها على التصعيد وموثوقيتها وتدني قدرتها وملامحها الأمنية، تتواءم تماما مع احتياجات المرافق الحديثة، ومن خلال متابعة عملية تخطيط ونشر منهجية، يمكن لمالكي البناء والمربين إنشاء شبكة مرنة ومقاومة للمستقبل تؤدي إلى خفض تكاليف الطاقة، وتحسين مستوى الارتياح، والحد من البصمود الذي ينمو في النظام الإيكولوجي، وما زال قائما.