پروتکل وای فای (Wi Fi Protocol) و هوشمند سازی خانه‌ها + عکس

اکثر افراد با وای‌فای (Wi-Fi) آشنا هستند اما نمی‌دانند که وای‌فای در صنعت اتوماسیون و هوشمند سازی ساختمان‌ها نیز کاربرد دارد.  در ادامه‌ی این مطلب تصمیم داریم بیشتر در مورد پروتکل وای فای، پروتکل‌های شبکه‌ی بی‌سیم وای فای، ویژگی‌های پروتکل وای فای و نصب آن، مشکلات احتمالی استفاده از پروتکل وای فای در اتوماسیون خانه‌ها و نحوه بهینه‌سازی وای فای خانگی برای اتوماسیون خانگی صحبت کنیم.

پروتکل های wifi

بسیاری از دستگاه‌های هوشمند موجود در بازار از طریق وا‌ی‌فای به تلفن‌های هوشمند یا هاب متصل می‌شوند و Wi-Fi یک شبکه‌ی گسترده‌ی در دسترس است که همه‌ی مردم نحوه‌ی استفاده از آن را می‌دانند. هزینه‌ی استفاده از پروتکل Wi-Fi نسبتا پایین است و به همین خاطر راهی ایده‌آل برای استفاده در سیستم خانه هوشمند می‌تواند باشد. دستگاه‌هایی که با اتصال به وای فای کار می‌کنند، درست همانند کامپیوتر و تلفن‌های هوشمند، از طریق روتر خانگی به اینترنت متصل می‌شوند. راه‌اندازی آنها آسان است و به ندرت با مشکل مواجه خواهد شد.

پروتکل‌های شبکه‌ی بی‌سیم وای فای

پروتکل مجموعه‌ای از قوانین یا دستورالعمل‌های مورد توافق برای ارتباط است. هنگام برقراری ارتباط مهم است که در مورد نحوه‌ی انجام آن مورد بررسی و توافق قرار گیرد. برای مثال اگر یکی از طرفین به زبان آلمانی صحبت کند و طرف دیگر فارسی، ارتباطات به احتمال زیاد با شکست مواجه می‌شود اما اگر هر دوی آنها روی یک زبان مشترک به توافق برسند، ارتباط میسر خواهد شد. خانواده‌ی پروتکل‌های شبکه‌ی بی‌سیم IEEE یا 802.11 استانداردی برای شبکه‌های بیسیم است و امکان ارتباط دستگاه‌ها را فراهم می‌کند. مجموعه پروتکل اینترنت یا TCP/IP مجموعه‌ای از پروتکل‌ها است که هر کدام عملکرد یا هدف خاص خود را دارند. این پروتکل‌ها توسط سازمان‌های استاندارد بین‌المللی ایجاد شده‌اند و تقریبا در تمام پلتفرم‌ها در سراسر جهان استفاده می‌شوند تا همه‌ی دستگاه‌های موجود بتوانند با موفقیت با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

پروتکل‌های شبکه‌ی بی‌سیم 802.11 بارها تکرار شده‌اند و هر کدام از نظر قابلیت و سرعت از نسخه‌ی قبلی پیش گرفته است. همه‌ی تجهیزات با تمام نسخه‌ها کار نمی‌کنند و بنابراین مهم است که بدانید تجهیزات شما از کدام نسخه‌ی پروتکل وای فای (Wi Fi) استفاده می‌کند. به طور کلی، تجهیزات جدیدتر از اخیرترین پروتکل‌ها پشتیبانی می‌کنند و تجهیزات قدیمی‌تر، ممکن است قابل کار کردن با پروتکل‌های وای فای جدید نباشند. به طور معمول تجهیزات از چند پروتکل پشتیبانی می‌کنند؛ برای مثال تجهیزات دارای برچسب 802.11ac/n/g با سه پروتکل سازگار هستند.

پروتکل 802.11ax (پروتکل وای فای 6)

جدیدترین نسخه‌ی پروتکل‌های 802.11 نسخه‌ی 802.11ax است که با نام وای فای 6 شناخته می‌شود. این پروتکل وای فای با افزایش کارآیی شبکه برای دستگاه‌های تلفن همراه و اینترنت اشیاء، تعداد فزاینده‌ای از دستگاه‌ها و برنامه‌ها را در خود جای می‌دهد. پروتکل Wi Fi 6 دارای مدولاسیون OFDMA است و برای ورودی‌های چندکاربره، خروجی چندکاربره (MU-MIMO) مجهز است که به دستگاه‌های بیشتری امکان اتصال همزمان می‌دهد. نسخه‌ی 802.11ax کارآیی، کارآمدی و امنیت بیشتری را نسبت به نسخه‌های قبلی پروتکل وای فای ارائه می‌دهد. حداکثر سرعت انتقال نظری آن حدود 10 گیگابیت در ثانیه است که حدود 30 درصد بیشتر از وای فای 5 است. این پروتکل WiFi با نسخه‌های دیگر پروتکل نیز سازگار است.

(پیشنهاد می‌کنیم مطلب کاربردی بیمارستان هوشمند را از دست ندهید.)

پروتکل 802.11ac (پروتکل وای فای 5)

پروتکل 802.11ac که با نام پروتکل وای فای 5 نیز شناخته می‌شود، پشتیبانی از باند دوگانه (Dual Band) را به جعبه ابزار خود اضافه کرده است. این پروتکل می‌تواند از باند 2.4 گیگاهرتزی و باند 5 گیگاهرتزی به طور همزمان استفاده کند. پروتکل 802.11ac تقریبا سه برابر سریعتر از 802.11n است و از 8 جریان پشتیبانی می‌کند. این پروتکل تنها از باند 5 گیگاهرتز استفاده می‌کند.

پروتکل 802.11n (پروتکل وای فای 4)

پروتکل 802.11n از فن‌آوری چند-ورودی و چند-خروجی (MIMO) و یک کانال فرکانس رادیویی وسیع‌تر نسبت به پشینیان خود، پشتیبانی می‌کند. این پروتکل شبکه‌ی محلی بی‌سیم (WLAN) را افزایش می‌دهد و قابلیت اطمینان را بهبود می‌بخشد. با سرعت 600 مگابیت بر ثانیه، سرعتی 10 برابر پروتکل 802.11g دارد و از هر دو باندهای 4.4 گیگاهرتز و 5 گیگاهرتز استفاده می‌کند.

پروتکل 802.11g

استاندارد 802.11g نوع بهبودیافته‌ی استاندارد 802.11b است و از همان 2.4 گیگاهرتز مشترک سایر دستگاه‌های بی‌سیم خانگی استفاده می‌کند اما نسبت به استاندارد پیشین خود سریع‌تر است و می‌تواند تا 54 مگابایت بر ثانیه سرعت انتقال داشته باشد. تجهیزات طراحی شده برای پروتکل وای فای 802.11g با تجهیزات 802.11b نیز ارتباط برقرار می‌کنند. با این حال، معمولا ترکیب این دو استاندارد توصیه نمی‌شود.

پروتکل 802.11a

استاندارد 802.11a در محدوده فرکانس‌های مختلفی عمل می‌کند. با پخش منحصرا در محدوده‌ی 5 گیگاهرتزی، دستگاه‌های 802.11a با رقابت و تداخل کمتری با دستگاه‌های خانگی مواجه می‌شوند. این پروتکل همانند استاندارد 802.11g،  قادر به انتقال داده‌ها تا 54 مگابیت در ثانیه است.

پروتکل 802.11b

پروتکل 802.11b اولین استاندارد بی‌سیم بود که به طور گسترده در خانه‌ها و مشاغل مورد استفاده قرار گرفت. معرفی این استاندارد با افزایش محبوبیت هات‌اسپات‌ها و متصل ماندن به اینترنت در طول سفر همراه بود. تجهیزاتی که از 802.11b استفاده می‌کردند نسبتا ارزان بودند و در اکثر لپ‌تاپ‌ها بکار برده می‌شدند. استاندارد ارتباط بی‌سیم 802.11b در محدوده‌ی فرکانس تنظیم‌نشده‌ی 2.4 گیگاهرتز کار می‌کند. حداکثر سرعت برای ارتباطات این پروتکل وای فای، 11 مگابیت در ثانیه است که در نسخه‌های جدیدتر پروتکل Wi Fi بسیار افزایش یافته است.

ویژگی‌های پروتکل وای فای

• بدون نیاز به هاب: پروتکل وای فای با روترهای استاندارد Wi Fi عمل می‌کند.
• قابلیت کنترل با صدا: برای کنترل راحت‌تر دستگاه‌ها می‌توان از دستیار گوگل و الکسای آمازون استفاده کرد.
• ارتباط مستقیم: عالی برای دستگاه‌هایی در فاصله‌ی 30 متری از روتر
• نصب آسان: قابلیت نصب آسان با مجموعه‌ای از گزینه‌های برنامه‌ریزی متفاوت
• هزینه‌ی پایین: ارزان‌ترین روش برای نصب هوشمند سازی خانه‌ها

معرفی پروتکل وای فای برای هوشمند سازی خانه‌ها

این پروتکل رویکرد متفاوتی را برای اتوماسیون خانگی ارائه می‌کند و محبوبیت آن به سرعت در حال افزایش است که عمدتا به خاطر راحتی استفاده از آن است. این روش ارتباطی از یک شبکه‌ی ستاره‌ای برای رساندن اتوماسیون به روشنایی داخلی و خارجی و وسایل کوچک، بدون نیاز به هاب یا پل ارتباطی، استفاده می‌کند. این بدان معنا است که اگر شما یک گوشی هوشمند و یا تبلت دارید، می‌توانید برنامه‌ای را دانلود کنید که با برند محصولات وای فای شما مطابقت دارد و سپس دستگاه‌های خود را از طریق شبکه‌ی وای فای خانگی بدون نیاز به هاب یا واسطه برای ارتباط با هر دستگاه، آغاز کنید.

برای استفاده از پروتکل وای فای به یک اتصال شبکه‌ی وای فای در خانه نیاز دارید (معمولا حداقل باید 2.4 گیگاهرتز باشد) که امروزه اکثر خانه‌ها به آن مجهز هستند. از آنجایی که وای فای از یک شبکه‌ی مش واقعی مانند پروتکل Z-Wave یا Zigbee استفاده نمی‌کند، دستگاه‌ها برای ارتباط، به روتر Wi Fi متصل می‌شوند نه به یکدیگر. اگر می‌خواهید تمام خانه‌ی خود را با اتوماسیون تجهیز کنید باید یک روتر بیسیم با سیگنال قوی داشته باشید تا قابلیت پشتیبانی از چند دستگاه و انتقال در سراسر خانه را داشته باشد.

در برخی موارد، اگر کنترل‌های هوشمند در فاصله‌ای بسیار دورتر از روتر وای فای قرار گیرند یا اگر مانعی بین این دو باشد و باعث تداخل یا قطع احتمالی اتصال شود، اتصال پروتکل وای فای به دستگاه‌ها ممکن است معیوب شود. افزودن تعداد زیادی دستگاه هوشمند به یک روتر استاندارد می‌تواند منجر به مشکلاتی در رسانه‌ی جاری و سرعت اینترنت شود. با این حال، شما می‌توانید محدوده‌ی شبکه‌ی خود را با خرید توسعه‌دهنده‌های اضافی برای پشتیبانی از خانه‌ی هوشمند در حال رشد خود، گسترش دهید.

نصب پروتکل وای فای

انتخاب پروتکل وای فای راهی عالی برای هوشمند سازی و اتوماسیون خانگی است چرا که می‌توانید به سادگی در هر زمانی، دستگاهی جدید اضافه کنید و خانه‌ی هوشمند خود را به مرور زمان گسترش دهید. فرآیند نصب WI Fi فاکتور دیگری است که پروتکل وای فای را رقیبی بی‌مانند برای مصرف‌کنندگان می‌سازد. برای ایجاد یک خط ارتباطی باز، دستگاه‌ها فقط باید از طریق یک فرآیند یکباره که با نام جفت شدن شناخته می‌شود، متصل شوند.

هنگامی که دستگاه‌ها از طریق برنامه‌ی مربوطه برای تجهیزات شما، به شبکه‌ی Wi-Fi متصل شدند، دیگر نیازی به تایید یا لغو دستگاه‌ها در هر بار اتصال وجود ندارد. پس از اتصال و جفت شدن، شما می‌توانید بلافاصله اتوماسیون‌سازی خانه‌ی خود را آغاز کنید و تا زمانی که به شبکه‌ی وای فای متصل هستید، دستگاه‌های خود را از راه دور و از هر جایی، کنترل کنید. دستگاه‌های مبتنی بر پروتکل وای فای بعلاوه به شما امکان می‌دهند تا برنامه‌های از پیش تعیین شده یا سفارشی شده را برای دستگاه‌های خود برنامه‌ریزی کنید تا آنها به صورت اتوماتیک در زمان‌های از پیش تعیین شده روشن و خاموش شوند و یا می‌توان با جفت کردن آنها با دستیار صوتی مانند دستیار گوگل و آمازون الکسا در هر زمان با صدا آنها را کنترل کرد.

مشکلات احتمالی استفاده از پروتکل وای فای در اتوماسیون خانه‌ها

اگرچه پروتکل وای فای یک گزینه‌ی عالی برای اتوماسیون سریع است اما یکی از موارد افت پروتکل Wi Fi انتخاب محدود از محصولات توسط سازنده است که می‌تواند منجر به کنترل پراکنده‌ی دستگاه‌های مختلفی مبتنی بر پروتکل‌های Z-Wave و Zigbee توسط یک هاب مرکزی شود.

درحالی که دستگاه‌های هوشمند از پهنای باند بسیار کمی استفاده می‌کنند، اگر به دلیل ازدحام بیش از حد، در ارسال و دریافت پیام مشکل پیدا کنند، اتوماسیون شما نتایج متفاوتی خواهد داشت. یک نقطه دسترسی وای فای فقط می‌تواند با یک مشتری در یک زمان ارتباط برقرار کند. این بدان معناست که هر چه دستگاه‌های بیشتری روی خط وای فای قرار داشته باشند، احتمال بیشتری وجود دارد که دستگاه‌ها برای برقراری ارتباط معطل شوند.

نحوه بهینه‌سازی وای فای خانگی برای اتوماسیون خانگی

تکنولوژی ارتباطات بی‌سیم نحوه‌ی استفاده‌ی مردم از سیستم‌های سرگرمی، لوازم خانگی و سایر محصولات هوشمند را تغییر داده است. محصولات خانه‌ی هوشمند حتی بیشتر به ویدئو متکی هستند که باعث آسیب به شبکه‌ی وای فای شما می‌شوند. محصولاتی مانند آیفون‌های تصویری، سیستم‌ای امنیتی خانه هوشمند و پخش‌کننده‌های ویدئو همگی برای پهنای باند مبارزه می‌کنند. همانطور که دستگاه‌های هوشمند بیشتری به خانه‌ی خود اضافه می‌کنید، ممکن است لازم باشد به بررسی و ارتقاء شبکه‌ی بی‌ سیم و پروتکل وای فای خود باشید. شما باید اطمینان حاصل کنید که یک اتصال اینترنتی خوب و باکیفیت دارید. در غیر این صورت، از مزایای و قابلیت‌های این فناوری جدید و متصل به طور کامل بهره‌مند نخواهید شد. در ادامه‌ی این مطلب سه روش برای بهینه‌سازی شبکه یا پروتکل وای فای را معرفی می‌کنیم.

( اگر هنوز با هوشمند سازی موتورخانه آشنایی ندارید، این مطلب برای شما کاربردی خواهد بود.)

1. انتخاب نقطه دسترسی بی‌ سیم (WAP)

دو نوع اصلی از سیستم‌های ارتباطی Wi Fi برای خانه وجود دارد: شبکه‌های مش و اکسس پوینت (access point). شبکه‌های مش شامل گره‌های سیگنال وای فای بی‌سیم هستند و با هم کار می‌کنند تا تکام قسمت‌های خانه را با وای فای پوشش دهند. این نوع شبکه با انتقال سیگنال‌ها بین گره‌ها به کاهش مناطق مرده‌ی وای فای کمک می‌کند. با این حال، با افزایش گستره‌ی پوشش وای فای در شبکه‌های مش، سرعت به شدت کاهش پیدا می‌کند. این مساله به خاطر پرش داده‌ها بین گره‌های شبکه است زیرا داده‌ها بین دستگاه شما، گره‌ها و ایستگاه اصلی وای فای حرکت می‌کند.

از سوی دیگر، نقاط دسترسی بیسیم از طریق کابل اترنت به روتر متصل می‌شوند و یک شبکه‌ی محلی بی‌سیم ایجاد می‌کنند و سیگنال‌های بی‌سیم را در یک منطقه‌ی خاص ارسال و دریافت می‌کنند. اگر خانه‌ی شما بزرگ است و یا ساختمان شما از موادی ساخته شده که ممکن است با سیگنال‌های وای فای تداخل ایجاد کنند و یا اگر نیاز به اتصال چندین دستگاه هوشمند دارید، اکسس پوینت پهنای باند بیشتری را ارائه می‌دهد و برای نیاز شما بسیار مناسب است.

2. محل اکسس پوینت و روتر از اهمیت بالایی برخوردار است

هرچه دستگاه‌ها شما به روتر و نقاط دسترسی نزدیک‌تر باشند، سیگنال وای‌فای شما قوی‌تر خواهد بود. همچنین باید هر چیزی را که می‌تواند مانع یا باعث اختلال در اتصال دستگاه‌ها شود را در نظر بگیرید. دیوارهای بتنی، درها و کف‌های ضخیم می‌توانند سیگنال را کاهش دهند.

3. اطمینان حاصل کنید که روتر شما به روز است و قدیمی نیست

به روز رسانی روترها برای بهبود عملکرد و امنیت آنها است. روترهای قدیمی معمولا به شخصی نیاز دارند که فرآیند بروزرسانی آنها را شروع کند (کاربر باید سفت‌افزار را دانلود کند و یا یک دکمه را فشار دهد). برخی از روترهای جدیدتر دارای ویژگی‌های آپدیت و بروزرسانی اتوماتیک هستند. با این حال، وقتی از روترهای قدیمی استفاده می‌کنید، ممکن است به روز رسانی کافی نباشد و بهتر است روتر خود را با یک روتر جدیدتر و سریع‌تر جایگزین کنید.

جمع‌بندی پروتکل وای فای

پروتکل وای فای یکی از شناخته‌شده‌ترین استانداردهای بی‌سیم است که دستگاه‌ها به راحت‌ترین شکل ممکن راه‌اندازی و نصب می‌شوند. این مساله به این خاطر است که تقریبا تمام کسانی که قصد هوشمند سازی خانه‌های خود را دارند از قبل یک روتر WiFi یا یک اکسس پوینت (نقطه دسترسی) دارند. بنابراین دستگاه‌های اینترنت اشیاء (IoT) که از پروتکل وای فای استفاده می‌کنند، برای شروع به سخت‌افزار اضافی نیاز ندارند. تنها لازم است دستگاه جدید را وصل کنید، یک برنامه‌ی کاربردی ارائه شده توسط فروشنده یا یک مرورگر وب راه‌اندازی کنید، اعتبار خود را وارد کنید و کار تمام است!

توجه به این نکته مهم است که تقریبا تمام دستگاه‌های اینترنت اشیاء با قیمت متوسط تا پایین، از طیف بی‌ سیم 2.4 گیگاهرتز استفاده می‌کنند. اما چرا این مهم است؟ مدت‌های زیادی است که دستگاه‌های مختلف از تلفن‌های بیسیم گرفته تا لامپ‌های هوشمند از طیف 2.4 گیگاهرتز استفاده می‌کنند و به این ترتیب بیشتر در دسترس هستد.

منبع