You are here

Açık Protokollerin Tarihçesi

Derleyen : Zeynep Odabaş
Haziran 2004

Mikroişlemci tabanlı doğrudan sayısal kontrollü (DDC-Direct Digital Control) sistemlerin pazarda ilk belirmeye başladığı dönem 1980’lerin başlarına denk gelir. Bu teknolojinin bina endüstrisinde öncü ve başarılı olduğu uygulama alanlarının başında Isıtma-Havalandırma ve Klima (HVAC) sistemleri gelmiştir. Elektronik ve pnömatik kontrol sistemleriyle kıyaslandığında daha hassas kontrol ve uygulamada sağladığı geniş esneklik potansiyeliyle, bir yandan konfor seviyesini yükseltirken diğer yandan enerji maliyetlerini düşürmesi, DDC sistemlerin kabul görmesini ve yaygınlaşmasını kolaylaştırmış, kendi başına iş gören HVAC, aydınlatma, güvenlik, yangın algılama, söndürme ve asansör gibi sistemlerin birbirleriyle iletişim ve etkileşim içerisine girmesini sağlayan bu kontrol ağı, "akıllı bina" kavramını hayatımıza sokmuştur.

Özellikle son on beş yılda, bu teknolojinin sağladığı avantajlar ve maliyetlerindeki azalmalar daha belirgin ve etkili hale gelmiş, ancak buna rağmen "akıllı bina" kapsamının tam anlamıyla gerçekleşmesi daha çok niyet aşamasında kalmıştır. Bunda da en belirgin eksik parça, "iletişim protokolü standardı" olmuştur.

İlk kıpırdanmaların ardından, rekabet baskıları ve ihtiyacı giderecek standartların yokluğu, bina otomasyon sistem üreticilerini kendi özel iletişim protokollerini yaratmaya zorlamıştır. Ancak bu olumlu gelişmeler bir dezavantaj olarak bina sahipleri / işletmecileri için, binalarında tercih ettikleri konforu sağlayacak farklı firmaların ürünlerinin seçiminde kısıtlama ve zorlamaları da beraberinde getirmiştir.

Enerji yönetimi, aydınlatma kontrol sistemleri ve yangın algılama sistemleri binalarda yaygın ve alışıldık uygulamalar haline gelmiş olmasıyla birlikte bunların entegrasyonunun gerçekleştiği projeler bu tip sınırlamalar nedeniyle yeterli ivme kazanamamıştır.

İletişimdeki kısıtlamalar, bina otomasyonu kapsamında olan tek bir sistemin kendi iç fonksiyonunda dahi kendini göstermektedir. Kurulu bir sistemin genişlemesi veya yenilenmesinin gerektiği durumlarda, mal sahibinin, sistemi kuran firmaya / markaya bağımlı kalması veya ihtiyacını karşılamak için farklı marka seçmesi halinde, mevcut sistemin iletişim standardıyla uyumlu olamayacağından, ya kurulu sistemi, seçeceği markaya göre tamamen değiştirmesi ya da eklenen cihazların ayrı bir sistem olarak çalışması kaçınılmaz olmuştur. Hatta kimi zaman bir firmanın geliştirdiği yeni ürünlerinin eski ürünleriyle haberleşememesi de karşılaşılan bir durumdur.

Mikroişlemcilerin kapasitelerinin artması ve fiyatlarının düşmesiyle birlikte, kontrol zekasının yakalayıp içine aldığı konular da çoğalmıştır. HVAC üreticileri, kendi cihazlarına özel geliştirdikleri kontrol panelini artık cihazlarıyla birlikte temin etmekte ve hatta kendi özel iletişim protokollerini yaratmaktadırlar. Bu gelişmeler, bu cihazların bina otomasyon sistemleri ile entegrasyonunu artık bir zorunluluk haline getirmiş, otomasyon firmalarını kendi iletişim dillerini en azından belli ölçekte paylaşmaya doğru itmiş ve aradaki iletişimi kurma görevini üstlenen farklı tiplerde sistem entegratörleri türemeye başlamıştır.

Ara birimler, entegrasyon problemine bir miktar nefes aldırdıysa da uzun vadeli ve tatmin edici bir çözüm olamamıştır. Dikkate değer tek uzun vadeli çözüm standart iletişim protokolleri olarak gözükmektedir.

BacNet

BACnet (Building Automation and Control Networking protocol)

Markalara özel iletişim protokolleri arasındaki uyumsuzluk Amerikan Isıtma-Soğutma ve İklimlendirme Mühendisleri Derneği’ni (ASHRAE) harekete geçmeye zorlamış ve dernek 1987 yılında bina otomasyonu ve kontrol sistemlerinde kullanılmak üzere standart bir iletişim protokolü geliştirme çalışmalarına başlamıştır. Bu amaçla kurulan Standart Oluşturma Komitesi (Standard Project Committee-SPC 135P), 1991 yılında hazırladığı ilk BACnet standardı taslağını yayınlayarak ilgili sektörlerin yorumuna açmıştır. Bu ilk baskıya altı farklı ülkeden 507 ayrı yorum gelmesi, bu tip bir standardın geliştirilmesi konusuna bina endüstrisinin ne kadar yoğun ilgisi olduğunun bir yansıması olarak kabul edilebilir. Artan ilgi ve görüşler de değerlendirilerek ilk çalışmanın revize edilmiş hali 1994’de yayınlanmıştır. 12 farklı ülkeden gelen yine yüksek sayıda yorum, standardın 1995’de üçüncü ve son revizyonunun oluşturulmasını gerektirmiştir. Standart bu haliyle ilk çalışmalarına başlandığı tarihten sekiz buçuk yıl sonra onaylanmış ve bir ASHRAE standardı olarak basılmıştır. Aynı yıl BACnet standardı Amerikan Ulusal Standartları Enstitüsü (ANSI) tarafından ulusal bir standart olarak kabul edilmiştir.
 

Lon Works

LONWORKS

Apple şirketinin kurucularından Mike Markula, 80’li yılların ortalarında, PC’ye geçişin ileriye dönük araştırma-geliştirme planlarını oluştururken, o ana kadar gelinen noktada, alanda bir açık olduğunu fark eder. Tasarım ve üretimin her seviyesinde, entegrasyon ve maliyetler azaldıkça kapasite ve uygulama çeşitliliği dramatik bir şekilde artmaktaydı ve "bilgisayar ağı teknolojisi" o dönemde, günlük kullanımdaki cihazlara henüz inmemişti.

Markula, bu konuya yatırım yapmanın ne kadar gerekli ve işe yarar olacağını görebilmek için, ilk etapta ön çalışma yapmak üzere bir ekip kurar. Ekip, yaklaşık iki yıllık bir araştırmanın sonunda, sistemin işlemesi için gerekli olan bazı donanımlar henüz eksik görünse de ilerleyen zamanda bunların temin edebilir olacağını belirtirler.

İlk tohumları bu şekilde atılan Echelon firması, günlük kullanımdaki cihazları bir ağ üzerine bağlayacak sistemleri yaratmak üzere resmi olarak 1988 yılında kurulur. Şirketin yönetimine bugün halen dümenin başında olan, PBX teknolojisinin yaratıcısı Dr. Kenneth Oshman gelmiştir.

İlk yıllar oldukça enteresan geçer. Echelon’un yaratmaya çalıştığı sistemi uygulayabilmesi için elinde ne silikonu, ne veri alış verişini sağlayan arabirimleri ne de iletişim ağını oluşturabilecek altyapıları vardır. Bu bileşenleri farklı firmalardan temin etmeye çalışırlar. Anlaşma yaptıkları silikon üreticilerinin Nöron çipleri teslimlerindeki gecikmeleri, bir miktar hızlarını kesmelerine rağmen "Lonworks" adını verdikleri iletişim ağı platformu artık bir zemin kazanmaya başlar.

Ancak, Lonworks’ün yaygınlaşması, Echelon ekibinin atlamış olduğu başka bir detay nedeniyle bir gecikmeye daha maruz kalır. O da, yabancısı oldukları kontrol endüstrisinin ilerleme ve adaptasyon hızının, elektronik teknolojisinin gelişim hızının yanında çok yavaş kalmasıdır.

İlk yıllardaki bu ağır başlangıcın ardından, sistemin benimsenmesiyle birlikte ivme kazanması kayda değer bir hızda olmuştur.

Echelon bugün, günlük kullanımdaki elektronik cihazların birbirleriyle iletişimini sağlayan teknolojiler üreten bir firma konumundadır. Lonworks’ün teknolojik altyapısını oluşturan Nöron çipin lisansını elinde tutmakla birlikte, Echelon, kontrol sektöründeki firmaların bu iletişim standardına kolay ve hızlı adaptasyonunu sağlayacak ürünler/sistemler geliştirmektedir. Bu yaklaşımla, silikon üreticisi ya da satıcısı konumuna girmeyi tercih etmemiş, bu konuda farklı firmalar ile (Toshiba, Motorola, Cypress Semiconductor) lisans anlaşması yaparak fiyat ve teknoloji rekabetini de dengede tutacak bir politika izlemiştir.

Echelon’un geliştirdiği Lonworks iletişim protokolü, bina otomasyon sektöründe bugün en yaygın kullanılan iletişim standardı halini almıştır. Bina Otomasyon sistemlerinin yanı sıra Lonworks, taşımacılık, tıbbi cihazlar, sanayi otomasyonu, ev otomasyonu ve kamu hizmetleri alanlarında da yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır.

 

MODBUS

Diğer iki iletişim protokolü ile tarihsel sıralama açısından kıyaslandığında MODBUS’ın ortaya çıkması biraz daha geçmişe dayanıyor. Sektörel olarak kıyaslandığında ise endüstriyel alandaki iletişim ihtiyacını karşılayan en eski seri iletişim protokollerinden biri. PLC (Programmable Logic Controller) sektörünün ilk ve en güçlü imalatçılarından olan Modicon firması tarafından kendi ürünleri arasındaki iletişimi sağlamak üzere 1978 yılında geliştirilmiş. Zamanla PLC sistemler arasında veri transferi ve bilgi alışverişini sağlayan standart bir iletişim protokolü olarak bilfiil sektörde yerini almıştır. Modicon’a rakip pek çok endüstriyel kontrol cihazı imalatçısı kendi iletişim protokollerinin yanı sıra Modbus iletişim desteğini de vermektedirler.

Bir süre sonra Gould-Modicon, sonra AEG-Modicon adını alan Modicon firması, 1979 yılında Schneider Grup tarafından satın alınmıştır. Bir sonraki önemli gelişme olarak Schneider Electrics’in protokol üzerindeki isim hakkını, 2002 yılında endüstriyel iletişim teknolojisini geliştirmek üzere kurulan ve kar amacı taşımayan MODBUS-IDA adlı bir organizasyona aktarması, MODBUS iletişim protokolünün gelişimini ve yaygınlığını olumlu yönde etkilemiştir.

Teknolojik olarak bir kaç adım öndeki diğer standart iletişim protokollerinin yanında MODBUS bugün hala herhangi bir PC veya küçük bir microişlemci ile birlikte kullanılabilmekte ve sağlam geçmişi ve basit altyapısıyla artan sayıda imalatçı tarafından desteklenmekte ve mevcut pek çok endüstriyel sistemle iletişim kurabilmektedir.
 

EIB

EIB (European Installation Bus) ve KNX

1990 yılında, elektronik sektöründen on beş Avrupalı üretici firmanın, sistemlerinin/cihazlarının birbirleriyle haberleşmesinde kullanacakları ortak bir iletişim dili oluşturmak üzere bir araya gelmesiyle EIBA (European Installation Bus Association) kurulmuştur.

EIBA’nın, Kasım 1991’de, EIB adını verdiği iletişim protokolünün ilk taslağını, değerlendirilmesi ve bir sonraki adım olarak EN (Avrupa Standardı) veya ENV (ön standart) halini alabilmesi için CENELEC’e (Avrupa Elektrik Standartları Komitesi) sunmasıyla EIB’nin standart haline getirilme çaba ve çalışmalarında somut bir adım atılır.

Haziran 1992’de DKE -Alman Elektroteknik Mühendisleri Komisyonu EIB sistemini, bir standart (DIN V VDE 0829) olarak bünyelerine kabul ederler.

Fransa’da ise EIB protokolü "deneysel standart" olarak yayımlanır.

Bu aşamaya gelindikten bir süre sonra, Haziran 1996’da, EIBA ve benzer çalışmalar sürdüren BatiBUS Club International (BCI) ve European Home Systems Association (EHSA), iletişim ağını hem bina hem de konutlardaki elektronik sistemleri kapsayacak şekilde genişletmek ve daha yaygın bir standart halini alabilmek maksadıyla birleşme kararı alırlar.

Nisan 1999’da, elektro-mekanik ve bina otomasyon alanlarında aralarında Bosch, Schneider, Siemens, Electrolux, Merten gibi isimlerin bulunduğu dokuz büyük Avrupa firması, bu yeni grup ile işbirliğine gider ve Konnex Association adı altında bir dernek oluştururlar.

Derneğin amacı, mevcut üç Avrupa iletişim standardının (EIB, BCI ve EHSA) sahip olduğu teknik altyapı ve kaynakları birleştirerek bina ve konut otomasyonunda standart olarak kullanılacak tek bir açık iletişim protokolü (KNX) yaratmaktır.

Kurulduktan bir yıl sonra, Haziran 2000’de, Konnex Assoc., Avrupa Elektrik Standartları Komitesi (CENELEC) ile, standartlarının EN 50090 serisi içinde yer alabilmesi için gerekli donanımı temin etmek üzere bir işbirliği anlaşması yapar.

Bundan sonraki çalışmalar ve faaliyetler, standardın tanıtılması ve yaygınlaşmasına yönelik gelişir.

Bugün Konnex Assoc. sektörde "en" olmasa da Bina ve Konut Elektronik Sistemleri Standardizasyonunda on yıllık bir geçmişe sahip üç oluşumun mirasını taşıyan, yüzü aşkın elektrik sistemleri/cihazları üreticisini bünyesinde bulunduran önemli ve etkili bir kuruluş halini almıştır.

Theme by Danetsoft and Danang Probo Sayekti inspired by Maksimer