خانه هوشمند

در این بخش از مقاله به عنوان خانه هوشمند با ما همراه باشید

قطار تکنولوژی هر روز ایستگاه تازه ای را تجربه می کند و به نظرمی رسد، نمی توان توافقی برای این قطار پرتوان متصور بود. صنعت خانه های هوشمند هم از این روند مستثنی نبوده و نسل های مختلف خانه های هوشمند همچنان در رفت و آمدند.

خانه هوشمند

بشر رد ادوار مختلف، ایده ها و تکنولوژی های فراوانی را به کار بسته تا به رویای خود در دستیابی به یک خانه هوشمند با کارایی واقعی و بهینه جامه عمل بپوشاند. گستردگی این تلاش ها امروزه بسیار بیش از پیش خودنمایی می کند و فناوری های جدید خانه هوشمند گویای این حقیقت است که نسل های جدید سامانه های خانه هوشمند، تفاوت های مفهومی و بنیادینی با نسل های گذشته داشته و موضوعات مهمتری را هدف قرارداده است.

خانه هوشمندنیاز به خانه هوشمند امروزه منحصر به افراد ثروتمند و خانه های لوکس نمی شود، چرا که علاوه بر جلوه های فن آوری های پیشرفته این سیستم ها، اهمیت آنها در مدیریت مصرف انرژی، کاربران بیشتری را به سمت این تکنولوژی سوق داده است و تولیدکنندگان این صنعت را مجاب کرده است تا در نسل های جدید، تکنولوژی را به نحوی به کار ببندند که قیمت نهایی محصول برای طیف وسیعی از خریداران قابل دستیابی باشند.

مزایای استفاده از خانه هوشمند بسیار زیاد است که به عنوان نمونه می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • لذت زندگی در یک خانه کاملا هوشمند با بکارگیری آسان تکنولوژی روز دنیا
  • صرفه جویی میزان قابل توجه در مصرف انرژی
  • آرامش خانواده با افزایش ضریب امنیت منزل
  • افزایش اعتماد به نفس سالمندان و توانمند ساختن آن ها در کنترل کامل خانه
  • منظم شدن فعالیت های روزمره، با برنامه ریزی زمان بندی شده برای تجهیزات موجود در منزل
  • افزایش ارزش مادی با بکارگیری تجهیزات خانه هوشمند در منزل

در این مطلب ابتدا مفاهیمی از خانه هوشمند را بیان می نماییم و سپس به معرفی قابلت های نسل جدید خانه هوشمند می پردازیم تا تفاوت های آن با نسل های گذشته بهتر آشکار شود.

خانه هوشمند چیست؟

سیستم خانه هوشمند، مجموعه ای از محصولات است که با یکدیگر از طریق پروتکل های ارتباطی مختلف در ارتباط هستند و کاربران می توانند از طریق آن ها، بر روی بخش های مختلف منزل کنترل هوشمند اعمال نمایند. کنترل هوشمند شامل برنامه ریزی زمانبندی شده، برنامه ریزی براساس وضعیت محیط، کنترل در محل از طریق واسط های کاربر مختلف، کنترل از راه دور، اجرای سناریو های ترکیبی از پیش تعریف شده و … می باشد.

این تجهیزات علاوه بر خانه های مسکونی در ساختمان های اداری، تجاری هتل ها، تالارهای پذیرایی، سالن های ورزشی، رستوران ها و … قابل استفاده هستند.

اجزای سیستم خانه هوشمند

خانه هوشمندبه طور کلی سیستم های هوشمند را می توان متشکل از ۵ بخش اصلی دانست :

  • کنترل کننده مرکزی (قلب مرکزی سیستم)
  • پروتکل (های) ارتباطی
  • واسط‌ کاربر (User Interface)
  • سنسور
  • عملگر (Actuator)

کنترل کننده مرکزی :

تجهیزاتی که در این گروه طبقه بندی می شوند، در حکم قلب سیستم عمل می کنند. کلیه تجهیزات دیگر از طریق پروتکل های ارتباطی با این دستگاه در ارتباط هستند. این دستگاه وظیفه هماهنگی تجهیزات را طبق برنامه ای که کاربران به آن می دهند، بر عهده دارد. برندهای مختلف، محصولات گوناگونی را در این طیف به بازار ارائه می دهند. بردهای PLC، ماژولهای پاور و سایر انواع بردهای الکترونیکی در بسیاری از سیستم ها این نقش را ایفا می کنند.

برای برنامه ریزی سیستم نیاز است، زبانی مشترک بین کاربران و سیستم وجود داشته باشد. از طریق برنامه نویسی با این زبان کاربران می توانند موارد زیر را انجام دهند :

  • تعریف پروژه و ابعاد آن
  • اضافه نمودن تجهیزات مختلف به پروژه
  • برنامه ریزی هر یک از دستگاه ها
  • تعیین سطح دسترسی کاربران مختلف

بسترهای ارتباطی – پروتکل (های) ارتباطی :

برای ارتباط تجهیزات با یکدیگر و با کنترل کننده مرکزی، نیاز است راه ارتباطی مشخص و تعریف شده ای وجود داشته باشد. پروتکل ارتباطی در واقع مسیری است استاندارد و قابل قبول برای کلیه اجزا سیستم تا بتواند دیتا را بین خود جا به جا نمایند. در یک تقسیم بندی کلی می توان پروتکل ها را به دو نوع با سیم و بدون سیم تقسیم کرد. سیستم هایی که از پروتکلهای بدون سیم استفاده می کنند، نیازی به بستر سازی ویژه نخواهند داشت، لذا علاوه بر خانه های ساخته شده، در خانه های در حال ساخت نیز قابل نصب اند.

نکته دیگری که در این بخش قابل ذکر است، استفاده از پروتکلهای معروف در برخی سیستم هاست. چنانچه شرکت های تولید کننده این سیستم ها در محصولات خود را پروتکلهای شناخته شده و استاندارد بهره گیرند و به طراحی پروتکل ویژه ای برای سیستم خود نپردازند، امکان یکپارچه شدن طیفی وسیعی از محصولات دیگر تولید کنندگان را فراهم آورده اند.

مشابه توافقی که در برخی تولیدکنندگان کشور آمریکا افتاده است، بدین شکل که به جای یک تولیدکننده، کنسرسیومی از تولید کنندگان، محصولات خود را تحت پروتکلهای استاندارد مانند ZigBee، WiFi، Ethernet و … عرضه می کنند و از این رو قابلیتهای کلی سیستم را به طور چشمگیری افزایش داده اند.

لازم به ذکر است، عمده تفاوت بین نسل های خانه هوشمند ناشی از تفاوت در پروتکلهای ارتباطی و نیز کنترل کننده های مرکزی است.

واسط کاربر :

واسطهای کاربر، سطح دیگری از ارتباط بین کاربران و سیستم را فراهم می آورند. با این تجهیزات کاربران می توانند به سیستم فرمان دهند و یا سناریوهایی که از پیش طراحی شده را به اجرا در آورند.

انواع گسترده ای از این محصولات تولید شده است. ریموت کنترلها، صفحه کلیدها، صفحات لمسی (Touch Screen) و حتی گوشیهای تلفن همراه و یارانه های شخصی همگی از جمله این محصولات به حساب می آیند.

سنسور :

این تجهیزات، گزارش وضعیت محیط را به سیستم منتقل می کنند. اطلاعاتی مانند دما، وجود دود، شدت نور، رطوبت، حضور افراد و …

گزارشاتی که سنسورها به قلب مرکزی سیستم منتقل می کنند، مبنای رخداد شناریوهای از پیش تعریف شده ای خواهد بود که توسط کاربر تعریف شده اند.

سنسورها با استفاده از بسترهای مختلف بی سیم و با سیم می توان استفاده کرد.

عملگر (Actuator)

این گروه از اجزای خانه هوشمند، در حقیقت لایه اجرایی سیستم می‌باشند. خروجی فرمان ها و دستورات کاربر و نیز خروجی برنامه های از پیش تعریف شده روی این تجهیزات نمود پیدا می کنند. در بسیاری از سناریوها، رله ها و سوییچ ها نقش عملگر دارند و با آنها می توان هر فرمانی را روی تجهیزات الکترونیکی مانند انواع شیر برقی، پرده برقی، چراغ روشنایی، فن و … به اجرا در آورد.

تفاوت اجزای نسل جدید و نسل گذشته خانه هوشمند

موضوع نسل های گذشته خانه هوشمند نسل جدید خانه هوشمند

کنترل کننده مرکزی ماژول های پاور، PLC و سایر تجهیزات نیمه صنعتی که در تابلو برقهای ویژه جانمایی می شدند. دستگاههایی با ظاهری کوچک و زیبا (در ابعاد DVD Player) که در سیستم سینمای خانگی (در میز تلویزیون و …) جانمایی می شوند.

بسترهای ارتباطی تجهیزات با بستر کابل به هم متصل شده و از پروتکلهای خاص مخصوص خانه هوشمند استفاده می شد و در بسیاری از موارد، هر برند، پروتکل ویژه ای مخصوص به خود طراحی می نمود. استفاده از پروتکلهای استاندارد IEEE به صورت بی سیم (Wireless)، برای ایجاد قابلیت یکپارچه شدن با محصولات سایر برندها.

واسطهای کاربر استفاده از واسطهای کاربر محدود و اتصال آنها از طریق سیم به دستگاه قلب مرکزی. – استفاده از طیف وسیعی از انواع واسطهای کاربر مانند صفحات لمسی، ریموت کنترل، کلیدهای قابل برنامه ریزی و …

– استفاده از محصولات شرکت Apple (انواع iTouch) به عنوان واسط کاربر

– اتصال عادی و بی سیم واسطهای کاربر به سیستم

سنسور و عملگر دریافت یک سیگنال و امکان برنامه ریزی محدود برای خروجی سنسورها و ورودی عملگرها – امکان برنامه ریزی وسیع برای هر حالت خروجی سنسور و تاثیر برنامه ها در بخشهای مختلف خانه هوشمند

– اتصال بی سیم سنسورها به سیستم مرکزی

نسل جدید خانه هوشمند

علت نام گذاری نسل جدید، برروی تولیدات اخیر شرکتهای برتر هوشمند سازی در آمریکا، تفاوتهای بنیادینی است که این محصولات با سایر محصولات گذشته دارد. برخی از این تغییرات در زیر آمده است:

  • اولین تفاوت استفاده گسترده از محصولات بی سیم در این نسل از خانه های هوشمند است. این قابلیت نه تنها در سهولت اجرای پروژه و کاهش هزینه های اجرا تاثیر گذار است، بلکه به طور کلی امکان نصب سیستم در ساختمانهای ساخته شده را نیز فراهم می آورد. چرا که نیازی به بسترسازی ویژه ای قبل از نازک کاری ساختمان وجود ندارد.
  • قلب مرکزی خانه هوشمند در سیستم های جدید، به جای تجهیزات نیمه صنعتی که نیاز به جانمایی ویژه ای داشتند، به دستگاههایی تبدیل شده است که ابعاد آنها به اندازه یک DVD Player است و جایگاه این تجهیزات در کنار سایر اجزای سینمای خانگی (مثلاً در میز تلویزیون) می باشد. زیبایی و هماهنگی ظاهری با سایر تجهیزات صوتی تصویری، سرعت و سهولت نصب و مجدداً امکان نصب در ساختمانهای ساخته شده را فراهم می آورد.
  • در نسل جدید خانه هوشمند واسطهای کاربر گوناگونی طراحی شده است. تا جاییکه کاربر می تواند حتی با گوشی موبایل خود، چراغهای خانه را خاموش یا روشن نموده، کولر را روشن کند، کانالهای تلویزیون را عوض کرده و دهها قابلیت دیگر را در خانه هوشمند خود تجربه کند. نکته جالب دیگر، استفاده از ریموت کنترل سیستم خانه هوشمند به عنوان تنها ریموت کنترل مورد نیاز در ساختمان است. بدین معنا که کلیه ریموتهای تلویزیون، ماهواره، DVD Player، ویدئو، پرده برقی، کولر گازی و … کنار گذاشته می شوند و ریموت خانه هوشمند جایگزین کلیه ریموتهای موجود می‌شود.
  • بر خلاف نسلهای گذشته، در نسل جدید خانه هوشمند امکان ارتقا به مرور زمان فراهم است. کاربران می توانند بر اساس بودجه و نیاز خود بخشهایی از سیستم را خریداری نموده و به مرور زمان بخشهای دیگر را به سیستم خود اضافه نمایند.
  • در هنگام نصب سیستمهای نسل جدید خانه هوشمند، محصولات صوتی- تصویری و سایر تجهیزات الکترونیکی موجود در منزل، امکان اتصال و یکپارچه شدن با سیستم را خواهند داشت. بنابراین کلیه این تجهیزات در خانه هوشمند به کار گرفته می شوند.
  • یکپارچگی سیستم یکی دیگر از ویژگی‌های مهم در نسل جدید خانه هوشمند است. بخشهایی مختلف سیستم که در ادامه به توضیح آن می پردازیم، همگی به قلب مرکزی سیستم متصل می‌گردند و از طریق واسطهای کاربر به طور همزمان قابل کنترل خواهند بود. کاربر می تواند با ریموت کنترل و یا صفحه لمسی همه بخشهای منزل را کنترل نماید. این مطلب سهولت استفاده کاربران از سیستم را به همراه دارد. همچنین می توان سناریوهای مختلفی تعریف کرد که طی آن بخشهای مختلف فعال باشند. مثلاً در سناریوی بیدارشدن از خواب، همزمان پرده های برقی بالا رفته، موسیقی ملایمی در محیط پخش شده، سیستم سرمایش- گرمایش طبق تنظیم قبلی عمل نموده و چراغهای سیستم روشنایی روی میزان تعریف شده، تنظیم می گردد.
  • در این سیستمها، کلیه قابلیتهایی که کاربر در محل ساختمان خود می تواند انجام دهد(Local Controls)، از راه دور و از طریق اینترنت نیز قابل انجام است. کاربر می تواند از طریق اینترنت چراغهای خانه را روشن یا خاموش کند، دوربین‌ها را کنترل نماید، تلویزیون را خاموش یا روشن کند و سایر کنترلها را روی سیستم اعمال نماید. با استفاده از نسل جدید خانه هوشمند، ساکنین منزل همواره به اندازه یک کلیک با منزلشان فاصله دارند.
  • نوع محصولات به گونه ایست که کاربران هنگام نقل مکان به منزل جدید می توانند سیستم خانه هوشمند را نیز انتقال دهند و در منزل جدید نصب نمایند. موضوعی که در نسلهای قبلی محال به نظر می رسید.

بخشهای تحت پوشش خانه هوشمند

در این قسمت، راجع به بخشهای مختلف خانه که تحت کنترل سیستم هوشمند قرار می گیرند، مطالبی را بیان می کنیم. تولیدکنندگان در این صنعت، هر یک قابلیت کنترل بخش‌های خاصی از خانه را در اختیار کاربران قرار می دهند.

  • نسل جدید خانه هوشمند کاملترین تعریف را در حال حاضر ارائه می دهد که شامل کنترل هوشمند ۶ بخش زیر می باشد :
  • سیستم روشنایی
  • سیستم سرمایش- گرمایش
  • سیستم امنیتی
  • سیستم سینمای خانگی و پخش فیلم
  • سیستم پخش موسیقی
  • سایر تجهیزات الکترونیکی قابل کنترل با رله (شیر برقی، پرده برقی و … )
  • لازم به ذکر است در نسل جدید، خود کاربر تعیین می‌کند که به کدامیک از بخشهای فوق نیاز دارد. به عنوان مثال ممکن است یک کاربر نیازی به سیستم سرمایش- گرمایش هوشمند نداشته باشد ولی سایر بخشها را برای ساختمان خود در نظر داشته باشد.
    برای روشن شدن مطلب برای هر یک از بخشهای فوق، نمونه ای از قابلیت ها و سناریوهای ممکن در نسل جدید خانه هوشمند را ذکر می کنیم :
    بخش روشنایی :
    با نصب کلیدهای هوشمند بی سیم به جای کلیدهای معمول در ساختمان و استفاده از سیم کشی موجود، می توان هر کانال روشنایی را تحت کنترل سیستم مرکزی، هوشمند نمود. مهمترین فایده این بخش، مدیریت مصرف انرژی در بخش روشنایی است. طبق آمار ارائه شده در حال حاضر در کشورمان، %۳۰ انرژی برق مصرفی خانوار، مربوط به بخش روشنایی می‌شود. استفاده از سیستم روشنایی هوشمند می تواند تا %۷۵ موجب صرفه جویی در این بخش شود. برخی از قابلیت های سیستم هوشمند روشنایی به شرح زیر است :
  • تنظیم خودکار شدت نور با توجه به میزان نور آفتاب.
  • اجرای سناریوهای روشنایی برای حالتهایی مانند خواب شبانه، ورود مهمان، مسافرت، خروج از منزل، نمایش فیلم و …..
  • برنامه ریزی سیستم روشنایی برای زمانهای عدم حضور افراد در اتاق.
  • اطلاع از روشن یا خاموش بودن چراغها با کمک صفحات لمسی، تلویزیون، ریموت کنترل وسایر واسط های کاربر در هر نقطه ای از منزل.
  • امکان کنترل و تغییر در وضعیت روشنایی منزل در هنگام سفر.

بخش سرمایش-گرمایش :

کنترل هوشمند این بخش از منزل نیز تاثیر مستقیمی بر میزان صرفه جویی در مصرف انرژی دارد. هنر نسل جدید خانه هوشمند، استفاده از تجهیزات سرمایش – گرمایش موجود و یکپارچه سازی آن با سیستم خانه هوشمند است. کسانی که در شهر دیگر ویلا یا خانه ای دارند که برای مدت طولانی از سال در آن حضور ندارند، اصلی ترین طرفداران این بخش از خانه هوشمند هستند. زیرا می توانند ساعاتی قبل از حضور مجدد در ویلا، سیستم سرمایش- گرمایش را روشن نمایند تا در هنگام ورود با دمای مطلوبی روبرو شوند.

  • روشن کردن سیستم سرمایش-گرمایش منزل پیش از رسیدن به منزل یا ویلا.
  • تغییر دمای محیط منزل با توجه به تغییرات دمای محیط بیرون.
  • فعالسازی سیستم با استفاده از ریموت کنترل، LCD لمسی.
  • برنامه ریزی سیستم سرمایش-گرمایش برای روشن یا خاموش شدن در ساعات معینی از روز.
  • خاموش شدن سیستم گرمایش- سرمایش در صورت عدم حضور فرد در اتاق.
  • امکان کنترل دمای آب استخر.

سیستم امنیتی :

همانگونه که گفته شد، یکی از برتری های نسل جدید خانه هوشمند، یکپارچه بودن کلیه بخشهاست. سیستم امنیتی، یک جزیره جدا از سیستم خانه هوشمند نیست. می توان با واسط های کاربر خانه هوشمند سیستم امنیتی را نیز کنترل کرد. با مطالعه موارد زیر می توانید بیشتر از مزایای یکپارچه بودن سیستم امنیتی با سایر بخشهای خانه هوشمند مطلع شوید :

  • امکان کنترل حسگرهای حرکتی موجود در سیستم امنیتی از طریق LCD لمسی.
  • کنترل و مشاهده تصاویر دوربین های امنیتی از طریق LCD لمسی، iPad، iPhone ،iPod و تلویریون.
  • امکان مشاهده و کنترل دوربین های امنیتی از طریق اینترنت
  • امکان اجرای سناریوهایی جهت افزایش ضریب امنیت در هنگام مشاهده خطر در دوربین امنیتی از راه دور و از طریق اینترنت.(روشن کردن کلیه چراغهای منزل، پخش موسیقی، روشن کردن تلویزیون و سایر تجهیزات صوتی و تصویری و …)
  • امکان برنامه ریزی برای اجرای سناریوهای از پیش تعریف شده در هنگام مسافرت جهت افزایش ضریب ایمنی (تغییر وضعیت پرده ها و سیستم روشنایی در ساعات خاصی از روز و …)

سیستم سینمای خانگی و پخش فیلم :

یکی از بخش هایی که در نسل جدید خانه هوشمند به موارد سابق افزوده شده است، موضوع Multimedia یا همان پخش فیلم و موسیقی است. نسل جدید خانه هوشمند، سینمای خانگی را به عنوان یکی از مهمترین بخشهای خانه می داند و کلیه تجهیزات سیستم سینمای خانگی را با خود یکپارچه می سازد. این یکپارچگی قابلیت های بی نظیری را برای کاربران ایجاد می کند که ساده‌ترین آن عدم نیاز به ریموت کنترل تجهیزات موجود در سینمای خانگی است. برخی از قابلیت های سیستم سینمای خانگی هوشمند در زیر آمده است :

  • جایگزینی تمام ریموت کنترلهای موجود در منزل با یک ریموت کنترل.
  • قابلیت ذخیره سازی فیلم روی حافظه های جانبی و طبقه بندی آنها در سیستم خانه هوشمند بر اساس موضوع، نام، کارگردان و ….
  • مشاهده جلد و اطاعات فیلمهای ذخیره شده بر روی حافظه های جانبی.
  • قابلیت اجرای سناریوی پخش فیلم در خانه هوشمند (سناریویی نظیر : پایین رفتن پرده ها، کاهش نور محیط توسط سیستم روشنایی هوشمند، ایجاد دمای مناسب در محیط)
  • استفاده از iPad، iPhone، iPod برای کنترل تجهیزات سینمای خانگی

سیستم پخش موسیقی :

این بخش نیز مانند بخش قبل از قابلیت های منحصر به فرد نسل جدید خانه هوشمند است. کاربران می توانند با تجهیزات جدید، موسیقی‌های مختلف را به صورت بی‌سیم، همزمان در بخشهای مختلف خانه پخش نمایند. امکاناتی که این بخش در اختیار کاربران قرار می‌دهد، بسیار متنوع است که در زیر به بخشی از آن اشاره شده است :

  • امکان انتقال بی‌سیم موسیقی‌های مختلف به فضاهای متعدد منزل و پخش همزمان موسیقی در چندین فضا
  • امکان مشاهده جلد فیلم های آرشیو شده(Cover Art) در هنگام جستجو پیش از نمایش فیلم
  • قابلیت ذخیره سازی موسیقی و سایر فایل‌های صوتی و طبقه بندی آنها بر اساس موضوع، نام خواننده و ….
  • امکان مشاهده جلد آلبوم‌های موسیقی آرشیو شده در هنگام جستجو پیش از پخش موسیقی و ارسال آلبوم برای پخش در فضای دلخواه منزل.
  • استفاده از سیستم پخش موسیقی در سناریو های ترکیبی مانند سناریوی بیدار شدن از خواب با افزایش تدریجی نور لامپها، پخش موسیقی مورد علاقه در محیط اتاق، بالارفتن پرده‌ها و روشن شدن سیستم گرمایش-سرمایش طبق برنامه از پیش تعریف شده.

سایر تجهیزات الکترونیکی:

به غیر از ۵ بخش فوق، کنترل کلیه تجهیزات الکترونیکی قابل کنترل با رله نیز می توانند در سیستم خانه هوشمند یکپارچه شود. بعد از یکپارچه سازی، علاوه بر امکان کنترل این تجهیزات با واسط های کاربر سیستم خانه هوشمند، از طریق اینترنت نیز می¬توان به این سیستم فرمان داد. به برخی از این قابلیت ها توجه نمایید.

  • مشاهده و کنترل وضعیت کلیه تجهیزات الکترونیکی موجود در منزل از راه دور (اتو، شیر گاز، شیر اصلی آب و …)
  • کنترل و برنامه ریزی هوشمند سیستم آبیاری گیاهان.
  • استفاده از پرده های برقی و کنترل پرده ها با استفاده از ریموت کنترل، LCD لمسی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *