خانه هوشمند (اتوماسیون خانگی)

خانه هوشمند

معرفی خانه هوشمند:

خانه هوشمند یا اتوماسیون خانگی یک فناوری در حال گسترش است که هدف آن حاکم کردن گونه ای از هوش مصنوعی بر فضای خانه است که می تواند با توجه به عادات و رفتار اهالی خانه و شرایط محیطی کلیه تجهیزات الکترونیکی را در زمان مناسب تحریک و یا متوقف کند. بنا بر این تعریف، یک ساعت شماطه‌دار یا یک آشکارساز دود نمونه‌هایی از ابزارهای خانه هوشمند (اتوماسیون خانگی) هستند که هرکدام به نوعی تحت کنترل سیستم هوشمند با همدیگر کار می کنند تا با کمترین دخالت انسان فضای مطلوب را فراهم کنند.

راحتی، آسایش و زیبایی ارمغان خانه هوشمند و بخشی از ویژگی های جذاب آن هستند. کنترل وسایل خانگی از راه دور نیز قسمتی دیگر از هوشمندسازی ساختمان است اما اکثر قریب به اتفاق کارشناسان صرفه جویی در انرژی را مهمترین مزیت هوشمندسازی ساختمان برشمرده اند. به طور کلی کنترل عملکرد تجهیزات الکتریکی ساختمان به 4 روش امکان پذیر است که در ادامه به توضیح آنها می پردازیم.

مزایای داشتن خانه هوشمند

مزایای داشتن خانه هوشمند:

استفاده از سیستم های مبتنی بر خانه هوشمند مزایای زیر را به همراه خواهد داشت:

  • افزایش سطح مدرنیزاسیون ساختمان به دلیل لوکس بودن کلیدها و پنلها و کنترل کامل خانه توسط گوشی موبایل
  • صرفه جویی در مصرف انرژی (Energy Saving) به دلیل هوشمند بودن خانه و تنظیم دما به صورت اتوماتیک
  • افزایش عمر مفید تجهیزات به دلیل کارکرد اصولی آنها بر اساس کارایی هر یک
  • کاهش نرخ خرابی دستگاه ها در نتیجه ی کنترل هوشمند
  • افزایش قابلیت انعطاف سیستم بدلیل امکان افزایش و کاهش تجهیزات و ارتقای سیستم
  • تامین ایمنی ساختمان به بهترین شکل ممکن توسط سیستم هوشمند و به وسیله سنسورها و دوربینها
  • برنامه ریزی سیستم های موجود به صورت متمرکز
  • کاهش قابل ملاحظه هزینه های تعمیر و اصلاح خرابی ها در اثر کاهش استهلاک
  • بهره وری هزینه در اثر صرفه جویی در انرژی و استهلاک پایین که موجب برگشت سرمایه اولیه می شود
  • امکان نظارت بر خانه در زمانی که ساکنین در منزل حضور ندارند
  • قابلیت اطلاع رسانی و گزارش گیری و همچنین امکان اطلاع از وضعیت فعلی سیستم
  • مدیریت ساختمان هنگام بروز حوادث که یکی از اصلی ترین و کاربردی ترین اهداف هوشمندسازی می باشد

در جهت کاهش هزینه های صنعت ساختمان و استفاده بهینه از تکنولوژی چاره ای جز به کارگیری فن آوری اطلاعات در سیستم مدیریت ساختمان و استفاده از سیستم اتوماسیون ساختان وجود نخواهد داشت که در نتیجه ی این اقدام، صرفه جویی در مصرف انرژی نیز حاصل خواهد شد. به گونه ای که صرفه جویی های ناشی از آن در مدت زمان کوتاهی هزینه های مربوطه را جبران نموده و افزایش راحتی، آسایش، امنیت و ارزش افزوده ساختمان را به دنبال خواهد داشت.

پروتکل های خانه هوشمند

پروتکل های خانه هوشمند:

پروتکلها قوانین و استانداردهایی هستند که توسط انجمن ها تدوین می شوند برای آنکه چگونگی ارتباط بین تجهیزات و فرمت ارسال پیام بین آنها را تعیین کنند. در حقیقت پروتکل ها زبان ارتبط بین تجهیزات هستند و همین تعریف مشخص می کند که اگر تجهیزات از برندهای مختلفی باشند ولی زبان ارتباطی بین آنها یکسان باشد می توانند به صورت یکپارچه با همدیگر ارتباط برقرار کنند.

از نظر عملکرد، هوشمندسازی ساختمان به طور کلی در سه سطح، طبقه بندی می گردد. در سطح پایینی یا لایه فیلد عملیات مربوط به اندازه گیری ها، محاسبات و ذخیره سازی اطلاعات انجام می شود و فرآیند مدیریت ساختمان شامل تنظیمات، سوییچ زنی ها و تنظیم موقعیت ها کنترل می گردد. در سطح میانی که اصطلاحاً اتوماسیون نامیده می شود زوایای مختلف کنترل اتوماتیک مانند اجرای حلقه های کنترلی انجام می پذیرد و مراحلی مانند انجام تنظیمات و مدیریت وظایف در این سطح طبقه بندی می گردد و نهایتاً در سطح بالایی یعنی لایه مدیریت پروسه اپراتوری اطلاعات، آنالیز نتایج، هماهنگی و اجرای فرمان ها انجام می شود. این سه لایه و تفاوتهای آنها در شکل بالا ترسیم شده اند. امروزه پروتکل های ارتباطی زیادی برای مدیریت ساختمان های هوشمند طراحی و تصویب شده اند که به دو دسته پروتکلهای باز و پروتکل های بسته تقسیم می شوند. از مهمترین و رایح ترین این پروتکل ها می توان به پروتکلهای زیر اشاره کرد که هر کدام در مبحث جداگانه به طور مفصل توضیح داده شده اند.

چه خانه هایی را می توان هوشمند کرد؟

چه خانه هایی را می توان هوشمند کرد؟

برای پاسخ به این سؤال ابتدا باید بررسی کنیم که هوشمندسازی ساختمان از چه روشهایی امکان پذیر است تا نهایتا بتوانیم بررسی کنیم چه ساختمان هایی را و در چه مرحله ای و با چه روشی می توان هوشمند کرد. برای هوشمند کردن ساختمان به طور کلی دو روش وجود دارد که در خصوص هر یک توضیحاتی ارائه خواهد شد.

  • مبتنی بر سیم کشی: در این روش کلیه اطلاعات بین تجهیزات از طریق کابل به تجهیز دیگر منتقل می شود که خود آن به دو صورت انجام می شود. یکی آنکه اطلاعات از طریق همان سیم های برق موجود در ساختمان مبادله شود که پروتکل X10 معروفترین پروتکل برای انجام این کار است و اصطلاحاً به آن (PLC (Power Line Communication گفته می شود. و دیگری آنکه در کنار سیم های برق ساختمان یک کابل UTP برای هر تجهیز در نظر گرفته می شود تا اطلاعات از طریق آن مبادله گردد. در این حالت کلیه سرخط ها به تابلوی برق رفته و به یک رله متصل می شود و رله فرامین قطع و وصل را انجام می دهد. از محاسن این روش می توان به این اشاره کرد که هیچ سیم برقی به پشت کلیدها نمی رود که خود موجب افزایش ایمنی می گردد. محبوبترین پروتکل برای اجرای این روش پروتکل KNX می باشد.
  • بی سیم: در این روش کلیه تجهیزات بدون سیم کشی اضافه و بدون نیاز به تابلو برق مجزا و رله نصب می شوند و عمل می کنند. در حقیقت در این سیستم یک دستگاه مرکزی وجود دارد که هرجای خانه ممکن است نصب شود و وظیفه مدیریت هوشمند کلیه ماژولها را بر عهده دارد و ماژولهای قطع و وصل روشنایی می توانند پشت همان کلید و پریزهای معمولی نصب شوند. از معروفترین پروتکلهایی که به این صورت عمل می کنند می توان پروتکلهای Zigbee و Z-Wave را نام برد.
  • روش ترکیبی: همانگونه که از نام آن کاملا پیداست در این روش از ترکیب ماژولهای با سیم و بی سیم استفاده می شود که عمدتا کاربرد آن برای منازلی است که سیم کشی ساختمان قبل از آنکه طراحی هوشمندسازی انجام شود پیاده سازی شده است. معمولاً برای انجام این کار، به کلیه تجهیزاتی که متصل به شبکه برق ساختمان هستند یک سیم دیتا در کنار سیم برق آن تجهیز اضافه می شود و تجهیزات دیگر مانند سنسورها که برای آنها سیم کشی پیش بینی نشده است به صورت وایرلس تعبیه می شوند و از وسایلی به نام هاب برای ارتباط بین پروتکلها استفاده می گردد.

با این تعریف اکنون کاملا واضح می شود که همه ساختمانها در همه مراحل ساخت و بهره برداری قابلیت هوشمند شدن را دارا هستند فقط روش انجام آن متفاوت است.

روش های کنترل خانه هوشمند

روش های کنترل خانه هوشمند:

  • صفحه کنترل مرکزی: با یک صفحه کنترل مرکزی شما قادر به کنترل هوشمند تمامی دستگاههای موجود در ساختمان و آگاهی از وضعیت کارکرد آنها هستید. صفحه نمایش مجهز به تکنولوژی لمسی (Touch Screen) است که به، راحتی در استفاده از آن، می افزاید و برای استفاده احتیاج به وسیله ورودی دیگری نمی باشد.
  • کنترل با استفاده از امواج رادیویی: با استفاده از این تکنولوژی امکان کنترل ساختمان بصورت بی سیم (Wireless) وجود دارد. وسیله کنترلی می تواند یک PDA Table Pc و یا یک Remote control ساده رادیویی باشد. مزیت اصلی استفاده از RF نسبت به IrDA (تکنولوژی بکار رفته در کنترل های تلویزیون) کارکرد از مسافت طولانی تر و عدم نیاز به دید مستقیم است.
  • کنترل از راه دور: ساختمان هوشمند امکان اطلاع یافتن از وضعیت کنونی و کنترل ساختمان از راه دور را محیا می کند. شما می توانید با استفاده از SMS، تلفن گویا (Call Center) و یا از طریق اینترنت از این امکان بهره مند شوید.
  • سناریو: سناریو به معنای انجام گروهی از کارها فقط با فشار دادن یک دکمه یا یک لمس برروی صفحه کنترل است. راحتی و سرعت در ایجاد فضای مناسب هدف اصلی استفاده از سناریوها می باشد.
  • اتوماسیون: ساختمان هوشمند برای ایجاد راحتی برای شما، کنترل برخی از امور روزمره و تکراری را به دست گرفته و برای شما آسایش بیشتری به ارمغان می آورد. عملکرد خودکار سیستم می تواند شامل کارهای از پیش تعیین شده باشد یا با استفاده از سنسورهای دما، نور، باد، باران، سنجش رطوبت و سنسور تشخیص حضور شخص و ….. شرایط را بصورت بهینه تنظیم نموده و یا اخطارهای لازم را اعلام نماید.

چه تجهیزاتی را می توان هوشمند کرد؟

خانه هوشمند چه چیزهایی را کنترل می کند؟

به طور کلی می توان گفت سیستم هوشمند خانگی توانایی کنترل هر چیزی در خانه که با نیروی برق کار می کند را داراست. امروزه حتی لوازم خانگی مانند ماشین لباسشویی، هود، توستر و … به گونه ای طراحی و ساخته می شوند که به سیستم هوشمند کنترل ساختمان متصل شده و بتوان آنها را حتی از راه دور و یا به صورت برنامه ریزی شده تحت کنترل قرار داد. در اینجا بعضی از قسمتهایی که به طور معمول قابلیت هوشمند شده را دارا هستند به صورت تیتر وار بیان می کنیم که هر کدام در مطلبی به صورت مجزا شرح داده شده اند.