خانه هوشمند

Smart Home(خانه هوشند)

خانه هوشمند چیست؟

خانه‌های هوشمند امروزه به عنوان یکی از بخش‌های مهم سیستم‌های مدیریت جامع ساختمان یا همان BMS مورد توجه واقع شده‌اند. خانه‌های هوشمند با هدف ایجاد آسایش و امنیت برای کاربران به سرعت در حال توسعه می باشند.امروزه تکنیک‌های مختلفی برای اتوماسیون ساختمان‌های بزرگ بکار گرفته‌می‌شود از قبیل کنترل نور ،کنترل دما، کنترل درها و پنجره‌ها و پرده‌ها و یا سیستم‌های امنیتی و مدار بسته و غیره. علاوه برموارد یاد شده، در خانه‌های هوشمند، کاربرد‌های دیگری نیز از قبیل کنترل Multimedia، آبیاری گیاهان و غذا دادن به حیوانات خانگی نیز قابل تعریف است.سیستم‌های خانه ی هوشمند علاوه بر ایجاد آسایش و امنیت مضاعف در خانه به بهینه‌سازی مصرف انرژی و صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌های نگهداری ساختمان نیز کمک شایانی ‌می‌نماید.ضمناً این سیستم‌ها علاوه بر مخاطبین معمول خود می‌توانند در بهبود کیفیت زندگی معلولین و سالمندان نیز کمک شایانی نمایند. بسته‌های موجود در خانه‌های هوشمند می‌توانند موارد زیر را تحت کنترل قرار دهند:

۱ - کنترل دما.

۲ - کنترل روشنایی.

۳ - کنترل نور طبیعی (به کمک باز و بسته کردن خودکار پرده و کرکره ها).

۴ -  سیستم های صوتی و تصویری.

۵ - سیستم های اعلام حریق.

۶ - سیستم‌های حفاظتی وامنیتی.

۷ - آبیاری گیاهان و تغذیه حیوانات 
.

تکنیک های به کار رفته جهت هوشمند سازی بنا به دو دسته کلی تقسیم می گردند:

1 - روش هایی که در آنها نیازی به کابل کشی مجزا برای کنترل ادوات مختلف وجود ندارد. در این روش ها سیگنالهای تولید شده توسط وسایل کنترل کننده ، از طریق شبکه برق موجود در این ساختمان ها و یا با کمک سیگنالهای RF منتقل شده و در مقصد ، دستگاه مورد نظر را کنترل می نماید. مشهورترین تکنولوژی در این دسته X10 و Z-Wave می باشد.

2 - روش هایی که در آنها برای کنترل وسایل و ادوات مختلف علاوه بر سیم کشی برق ساختمان نیاز به برپایی یک شبکه کابلی مجزای دیگر به جهت انتقال سیگنالهای تولید شده توسط وسایل کنترل کننده داریم. در این دسته نیز معتبر ترین تکنولویی KNX می باشد.

تکنولوژی های متفاوتی جهت اجرای سیستم های مذکور در خانه ها موجود است که در ذیل به برخی از آنها اشاره گردیده است:

X10

EIB

Z-Wave

C-Bus

X10 چیست ؟

X10  - یک استاندارد صنعتی برای برقراری ارتباط بین ادوات استفاده شده‌ در سیستم‌های Home Automation است. این روش اساساً سیستم‌های انتقال برق را به جهت ارسال سیگنالها و کنترل های مورد نظر خود مورد استفاده قرار می‌دهد که سیگنالها به‌عنوان اطلاعات دیجیتال ازفرکانس‌های پایین برق متناوب استفاده می‌نمایند. ضمناًیک انتقال بر پایه ارسال سیگنالهای رادیویی نیز در این روش استفاده می‌شود.

X10  - به‌عنوان اولین  تکنولوژی domotic در  سال ۱۹۷۵ توسط شرکتPico Electronics اختراع شد که هنوز هم به‌عنوان پرکاربردترین این تکنولوژی‌ها مطرح می‌باشد. امروزه از این تکنولوژی در سرتاسر دنیا به خصوص در مواقعی که امکان استفاده از شبکه های باسیم وجود ندارد استفاده می گردد.

Device Moduleها :

بسته به باری که بایستی کنترل شود ماژول‌های مختلفی بایستی بکارگیری شود. برای لامپهای معمولی یک ماژول لامپ و یا ماژول رادیویی می‌تواند استفاده گردد. این ماژول‌های با کمک ترایاک لامپ را روشن و خاموش و یا پرنور وکم‌نور می‌نمایند. این ماژولها هیچ صدایی را ندارند و باری بین ۴۰ تا ۵۰۰ وات را کنترل می‌نمایند. برای بارهایی غیر از لامپ‌های معمولی مثل فلورسنت و یا لامپ های متال (دشارژ بسیار سریع) و یا وسایل الکترونیکی ماژول‌های لامپ مناسب نیستند و یک ماژول وسایل برقی بایستی به‌کارگرفته شود. این ماژول‌ها جهت روشن و خاموش کردن وسایل از یک رله Impulse استفاده می‌نمایند. این ماژولها غالباً برای کنترل وسایلی که از آمپر‌های خیلی کم تا حدود ۱۵A را استفاده می‌نمایند استفاده می‌شوند.

بسیاری از ماژول‌ها قابلیت دیگری را بنام کنترل منطقه‌ای ارائه می‌دهند. یعنی اگر ماژول خاموش باشد روشن کردن کلید اصلی دستگاه یا لامپ باعث روشن شدن آن می‌شود بدون اینکه نیاز باشد شما به سراغ دستگاه کنترل کننده X10 بروید. لازم به ذکر است ماژول‌های کلید دیواری این قابلیت را ندارند.

برخی ماژول‌های کلید دیواری قابلیتی را به‌نام کم کردن نور محلی دارند. معمولاً یک کلید لامپ معمولی فقط قابلیت روشن و خاموش کردن می‌دهند تا قابلیت کم نور و پر نور کردن ولی در این کلیدها فشاز دادن و نگه‌داشتن کلید زنگی باعث می‌شود که لامپ کم‌نور و پرنور شود.

Z-Wave چیست؟

Z-Wave  - یک پروتکل ارتباطی دوطرفه بی‌سیم است که با اتحاد شرکت دانمارکی Zensys و Z-Wave ارائه شد.این تکنولوژی برای توان‌ها و پهنای باند‌های کم طراحی شده‌است.یعنی برای استفاده در کاربرد هایی مانند Home Automation و یا SensorNetwork ها.

Z-Wave یک شبکه با کیفیت بالا را در برابرقیمتی که معادل بخشی از قیمت تکنولوژهای مشابه آن می باشد در اختیار کاربران می‌گذارد که این امر با تمرکز برروی استفاده از پهای باند کم و جایگزینی سخت‌افزارهای گران قیمت با روشهای نرم‌افزاری امری ابتکاری است.گفتنی است که در این تکنولوژی از هیچگونه سیم کشی برای انتقال سیگنالهای کنترلی استفاده نشده و این امر فقط به کمک سیگنالهای RF صورت می پذیرد.

C-BUS چیست ؟

C-BUS - یک پروتکل برای اتوماسیون منازل و ساختمانهاست که در استرالیا ، نیوزلند،‌آسیا ، خاورمیانه ، روسیه ، آمریکا ، آفریقای جنوبی ، انگلستان و بخش‌های دیگر از اروپا ، از آن استفاده می‌‌گردد.

C-BUS توسط شرکت Clipal و در بخش سیستم‌های جامع کلیپسال یا همان ClipsalIntegrated Systems) جهت استفاده در سیستم‌های Home Automation و کنترل روشنایی این شرکت طراحی گردید. امروزه درآمریکا C-BUS تحت نام تجاری Square D نیز مطرح می باشد.

C-BUS - در کنترل سیستم‌های Home Automation به‌خوبی سیستم‌های کنترل روشنایی اقتصادی در سیستم های مدیریت کلان ساختمان یا همان BMS عمل می‌نماید.

بر خلاف پـروتکل عمومی X10 که در یک ‌سری سیگنال‌های اجباری بـر روی خطوط قدرت استفاده می‌نمایند، C-BUS یک کابل اختصاصی ولتاژ پایین یا یک شبکه بی‌سیم دوطرفه را جهت انتقال سیگنال‌های کنترل و فرامین استفاده می‌نماید. این امر اعتبار ارسال دستورات را بیشترکرده و باعث می‌شود C-BUS نسبت به X10 برای ساختمان‌های بزرگ و کارهای تجاری مناسب‌تر باشد.

بخش های مختلف خانه هوشمند

با وجود اینکه برداشت‌های مختلف از مفهوم خانه هوشمند می شود که بستگی به اطلاعات هر فرد در این زمینه دارد، اما در اینجا مواردی مهم، مختصر و کاملاً پایه‌ای را از خانه هوشمند (اتوماسیون ساختمان) را ذکر می‌کنیم. معمولا هر خانه هوشمند شامل موارد زیر است:
    * کنترل دما
    * کنترل روشنایی
    * پرده‌های برقی و سایر تجهیزات موتوری
    * سیستم مدیریت مصرف انرژی
    * سیستم امنیتی
    * سیستم صوتی (با پوشش کامل منزل)
    * سیستم صوتی – تصویری
    *Interface (تجهیزات ارتباطی بین کاربران و سیستم) 
.

نسل جدید خانه هوشمند:

آنچه در این دهه شاهد آن بودیم، ظهور نسل جدیدی از سیستم های خانه هوشمند بوده است. نسلی که با محصولات شرکت Control4  به بازار آمریکا معرفی شد و سپس با سرعت در بازارهای سایر کشورها توسعه یافت. در خانه هوشمند Control4 کنترل سیستم های روشنایی، سرمایش- گرمایش، پخش فیلم، پخش موسیقی، امنیتی  و  نیز کلیه تجهیزات الکترونیکی منزل در اختیار شما قرار دارد. شرکت Control4 با هدف ایجاد محیطی آرام، دلپذیر و امن و نیز بهینه‌سازی مصرف انرژی در منازل و ساختمان ها، نسل جدید خانه هوشمند را معرفی و به بازارهای جهانی عرضه نموده است. استفاده از محصولات خانه هوشمند Control4 تجربه‌ای متفاوت را برای ساکنین منازل فراهم می‌ آورد.

•  محصولات بی سیم: نیازی به تخریب و طراحی مجدد فضای منزلتان ندارید.
•  ارتقا به مرور زمان: براساس نیاز و بودجه قادر خواهید بود سیستم هوشمند منزلتان را به مرور زمان تکمیل نمایید.
•  صرفه جویی در انرژی: باکنترل هوشمند سیستم های روشنایی و سرمایش ـ گرمایش، به اندازه نیاز انرژی مصرف می کنید.
•  امنیت: براحتی از وضعیت منزلتان با خبر می شوید.
•  بهره‌گیری از تکنولوژی روز: محیطی مجهز به جدیدترین فناوری های هوشمندسازی موجود در آمریکا خواهید داشت.
•  زیبایی: طراحی زیبا و مدرن محصولات، با هر دکوراسیونی هماهنگ گشته و جلوه ای متفاوت به منزلتان می دهد.

سایر تجهیزات :

بطور کلی میتوان گفت که تمامی سیستم های سنتی بکار رفته در ساختمان را میتوان توسط تجهیزات جدید هوشمند سازی ، کنترل نمود .

این سیستم هابا توجه به نوع کاربری ، حساسیت در عملکرد و مکان استفاده ، میتوانند با تجهیزات هوشمند سازی ساختمان یا اصطلاحاً BMS و یا تجهیزات هوشمند سازی صنعتی یا اصطلاحاً SCADA ، کنترل شوند.

البته لازمه این کار ، داشتن شناخت کافی از نحوه عملکرد سیستم و نقاط حساس آن است که طبعاً داشتن تجربه و استفاده از متخصصین خبره و آشنا به کار ، می تواند در تحقق این امر ، نقش بسزایی داشته باشد .

با اين برنامه ريزي امکان آن بوجود مي آيد که:

- در مصرف انرژي تا 30% صرفه جوئي شود،

- هزينه هاي نگهداري تجهيزات مکانيکي ساختمان کاهش می یابد،

- استهلاک دستگاهها تا حد بسيار زيادي کاهش يابد،

- دمايي مطلوب بدون نياز به کنترل لحظه اي و حتی مستقل از فصول در تمام طول سال ايجاد گردد،

- امکان تعامل سيستم با ديگر زيرسيستم هاي ساختمان مانند کنترل روشنايي، اعلام حريق و غیره وجود داشته باشد،

تمام تجهيزات از راه دور توسط شبکه جهاني اينترنت قابل کنترل باشند (Webbase)،

- خرابي تجهيزات مکانيکی بلافاصله پس از وقوع و اعلام سریع آن توسط فکس، پست الکترونيکي(E-Mail)، آلارم، تلفن و ديگر روشهاي ممکن جهت رفع سريع آن صورت پذیرد. 

امكانات و سيستمهاي هوشمند قابل ارائه و كنترل در يك ساختمان:

1- سیستم کنترلی هوشمند روشنایی و نورپردازی (Lighting)
2- سیستم کنترلی هوشمند سرمایش / گرمایش و تهویه مطبوع (HVAC)
3- سیستم کنترلی هوشمند تاسیسات موتورخانه
4- سیستم کنترلی هوشمند درب / پنجره / پرده / کرکره / سایبان و ...
5- سیستم کنترلی هوشمند صوتی و تصویری
6- سیستم کنترلی هوشمند امنیتی - حفاظتی
7- سیستم کنترلی هوشمند تجهیزات از راه دور
8- سیستم کنترلی هوشمند تاسیسات استخر، سونا و جکوزی ، سالن های ورزشی و رستوران

انعطاف پذیری و سهولت کنترل

تجهیزات کنترل وایرلس و ریموت کنترل ها:

به ارمغان آوردن پیشرفته ترین تجهیزات و راحت ترین روش ها برای کنترل پارامترهایی نظیر روشنایی ، سیستم گرمایش و سرمایش ، پرده و کرکره و سیستم صوتی و تصویری و ...

تاچ پنل ها و کلیدهای هوشمند:

بالاترین سطح کنترل و راه حل های مختلف برای مانیتورینگ و کنترل فضاهای مختلف یک خانه از یک پانل لمسی مرکزی و یا کلیدهای هوشمند تعبه شده در همه فضاها بدون محدودیت امکانات.

کنترل از طریق اینترنت:

اتصال به سیستم هوشمند ساختمان بوسیله اینترنت از هر جای دنیا با رعایت اصول ایمنی و امنیتی و اعمال هر گونه تغییرات یا مشاهده وضعیت ساختمان.

• کنترل از طریق تلویزیون:

استفاده چند منظوره از تلویزیون به منظور مشاده هم زمان برنامه های تلویزیون و کنترل دوربین ها و مشاهده وضعیت تجهیزات هوشمند در ساختمان.

 کنترل از طریق تلفن ثابت و موبایل:

شماره خانه خود را از تلفن ثابت یا موبایل از هر جای دنیا شماره گیری کنید و کلیه تجهیزات خانه خود را کنترل و مانیتور نمایید(ارسال یا دریافت SMS یا اعلام وضعیت های متفاوت در اثر تغییرات ساختمان.).

 کنترل از طریق ایجاد صدا:

فقط کافیست کلمه مورد نظر خود را که قبلا" ضبط و برنامه ریزی شده ، صدا بزنید تا تغییر مورد نظر حاصل گردد(مثلا" با ایجاد صدا ، فواره های آب روشن شوند و ...).

 اثر انگشت:

اثر انگشتان مختلف شما در هر دو دست ، سناریو های متفاوتی را در خانه یا ساختمان پیاده سازی خواهند نمود.

تجهیزات هوشمند صوتی و تصویری

توزیع صدا در در تمام فضا:

صدای موزیک و یا رادیوی خود را می توانید از تمامی فضاها با قابلیت مدیریت بر آنها و تغییر شدت صدا از پخش کننده های متفاوت نظیر آی پاد ، DVD و CD گوش دهید.

تصاویر در فضاهای مختلف ساختمان:

تصاویر کانال های تلویزیون ، ماهواره ، دوربین های نصب شده در ساختمان و حتی عکسهایی که می خواهید را در همه اتاق ها به اشتراک بگذارید و به تماشا بنشینید.

 سینمای خانگی:

آخرین تکنولوژی تصویری و سینمایی را با بالاترین تکنولوژی صدا و تصویر می توانید در خانه خود بیابید.
با استفاده از دیوارهای عایق صدا و سقفهای پر از ستهره های مصنوعی روی پرده بزرگ سینمای خانگی خود بیشترین لذت را ببرید.

سالن های جشن و موسیقی زنده:

همراه با خانواده و میهمانان خود در محیطی پر از شادی و نشاط با نور پردازی و افکت های گوناگون (لیزر ، مه ساز ، رقص نور و ...) لحظات شیرینی را سپری کنید.

 بازی ها و سرگرمی:

بازی های تحت شبکه را در اتاق های مختلف خانه خود به وسیله کامپیوتر یا پلی استیشن تجربه کنید. با صدا های سه بعدی و تصاویر مهیج استادیوم فوتبال را به خانه خود بیاورید!

 چت و گفتگو:

در تمامی محیط خانه بصورت وایرلس یا با سیم از طریق تلویزیون یا میکروفون های کار گذاشته شده در فضاها و اتاق ها با شخص مورد نظر گفت و گو کنید.

سادگی استفاده از تجهیزات هوشمند

استفاده راحت برای هر نوع کاربر:

کودکان ، سالخوردگان ، افراد فاقد سواد یا حتی نا آشنا به سیستم هوشمند می توانند همگی از این سیستم استفاده نمایند. همه سوییچ ها به سهولت و سادگی با نشانه ها و کلماتی به زبان مادری شما لیبل شده اند.

استفاده بی دغدغه و آسان:

تمامی ابزارها و تجهیزات هوشمند به منظور راحتی افراد خانواده از پیش در نظر گرفته شده اند به گونه ای که به عنوان مثال در هنگام عبور از راهرو ، پارکینگ یا برای تنظیم دما در فضاهای مختلف نیاز به فشردن کلید نیست و این سنسورهای هوشمند که با در نظر گرفتن وقت و ساعات شبانه روز و حرکت افراد ، تمامی تغییرات را اعمال می کنند . بنابر این فقط بنشینید ، راحت باشید و همه چیز را به راحتی کنترل کنید.

ارتباطات در سیستم هوشمند

درب ورودی / سیستم ورود و خروج میهمان:

به مراجعه کنندگان پشت درب ورودی ساختمان از هر جایی که هستید جواب دهید ، حتی پشت فرمان اتومبیل ، تصاویر آنها را از تمام تلویزیون های موجود در خانه ببینید و براحتی درب ورودی را برای آنها باز کنید و یا پیغام آنها را ضبط نمایید.

 ارتباط اتاق به اتاق و پیج کردن در تمام فضاهای خانه :

سیستم ارتباط هوشمند در خانه ، زندگی را برای تمامی افراد خانواده ساده می سازد، حال با داشتن این سرویس میتوانید از هر جای ساختمان با افراد دیگر بدون اینکه بدانید در کدام فضاها هستند ، ارتباط برقرار کنید.

 تلفن ، فکس و تلفن تصویری:

با منزل یا دفتر کار دوستانتان ارتباط برقرار کنید یا از طریق امکانات هوشمند زمینه را برای برقراری ارتباط جهت کنفرانس تصویری و صوتی را فراهم سازید.

 سیستم متمرکز پیام رسان:

امکان ارسال ایمیل صوتی را برای افراد خانواده و همکاران در محل کار فراهم کنید و نیز ارسال عکسها و فایلهای صوتی و تصویری را در قالب ایمیل در این سیستم براحتی ممکن سازید.

 اینترنت و شبکه بیسیم:

به وسیله شبکه سیمی Wired یا Wireless در نقطه از فضای خانه ( در حیاط ، آشپزخانه ، سرویسهای بهداشتی و حتی سالن سونا و استخر ) که باشید ، می توانید با سایر نقاط ساختمان یا شرکت خود ارتباط برقرار نمایید.

اوقات شرعی

 طلوع و غروب آفتاب:

درسیستم هوشمند ، اوقات شرعی طلوع و غروب خورشید در تمامی روزهای سال پیش بینی شده است و بصورت لحظات آن در طول سال تغییر می کند.

اذان:

با تشخیص زمان طلوع خورشید ، ظهر شرعی ، عصر و غروب خورشید شما می توانید به صورت خودکار در منزل یا محل کارتان از سیستم های صوتی موجود به نوای دلنشین اذان گوش فرا دهید.

 احادیث و ادعیه قرآنی:

با برنامه ریزی از قبل انجام شده طبق نظر شما سیستم قادر خواهد بود به صورت اتوماتیک در زمان مشخص شده یا با زدن تنها یک کلید از کلیدهای هوشمند ، ادعیه قرآنی مورد نظر شما را همچون زیارت عاشورا ، دعای ندبه ، دعای کمیل ، دعای توسل را پخش نموده و با فراهم آوردن فضای روحانی در منزل ، آرامش را برای افراد خانواده به ارمغان آورد.

اجزاي اصلی يک ساختمان هوشمند

ساختمان هوشمند ساختمانی است پويا و مقرون به صرفه که از يکپارچه کردن چهار قسمت ذيل بوجود می آيد :

Heating Ventilation and Air-Conditioning (HVAC)
Fire Safety
Security
Energy & Lighting Management

هوشمند سازی ساختمان چیست ؟

انسان ها از بدو پيدايش در آرزوی مکانی امن و مطمئن برای زندگی بوده اند و برای رسيدن به اين آمال هيچ وقت دست از تلاش وتحقيق برنداشته اند .

حال در هزاره سوم و عصر ارتباطات و کامپيوتر ، تنها ساختمانهای هوشمند هستند که به اين خواسته جامه عمل می پوشاند .

سیستم مدیریت هوشمند ساختمان ( BMS )

امروزه BMS یا (Building Management System ) یا سیستم مدیریتی ساختمان به یکی از گریز ناپذیر ترین شاخه های علمی ، تحقیقاتی و اجرایی در ساختمانها به منظور نظارت اتوماتیک و کنترل تاسیسات تبدیل گردیده است .

اصطلاح BMS ، تمامی المانهای کنترلی شامل سخت افزار ، کنترلرها ، شبکه های ارتباطی و کنترلر های مرکزی را پوشش می دهد .

به طور کلی یک سیستم کنترلی شامل سه بخش اصلی ، سنسور ، کنترلر و یک وسیله کنترل کننده می باشد و هر سه مولفه در معماری شبکه به طریقی با سیستم ارتباطی در تماس است .

یک سیستم BMS توابع مختلفی را ارائه می کند که عبارتند از :

- سوئیچینگ اتوماتیک ON/OFF تجهیزات
- مانیتورینگ وضعیت تجهیزات ، همراه با شرایط محیطی
- نگهداری و حفاظت انرژی
- مدیریت تجهیزات ساختمان
- قابلیت های کنترل از راه دور
- ردیابی خطا
- قابلیت یکپارچه کردن سیستم های ساختمان

موفق وکامیاب باشین