خانه های هوشمند

Security Camera

به طور کلی دغدغه ی انسان امروزی استفاده کمتر از منابع انرژی تجدید ناپذیر است. و در این راه تمام تلاش خود را می کند تا کمتر از انرژی های تجدید نا پذیر استفاده کند و این نیاز خود را به انرژی از انرژی های تجدید پذیر مرتفع سازد. برای رسیدن به این هدف از فناوری های گوناگون استفاده کرده است از جمله خودرو های هیپریدی، خانه های سبز، خانه های هوشمند و …. که در این جا می خواهیم مختصری درباره خانه های هوشمند، برتری های خانه های هوشمند نسبت به خانه های معمولی، توانایی های خانه های هوشمند و تکنولوژی های به کار رفته در این خانه ها را بررسی کنیم.

خانه ی هوشمند چیست؟

به طور کلی هر خانه ای که وسایلش با یکدیگر و با پیرامون خود در ارتباط باشند و توسط یک کنترل کننده مرکزی کنترل شوند را خانه هوشمند گویند.

به عنوان مثال سیتم روشنایی ( از جمله چراغ ها پرده ها و …) روی یک بستر اینترنت قابل کنترل خواهند بود و شما می توانید توسط گوشی تلفن همراه خود این سیستم را کنترل کنید. ( البته کنترل سیستم روشنایی به صورت اتوماتیک با فید بگ گرفتن از محیط نیز امکان پذیر است که در ادامه شرح داده خواهد شد. )

چرا خانه ی هوشمند؟

پارامتر های مهمی این خانه ها را نسبت به خانه های معمولی متمایز می کنند که به چند تا از آن ها در زیر به اختصار اشاره می کنیم:

راحتی: در یک کلام می توان گفت شهودی ترین پارامتر خانه های هوشمند راحتی زندگی کردن در این خانه هاست. خانه هایی را در نظر بگیرید که در آن از کنترل باز شدن درب پارکینگ و روشن شدن چراغ ها تا روشن کردن ماکروویو برای گرم کردن غذا و آبیاری باغچه حتی زمانی که در منزل نیستید توسط تلفن همراه تان انجام می شود.

استفتده بهینه از انرژی: درباره این بخش در مقدمه توضیح داده شد اما چگونه این خانه ها انرژی را بهتر کنترل می کنند؟ یکی از روش ها کنترل پرده های خانه به طور هوشمند جهت تامین نور مورد نیاز و یا کنترل دما خانه به صورت مداوم روی یک دمای خاص و یا قطع خودکار سیستم روشنایی گرمایشی و سرمایشی خانه هنگامی که کسی خانه نیست. یکی دیگر از روش های کاهش مصرف انرژی در این خانه ها استفاده از لامپ های LED می باشد که در ادامه برتری های لامپ هایLED نسبت به لامپ های معمولی آورده می شود.

امنیت: یکی دیگر از پارامترهایی که در رابطه با این خانه ها به چشم می خورد مسئله ی امنیت این خانه هاست. به دلیل استفاده از دوربین ها و سیستم دزدگیر و همچنین کنترل و نظارت این سیستم توسط موبایل حتی از راه دور باعث شده است که این خانه ها نسبت به خانه های معمولی دارای امنیت خیلی بیشتر باشند.

smart

BMS چیست؟

قبل از پرداختن به مبحث تکنولوژی های به کار رفته در این خانه ها جا دارد اصطلاحی را تحت عنوان BMS تعریف کنیم.

به طور کلی می توان گفت که BMS یکی از سیستم های پیاده سازی خانه های هوشمند است. ( به عنوان مثال یکی دیگر از سیستم های پیاده سازی خانه های هوشمند روش power line carrier است که در اینجا قصد مقایسه ی بین این دو سیستم را نداریم اما در کل سیستم BMS معمول تر است و بیشتر اجرا می شود. )

در این سیستم تمامی تاسیسات و سیستم های خانه به صورت مانیتوری قابل نمایش و کنترل است و همچنین می توان سناریو های از قبل تعریف شده را روی آن ها پیاده سازی کرد.

اما به طور کلی می توان گفت که سیستم BMS برای هوشمند سازی مجتمع های مسکونی و پارکینگ های عمومی و … به کار می رود.

سیستم های به کار رفته در خانه های هوشمند

در ابتدا بعضی از امکانات این خانه ها را به صورت لیست وار توضیح داده و سپس بعضی از این امکانات را به تفصیل بیان می کنم:

  • کنترل کلیه ی تجهیزات خانه شامل روشنایی، آبیاری فضای سبز، آشپزخانه، اسپیلیت، کولر، تلوزیون، ماهواره، پخش کننده DVD و… تنها با یک کنترل کنند مانند موبایل یا ریموت.
  • کنترل کلیه تجهیزات خانه از هر جای دنیا به وسیله موبایل و اینترنت و تلفن بدون نیاز به هیچ گونه سیم کشی.
  • دیدن تصاویر خانه از هرجای دنیا
  • روشن شدن خودکار سیستم روشنایی به هنگام ورود به خانه
  • باز شدن درب به هنگام نزدیک شدن افراد مجاز و حذف کلید
  • روشن شدن تدریجی و خودکار روشنایی به هنگام شب برای جلوگیری از آزار چشم
  • توانایی دریافت برنامه و اجرای برنامه در یک زمان خاص و یا در یک شرایط خاص( مثلا هنگام فشردن یک کلید و یا آتش سوزی) به عنوان مثال برنامه ای را به این صورت دریافت می کند که در ساعت ۲۰ تلویزیون روشن شود و همچنین مایکرویو نیز روشن شود روزهای زوج آلارم برای گذاشتن زباله ها بیرون از خانه بدهد لامپ های بالای میز شام را روشن کند و روشنایی بقیه ی قسمت های خانه را نیز خاموش کند.

توضیح برخی از تکنولوژی های به کار فته در خانه های هوشمند:

سیستم روشنایی:

سیستم روشنایی به کار رفته در خانه های هوشمند سیستم روشنایی مبتنی بر LED نام دارد. این لامپ ها که می توان گفت نسل جدید روشنایی حتی برای منازل معمولی هستند و کم کم دارند گوی را از لامپ های قدیمی (حتی لامپ های کم مصرف) می گیرند که دلیل آن هم مزیت های این لامپ ها نسبت به لامپ های دیگر است.

از بارز ترین مزیت این لامپ ها مصرف فوق العاده پایینشان است. به طوری که روشنایی یک لامپ LED 5 واتی را با روشنایی یک لامپ ۱۰۰ وات برابر می دانند.

مزیت دیگری که برای این لامپ ها بیان شده است بازده بالای این لامپ هاست به طوری که لامپ های LED توانایی ایجاد روشنایی یک پرژکتور ۱۰۰ واتی را تنها با مصرف ۳۰ وات دارند.

مزیتی دیگر این لامپ ها عدم تاثیر خاموش و روشن شدن در طول عمر این لامپ هاست و همچنین تنوع رنگی بسیار بالا که این امر باعث شده است این لامپ ها در ایجاد جلوه های بصری در فضای سبز حوض ها و استخرها و همچنین تزیین روشنایی بیرون از خانه به عنوان مثال در wall washer استفاده شود.

مسئله دیگر که در زمینه سیستم روشنایی منازل مطرح می شود. کنترل میزان روشنایی خانه های هوشمند می باشد. به طور کلی یک خانه دارای سیستم های روشنایی مختلف می باشد برای مثال سیستم روشنایی فانتزی بیرون از خانه، روشنایی فضای سبز، روشنایی قسمت های عمومی خانه مانند هال و یا قسمت های پر تردد خانه مانند راهرو ها، سیستم روشنایی حمام و دستشویی و استخر و… که برای هر کدام از سیستم های روشنایی فوق می توان یک سناریو تعریف کرد به عنوان مثال روشنایی راهرو ها زمانی فعال شود که فرد در راهرو وارد می شود و با خارج شدن آخرین نفر از راهرو روشنایی راهرو غیر فعال شود. و یا به هنگام خارج شدن فرد از اتاق در صورتی که فرد فراموش کرده باشد لامپ اتاق را خاموش کند روشنایی اتاق پس از چند دقیقه به طور کامل خاموش شود. و از این قبیل سناریوها در این سیستم رو شنایی قابل اجرا است. از جمله نظارت هایی که BMS بر سیستم روسنایی منازل دارد عبارتند از:

  • نظارت بر روشنایی هال
  • کنترل میزان روشنایی هال
  • نظارت بر روشنایی راهروها
  • کنترل بر روشنایی راهرو ها
  • نظارت بر روشنایی و نور پردازی نما
  • کنترل میزان لوکس فضاهای عمومی و کنترل میزان نور آن
  • کاهش خودکار مصر در زمان پیک بار
  • و …

سیستم اعلام و اطفای حریق:

همانطور که گفتیم خانه هوشمند یعنی خانه ای که تمام سیستم های خانه به هم متصل اند و توسط کنترل کننده هدایت می شوند سیستم اطفای حریق یکی از این سیستم هاست سناریو پیاده شده هنگام آتش سوزی در یک خانه هوشمند به صورت زیر است.

در هنگام آتش سوزی BMS محل دقیق آتش سوزی را متوجه می شود و به سیستم تصویری آن بخش از ساختمان دستور فعال شدن می دهد تا عمل امداد رسانی بهتر انجام شود. همچنین به سیستم تهویه دستور می دهد که در آن قسمت از ساختمان فعالیت نکند تا هوای تازه به آتش نرسد و آن را شعله ور نکند. سپس به سیستم برق دستور می دهد که برق آن قسمت را قطع کند تا از ایجاد خسارت های احتمالی جلو گیری کند. سپس به آسانسور دستور می دهد فقط بین قسمت آتش گرفته ساختمان و طبقه همکف توقف کند و …

شبکه

url

یکی دیگر از مزیت های خانه های هوشمند یکپارچه شدن بستر های ارتباطی تمام سیستم های خانه است. به طور کلی در خانه های معمولی شاهد سیم کشی های تلفن، کابل کواکسیال، کابل اینترنت، کابل آنتن، کابل شبکه دوربین و … هستیم. اما در خانه های هوشمند تمامی این کابل ها حذف شده و فقط با استفاده از یک کابل شبکه تمام سیستم های فوق را با یکدیگر ارتباط می دهند. و تمام سیستم هایی که نیاز به تبادل اطلاعات دارند ( مانند تلوزیون دوربین و ….) تمام فعالیت خود را در بستر شبکه روی این کابل ها انجام می دهند. در زیر عملکرد سیستم های صوتی و تصویری مانند تلوزیون که روی یک بستر شبکه ای فعالیت می کند آمده است. این سیستم تحت عنوان تلویزیون اینترنتی معروف است.

در این سیستم تمامی آنتن های تلویزیون ، ماهواره، DVD player و … به عنوان منابع ایجاد اطلاعات به یک سیستم مرکزی که در واقع همان سرور نام دارد متصل می شوند. سپس سرور این اطلاعات را به هرشکلی (آنالوگ یا دیجیتال) که باشند به صورت اطلاعات دیجیتالی تبدیل می کند و آن ها را بر روی شبکه نت ارسال می کند. پس در این سیستم دیگر نیازی به کابل کشی کواکسیال نیست چون تمامی این اطلاعات از روی شبکه به راحتی قابل دریافتند. پس از نویز و تضعیف سیگنال هم خبری نیست. از این به بعد هر گیرنده ای که به شبکه خانه متصل شود می تواند به راحتی اطلاعات دریافتی توسط شبکه را مشاهده کند. به عنوان مثال اگر کامپیوتر به شبکه متصل باشد می تواند شبکه های تلوزیونی را دریافت کند. اتصال تلوزیون های معمولی به شبکه خانه های هوشمند نیز با یک مبدل امکان پذیر است به طوری که این مبدل بین تلوزیون و شبکه قرار می گیرد. البته اضافه شدن این مبدل به تلوزیون علاوه بر متصل کردن تلوزیون به شبکه خانه مزیتی دیگری نیز به همراه خود دارد. شما با وجود این مبدل قدرت ارسال اطلاعات را از تلوزیون به روی شبکه دارید. به عنوان مثال درحال تماشای تلویزیون هستید و در همان حالت می خواهید سفارش غذا بدهید که از طبقه پایین برای شما آورده شود. شما این کار را به راحتی با کمک ریموت کنترل تلوزیون خود انجام می دهید. همچنین این مبدل ها توانایی دارند که تلویزیون معمولی شما را به سرور اصلی متصل کنند و این بدان معناست که شما می توانید با تلویزیون معمولی خود به اینترنت متصل شوید.

این تلویزیون قدرت آن را دارند که ۱۱۰۰۰ شبکه تلوزیونی را به روی شبکه ارسال کنند. همچنین شما می توانید از آرشیو فیلم هایی که روی کامپیوتر خود ذخیره دارید یکی را انتخاب و با تلوزیون متصل به شبکه مشاهده کنید. همچنین با استفاده از این سیستم قادر خواهید بود میزان زمان روشن بودن تلویزیون توسط سرور اصلی کنترل شود و یا میزان استفاده از تلویزیون را در آخر ماه مشاهده نمود.

تلویزیون های اینترنتی یکی از زیر مجموعه های شبکه ی خانه های هوشمند هستند. از دیگر سیستم های مبتنی بر شبکه در خانه های هوشمند می توان به مرکز تلفن اینترنتی اشاره کرد.

url

برق اضطراری

یکی دیگر از فاکتور های مهمی که مورد توجه BMS قرار می گیرد مبحث برق اضطراری می باشد. برق اضطراری به محض قطع برق شهر فعال شده و از از کار افتادن سیستم های الکتریکی و برقی خانه جلوگیری می کند. برق اضطراری معمولا توسط UPS(و یا همان باتری های قابل شارژ) یا دیزل ژنراتور ها تامین می شود. که در هنگام وصل بودن برق شهر UPS ها شارژ می شوند و در هنگام نیاز به صورت تولید کننده انرژی وارد شبکه می شوند. سیستم BMS نظارت دقیقی بر دیزل ژنراتور ها و UPS ها در زمان وصل برق شهر دارند تا در زمان قطع برق این وسایل بدون هیچ مشکلی و به سرعت وارد شبکه شوند. از جمله نظارت ها بر سیستم برق اضطراری توسط BMS عبارتند از:

  • مانیتورینگ وضعیت روشن و خاموش بودن دیزل
  • میزان توان تولیدی دیزل
  • میزان فشار روغن دیزل ( آلارم در هنگام کم بودن)
  • میزان شارژ باتری دیزل ( آلارم در هنگام کم بودن)

هدف از نوشتن این محتوا توضیح تئوری عملکرد سیستم های به کار رفته در خانه های هوشمند نبود و آوردن بحث های تخصصی که از حوصله این محتوا خارج است نبود و فقط قسمتی از توانایی و تکنولوژی های این خانه ها آورده شد تا خوانندگان گرامی دید روشنی نسبت به این خانه ها پیدا کنند.

گرد آورنده: حسین کاظمی

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.