مقالات آموزشی

خانه هوشمند و کارکرد آن

خانه هوشمند و کاربردهای آن

خانه هوشمند در چند سال اخیر در ایران تبدیل به کلمه ای آشنا شده است. این تکنولوژی به خانه ای گفته می شود که بسیاری از اجزا و بویژه بخش های الکتریکی، الکترونیکی آن بوسیله یک شبکه هوشمند مرکزی با یکدیگر ارتباط دارند. این شبکه از طریق اینترنت اشیا کار می کند. کنترل این خانه نیز با استفاده از نرم افزارهای مخصوص است. کنترل از راه دور نور، دما، تشخیص دود و نشت آب، خاموش و روشن کردن وسایل برقی و نظارت از جمله قابلیت های یک سیستم خانه هوشمند است. امنیت، رفاه و کاهش مصرف انرژی علل اصلی استفاده از خانه هوشمند هستند.

در این مقاله نحوه عملکرد و اجزاء مختلف یک خانه هوشمند را بررسی می کنیم. سپس از نظر اقتصادی آن را ارزیابی کرده و بهترین برندهای خانه هوشمند را معرفی میکنیم. در پایان نیز راهنمای خرید خانه هوشمند مورد نیازتان را به شما ارائه می کنیم. این مقاله به شما کمک می کند تا بدانید چطور میتوانید خانه خود را هوشمند کنید.

برای مشاهده انواع پکیج های خانه هوشمند اینجا را کلیک کنید. 

خانه هوشمند چگونه کار می کند؟

یک خانه هوشمند به دو طریق بی سیم (Wire less) و باسیم میتواند اجرا شود.

خانه هوشمند بی سیم

از نظر نصب راحت تر انجام می شود و هزینه کمتری نیز دارد. می توان آن را بر روی خانه های آماده که سیم کشی آنها بصورت سنتی انجام شده است پیاده کرد. اما، از معایب آن نیز می توان به درصد احتمال بالاتر هک شدن نسبت به سیستم های باسیم و احتمال تداخل نویز اینترنت اشیاء با یکدیگر و یا با دیگر نویزهای موجود در محل اشاره کرد.

خانه هوشمند باسیم

از نظر اجرا سخت تر و گران تر است. در صورتی که بخواهیم روی خانه هایی آماده و در حال استفاده از آن استفاده کنیم ظاهر ساختمان با سیم کشی ها تحت تاثیر قرار میگیرد. اما از مزایای آن این است که امنیت بیشتری نسبت به خانه هوشمند وایرلس دارد و احتمال تداخل نویزها نیز درآن وجود ندارد. همچنین، ارزش مالی فراوانی به ملک اضافه می کند که به نفع سازندگان و فروشندگان تمام می شود.

البته برخی گجت (سنسور)ها فقط بی سیم و یا باسیم هستند و امکان انتخاب در آنها وجود ندارد.

در هر دوی این سیستم ها سنسورها از طریق پروتکل ارتباطی تعریف شده یا شبکه به کنترل کننده یا هاب مرکزی (Hub) متصل شده و پیام ها و وضعیت خود را به آن اعلام می کنند. کنترل کننده مرکزی نیز با به اشتراک گذاری این اطلاعات بر بستر اینترنت امکان کنترل و مشاهده وضعیت دستگاه ها از طریق نرم افزار مربوطه را فراهم می کند.

علاوه بر کنترل هایی که در هر لحظه می توان انجام داد امکان تعریف برنامه های روتین از پیش تعیین شده نیز وجود دارد. مثلا زمانی که در سفر هستید می توانید برای لامپ های خود برنامه زمانی مشخصی تعیین که مثلا ساعت 8 شب روشن و ساعت 12 خاموش شوند. به این ترتیب حضور شما در خانه شبیه سازی شده و سارقان از عدم حضور شما در خانه تان مطلع نخواهند شد.

اجزاء تشکیل دهنده خانه هوشمند

یک سیستم خانه هوشمند از اجزاء مختلفی تشکیل شده است. ارتباط مداوم و موثر آنها با یکدیگر عملکرد خانه هوشمند شما را تضمین می کند.

کنترل کننده مرکزی یا هاب

این وسیله از تعدادی فرستنده و گیرنده با سیم یا بی سیم تشکیل شده است که همگی در یک باکس کوچک کنار هم قرار گرفته اند. گیرنده ها و فرستنده ها وظیفه برقراری ارتباط بین دستگاه های مختلف و همچنین ارسال آنها به شبکه را برعهده دارند. به واسطه اتصال با اینترنت خانگی شما امکان دریافت پیام های وایرلس از گوشی تلفن هوشمند، تبلت و … و ارسال آنها به دستگاه ها را دارا هستند. معمولا هر کنترل کننده نرم افزار مخصوص خود را داراست. این نرم افزار دارای داشبوردی است که مانند ریموت کنترل تلویزیون دارای دکمه هایی برای روشن و خاموش کردن و کنترل سنسورها و دستگاه هاست.

در سطح بالاتر یک هاب قابلیت این را دارد که مجموعه ای از عملکردها را در قالب مودها، روتین ها عناوین مشابه برای آنها تعریف کرد. هریک از این برنامه های از پیش تعریف شده می توانند به تعداد مشخصی از سنسورها یا دستگاه ها بصورت همزمان اعمال شوند. بطور مثال می توانید زمان آب دادن به گیاهان را از قبل تعریف کنید تا  سر ساعت مشخصی از هر روز این عمل انجام شود. همچنین، حالتی مثل خواب را تعریف کنید که درآن چراغ ها سر ساعت مشخصی خاموش و اتصال دستگاه های مشخصی از برق قطع شود.

پروتکل ارتباطی

برای اینکه دستگاه ها با یکدیگر ارتباط داشته باشند و همچنین پیام ها بین نرم افزار و دستگاه کنترل کننده رد و بدل شود به یک پروتکل ارتباطی نیاز داریم. این پروتکل می تواند با سیم یا بی سیم باشد. امروزه برای اینکه دستگاه های مختلف با برندهای مختلف بتوانند در کنار یکدیگر در یک خانه هوشمند بکار بروند استانداردهای مختلف پروتکل تعریف شده است. هر استاندارد از لحاظ مشخصات رادیویی در باندهای مشخصی مانند ۲٫۴ گیگاهرتز، ۹۰۰ مگاهرتز و … به کار می رود. برخی از پرکاربردترین پروتکل های ارتباطی عبارتند از:

1- پروتکل مادون قرمز یا infrared

همگی ما با مادون قرمز آشنایی داریم. این پروتکل یک طرفه است یعنی میتواند یا سیگنال را بفرستد یا دریافت کند. پروتکل ارتباطی ریموت کنترل تلویزیون و دیگر وسایل پخش صوت و تصویر مادون قرمز است. در یک خانه هوشمند برای کنترل بسیاری از وسایل و گجت ها از داخل خانه از این پروتکل استفاده می شود.

2- پروتکل اترنت Ethernet

اترنت یا اینترنت داخلی شبکه ای با سیم است که با وسایلی نظیر مودم، روتر سوئیچ و … ایجاد می شود و ارتباط بین دستگاه ها را با پهنای باند مشخصی معمولا تا 100Mbps فراهم می کند. سرعت بالای انتقال اطلاعات و امنیت بسیار زیاد در برابر نفوذ امواج الکترومغناطیس از مزیت های این پروتکل ارتباطی است.

3- پروتکل WiFi

امروزه بسیاری از خانه ها و دفاتر کاری از wifi برای اتصال به اینترنت استفاده می کنند. این پروتکل یک شبکه بی سیم را فراهم می کند که درآن یک اکسس پوینت امکان اتصال اشیاء مختلف به اینترنت موجود در محل را فراهم می کند. توان مدیریت حجم بالایی از اطلاعات و برخورداری از انواع کد گذاری های امنیتی از جمله مزیت های این پروتکل شناخته است.

4- پروتکل بلوتوث Bluetooth

نام این پروتکل نیز برای همه ما آشناست. کارکرد ـن نیز دقیقا همانطور است روی گوشی های تلفن همراهمان تجربه کرده ایم. بلوتوث در واقع یک ارتباط وای فای کوتاه با فاصله احداکثر 10 متری ایجاد می کند. این پروتکل قابلیت شناسایی یک دستگاه را به دیگر دستگاه ها می دهد. در اغلب هدفون ها، تلفن ها و اسپیکرها از این پروتکل استفاده شده است.

5- پروتکل Thread

یک پروتکل وایرلس است با مشارکت کمپانی های Nest، Samsung، QUALCOMM و OSRAM طراحی شده است. این پروتکل به دستگاه ها اجازه می دهد که حتی در صورت قطع شدن Wifi نیز با یکدیگر ارتباط داشته باشند.

6- پروتکل Zigbee

این پروتکل بی سیم در شبکه های مش کار می کند. zigbee ازهریک از دستگاه های موجود در شبکه به عنوان انتقال دهنده، تقویت کننده و گسترش دهنده سیگنال استفاده می کند. zigbee در شبکه های بی سیم کم مصرف مانند دیمرها، قفل های هوشمند، ترموستات ها بکار می رود. پهنای باند و برد این پروتکل نیز کم است. اما طراحی هوشمندانه آن موجب شده تا در واقع برد آن بی نهایت باشد. چراکه هر دستگاه در این شبکه به عنوان یک گره یا node در نظر گرفته می شود. تنها شرط آن این است که گره ها از یکدیگر بیشتر از 8 متر فاصله نداشته باشند.

7- پروتکل Z-WAVE

Z-Wave نیزمشابه Zigbee یک پروتکل اُپن سُرس مش شبکه (Open source mesh network) است. تفاوت تکنیکی آن با Zigbee در این است که سرعت انتقال اطلاعات در آن 6 برابر ضعیف تر است. به همین نسبت نیز انرژی کمتری مصرف می کند.

8- پروتکل RF

این پروتکل یک اتوماسیون خانگی بی سیم است. RF عرضه کننده راه حل های کارآمد برای کنترل نور، درب پارکینگ، سنسورهای هوشمند مختلف و کنترل گرمایش و سرمایش در فضاهای کوچک است.

9- پروتکل KNX

KNX یک پروتکل باز است که دهه هاست به عنوان یکی از شناخته شده ترین پروتکل ها برای ساختن اتوماسیون داخلی در بازار حضور دارد. این پروتکل از سیم های جفت به هم تابیده، شبکه power line، مادون قرمز، اترنت و RF که آن نیز یک پروتکل است، تشکیل شده است.

ساختار این پروتکل غیر متمرکز است. به این معنی که پروتکل نیازی به یک یونیت مرکزی برای عمل کردن ندارد. در این پروتکل هر دستگاهی که به اکوسیستم KNX وصل شود خودش به عنوان یک یونیت هوشمند عمل می کند و به دیگر دستگاه ها وابسته نیست. به این ترتیب در صورتی که یک یونیت از کار بیافتد دیگر دستگاه ها به کار خود ادامه خواهند داد.

پروتکل KNX علاوه بر راحتی و کارایی خوبی کا دارد از امنیت بالایی نیز برخوردار است. محصولات با پروتکل KNX بایستی از استاندارد EN-50941 (HBES/BACS) پشتیبانی کنند. این امنیت الکتریکی، محیط زیستی، الکترومغناطیسی، عملیاتی و … را به همراه دارد.

سنسورها و اشیاء متصل به اینترنت

هریک از دستگاه هایی که میخواهیم عضوی از خانه هوشمند ما باشند، باید به اینترنت مجهز باشند تا بتوانند وارد شبکه خانه هوشمند شوند. برای این منظور امروزه بسیاری از وسایل الکترونیکی مانند تلویزیون، یخچال، مایکروویو و … هوشمند و مجهز به امکان اتصال به اینترنت هستند. از طرف دیگر بسیاری از سنسورها نیز وجود دارند که کارایی های مختلفی مانند تشخیص حرکت، دود و … دارند و می توانند عملیات خاصی مانند اعلام خطر، روشن خاموش کردن و … را انجام دهند. برخی از این سنسورها و دستگاه ها عبارتند از:

1- سنسور دما

با استفاده از سنسور دما که بر روی وسایل گرمایشی و سرمایشی شما نصب می شوند می توانید در دماهای مشخصی این دستگاه ها را روشن یا خاموش کرد. همچنین ترموستات دما میتواند پس از مدت زمان مشخصی که کسی در محل حضور نداشت وسایل گرمایش و سرمایش را خاموش کند. یا قبل از ورود شما به ویلایتان آنها را روشن کند.

2- دتکتور دود

این سنسور با تشخیص دود در محل پیام های مشخصی به کنترل کننده مرکزی فرستاده تا با صدا درآمدن آژیر یا ارسال پیام، شما را وجود خظر آتش سوزی مطلع سازد.

3- روشنایی هوشمند

لامپ ها و سوئیچ ها و دیمرهای هوشمند می توانند نور محل را به دلخواه شما روشن، خاموش، کم، زیاد کنند. همچنین می توان سناریوهای مختلفی مانند خواب، سفر، مطالعه، تماشای فیلم و … را برای آنها تعریف کرد تا در هر کدام از این حالت ها نور را به دلخواه شما تنظیم کنند.

4-  دتکتور ورود

این سنسور در محل های مشخصی مانند درب و پنجره و … نصب می شود و هرگونه ورود افراد دیگر را با ارسال پیام به کنترل کننده مرکزی اعلام می کند.

5- دتکتور نشت آب

سنسورهای نشت آب هوشمند شما را از وجود نشتی یا ترکیدگی در لوله های آب مطلع می کند. این سنسورها قابلیت اتصال به Wi-Fi خانه را دارند و با ارسال پیام به تلفن همراه هوشمندتان،به شما در این مورد هشدار می دهند

6- دوربین مداربسته هوشمند

دوربین های هوشمند مداربسته با قابلیت هایی نظیر دید در شب، ارسال تصاویر روی گوشی تلفن همراه، تشخیص چهره و … امنیت خانه هوشمند شما را تامین می کنند. این دوربین ها همگی از نوع بی سیم و تحت شبکه بوده و تصاویر با کیفیت با زاویه دید بالایی دارند. این دوربین ها را به راحتی میتوانید روی میز، بالای درب و انواع با پایه مغناطیسی آن را روی هر سطح فلزی نصب کرد.

7- قفل درب هوشمند

قفل های هوشمند به شما این امکان را می دهند تا از هر جای دنیا که هستید قفل درب های مختلف را باز و بسته نمایید. همچنین، در صورت ورود غیرمجاز به شما اطلاع رسانی می کنند.

8- پرده هوشمند

با نصب یک موتور برقی هوشمند روی پرده های معمولی می توان آنها را از راه دور کنترل کرد. این امر در شبیه سازی حضور شما در خانه، جلوگیری از ورود نور شدید خورشید در تابستان و … کاربرد دارد.

انواع وسایل برقی هوشمند نیز امروزه در دنیا تولید می شوند از جمله تلویزیون هوشمند، یخچال و جاروبرقی هوشمند. هر کدام از این دستگاه ها را میتوان ز طریق نرم افزارهای مربوطه وارد شبکه خانه هوشمند کرده و عملکرد آنها را کنترل کرد.

بطور مثال میتوان بصورت صوتی از تلویزیون خود بخواهید تا برنامه خاصی را پیدا کند و یا مواد غذایی داخل یخچالتان به شما گزارش داده شود.

نرم افزار خانه هوشمند

سیستم های جامعی هستند که شما به وسیله آنها می توانید به خانه هوشمند خود متصل شده و آنها را روی گوشی موبایل هوشمند خود داشته باشید. بهترین این سیستم ها عبارتند از:

Amazon Alexa
Google Assistant
Wink Hub
Samsung SmartThings Hub

بسیاری از دیوایس های هوشمندی که ساخته می شوند از این سیستم ها پشتیبانی می کنند. و یا دارای trial های رایگان چند روزه استفاده از این سیستم ها هستند و سپس باید آنها را شارژ کرد. در واقع این سیستم ها علاوه بر کنترل های نرم افزاری به نوعی کار یک کنترل کننده مرکزی را انجام می دهند.

انواع نرم افزارهای خانه هوشمند این امکان را فراهم می کنند تا اجزای خانه هوشمند شما به راحتی و از طریق گوشی تلفن همراه شما و از هرجای دنیا قابل نظارت و تنظیم باشند. برخی از معروف ترین این نرم افزارها عبارتند از:

i-Life، HDL On، iRidium، Houseinhand، نرم افزار فوق پیشرفته Throne، Interra Pro،

یک نرم افزار کامل و کارآمد نرم افزاری ایست که از پروتکل های ارتباطی بیشتری پشتیبانی کند. بسیاری از این نرم افزارها هم نسخه ios و هم نسخه android دارند. اما، برخی نیز فقط مخصوص ios طراحی شده اند.

این نرم افزارها هر کدام توسط یک کمپانی تولید شده و هرکدام دارای ویژگی های منحصر بفردی است. البته تمامی آنها امکانات ضروری و اولیه یعنی نظارت و کنترل ماژول ها را دارا هستند. مثلا نرم افزار housinhand بی نیاز از سرور است و گرافیک بسیار بالایی دارد. نرم افزار Throne قابلیت نمایش و کنترل ساختمان بر پلت فرم سه بعدی را دارد. نرم افزار iRidium میتواند بر اساس خواست و سلیقه مشتری قالب سازی و طراحی شود. داشتن منوی فارسی نیز مزیتی است که می تواند یک نرم افزار را برای کاربر ایرانی ویژه کند.

بطور کلی هر برندی خانه هوشمند نرم افزارهای مخصوص به خود را ارائه می دهد. بطور مثال برند control 4 نرم افزارهای AllConnect، Advanced IP Scanner،Microsoft.Net Framework، ADOBE AIR و Wi-Fi SweetSpots را ارائه می کند.

بهترین برندهای خانه هوشمند

برندهای بسیاری در حال تولید و توسعه محصولات هوشمند هستند. برخی از بهترین برندهای این زمینه عبارتند از:

Amazon Echo
Philips Hue
Google Nest Hub Family
Control 4
Maxron
Dahua
TP-Link

البته باید در نظر داشت با توجه به گستردگی فراوان دستگاه های هوشمند هر کدام از این برندها محصولات محدودی تولید می کنند یا یک یا چند محصول آنها شاخص تر از بقیه است. مثلا دستگیره های هوشمند داهوا و مکسرون، محصولات روشنایی هوشمند control 4 و Philips Hue، اسپیکرهای amazon Echo، پخش کننده های صوت و تصویر Google Nest و … بسیار معروف و شاخص هستند.

هوشمند سازی خانه چقدر هزینه دارد؟

جواب این سوال به موارد زیر بستگی دارد:

1- تا چه حد می خواهید خانه خود را هوشمند کنید؟ مثلا صرفا انجام برخی هوشمند سازی های امنیتی بسیار ارزان تر از هوشمند سازی های گسترده به منظور راحتی بیشتر است.

2- هوشمند سازی را می خواهید را بی سیم یا با سیم انجام دهید؟ هوشمند سازی بی سیم بسیار ارزان تر از هوشمند سازی با سیم است.

3- زیرساخت های لازم موجود هستند یا خیر؟ زیر ساخت هایی نظیر اینترنت پر سرعت، مسیرهای کابل کشی بر هزینه شما تاثیر گذار هستند.

4- برند. گاهی تفاوت فقط به علت برند است. ممکن است دو محصول مشابه از دو برند تفاوت کیفی چندانی نداشته باشند ولی برند آنها باعث گران تر شدن یکی نسبت به دیگری شود.  

خرید تجهیزات خانه هوشمند

شرکت فیدار پردازش خاورمیانه بسیاری از محصولات و لیست قیمت خانه هوشمند را با برندها و گارانتی های معتبر در وب سایت خود گردآوری کرده است. علاوه بر دسته بندی خانه هوشمند در فروشگاه اینترنتی این شرکت بسیاری از دوربین های مداربسته هوشمند و مودم و تجهیزات شبکه هوشمند نیز در صفحات مربوط به دوربین مداربسته و تجهیزات شبکه قابل دسترسی هستند. با مراجعه به فروشگاه اینترنتی نسبت به خرید اینترنتی محصول خانه هوشمند مورد نظر خود اقدام نمایید.

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

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