خانه هوشمند چیست؟ به همراه معرفی تجهیزات

ظهور تکنولوژی‌ها و امکانات جدید، سبب تغییر شیوهٔ زندگی بشر شده است. تکنولوژی اینترنت اشیا (Internet of Things | IoT) یکی از  تکنولوژی‌هایی بوده که در تحول و تغییر سبک زندگی نقش مهمی دارد. تکنولوژی IOT بنیان‌گذار ساخت خانه‌های هوشمند یا خودکار است.

امروزه بشر می‌کوشد تا لحظاتی که در سرکار یا منزل به سر می‌برد در آسایش و در نتیجه آرامش کامل باشد. داشتن یک خانهٔ هوشمند علاوه بر راحتی و آسودگی در همان لحظه‌ای که در خانه هستید، به شما کمک می‌کند که در زمان‌هایی که دور از خانه هستید، استرس هیچ‌گونه خطر احتمالی اعم از دزدی، آتش‌سوزی و… را نداشته باشید، چرا که تمام کنترل لوازم منزل را با گوشی موبایل خود می‌توانید به دست بگیرید.

اگر تابه‌حال به داشتن یک خانه هوشمند فکر نکرده‌اید، با اطلاعاتی که در این مطلب از تعریف خانه خودکار به دست می‌آورید و مورد بررسی قراردادن مزایا زندگی‌کردن در این نوع خانه، قطعاً در فکر فرو خواهید رفت. پس تا انتها با ما همراه باشید.

تعریف خانه هوشمند

قطعاً همه ما زمانی که به مدت طولانی از خانه خارج می‌شویم یا به مسافرت می‌رویم نگران خانه خود هستیم. مثلاً گلدان‌ها از عدم آبیاری خشک نشوند، لوازم خانه مورد سرقت قرار نگیرد یا اینکه شک داریم آیا پریز برق اتو لباس را از پریز جدا کرده‌ایم؟ یا هزاران نگرانی و دل‌شوره دیگر…

در حال حاضر هیچ‌کدام از این نگرانی‌های گفته شده معنایی ندارد، چون تمامی آن‌ها از راه دور قابل‌کنترل است. چگونه؟ با هوشمندسازی خانه‌ها و خرید یک‌سری تجهیزات می‌توان به کلیه لوازم و بخش‌های مختلف خانه از راه دور دسترسی داشت. مثلاً می‌توان سیستم آبیاری هوشمند را به راه انداخت، تا زمانی که در منزل حضور نداریم گیاهان در ساعت مشخص آبیاری شوند.  ماشین لباسشویی را از هر فاصله‌ای روشن و خاموش کنیم، وضعیت باز و بسته بودن درب و پنجره‌ها را چک کنیم و کلی کار دیگر که قبلاً ممکن نبود.

عده‌ای از مردم تصور می‌کنند منظور از خانه هوشمند، خانه‌ای است که در آن چند ربات مختلف؛ تمامی کارهای خانه را انجام می‌دهند. آیا چنین تعریفی درست است؟ خیر. خانه هوشمند (smart House) به ساختمانی گفته می‌شود که تمامی اجزا، تجهیزات برقی و امنیتی آن به‌وسیله یک سیستم مرکزی کنترل می‌شود. یعنی به کمک این سیستم حتی زمانی که ساکنین در ساختمان حضور ندارند نیز، می‌توانند به قسمت‌های مختلف آن دسترسی داشته باشند. در واقع خانه هوشمند با وصل شدن به سیستم وای فای (WiFi) این امکان را برای ما فراهم می‌کند. در ادامه به بررسی تمامی تجهیزات اصلی یک smart House می‌پردازیم، تا بتوانید پاسخ‌ تمام سؤالاتی که در این باره دارید را پیدا کنید.

انواع خانه هوشمند

گسترش فناوری اینترنت اشیا و برقراری ارتباط بین اشیا، یکی از دلایل به‌وجودآمدن خانه‌های هوشمند است. همان‌طور که گفتیم در smart House تمامی قسمت‌های مختلف خانه با یکدیگر ارتباط دارند و آن‌ها را می‌توان از راه دور هدایت کرد. بستر ارتباطی، تکنولوژی به‌کاررفته شده و پروتکل مورداستفاده در خانه‌‌های هوشمند سبب تقسیم‌بندی آن‌ها شده است. به‌عبارت‌دیگر smart House بر اساس بستر ارتباطی، تکنولوژی و پروتکل به سه دسته تقسیم می‌شود که هر کدام از این دسته‌بندی‌ها نیز خود به چند گروه تقسیم می‌شوند.

انواع خانه هوشمند بر پایه بستر ارتباطی

بستر ارتباطی یکی از پارامترهای مهم در هوشمندسازی خانه‌ها به‌حساب می‌آید که خود به دو نوع باسیم و بدون سیم تقسیم می‌شود.

• با‌سیم: برقراری ارتباط و انتقال اطلاعات توسط فیبرهای نوری و کابل‌های مسی انجام می‌پذیرد. سرعت بالا و عدم قطع شدن ارتباط میان اجزا، از جمله مهم‌ترین مزیت‌های این نوع محسوب می‌شود.
• بدون سیم: قسمت‌های مختلف و تجهیزات مورداستفاده در خانه هوشمند، از طریق فناوری‌های ارتباطی بی‌سیم مانند بلوتوث، وای فای، امواج رادیویی، زیگ بی به یکدیگر متصل می‌گردند. بیشتر خانه‌های هوشمند امروزه با فناوری بی‌سیم کار می‌کنند.

انواع خانه هوشمند بر اساس تکنولوژی

فناوری مورداستفاده در اسمارت هوم به دودسته bms و مدرن تقسیم می‌شود. سیستم bms بیشتر مناسب محیط‌هایی همچون کارخانه، مخابرات و سازمان‌های امنیتی است که دارای نویز هستند. در مقابل نوع مدرن آن که قیمت و توان مصرفی کم‌تری دارد، مناسب مکان‌هایی همچون خانه یا دفتر کار است.

انواع خانه هوشمند باتوجه‌به پروتکل

پروتکل‌ها در واقع نقش زبان در ارتباط را دارند و تعیین‌کننده، طریقه ارتباط میان تجهیزات هوشمند هستند. پروتکل‌ها نیز به دودسته سیمی و بی‌سیم تقسیم می‌شوند و نحوه ارتباط را بر اساس سازگاری، هزینه، پهنای باند، توان مصرفی و امکان ارتقا تعیین می‌نمایند.

موارد زیر جزو پرطرف‌دارترین پروتکل‌ها به‌حساب می‌آیند.

• اترنت: انتقال اطلاعات به‌صورت سیمی اتفاق می‌افتد.
• پروتکل فروسرخ: بیشتر مناسب انتقال اطلاعات و کنترل از راه دور است.
• پروتکل رشته: بیشترین کاربرد آن زمانی است که سرعت اینترنت، کاهش پیدا کند.

انواع تجهیزات خانه هوشمند

سیستم خانه هوشمند نیز همچون هر سیستم دیگری شامل چندین بخش مختلف و تجهیزات مخصوص است‌. هر یک از این تجهیزات دارای قابلیت‌های مختلفی هستند، به همین دلیل وظایف و عملکرد آن‌ها با یکدیگر نیز تفاوت دارد.

سوئیچ کنترل هوشمند

وظیفه اصلی این قطعه برقراری ارتباط و اتصال میان تجهیزات اندازه‌گیری، سنسورها، دوربین، کلید و پریزهای هوشمند به گوشی تلفن همراه هوشمند است. سوئیچ کنترل هوشمند، ابتدا اطلاعات چندین قطعه یا دستگاه را در یک‌زمان مشخص جمع‌آوری کرده و پس از مدتی آن‌ها را بر روی گوشی به‌وسیله اپلیکیشن‌های مخصوص نشان می‌دهد.

یکی دیگر از ویژگی‌های سوئیچ‌های کنترل این است که به طور هم‌زمان به چند گوشی مختلف متصل می‌شوند. یعنی اگر به گوشی تمام اعضای یک خانواده ۵ نفری متصل باشد و هرکدام از آن‌ها به یک گوشه دنیا سفرکرده باشند، باز هم می‌توانند قسمت‌های مختلف خانه را بررسی و کنترل نمایند. نرم‌افزارهایی مانند الکسا، گوگل و... به سوئیچ کنترل وصل می‌شوند.

سنسور دما و رطوبت

معمولاً در طول شبانه‌روز دما و رطوبت خانه یا محل کار در حال تغییر است، سنسور دما و رطوبت وسیله‌ای است که این تغییرات را مشخص می‌نماید. در خانه‌های هوشمند، این سنسور را به سیستم‌های مختلف مانند سیستم تهویه، سنسور درب و پنجره هوشمند، سیستم آبیاری یا هر سیستمی که به این پارامترها نیاز دارد متصل می‌کنند. بررسی و اندازه‌گیری دما و رطوبت خانه نقش مؤثری در صرفه‌جویی مصرف انرژی دارد، مثلاً فصل زمستان اگر دما محیط افزایش پیدا کند، درجه سیستم‌های گرمایشی را کاهش می‌دهد.

چنانچه قصد ثبت و آمارگیری از رطوبت یا دمای منزل خود را دارید، سنسور به Wifi متصل نمایید تا اطلاعات مورد نظر شما را ثبت نماید و آن‌ها را در گوشی هوشمند یا کامپیوتر خود مشاهده فرمایید.

دوربین مداربسته هوشمند

دوربین مداربسته هوشمند، دارای سنسورهای خاصی است که هم‌زمان با پردازش تصاویر به قسمت‌های مختلف دیگر نیز هشدار می‌دهد. یکی دیگر از قابلیت‌های این دوربین‌ها، ارسال آنلاین تصاویر به گوشی‌ است. به همین دلیل درصورتی‌که به یک سفر طولانی رفته‌اید و دلتنگ محل زندگی خود هستید، به کمک این دوربین‌ها می‌توانید بخش‌های مختلف خانه را مشاهده نمایید.

به طور معمول این نوع از دوربین‌ها به سنسورها سیستم‌های دیگر نیز متصل می‌شوند، دارای قابلیت گزارش‌دهی هستند، چهره افراد را می‌توانند شناسایی کنند و همچنین می‌توانند افراد متفرقه که وارد ساختمان می‌شوند را شناسایی کنند. افزایش امنیت ساختمان و جلوگیری از ارتکاب جرم از جمله مهم‌ترین کاربردهای این دوربین‌ها به‌حساب می‌آید. علاوه بر حفظ امنیت ساختمان، از دوربین هوشمند در بخش‌های مختلف صنعتی، بررسی ترافیک شهری و جاده‌ای نیز استفاده می‌شود. یکی دیگر از کاربردهای این دوربین‌ها، کنترل افرادی که در خانه هستند از هر فاصله‌ای است، مثلاً پرستار بچه و... را می‌توانید در هر لحظه‌ای کنترل کنید.

کلید برق هوشمند

کلیدهای برق هوشمند دارای یک رله و گیرنده رادیویی یا wifi هستند، تا بتوانند با پنل مرکزی لامپ ارتباط برقرار کنند. این کلیدها نیز دارای قابلیت‌های گوناگونی هستند، مثلاً از طریق اپلیکیشن‌های گوشی می‌توان آن‌ها را کنترل نمود یا اینکه به‌وسیله ریموت کنترل آن‌ها را بررسی کرد. امکان زمان‌بندی در کلیدهای هوشمند نیز یکی دیگر از مزایای این کلیدها به‌حساب می‌آید، مثلاً می‌توانید آن‌ها را طوری تنظیم کنید که در ساعات مشخص خاموش و روشن کرد.

برخی از خریداران تصور دارند که با قطع شدن اینترنت، دیگر امکان روشن و خاموش‌کردن لامپ وجود ندارد. باید گفت چنین مسئله‌ای وجود ندارد، زیرا با لمس صفحه‌کلید برق، می‌توان آن را خاموش یا روشن کرد.

سیستم روشنایی هوشمند

این سیستم دارای یک سری کنترلرهای هوشمند بوده که با تشخیص رفت‌وآمد افراد، دستور روشن شدن چراغ‌ها را صادر می‌نماید و پس از گذشت چند ثانیه مجدد خاموش می‌شود. از این سیستم بیشتر در راه‌پله ساختمان‌ها استفاده می‌شود تا در زمان تاریکی هوا، فردی که در حال عبور است، وحشت‌زده نشود.

سنسورهای حرکتی به‌کاررفته در سیستم‌های روشنایی هوشمند دارای دو سنسور حساس به حرکت هستند. زمانی که سنسور حرکتی فعال شود یا حرکت افراد را تشخیص دهد، فرمان روشن شدن چراغ‌ها را به ترتیب صادر می‌نماید. مواردی همچون شدت نور و سرعت روشن و خاموش شدن چراغ‌ها نیز قابل تنظیم است.

سنسور درب و پنجره

اصلی‌ترین دلیل استفاده از سنسور در و پنجره هوشمند، جلوگیری از ورود سارقین است، زیرا راه اصلی ورود آن‌ها از درب و پنجره‌های اصلی و  ورودی ساختمان است. این مدل از سنسورها دارای دو قسمت بوده که یکی از آن‌ها به درب و دیگری به چارچوب آن می‌چسبد و با هم یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کنند. سنسور  به کمک همین میدان مغناطیسی، می‌تواند جدایی آن‌ها را از یکدیگر تشخیص دهد و چراغ هشدار را به صدا در آورد. خوشبختانه این سنسورها طوری ساخته شدند که احتمال خطا و هک کردن آن‌ها بسیار پایین است.

این نوع از سنسورها نیز دارای دو نوع بی‌سیم و با‌سیم هستند که نوع بی‌سیم آن ظاهر بهتر، نصب سریع‌تر و کارایی بیشتری دارد. مدل سیم‌دار نیز دارای مزیت‌هایی همچون قیمت ارزان و خدمات نگهداری پایین است.

کلید هوشمند پرده

همان‌طور که از نام آن مشخص است، نوعی کلید بوده که به‌وسیله آن می‌توان کرکره و پرده‌های خانه را به‌صورت اتوماتیک و از راه دور کنترل کرد. معمولاً از طریق نرم‌افزارهای خاص تلفن همراه و کلید هوشمند دیواری، پرده‌ها را می‌توان از بالابه‌پایین یا چپ و راست حرکت داد.

یراق‌آلات و ریل‌های مورداستفاده در کلید هوشمند پرده باید از نوع خاصی باشد وبا توجه به حرکت پرده انتخاب شود.

سنسور حرکتی

سنسورهای حرکتی از فناوری حسگر اپتیکی، مایکروویو یا صوتی به‌منظور شناسایی حرکت افراد استفاده می‌نماید. این سنسورها معمولاً قابلیت اتصال به چراغ‌ها و دوربین‌ها را دارند و با کوچک‌ترین حرکت، حضور افراد را تشخیص می‌دهد. در حال حاضر سنسورها باتوجه‌به مکانیزمی که دارند به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

روش‌های معمول برای طبقه‌بندی سنسورهای حرکتی، توجه به مکانیسم تشخیص مورداستفاده در حسگر حرکت است.

• سنسور حرکتی مادون‌قرمز: قابلیت شناسایی گرمای بدن افراد را دارد و بر اساس تکنولوژی مادون‌قرمز ساخته می‌شود.
• سنسور حرکتی واکنشی (مادون‌قرمز): مبتنی بر فناوری مادون‌قرمز بوده و با تشخیص گرما، حرکات را مشاهده می‌کند.
• سنسور حرکتی رادار: از طریق امواج رادیویی که به افراد ارسال می‌کند می‌تواند حضور آن‌ها را تشخیص دهد.
• سنسور حرکتی ترکیبی: همان‌طور که از نام آن مشخص است برای شناسایی از چند فناوری مختلف کمک می‌گیرد.

سیستم پخش موسیقی و سینمای خانگی هوشمند

اگر ساخت خانه‌های هوشمند را برای راحتی انسان در نظر بگیریم، یکی از بخش‌های مهمی که در این خانه باید وجود داشته باشد، سیستم پخش موسیقی و سینمای خانگی هوشمند است. با حضور این بخش مهم در مجموعه تجهیزات هوشمند، دیگر نیاز به این ندارید که از چندین ریموت کنترل برای روشن و خاموش‌کردن دستگاه‌های صوتی و تصویری استفاده کنید و تنها با دردست‌داشتن یک ریموت که مختص خانه خودکار است، می‌توانید تمامی دستگاه‌هایی چون دی‌وی‌دی پلیر، ماهواره، تلویزیون و باندهای خانه را در هر قسمتی که قرار داشته باشند، تحت اختیار داشته باشید. همچنین پخش موسیقی به طور هم‌زمان در سراسر خانه و یا پخش موسیقی‌های مختلف در چندین اتاق از امکانات سیستم پخش صوتی و تصویری در خانه خودکار است.

مزایا و معایب خانه هوشمند

1.  ایمنی بالایی دارد، چون حتی زمانی که در منزل حضور ندارید، می‌توانید آن را از همه نظر کنترل کنید.
2. خانه‌های هوشمند به نسبت خانه‌های معمولی لوکس‌تر  هستند.
3. قطعات تشکیل‌دهنده آن کیفیت بسیار بالایی دارد، در نتیجه سیستم smart House عمر طولانی‌تری دارد.
4. نصب و راه‌اندازی قطعات و لوازم کاملاً ساده و راحت است و نیازی به دانش خاص ندارد.
5. به‌مرورزمان و با به‌روز شدن نرم‌افزارها، تجهیزات نیز قابلیت به‌روزرسانی را دارند.
6. دارای رابط کاربری بسیار ساده‌ای هستند، در حدی که کودکان خردسال و سالمندان می‌توانند از آن استفاده کنند.
7. هزینه تجهیزات تقریباً متوسط و متغیر است، به همین علت اکثر قشرهای جامعه قدرت خرید آن را دارند.
8. به دلیل سادگی تجهیزات و سازگاری آن‌ها با بخش‌های مختلف خانه هوشمند، امکان اجرا در پروژه‌های ساختمانی مختلف را دارد.

تا اینجا مزیت‌های خانه هوشمند را بررسی کردیم، حال می‌خواهیم در مورد معایب آن صحبت نماییم. برخی از این سیستم‌ها نیاز به یک سری زیرساخت‌های کلی و اساسی دارد که همین امر سبب صرف وقت و هزینه زیادی است. همچنین به دلیل حساسیت بالای قطعات، امکان آسیب‌دیدن آن‌ها وجود دارد و معمولاً تعمیرکاران هزینه هنگفتی را جهت تعمیر نیز دریافت می‌کنند.

قیمت تجهیزات خانه هوشمند

تجهیزات خانه‌های هوشمند دارای تنوع بسیار بالایی هستند، به همین دلیل قیمت آن‌ها نیز با یکدیگر تفاوت دارد. به‌عنوان‌مثال قیمت سوئیچ کنترل بر پایه تعداد دستگاه‌هایی است که به آن متصل است، تعیین می‌گردد.

همچنین قیمت تجهیزات خانه هوشمند به مواردی همچون برند سازنده قطعه، جنس بدنه، امکانات و ویژگی‌هایی که دارد وابسته است. همچنین برخی از این تجهیزات از کشورهای دیگر خریداری می‌شوند و قیمت آن‌ها به نرخ ارز بستگی دارد. در نتیجه نمی‌توان یک قیمت مشخص و ثابت برای آن‌ها تعیین کرد. در حالت کلی می‌توانیم بگوییم که قیمت تجهیزات هوشمند بیشتر، بیش از یک میلیون تومان است.

باید به این نکته نیز اشاره کنیم که قیمت یک smart House با تجهیزات سیمی بیش از استفاده کردن از تجهیزات بی‌سیم است و هرچه متراژ خانه افزایش پیدا کند، قیمت تجهیزات سیمی نیز بیشتر می‌شود.

 در پایان باید بدانید

در حال حاضر با پیشرفت و رشد تکنولوژی روز دنیا، در کشورهای پیشرفته سبک زندگی مردم به سمت راحتی و آسودگی می‌رود که داشتن یک smart house دقیقاً راه حلی برای برطرف‌کردن این نیاز در انسان است. برای ساخت یک Smart house لازم است مجموعه‌ای از تجهیزات هوشمند در کنار یکدیگر قرار بگیرند تا بخش‌های مختلف خانه خودکار شکل بگیرد. از مهم‌ترین این بخش‌ها می‌توان به سنسور دما و رطوبت، دوربین مداربسته هوشمند، کلید و پریز برق هوشمند، سیستم روشنایی هوشمند، سنسور دری و پنجره هوشمند، سوئیچ کنترل‌کننده و... اشاره کرد.

در واقع اگر بخواهیم اسمارت هوم را به چیزی تشبیه کنیم، او همچون یک دوست مهربان در کنار اعضای خانواده شما زندگی می‌کند. این دوست مهربان سعی می‌کند تا از خانه شما در برابر سرقت مراقبت کند، با آبیاری منظم  گل و گیاهان از خشک‌شدن آن‌ها جلوگیری کند، زمانی که از سرکار برمی‌گردید یک غذای گرم نوش جان کنید و هزاران مورد دیگر که از مزایا داشتن خانه هوشمند است.