اتوماسیون خانگی

اتوماسیون خانگی یک تکنولوژی به روز و در حال گسترش می‌باشد که در پایین‌ترین سطح خود می‌تواند به همه خدمات و محصولاتی اشاره داشته باشد که بدون دخالت صاحب‌خانه، عمل یا پیامی را در محیط خانه اجرا می‌کنند یا به نمایش درمی‌آورند. بنابراین تعریف، یک ساعت شماطه‌دار یا یک آشکارساز دود نمونه‌هایی از ابزارهای اتوماسیون خانگی هستند. خانه‌هایی که از چنین فنونی بهره می‌برند خانه هوشمند نیز نامیده می‌شوند.
اتوماسیون خانگی این امکان را به شما می‌دهد که وسایل را با استقاده از تلفن همراه در هر کجای دنیا کنترل نمایید.

اتوماسیون چیست؟

اتوماسیون به معنی توانایی برنامه‌ریزی وقایع و اتفاقات برای دستگاه‌ها برروی شبکه اینترنت گفته می‌شود. به زبان ساده‌تر اتوماسیون به توانایی برنامه‌ریزی و زمان‌بندی آنها برروی شبکه اینترنت برای دستگاه‌های مختلف اشاره می‌نماید. این برنامه‌ریزی ممکن است شامل دستورات مرتبط با زمان باشد، همانند روشن و خاموش نمودن روشنایی (لامپ) هرروز در زمان مشخص. یا شامل رویدادهای غیرقابل زمان‌بندی و پیش‌بینی باشد. مانند روشن کردن همه چراغ‌ها در خانه زمانی که سیستم زنگ هشدار سیستم شما فعال می‌شود. زمانی که در یک ساختمان حریقی در حال شکل‌گیری است، بتوان با استفاده از تجهیزات خاص، از آن مطلع شد و نسبت به آن عکس‌العمل نشان داد. همچنین می‌تواند شامل برنامه‌های برنامه‌ریزی نشده باشد، همانند روشن شدن تمامی لامپ‌های موجود در خانه زمانی که آلارم سیستم امنیتی روشن می‌گردد.

اتوماسیون خانگی

اتوماسیون خانگی شامل دستگاه‌های سازگار با خانه هوشمند و قابل ارتباط از طریق یک سامانه مرکزی که قابلیت همگام‌سازی برنامه‌ها را دارا می‌باشد. به عنوان مثال، ممکن است شما در آشپرخانه باشید و بخواهید بچه‌ها یا حیوان خانگی را که از محل شما دور هستند را چک نمایید، یا فقط می‌خواهید مطمئن شوید چراغ‌ها را خاموش کرده‌اید و دمای مناسب تنظیم شده است. اتوماسیون خانگی به شما امکان کنترل کامل در مورد هر آنچه در منزل شما اتفاق می‌افتد را می‌دهد؛ حتی زمانی که دور از خانه هستید و یا زمانی که آنجا هستید.

اتوماسیون خانگی ممکن است به روش متمرکز و یا به روش غیرمتمرکز و با حسگرها و کنترل‌کننده‌های جدا از هم اجرا شود. در این سامانه‌ها ممکن است از کنترل‌کننده‌های الکترونیکی پیشرفته برای کنترل روشنایی، گرمایش، سرمایش و وسایل سرگرمی استفاده شود که خود این سامانه‌ها می‌توانند از یک شبکه سیم‌کشی ویژه یا بی‌سیم برای ارتباط بهره‌مند گردند و یا چندین سیستم مجزا (مانند حسگرهای نوری که روشنایی را کنترل می‌کنند) باشند.

ایده کلی اتوماسیون خانگی این است که کلیه سامانه‌های الکتریکی و الکترونیکی و ابزارهای خانه را به یکدیگر و در یک شبکه به گونه‌ای به هم متصل کند که بتوان آن‌ها را از یک رابط مشترک کنترل نمود و با هم در ارتباط قرار داد. مثلاً اگر مشغول تماشای فیلمی در تلویزیون منزل خود باشید، چراغ‌ها به صورت خودکار کم‌نور شوند و تماس‌های تلفنی به صورت خودکار به منشی تلفنی ارجاع داده شوند تا بتوانید با آسودگی به تماشای فیلم بپردازید. انجمن اتوماسیون خانگی (HAA) اتوماسیون خانگی را چنین تعریف می‌کند: فرایند یا سامانه‌ای (با تجهیزات یا روش‌های مختلف) که زمینه بهبود سبک زندگی فرد را فراهم می‌آورد و خانه را به محلی راحت‌تر، امن‌تر و پربازده‌تر تبدیل می‌کند.

چه چیزهایی می‌تواند بخشی از یک سیستم اتوماسیون خانگی باشد؟ درحالت ایده آل، هرچیزی که می‌تواند به یک شبکه متصل شود، می‌تواند به صورت خودکار و از راه دور کنترل گردد. به طور کلی می‌توان موارد زیر را از جمله فعالیت‌های یک سیستم اتوماسیون خانگی برشمرد که به صورت اتوماتیک و یا از طریق فرمان کاربر انجام می‌پذیرد:

• کنترل روشنایی
• کنترل دما و رطوبت، دود، گاز و آتش
• سیستم‌های اضطراری و امنیتی
• کنترل صوت و تصویر
• کنترل میزان مصرف انرژی

سیستم جامع اتوماسیون خانگی و اداری

اتوماسیون خانگی و یا خانه هوشمند جایی است که همه چیز به هم متصل و کنترل می‌شود. در طرح هوشمند یک ساختمان، هدف اصلی کنترل و مدیریت یکپارچه تمام سیستم‌های الکتریکی می‌باشد. این سیستم‌ها تنوع و گستردگی زیادی داشته، اما وقتی وارد طرح سیستم هوشمند می‌شوند، همگی در یک شبکه قرار گرفته و از هر راه کنترلی که وارد این شبکه شویم می‌توانیم این سیستم‌ها را کنترل کنیم. این راه‌های ورود به شبکه را درگاه‌های ارتباطی هوشمند می‌نامند. سیستم‌های الکتریکی مورد استفاده در ساختمان‌ها و عمدتا در ساختمان‌های مسکونی را با وجود گوناگونی فراوانی که دارند، به ساده‌ترین شکل می‌توان وارد سیستم هوشمند خانه نمود. این سیستم‌ها به همراه مثال‌های پر کاربرد در زیر آورده شده‌اند:

1. سیستم مدیریت مصرف انرژی
2. سیستم‌های حفاظتی و امنیتی
3. سیستم اعلام حریق
4. سیستم کنترل تردد
5. سیستم دزدگیر
6. کنترل پریزهای برق
7. سیستم آبیاری خودکار
8. کنترل انواع دوربین‌های مدار بسته سیستم‌های ویدئویی و نظارتی، کنترل انواع دوربین‌های مدار بسته سیستم‌های صوتی و تصویری: انواع سیستم‌های صوتی خانگی و حرفه‌ای، سینما خانگی، تلویزیون و غیره
9. سیستم گرمایش و سرمایش: سیستم فن کوئل، داکت اسپلیت، کولر آبی و گازی، انواع هواسازها، اسپیلیت یونیت، گرمایش از کف و غیره
10. سیستم روشنایی: انواع لامپ‌ها شامل هالوژن یا سیلندری، آویز یا سقفی، نور مخفی، چراغ دیواری، آباژور، فیبرنوری، مهتابی، رقص نور و غیره
11. پرده برقی و تجهیزات موتوری: پرده برقی 230 ولت AC، پرده برقی 24 ولت DC، پرده‌های سایه روشن، کرکره‌های برقی، درب‌های شیشه‌ای، پرده پروژکتور و غیره

کنترل از راه دور

مشخصه اصلی دیگر اتوماسیون از بین بردن مرزها است، اتوماسیون خانگی به معنی نظارت از راه دور و دسترسی سریع می‌باشد. به عنوان نمونه کنترل از راه دور یک تلویزیون یکی از ابزارهای اتوماسیون خانگی ا‌ست. یک سیستم اتوماسیون خانگی رایج از یک کارساز خانگی که نقش هسته سیستم را بازی می‌کند و وسایلی که به این کارساز متصل می‌شوند تشکیل می‌گردد. کاربر می‌تواند از راه اینترنت با اتصال به کارساز خانگی هر یک از وسایلی که به این کارساز متصل هستند را کنترل کند.

برای اتصال به چنین کارسازی لازم نیست حتماً به یک رایانه شخصی دسترسی داشته باشیم، بسیاری از این سامانه‌ها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که بتوان آن‌ها را با استفاده از یک ابزار دستی مانند تلفن همراه و به طور کلی هر وسیله‌ای که قابلیت دسترسی به اینترنت و اجرای یک مرورگر وب را داشته باشد کنترل کرد. درحالی که با دسترسی به  یک مانیتور، کنترل برای بعضی از مواقع قابل انجام می‌باشد، از زمانی که استفاده از تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها افزایش یافته است، توانایی اتصال و ارتباط با شبکه اینترنت خانه زمانی که دور از از آن هستیم میسر شده است.

برنامه‌های نظارتی می‌تواند اطلاعات زیادی درباره خانه شما ارائه دهد، از وضعیت فعلی تا سابقه دقیق آنچه تا به‌ حال اتفاق افتاده است. شما می‌توانید وضعیت سیستم امنیتی خود را بررسی نمایید، آیا چراغ‌ها روشن می‌باشند؟ آیا درب‌ها قفل شده‌اند؟ دمای فعلی خانه چگونه است؟ بیش از حد است یا در حد نرمال؟

با استفاده از دوربین‌ها به عنوان بخشی از سیستم اتوماسیون خانه، شما حتی می‌توانید فیدهای ویدئویی در زمان واقعی را بکشید و  آنچه که در خانه شما می‌گذرد را  در حالی که دور  از خانه هستید به معنای واقعی کلمه ببینید. حتی اعلان‌های ساده برای انجام بسیاری از وظایف مهم استفاده می‌شود. شما می توانید سیستم خود را برنامه‌ریزی کنید تا هر زمان که سیستم امنیتی شما یک مشکل بالقوه را ثبت می‌کند یا یک پیام متنی یا ایمیل ارسال می‌نمایید، از هشدارهای آب و هوایی شدید تا آلارم هشدار دهنده‌های حرکت و آلارم‌های آتش.

بهره‌وری انرژی

صرفه‌جویی در انرژی یکی از اهداف اصلی در جهان امروز است. بنابراین تمام نوآوری‌های تکنولوژیکی به سمت ایده حفاظت از انرژی هدایت می‌شوند. یکی از راه‌هایی که از طریق آن تکنولوژی در صرفه‌جویی انرژی کمک می‌کند، اتوماسیون خانگی است. یک مثال خوب وضعیتی است که در آن شخصی فراموش کرده است که چراغ‌های منزل خود را خاموش کند اما هنوز هم می‌تواند با استفاده از رایانه خود از دفتر آن را انجام دهد. همچنین افراد می‌توانند از ترموستات قابل برنامه‌ریزی استفاده کنند که کنترل آن آسان است. مردم در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌نمایند و این در نتیجه استفاده از اتوماسیون خانگی می‌باشد.

یکی از مزیت‌های مهم اتوماسیون خانگی، پتانسیل بالای آن در کاهش مصرف انرژی و در نتیجه صرفه‌جویی در هزینه می‌باشد. اگر هدف صرفه‌جویی است، اولویت را باید ابتدا به طراحی یک خانه با بازدهی بالا در صرفه‌جویی انرژی و بکارگیری وسایل خانگی دارای بازدهی بالا اختصاص داد. اتوماسیون خانگی از راه کاهش زمان عملکرد دستگاه‌ها و محدود کردن زمان روشن بودنشان، و یا کاهش نیاز به استفاده از دستگاه، به صرفه‌جویی انرژی کمک می‌کند. در بیشتر موارد، ترموستات می‌تواند با درجه حرارت‌های مختلف برنامه‌ریزی شود تا در مصرف انرژی صرفه‌جویی گردد. در مراحل ابتدایی، اتوماسیون خانگی قابلیت گسترش برنامه‌ریزی روشنایی را دارد، بنابراین می‌توانید برای انرژی مصرفی با توجه به برنامه روزانه خود برنامه‌ریزی نمایید. مزایای اتوماسیون خانگی و BMS عبارتند از:

• کاهش مصرف انرژی (برق) تا 40 درصد
• جلوگیری از فرسودگی و خرابی دستگاه‌ها به علت کارکردن بیهوده و بیش از حد
• راحتی و آسایش برای ساکنین و مصرف‌کنندگان
• قابلیت کنترل تمامی وسایل در ساختمان از راه دور
• توانایی دریافت گزارش از چگونگی کارکرد وسایل برقی ساختمان
• اضافه کردن قابلیت‌هایی نظیر کم نور و پر نور کردن چراغ‌ها اعم از روشنایی‌ها و وسایل به سیستم‌های معمولی برای صرفه‌جویی در انرژی و زیبایی
• امکان کارکردن با سیستم قدیمی سیم‌کشی ساختمان و با کلید و پریزهای قدیمی بدون اضافه کردن سیم

تفاوت بین پروتکل‌های اتوماسیون خانگی

حدود ده پروتکل مختلف اتوماسیون وجود دارد. این پروتکل‌ها در دودسته اصلی بی‌سیم و با سیم تقسیم‌بندی می‌شوند. پروتکل‌های باسیم، مانند UPB و X10، از سیستم سیم‌کشی منزل شما استفاده می‌نمایند. پروتکل‌های سیمی معمولا قابل اطمینان هستند اما می‌توانند به سرعت رمزنگاری شوند. پروتکل‌های بی‌سیم معمولا سریع‌تر و سازگارتر با دستگاه‌های دیگر می‌باشند. پروتکل‌های اتوماسیون خانگی بی‌سیم شامل Z-Wave ،Zigbee ،Wi-Fi ،Threat و Bluetooth می‌باشد. این پروتکل‌ها بدون اتصال به خطوط برق ارتباط برقرار کرده و امنیت را به راحتی فراهم می‌نمایند. برخی از پروتکل‌ها مانند Insteon و C-Bus از هر دو تکنولوژی سیمی و بی‌سیم استفاده می‌کنند.

پروتکل‌های اصلی اتوماسیون خانگی

در این قسمت به بررسی برخی پروتکل‌های اتوماسیون خانگی پرداخته‌ایم:

  Z-Wave

Z-Wave پروتکل اتوماسیون خانگی بی‌سیم می‌باشد که با استفاده از فرکانس‌های رادیویی برای برقراری ارتباط با دستگاه‌های اتوماسیون خانگی استفاده می‌شود. این پروتکل در دانمارک توسعه یافته است و به سرعت یکی از محبوب‌ترین پروتکل‌های اتوماسیون خانگی تبدیل شده است، همان‌گونه که توسط بیش از 450 شرکت درسراسر جهان پشتیبانی می‌شود. یکی از بهترین فواید اتوماسیون خانگی با استفاده از Z-Wave آن است که تمامی دستگاه‌ها بدون در نظر گرفتن برند، نوع و یا ورژن آنها می‌توانند به یکدیگر وصل گردند. حتی اگر محصولات در طی زمان تغییر نمایند، شبکه Z-Wave با هر دو نسخه قدیمی‌تر و جدید‌تر قابل استفاده خواهد بود.

 ZigBee

پروتکل ZigBee در بسیاری از موارد مشابه Z-Wave می‌باشد. ZigBee در اصل برای استفاده تجاری طراحی شده است، اما در حال حاضر به عنوان یک زبان استاندارد برای ارتباطات اتوماسیون خانگی در هر دو حالت مسکونی و تجاری در نظر گرفته شده است. ZigBee خود را در استفاده از قدرت کم‌مصرف می‌کند. در حقیقت ZigBee سیار کارآمد است و شما می‌توانید یک دستگاه ZigBee را با همان مجموعه‌ای از باتری‌ها تا چندین سال اداره کنید. اتوماسیون خانگی ZigBee همچنین یک ویژگی Power Green را ارائه می‌دهد که نیاز به باتری‌ها را از بین می‌برد که بدان معنی است که شما مجبور نیستید برای باتری‌ها به مغازه مراجعه نمایید. ZigBee از همان سطح رمزگذاری استفاده می‌کند که موسسات مالی بزرگ استفاده می‌کنند و شبکه ZigBee شما از دستگاه‌ها و اطلاعاتی که از طریق ZigBee ارتباط برقرار کرده‌اند، محافظت می‌کند.

 Insteon

پروتکل Insteon ترکیبی از تکنولوژی‌های بی‌سیم و سیمی است. تا زمانی که می‌دانید که چگونه از یک گوشی هوشمند استفاده کنید، مدیریت پروتکل Insteon آسان است. یکی دیگر از مزایای استفاده از اتوماسیون خانه Insteon این است که هیچ محدودیتی برای شبکه شما وجود ندارد. همان‌طور که می‌دانید یکی از بهترین مزایای این پروتکل آن است که دستگاه‌ها زودتر از زمانی که آنها را روشن می‌نمایید، به صورت اتوماتیک به شبکه وصل می‌گردند که سبب راه‌اندازی سریع بدون اتلاف وقت می‌گردد.

 Bluetooth

بلوتوث فقط برای گوش دادن به موسیقی یا تبدیل تلفن همراه به هندزفری استفاده نمی‌شود. بلوتوث در قلب صدها محصولات هوشمند قرار دارد که باعث می‌گردد برای اتوماسیون خانگی بسیار شگفت‌انگیز باشند. بلوتوث یکی دیگر از تکنولوژی‌های اتوماسیون خانگی است که به ارتباطات در امواج رادیویی متکی است. همه دستگاه‌های بلوتوث شامل تراشه کامپیوتر با رادیو بلوتوث هستند و نرم‌افزاری است که برای دستگاه‌ها جهت اتصال به یکدیگر آسان است. اگر چه لازم نیست، شما می‌توانید از هاب مرکزی بلوتوث برای کنترل تمام دستگاه‌ها در شبکه اتوماسیون خانگی خود استفاده کنید. شما می‌توانید هر دستگاه بلوتوث را به دستگاه بلوتوث دیگری وصل کنید، به این معنی که صدها محصول با سازگاری با اتوماسیون خانگی بلوتوث سازگار است. به علاوه؛ اتصالات بلوتوث به رنج محدودی تمایل دارند، بنابراین اگر دستگاه سازگار باشد، ممکن است در خارج از محدوده‌های بلوتوث کار نکند. یکی از مزایای بلوتوث این است که در بسیاری از دستگاه‌ها وجود دارد. در واقع تحقیقات ABI پیش‌بینی می‌نماید که بلوتوث در آینده‌ای نزدیک مهم‌ترین پروتکل برای قطعات اتوماسیون خانگی خواهد شد. یکی از بزرگترین دلایل اینکه اتوماسیون خانگی بلوتوث بسیار مطلوب است این است که انرژی کمتری استفاده می کند. برای افرادی که مصرف انرژی زیاد مطلوب نیست، راه‌حل‌های مصرف انرژی کمتر همانند بلوتوث بسیار مطلوب می‌باشد.

 UPB

UPB پروتکل با سیم اتوماسیون خانگی می‌باشد. UPB مخفف (Universal Powerline Bus) پورت خط قدرت جهانی است که شبیه به X10 است و قصد داشت پروتکل ارتباطی تجهیزات خانگی هوشمند جایگزین X10 شود و به آن قابلیت اطمینان بیشتری بدهد، کمتر در معرض نویزهای خط قدرت قرار بگیرد و طیف گسترده‌تری داشته باشد. این پروتکل از سال ۱۹۹۹ پیاده‌سازی شده است و یکی از پروتکل‌های توسعه داده شده پیشرفته می‌باشد. دستگاه‌های UPB با استفاده از کنترل‌کننده مرکزی خانه و خطوطی که به صورت دستی برای هر دستگاه در شبکه تنظیم شده به هم متصل می‌گردند. از آنجا که پروتکل UPB به خطوط برق خانه شما متصل است، محدودیت مشابه یا تداخل با تکنولوژی اتوماسیون خانگی بی‌سیم را ایجاد نمی‌کند. اگر شما به دنبال یک سیستم فنی با راه‌اندازی آسان و با قابلیت اطمینان بالا هستید، اتوماسیون خانگی UPB گزینه‌ی مناسبی می‌باشد.

بیشتر بخوانید: