خانه‌های هوشمند از چه مولفه‌هایی ساخته شده‌اند؟
هوشمندسازی ساختمان‌ها و خانه‌ها یکی از مفاهیم نسبتا نوظهور برای برخی از کاربران است، زیرا در بیشتر فروشگاه‌های عادی وسایلی با کاربردهای سنتی عرضه می‌شوند و کسی از یک چراغ روشنایی انتظاری فراتر از روشن کردن محیط پیرامون خود ندارد. با این حال، پیشرفت‌های دنیای فناوری باعث شد تجهیزاتی که روزگاری غیرهوشمند به تدریج قابلیت درک پیدا کرده، برخی از کارها را به شکل خودکار انجام داده و در مورد برخی هشداری برای کاربر ارسال کنند. هوشمندسازی یکی از مفاهیم مهم صنعت اینترنت اشیا است. صنعتی که در آن اشیا از حالت سکون خارج می‌شوند و قادر هستند با محیط پیرامون خود به تعامل بپردازند. یکی از مزایای مهم به‌کارگیری تجهیزات هوشمند کاهش مصرف انرژی و در نتیجه صرفه‌جویی اقتصادی است. با این وجود، برای دستیابی به یک چنین فاکتور ارزشمندی لازم است برخی تجهیزات سنتی جای خود را به تجهیزات هوشمند بدهند. در این مطلب قصد داریم با مهم‌ترین تجهیزات قابل استفاده در یک خانه هوشمند آشنا شویم.
خانه‌های هوشمند از چه مولفه‌هایی ساخته شده‌اند؟
هوشمندسازی خانه‌ها بر مبنای دو رکن تجهیزات هوشمند و نرم‌افزارهای هوشمند شکل می‌گیرد. تجهیزات سخت‌افزاری یک خانه هوشمند را حس‌گرهای هوشمند، رله‌ها، پنل‌های دیواری، کلیدهای لمسی، چراغ‌های هوشمند، دوربین‌های نظارت تصویری تحت شبکه، ترموستات‌های هوشمند، یک ارتباط اینترنتی پایدار، پردازنده مرکزی و…. شکل می‌دهند. در بعد نرم‌افزاری این مفهوم به نرم‌افزارهای خودکارسازی وظایف، نمایش آنلاین و کنترل تجهیزات خانه از طریق کامپیوتر یا تجهیزات همراه اشاره دارد. به‌طور رایج، تجهیزات خانه هوشمند در قالب پکیج‌هایی به بازار عرضه می‌شوند تا کاربران بتوانند به ساده‌ترین شکل از آن‌ها استفاده کرده و تجهیزات بدون مشکل خاصی با یکدیگر تعامل داشته باشند. در حالت کلی، برندهای فعال در این زمینه از سیستم هوشمند KNX استفاده می‌کنند که یک استاندارد جهانی در صنعت هوشمندسازی ساختمان‌ها است. در یک سیستم هوشمند تمامی تجهیزات و چراغ‌های روشنایی به رله‌هایی متصل می‌شوند که این رله‌ها در یک تابلو مرکزی قرار گرفته‌اند و از یک پردازنده مرکزی دستور روشن یا خاموش شدن را دریافت می‌کنند. پردازنده مرکزی در یک سیستم هوشمند داده‌های اولیه و ورودی‌ها را از پنل‌های لمسی کنترلی یا کلیدی دریافت کرده، داده‌ها را پردازش کرده و عمل مربوطه را انجام می‌دهد. به‌طور مثال، زمانی که از طریق پنل لمسی اتاق خواب فرمان روشنایی لوستر را می‌دهید، دستور فوق توسط کابل KNX به پنل مرکزی ارسال و پردازنده مرکزی فرمان فوق را دریافت می‌کند. در ادامه پردازنده مرکزی به رله مرتبط با لوستر اتاق خوب فرمان می‌دهد و رله مربوطه را روشن می‌کند. تمامی این فرآیندها در کسری از ثانیه انجام شده و کاربر شاهد هیچ‌گونه تاخیری نیست. با توجه به توضیحاتی که ارائه شد مشاهده می‌کنیم قلب تپنده یک خانه هوشمند پردازنده مرکزی مدیریت کننده رله‌های مربوطه به خروجی‌ها، ماژول‌های ورودی کلیدها، حس‌گرهای کنترل دما، نور و پنل لمسی مرکزی و کلیدهای اتاق است.
مولفه‌های تشکیل دهنده یک خانه هوشمند
پردازنده مرکزی
همان‌گونه که اشاره شد، پردازنده مرکزی قلب تپنده یک خانه هوشمند است که یک میکروکنترلر یا زیرپردازنده‌ای است که همراه با سایر تجهیزات استفاده می‌شود. پردازنده مرکزی ضمن آن‌که ارتباط میان مولفه‌ها و برنامه‌های نرم‌افزاری را برقرار می‌کند، وظیفه پردازش داده‌های ورودی را نیز دارد. پردازنده بر مبنای قابلیت‌ها و توانایی پردازش داده‌ها به گروه‌های مختلف طبقه‌بندی می‌شوند.
حس‌گرهای هوشمند
حس‌گرها دومین مولفه مهم خانه‌های هوشمند هستند که وظیفه جمع‌آوری اطلاعات را دارند. حس‌گرها اطلاعات را جمع‌آوری کرده و در اختیار پردازنده مرکزی قرار می‌دهند. برای یک خانه هوشمند حس‌گرهای مختلفی به بازار عرضه شده‌اند که از آن جمله می‌توان به حس‌گر حرارتی، نشتی آب، وضعیت دما، ارسال امواج مادون قرمز، امواج رادیویی، تغییر نور محیطی و…. اشاره کرد. به‌طور مثال، حس‌گر TIP یکی از ماژول‌های پر کاربرد در هوشمندسازی ساختمان‌ها است که وظیفه دارد وضعیت دما و حرکت را ثبت کرده و در اختیار پردازنده مرکزی قرار دهد. حس‌گر PIR یکی دیگر از ماژول‌های پر کاربر است که در تعامل با سامانه‌های امنیتی هوشمند، خودکارسازی روشنایی و مواردی از این دست استفاده می‌شود. حس‌گر بعدی پر کاربرد در این زمینه حس‌گر آهن‌روبایی درب‌ها و پنجره‌ها است که به شکل مغناطیسی وضعیت باز و بسته بودن درب‌ها و پنجره‌ها را تشخیص داده و اطلاعات را در اختیار پردازنده مرکزی قرار می‌دهد. حس‌گر RF به کاربر اجازه می‌دهد از طریق گوشی هوشمند یا پنل دیواری درب پارکینگ یا ورودی ساختمان را باز کند. در این حالت دیگری نیازی به استفاده از کلید یا کنترل از راه دور درب‌ها نیست.
پنل دیواری هوشمند
پنل یا تابلوهای دیگری نیز در اشکال مختلف تولید می‌شوند. با این‌حال، عملکرد بخش عمده‌ای از آن‌ها محدود به کنترل خطوط روشنایی و تجهیزات سرمایشی و گرمایشی است. در مقابل برخی دیگر اجازه دسترسی به تمامی تجهیزات برقی درون خانه را به شکل سیمی یا بی‌سیم می‌دهند. در این مدل پنل‌ها صفحات مختلفی برای کنترل تجهیزات در نظر گرفته شده است. به‌طور مثال، در صفحه اصلی وضعیت تجهیزات مختلف قابل مشاهده و کنترل است و کاربر می‌تواند اطلاعاتی در ارتباط با پرده‌های برقی و سایر تجهیزات به دست آورد. در صفحه سرمایش و گرمایش امکان انتخاب دما یا روشن و خاموش کردن تجهیزات وجود دارد. در برخی از مدل‌ها صفحه مخصوص آب‌وهوا وجود دارد که میزان بارندگی، دما، رطوبت، فشار هوا، سرعت باد، آلودگی هوا و مواردی از این دست را ارائه می‌کند. در صفحه سامانه امنیتی وضعیت فعال یا غیر فعال بودن حس‌گرهای هوشمند و کنترل آن‌ها وجود دارد.
کلیدهای روشنایی هوشمند
کلیدهای روشنایی هوشمند شامل کلیدهای تک پل تا چهار پل جهت روشنایی بخش‌های مختلف خانه، کلیدهای تبدیل، دو پل تبدیل، سه پل تک تبدیل و کلید شاسی زنگ هستند. لازم به توضیح است که کلیدهای لمسی هوشمند از جنس شیشه بوده و حالت لوکس دارند. این کلیدها عمدتا توسط کنترل از راه دورهای رادیویی کنترل می‌شوند. کنترل از راه دور اجازه می‌دهد تا کلیدها را به شکل تکی یا به صورت گروهی خاموش یا روشن کرد. در بیشتر موارد این کلیدها بر مبنای همان سیم‌کشی سنتی خانه و درون قوطی‌های قدیمی با سیم‌کشی رایج نصب می‌شوند تا کاربر هزینه بیهوده‌ای را متحمل نشود. پس‌زمینه مجهز به ال‌ئی‌دی اجازه می‌دهد در شب و زمانی که نیازمند روشن کردن چراغ هستید با سهولت این‌کار را انجام دهید. کلیدهای هوشمند مزیت مهم دیگری نیز دارند که هنگام نشت گاز باعث انفجار نمی‌شوند، زیرا در زمان روشن شدن چراغ‌ها جرقه درون رله‌ها انجام شده و به اصطلاح خفه می‌شود. در ساخت این کلیدها از تاچ خازنی استفاده می‌شود تا طول عمر کلیدها افزایش پیدا کند. اتصال مستقیم به پنل لمسی مرکز و کنترل از طریق نرم‌افزار موبایل از ویژگی‌های شاخص این کلیدها هستند.
کلیدهای سرمایش و گرمایش هوشمند
کلید هوشمند کولر آبی با هدف روشن و خاموش کردن کولر آبی همراه با تایمر استفاده می‌شوند. همچنین کلید ترموستات فن کوئل اجازه می‌دهد فن کوئل‌های سه دور سقفی و زمینی که در دو حالت کاری گرمایشی و سرمایشی استفاده می‌شوند را به شکل خودکار یا دستی کنترل کرد. همچنین امکان کنترل دور فن نیز وجد دارد.
کلیدهای هوشمند پرده برقی
این کلیدها برای کنترل انواع موتورهای به کار گرفته شده در پرده‌های برقی برای بالا و پایین کشیدن آن‌ها استفاده می‌شود.
شیرهای برقی
شیرهای برقی برای کنترل آب و گاز استفاده می‌شوند. شیرهای برقی اجازه می‌دهند زمانی که در خانه حضور ندارید جریان برق یا آب را قطع کنید.
دستیار صوتی هوشمند
دستیاران صوتی یکی دیگر از مولفه‌های خانه هوشمند هستند که اجازه می‌دهند به شکل دقیق‌تری با تجهیزات هوشمند خانه ارتباط برقرار کرده و فرامین را به شکل صوتی صادر کنید.
نرم‌افزار کنترل‌کننده هوشمند
نرم‌افزارهای هوشمند با ارائه یک کنترل مرکزی اجازه می‌دهند بر تمامی کلیدها، ماژول‌ها و حس‌گرها کنترل داشته باشید. این نرم‌افزارها همچنین اجازه تعامل با پنل لمسی و دستگاه‌هایی همچون اسپلیت، تلویزیون و سایر تجهیزات را ارائه می‌کنند.
در کنار تجهیزاتی که به آن‌ها اشاره شده، وسایل دیگری همچون سیستم صوتی هوشمند، دزدگیر سیم کارتی، دستگیره دیجیتال، موتور پرده برقی و…. نیز وجود دارند.