Smart Home خانه هاي هوشمند

مقدمه

طي کنفرانسي در ايالات متحده بيش از 160 شرکت طراح و سازنده خانه هاي مسکوني در شيکاگو گرد هم آمدند تا در مورد گسترش و توليد انبوه خانه هاي ديجيتالي و هوشمند، تبادل نظر و تصميم گيري کنند. اين شرکت ها از جمله پيمانکاران بزرگي در اين زمينه هستند که ساليانه هزاران خانه جديد با قيمتي بين 200 تا 900 هزار دلار ساخته و دراختيار مردم قرار مي دهند. البته يکي ديگر از دلايل تشکيل اين گردهمايي، اشباع بازار از خانه هايي با طرح هاي قديمي و يافتن راهي براي کسب درآمدهاي بيشتر اين شرکت ها بود. «ويليام تامسون» يکي از برگزارکنندگان اين گردهمايي در اين زمينه مي گويد؛ «ويژگي هاي ديجيتالي براي خانه ها يک مزيت رقابتي بسيار اساسي به حساب مي آيد. از 30 ميليون خانه اي که سال گذشته در ايالات متحده به فروش رسيد، تقريباً 7 ميليون از آنها با نقشه هاي قديمي و سيم کشي هاي مشکل زا همراه بودند.» هر چند که مي توان بسياري از خانه هاي قديمي را نيز با برخي سيستم هاي ديجيتالي نوسازي کرد، ولي اين کار چندان به صرفه نيست و بهتر است يک خانه جديد هوشمند طراحي و ساخته شود زيرا وقتي ديواري نباشد، سيم کشي و نصب سيستم هاي جديد بسيار ارزان تر درمي آيد. در مجموع تمامي سيستم هاي اين خانه ها از توانايي کنترل از راه دور به ويژه از طريق تلفن همراه برخوردارند. خانه هاي ديجيتالي در وهله اول نوعي خانه هاي رويايي به نظر مي آيند ولي واقعيت اين است که اين خانه ها مدت هاست که در ايالات متحده، کانادا و انگليس ظهور کرده اند و روز به روز مشتريان بيشتري پيدا مي کنند، زيرا استفاده از فناوري همواره به معناي بهتر و راحت تر زندگي کردن است.در این مقاله جهت آشنایی هر چه بیشتر مهندسین با سیستم خانه های هوشمند به بررسی این

سیستم پرداخته می شود.

تعریف ساختمان هوشمند

یک سـاخـتمان هـوشمنـد ، بنايي است كه با استفادة بهينه از عناصر پاية و روابط دروني آنها، محيطي مناسب و داراي صرفة اقتصادي  ايجاد کند.بطور کلي ساختمان هوشمند، ساختماني است كه مجهز به يك زيرساختار ارتباطاتي قوي بوده كه مي‌تواند به صورت مستمر نسبت به وضعيتهاي متغير محيط عكس‌العمل نشان داده و خود را با آنها وفق دهد و همچنين به ساكنين ساختمان اين اجازه را مي‌دهد كه از منابع موجود به صورت موثرتري استفاده نمایند
در واقع تكنولوژي ساختمان هوشمند امكانات متنوع و گسترده اي در اختيار مي گذارد. كه هر شخص بنا به سليقه و علاقه خود از آن بهره مند گردد.فلسفه اصلي ساختمان هوشمند بر اساس محوريت بخشيدن به شخص استفاده كننده و نياز هاي او پايه ريزي شده است..به درخواست های امروز و آينده پاسخي ساده و مناسب  مي دهد.و قابليت هماهنگ شدن با تكنولوژي هاي بعدي را دارد.
مزاياي خانه هوشمند عبارتند از: راحتي، ايمني و صرفه جويي در مصرف انرژي. در یک ساختمان هوشمند با امکانات بوجود آمده می توان در هر زمان میزان مصرف انرژی سوخت و برق را بدست آورده و  برای کاهش مصرف انرژی و  بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان اقدام نمود. بطورکلی تجمیع کنترل ها برای افزایش بهره وری و یکپارچه سازی با دریافت اطلاعات و ارسال فرامین بهینه به سیستمهای زیر صورت میپذیرد:

1.   سيستم کنترل گرما و شرايط دمايي( HVAC )،

2.   سيستم کنترل روشنايي( Lighting Control )،

3.   سيستم کنترل تصاوير( CCTV )،

4.   سيستم کنترل دسترس ( SACS )،

5.   سيستم اعلام حريق آدرس پذير( FAS )،

6.   سيستم اطفاء حريق ( FFS )،

7.   سيستم توزيع ديتا ( DSC )،

8.   سيستم توزيع تلفن( TEL )،

9.   سيستم آنتن مرکزي و توزيع سيگنال  MATV) RF,IF 

10.     سيستم مديريت يکپارچه اطلاعات ( MIS )،

11.      سيستم شبکه گسترده اطلاعات ( WAN )،

12.      سيستم توزيع برق اضطراري( UPS,GPS )،

13.      سيستمهاي اخباري خطرات احتمالي (سيستم کنترل لرزه)،

                 14.      يکپارچه سازي سيستمهاي ذکر شده بالا( IBS ). 

        یک ساختمان هوشمند صرفنظر ازتیپ و نوع کاربری( ویلائی، آپارتمانی، تجاری، اداری وهتل) میتواند از فن آوری های زیر بهره بگیرد:

v      کنترل  روشنائی و فعال سازی سناریوهای از پیش تعیین شده بکمک سنسور حساس براى تشخيص حضور شخص در محدوده ديدِ معين كه نسبت به حضور و حرکت از حساسيت و دقت بالائی برخوردار است و امكانات ويژه اى براى سيتمهاى دزدگير و Home Automation در اختيار مى گذارد.

v      سیستم یکپارچه صوتی و تصویری (Multi Room Audio/Video System) براى كنترل و استفاده از دستگاه هاى ورودى ( مثل:CD/DVD Player ، DVB Receiver، ...) به تفكيك در اتاقهاى مختلف. در اتاقها تنها نياز به وجود بلندگو و صفحه نمايش خواهد بود و نيازى به وجود دستگاه هاى پخش صوت و تصوير در تك تك اتاقها نمى باشد.

v      انتقال صو ت و تصوير بدون نياز به كابل كشى ، مثلا" در حياط.

v      کترل بهینه  سيستمهای گرمايشی - سرمايشی و تهويه مطبوع بر اساس نیاز های واقعی و مطابق با نحوه کاربری محل وبا قابلیت زمانبندی روشن و خاموش کردن سیستم در راستای کاهش هزینه های مصرف و نگهداری.

v      سيستم ايمنی

v      سيستمهای ارتباطی (تلفن، پيامگير، تلفن سانترال)

v      كنترل تاسيسات استخر، سونا و جكوزی

v      در، پنجره، كركره و سايه بان

v      سيستم آبياری خودكار

v       وسايل الكتريكی منزل

 

دستگاه مرکزی

دستگاه مرکزی قابلیت رادیویی ، نقاط مختلف را با ایجاد ارتباط مستمر با تجهیزات، کنترل و گزارش می نماید . این مرکز برای منازل بطور خلاصه در دو بخش قابل بررسی است :

الف : تجهیزات دستگاه :

1- پانل رادیویی : این پانل که دارای خاصیت رادیویی بوده ، و حسگرهای آن در هر نقطه براحتی نصب می شوند و تا 32 دتکتور نیز به سرعت روی دستگاه بصورت اختصاصی تعریف می شوند . دستگاه جهت سهولت در تامین برق و کددهی ، در ابتدای ورودی و داخل کمد نصب می گردد . دستگاه حتی پس از قطع برق به طور مستمر 12 ساعت فعال خواهد بود.

2- مگنت رادیویی : این وسیله یک حسگر اختصاصی درب می باشد و روی دو لنگه درب ورودی بدون سیم کشی نصب می گردد تا هرگونه تردد از درب را به مرکز گزارش دهد که با توجه به تک ورودی بودن این واحد یک عدد از آن موردنیاز می باشد .

3- چشمی رادیویی : این وسیله یکی دیگر از حسگرهای دستگاه می باشد که قابلیت کنترل تردد را دارد . بطور معمول از این چشمی برای پوشش درب های ورودی و فضای سالن استفاده می گردد و چون واحد مورد نظر در طبقه اول می باشد حداقل دو چشمی ، یکی برای ورودی آشپزخانه و دیگری برای اتاق اصلی خانه  مورد نیاز می باشد . بنابراین حداقل 3 عدد ( و حداکثر 6 عدد برای پوشش کلیه ورودیها به ساختمان ) از این نوع آشکار کننده مورد نیاز است .

4- ریموت رادیویی : جهت سهولت در فعال و یا غیر فعال کردن سیستم ، دستگاه مجهز به یک ریموت کنترل می باشد که با برد کوتاه کار می کند و دارای بیش از 16 میلیون کد حفاظتی می باشد که در صورت جاروب کردن فرکانس ، کاربر دستگاه مرکزی بطور اتوماتیک برای مدتی غیر فعال می شود بطوریکه رمزهای آن آشکار نگردد و در صورت استمرار آژیرهای دستگاه به صدا در خواهد آمد . به منظور افزایش ضریب ایمنی یک ریموت پیشنهاد می گردد زیرا دستگاه می تواند برای غیر فعال شدن از صفحه کلید نیز فرمان بگیرد .

5- دتکتور گاز : به منظور افزایش ضریب ایمنی خانه یک دستگاه حسگر گاز در محل آشپزخانه نصب می گردد. این وسیله پس از آشکار سازی ، در خواست قطع گاز را به مرکز کنترل هوشمند اعلام می دارد . و همزمان تا زمانیکه حسگر آن ، گاز را دریافت می کند آژیر خود را به صدا در می آورد.

6- شیر برقی گاز : وسیله ای جهت قطع گاز به صورت الکتریکی با حفظ مقررات ایمنی و با درجه حفاظت بالا می باشد که در صورت تایید مرکز هوشمند از نشت گاز و یا سایر موارد فرمان قطع گاز را صادر خواهد کرد. محل نصب این شیر برقی پس از دریچه شیر دستی گاز، جنب درب ورودی می باشد.

7-رله کمکی برقی : این رله وسیله کمکی است تا خط روشنایی دلخواه که دارای توانهای متفاوت است را قابل اتصال به سیستم هوشمند نماید.

8-مدار کنترلی از راه دور : این وسیله دارای یک مرکز کنترل هوشمند می باشد که توسط ارتباط تلفنی با دستگاه و ورود رمز به آسودگی این امکان را بوجودمی آورد که حداکثر سه نقطه به دلخواه کنترل شود( مانند کرکره مغازه ، روشنایی ، دوربین مدار بسته ، یخچال و قفل ایمنی . . . )

9-مچ بند، خودکار و یا آویز هشدار سریع : این وسیله سبک به آسانی در کنار شما قرار می گیرد و شما با خاطری آسوده می توانید در محل کار و منزل حتی در زمانیکه دستگاه مسلح نمی باشد از خدمات مراقبتی آن استفاده نماید وتنها با فشار یک دکمه وضعیت اضطراری (‌اعلام سرقت و نیاز مراقبت اجتماعی و یا پزشکی ) خود را از طریق تلفن کننده اعلام نماید.

ب : سناریو های اصلی عملیاتی مرکز هوشمند حفاظت در منزل :

1-مرکز با دریافت کدهای محرمانه ریموت و یا کد دستی ویژه روی دستگاه مسلح و غیر مسلح می گردد.

2-در زمان غیر مسلح بودن با وارد یا خارج شدن از درب ورودی یک زنگ از دستگاه به صدا در می آید.

3-در صورتیکه مرکز توسط ریموت کنترل غیر مسلح نشود مرکز هوشمندانه به کسی که از درب ورودی وارد شده باشد 15 ثانیه فرصت می دهد تا با وارد کردن کد اختصاصی خود مرکز را غیر مسلح نماید. درغیر این صورت آژیر و سایر اقدامات دیگر حفاظتی فعال خواهد شد.

4-در صورتیکه جهت خواندن کدهای اختصاصی تلاش شود و یا هر یک از عناصر آشکار کننده دستکاری شوند مرکز بدون وقفه آژیر را فعال و توسط تلفن کننده هشدارهای لازم را اعلام می نماید .

5-در صورتیکه دستگاه مسلح باشد و ارتباط مرکز با هر یک از عناصر آشکار کننده قطع شود مرکز بدون وقفه آژیر را فعال و تلفن کننده جهت ارسال پیامهای لازم را به کار می اندازد.

6-در صورتیکه آشکار کننده گاز نشت گازی را حس نماید آژیر داخلی آن عمل می نماید و پس از آن در صورتیکه مرکز هوشمند تشخیص دهد که نشت گاز خطر آفرین می باشد دستور قطع موقت گاز به مدت 10 دقیقه صادر می نماید و علاوه بر آژیر ، تلفن کننده اختصاصی را جهت اعلام وضعیت اضطراری فعال می نماید .

7-جهت افزایش ضریب ایمنی در زمان حضور در خانه، سیستم می تواند در روش حفاظتی ثانویه قرار گیرد تا حضور و ترددهای افراد در هنگام حضور ( بخصوص شب ) باعث آژیر های خطا نگردد.

8-همراه با غیر مسلح شدن مرکز و یا باز شدن درب ورودی چراغهای راهرو سالن اصلی روشن می گردد و در صورتیکه سیستم مسلح باشد با اعلام هر یک از آشکار کننده ها چراغهای راهرو و سالن بدون توجه به وضعیت کلید برق روشن می گردند.

9-با اتصال مدارهای کنترلی به سیستم آبیاری این مرکز بر اساس جدول زمانی به آسودگی هر چه تمام تر مراحل آبیاری را اجرا می کند.

10-با در دست داشتن مچ بند، خودکار و یا آویز هشدار سریع به آسودگی می توانید در هر نقطه از منزل درخواست مراقبت پزشکی و یا اعلام وضعیت اضطراری نماید سیستم به طور خودکار با شماره تلفنهای که شما تعیین کرده اید تماس و ارتباط دو طرفه را به طور اتوماتیک بر قرار می نماید.

11-سیستم برای زمانهاییکه که شما تعیین می کنید به آسانی مراحل شبیه سازی حضور را اجرا می کند..

مزایای استفاده از سیستم خانه های هوشمند

1- سرعت و سهولت در نصب دستگاه قابل توجه است (یک روزه) و ضمنا" مشکلات عملیات ساختمانی ندارد:

با توجه به قرارگیری کلیه لوازم جانبی روی فرکانس868/6  مگاهرتز  استاندارد و بی سیم بودن آنها نیازی به تخریب و هزینه دوباره کاری لوله کشی و سیم کشی و درگیری با مشکلات عملیات ساختمانی نمی باشد.

2- یک گوشی تلفن اضافی نیز دارید :  

                                                                                                                                همواره به عنوان گوشی تلفن از روی پنل  تماس تلفنی براحتی امکان پذیر است .

3- یک منشی کوچک نیز دارید:

در حافظه دستگاه می توانید پیغام ضبط نمایید .

4- یک دستگاه مراقب اجتماعی دارید :

برای افزایش آسودگی خیال خود در زمان عدم حضور در منزل و یا در محل کار این بخش از دستگاه ارتباط سریع شما را به فرزند و همسر و سایر بستگان با فشار یک دکمه برقرار می کند .

5- دستگاه اعلام حریق را نیز دارید :

دستگاه قابلیت پشتیبانی یک زون اعلام حریق سیمی و حداقل 8 زون اعلام حریق بی سیم را دارا می باشد . که به طور عادی منازل و دفاتر یک زون سیمی دارند که قابل اتصال به دستگاه می باشد لذا هزینه تهیه و حمل و نصب و راه اندازی یک دستگاه مرکزی اعلام حریق ( که قابل ملاحظه می باشد ) حذف می گردد.

6- بدون هزینه و مشکلات عملیات ساختمانی 16 فرمان کنترلی دارید :

عملگرهای بی سیم دستگاه که هر 4 فرمان آن روی یک ریموت سوار می گردد به شما این امکان را می دهد که بدون تخریب لوله کشی و کابل کشی عملگر را روی دستگاه مورد نظر نصب نماید تا فرمان از را ه دور شما اجرا گردد. مانند : چراغ راهرو ، چراغ استخر ، درب بازکن و . . .

7- دفترچه تلفن اضطراری:

شماره های تلفن اضطراری شما به تفکیک در حافظه دستگاه برای تماس فوری با یک دکمه ذخیره می شود . مانند : پلیس ، اورژانس ، آتش نشانی ، مراقبت اجتماعی .

8- حسگر خاص نشت گاز و شیر برقی را بطور کامل پشتیبانی می کند :

در صورت بروز نشت گاز دستگاه علاوه بر قطع شیر گاز با شماره مورد نظر شما تماس می گیرد و ضمنا" تا تایید شما اجازه وصل مجدد گاز را نمی دهد.

9- شبیه ساز حضور :

در صورت نیاز به اجرای شبیه ساز حضور دستگاه از طریق خروجیهای سیمی عملیات شبیه سازی را روی سیستم روشنایی شما اجرا می نماید.

10- سیستم آبیاری:

در صورتیکه شما در منزل، آپارتمان و یا ویلای خود دارای سیستم آبیاری مکانیزه می باشید به آسانی می توانید آنرا در کنترل دستگاه قرارداده و آسوده محل را ترک نماید مراحل آبیاری بطور خودکار و بر اساس جدول زمانی اجرا می گردد.

در هر صورت با توجه به اینکه دستگاه از راه دور با کد رمز و از طریق خط تلفن قابل برنامه ریزی است لذا در صورت بروز مشکلات نرم افزاری مانند فراموشی رمز عبور ، یا تغییر رمز کاربران و. . . به سهولت انجام می گردد و در صورت نیاز به تعویض باتری این مورد نیز به راحتی امکان پذیر است و البته سیستم بطور خودکار مراحل عملیاتی شما را کنترل و پشتیبانی می کند.

کلام آخر: در مجموع تمامي سيستم هاي اين خانه ها از توانايي کنترل از راه دور به ويژه از طريق تلفن همراه برخوردارند. خانه هاي هوشمند یا همان خانه های ديجيتالي در وهله اول نوعي خانه هاي رويايی به نظر مي آيند ولي واقعيت اين است که اين خانه ها مدت هاست که در ايالات متحده، کانادا و انگليس ظهور کرده اند و روز به روز مشتريان بيشتري پيدا مي کنند، زيرا استفاده از فناوري همواره به معناي بهتر و راحت تر زندگي کردن است