اینترنت اشیاء

اینترنت اشیا (IoT) عبارت است از شبکه سازی بین دستگاههای فیزیکی، وسایل نقلیه (همچنین به “دستگاههای متصل” و “دستگاههای هوشمند” نیز گفته می شود). ساختمانها و سایر موارد را با تجهیزات الکترونیکی، نرم افزار، سنسورها، محرک ها و اتصال به شبکه.این اشیا را قادر به جمع آوری و تبادل اطلاعات می کند. اینترنت اشیاء و خانه هوشمند امکان کنترل اشیا و جمع آوری اطلاعات از راه دور در شبکه از قبل پیاده سازی شده را فراهم می کند.

اینترنت اشیا ((IoT) یک فناوری نوظهور است که دنیای ما را هوشمندتر می کند. ایده جهان متصل بدون اینترنت اشیا قابل تصور نیست. IoT مبتنی بر خانه هوشمند یکی از این نمونه هاست. در یک محیط هوشمند اینترنت اشیا فعال شده، موارد مختلفی از قبیل روشنایی ، لوازم خانگی ، رایانه ، دوربین امنیتی و غیره همه به اینترنت متصل هستند. و به کاربر امکان می دهد بدون توجه به محدودیت زمان و مکان ، موارد را نظارت و کنترل کند. در این مقاله IoT برای ساخت خانه هوشمند دارای IoT شرح داده شده است. در این مقاله عملکردهای خانه هوشمند و کاربردهای آن مورد بحث قرار گرفته و معماری IoT با اجرای خدمات خانه هوشمند معرفی شده است.

خانه هوشمند

خانه هوشمند همچنین به عنوان خانه متصل یا eHome شناخته می شود، محیطی برای زندگی است که دارای سیستم های اتوماتیک بسیار پیشرفته است. یک خانه هوشمند به این دلیل “هوشمند” است زیرا فعالیت های روزمره آن توسط رایانه کنترل می شود. یک خانه هوشمند شامل بسیاری از فناوری ها از طریق شبکه خانگی برای بهبود کیفیت زندگی است. خانه هوشمند مکانی است که دارای سیستم های خودکار بسیار پیشرفته برای کنترل و نظارت بر نور و دما. لوازم خانگی، تجهیزات چند رسانه ای و سیستم های امنیتی و بسیاری از عملکردهای دیگر است. اینترنت اشیا نقش مهمی در ساخت خانه های هوشمند دارد. از طریق اینترنت اشیا تقریباً هر شیئی از زندگی روزمره ما در یک خانه می تواند به اینترنت متصل شود. اینترنت اشیا امکان نظارت و کنترل همه این اشیا متصل را بدون در نظر گرفتن زمان و مکان فراهم می کند.

انگیزه از ایجاد خانه هوشمند

شهری هوشمند در یک محیط و زیرساخت که بستگی زیادی به اینترنت برای ارتباطات و خدمات دارد. بنابراین اینترنت اشیا یک عامل کلیدی برای ایجاد شهرهای هوشمند است. یک سیستم خانه هوشمند، که در این مقاله ارائه شده است، جز یک شهر هوشمند است. انگیزه این مقاله پیشنهاد سیستم خانه هوشمند است که می تواند در شهرهای هوشمند اجرا شود.

عملکردهای خانه هوشمند

یک سیستم خانه هوشمند شامل برنامه هایی است که در قسمت بالای زیرساخت های اینترنت اشیا ساخته شده اند. برنامه های کاربردی خانه هوشمند می توانند عملکردهای اصلی زیر را داشته باشند:

سیستم هشدار

سیستم خانه هوشمند قادر است محیط خود را درک کند. و بر این اساس هشدارهایی را از طریق دستگاه یا حساب ثبت شده برای کاربر ارسال کند. هشدار شامل اطلاعات مربوط به داده های محیطی است. این اطلاعات ممکن است شامل سطح گازهای مختلف در محیط باشد. هشدار دما، رطوبت، شدت نور و غیره ممکن است بطور منظم در زمان از پیش تعیین شده برای کاربر ارسال شود. هشدار ممکن است از طریق ایمیل، بعنوان یک پیام متنی، توییتها یا هر رسانه اجتماعی دیگر ارسال شود.

سیستم نظارت

این مهمترین عملکردهای خانه هوشمند است. یک خانه هوشمند قادر است با کمک سنسورهای مختلف و خوراک دوربین محیط اطراف خود را کنترل کند. مانیتورینگ یک عملکرد مهم است زیرا همه فعالیتهای یک خانه هوشمند را که نیاز اصلی است. و براساس آن می توان اقدامات بعدی انجام داد یا تصمیم گیری کرد، پیگیری می کند. بعنوان مثال نظارت بر دمای اتاق و ارسال هشدار به کاربر برای روشن کردن کولر گازی در صورتی که دما بیش از حد آستانه باشد.

سیستم کنترل

این عملکرد خانه هوشمند به کاربر امکان کنترل فعالیت های مختلف را میدهد. این فعالیت ها ممکن است شامل روشن/خاموش کردن چراغ ها، تهویه هوا و لوازم خانگی، قفل/باز کردن قفل درها، باز/بستن پنجره ها و درها و موارد دیگر باشد. کاربر می تواند همه چیز را از همان مکان یا از مکان دور کنترل کند. این عملکرد حتی به کاربر اجازه می دهد تا فعالیت خود را از جمله خاموش و روشن کردن خودکار تهویه هوا در هنگام بالا/پایین بودن دمای اتاق انجام دهد.

سیستم هوشمند

Intelligence یا Home Intelligence (HI) مهمترین عملکرد خانه هوشمند است و به رفتار هوشمندانه محیط خانه هوشمند اشاره دارد. این عملکرد مربوط به تصمیم گیری خودکار در مورد وقایع مختلف است. HI به مکانیسم هوش مصنوعی (AI) ساخته شده در محیط خانه هوشمند بستگی دارد. HI نه تنها مغز را به خانه هوشمند میبخشد بلکه از نظر امنیتی در خانه نیز بسیار مهم است.

HI یک محیط یکپارچه در خانه هوشمند ایجاد میکند. که در آن مکانیزم هوش مصنوعی میتواند با توجه به تغییر شرایط و حوادث، شناسایی کرده و به درستی واکنش نشان دهد. با شناسایی وقایع غیرطبیعی یا غیرمنتظره، HI می تواند کاربر را هشدار دهد. و در صورت تمایل یک پاسخ اتوماتیک فوری ارائه دهد. برخی از سناریوها برای نشان دادن به صورت خودکار قهوه را به محض ورود کاربر آماده می کنند. هر زمان که مشکوک به فعالیت در خانه یا ساختمان می شوید. هشدار را برای کاربر ارسال میکند. هر زمان که در یخچال کمبود دارید، موارد را به طور خودکار سفارش میدهد. هر زمان که به تعمیر و نگهداری احتیاج دارید، به برقکار یا لوله کش اعلام می کند و غیره.

برنامه های خانه هوشمند

اگرچه منطقه کاربردی یک خانه هوشمند فقط توسط تخیل انسان محدود می شود. این مقاله برخی از آنها را که در زیر شرح داده شده است نشان میدهد:

روشنایی هوشمند

روشنایی هوشمند برای صرفه جویی در مصرف انرژی مورد استفاده قرار می گیرد. که می تواند با انطباق روشنایی با شرایط محیط و با خاموش/روشن یا کاهش نور چراغها بر اساس نیاز کاربر حاصل شود. و در نتیجه استفاده غیرضروری از انرژی کاهش می یابد. همچنین صرفه جویی در مصرف انرژی به کاهش هزینه کمک می کند. روشنایی هوشمند را می توان با روشنایی حالت جامد (LED) یا چراغ های مجهز به IP (کنترل شده توسط اینترنت یا بی سیم) پیاده سازی کرد. روشنایی هوشمند با درک میزان حضور افراد، دما/رطوبت و سطح LUX در محیط کار میکند.

لوازم خانگی هوشمند

لوازم خانگی هوشمند برای جمع آوری اطلاعات وضعیت لوازم خانگی و کنترل آسان وسایل از داخل اتاق یا از راه دور استفاده میشود. همچنین برای برنامه ریزی کارها در زمان از پیش تعیین شده. و برای یکپارچه سازی زمان اجرا بین لوازم خانگی استفاده میشود. لوازم خانگی هوشمند باعث صرفه جویی در انرژی و زمان می شوند.

تشخیص نفوذ

تشخیص نفوذ برای هشدار به کاربر از طریق ایمیل و پیام متنی استفاده می شود. برنامه تشخیص نفوذ همچنین می تواند گزارش مفصلی را با تصاویر یا کلیپ صوتی/تصویری برای کاربر ارسال کند. هدف اصلی این برنامه نظارت بر فعالیت مشکوک در خانه هوشمند و هشدار به کاربر و انجام اقدامات لازم برای اهداف امنیتی است.

تشخیص دود / گاز

این برنامه برای محیط خانه هوشمند برای زندگی سالم استفاده می شود. و همچنین می تواند برای امنیت استفاده شود. این نرم افزار با تشخیص نوری، یونیزاسیون و روش نمونه گیری هوا استفاده می شود. این سیستم می تواند باعث هشدار به ایستگاه آتش نشانی در صورت آتش سوزی و دود شود. و از طریق ایمیل/پیامک به کاربر در مورد خطرات سلامتی به آنها اطلاع دهد.
موارد ذکر شده در بالا چند مورد، اما کمترین کاربردهای یک خانه هوشمند نیست که برای بهبود ایمنی و کیفیت زندگی مفید است.

نتیجه

با توسعه سریع فن آوری های ارتباطی اینترنتی و ارتباطی، خانه های امروزی نیز توانایی محاسبات و ارتباطات قوی دارند. یک خانه هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا به عنوان بخشی مهم از شهرهای هوشمند در حال ظهور و توسعه در سراسر جهان است. هدف از خانه هوشمند ارتقا سطح زندگی، امنیت و ایمنی و همچنین صرفه جویی در انرژی و منابع است. خانه هوشمند نقش مهمی در توسعه جامعه دارد.

اینترنت اشیاء و خانه هوشمند

هدف یک خانه هوشمند بر پایه IoT این است که بتواند معیارهای خاص را کنترل کند و همچنین دستگاه های خاص را کنترل کند. داده هایی که باید کنترل شوند عبارتند از: دما، رطوبت، حرکت، آب و برق. خروجی، دوربین و میکروفون توسط کاربر از طریق هر دستگاه موبایلی قابل کنترل است. در صورت تغییر در داده های تحت نظارت، در صورت تغییر در داده های نظارت شده، به کاربر اطلاع داده می شود. این دستگاه همچنین باید در حالی که برق در خانه خاموش است کار کند. که به معنی پشتیبان گیری باتری و اینترنت نیز باید باشد.