سیستم هوشمند سازی خانه

آسایش خانه و جامعه توسط “چیزهایی” که آنها را احاطه کرده است کمک می کند. این موارد به طور مستقیم یا غیر مستقیم از طریق اینترنت اشیاء به یکدیگر متصل می شوند. دسترسی کامل به کنترل این دستگاه ها از راه دور با دقت معقول در داخل شبکه در صورت لزوم ، یک عنصر کلیدی در فرایند هوشمند سازی خانه است. بسیاری از جنبه های اتوماسیون خانه باید توسعه داده شود تا بتوان آن را افزایش داد. این تحقیق راه حلی برای کنترل دقیق و مستقیم و تشخیص خودکار وضعیت فعلی دستگاهها با استفاده از میکروکنترلر از طریق یک برنامه اندرویدی ارائه می دهد. همچنین اجرای عملی هوشمند سازی ساختمان با استفاده از Wi-Fi را در مقایسه با سایر فناوری ها ارائه می دهد.

معرفی سیستم های هوشمند سازی خانه

اینترنت اشیاء (IoT) فناوری است که همه چیز و اینترنت را در فضاهای هوشمند با پیاده سازی هوش با دستگاه های سنجش متصل می کند. این فناوری در زمینه های مختلف مانند صنایع ، بهداشت ، خانه و غیره به کار گرفته شده است. تعریف اینترنت اشیاء (IoT) که به عنوان شبکه ای از اشیاء فیزیکی که با سنسورها ، RFID ها ترکیب شده اند ، بسیار دشوار است. ، محرک ها ، سیستم عامل و قابلیت اینترنت برای فعال کردن آنها در تعامل با اپراتورها و سایر دستگاه های متصل به یکدیگر برای رسیدن به اهداف مشترک.

این موارد همچنین توانایی انتقال داده/اطلاعات از طریق شبکه بدون دخالت انسان یا رایانه را دارند. نهادهایی که می توان آنها را در اینترنت اشیاء نامید ، از قابلیت های خاصی برای اختصاص آدرس IP و همچنین توانایی انتقال داده ها از طریق شبکه برخوردار است. ایده اینترنت اشیاء از تلاقی فناوری هایی که دهه ها وجود داشته اند به وجود آمد. این فناوری ها عبارتند از ؛ سیستم های الکترومکانیکی ، اینترنت و فناوری های بی سیم. استفاده از ایده اینترنت اشیا برای توسعه هوشمند سازی خانه به امری مطلوب تبدیل شده است و پیاده سازی شده است. مانند هر فناوری ، هوشمند سازی خانه در مراحل توسعه خود است و به همین دلیل نیاز به تحقیقات و ورودی های زیادی از صنایع ، دانشگاه ها و متخصصان دارد.

اینترنت اشیاء

اینترنت اشیاء (IoT) فناوری است که همه چیز و اینترنت را در فضاهای هوشمند با پیاده سازی هوش با دستگاه های سنجش متصل می کند. این فناوری در زمینه های مختلف در اکثر جنبه های زندگی مانند صنایع ، بهداشت ، خانه و غیره به کار گرفته شده است [1].

همچنین به عنوان شبکه ای از اشیاء فیزیکی که سنسور هوشمند، RFID ها ، تریگرها ، سیستم عامل و قابلیت اینترنت ترکیب شده اند ، تعریف شده است تا آنها بتوانند با اپراتورها تعامل داشته باشند و سایر دستگاه های متصل به یکدیگر به اهداف مشترک برسند. از زمانی که توسط کوین اشتون در سال 1999 پیشنهاد شد ، هم در دانشگاه و هم در صنعت مهم بوده است. IoT به عنوان سکه ای که تصور می شود همه چیز را در جهان درگیر کند ، هرگز نمی تواند پادشاهی منزوی باشد. این ویژگی دارای قابلیت توسعه و سازگاری است و همیشه آماده جذب مزایا در هر جنبه ای از حوزه های اطلاعاتی است.

تا زمان شکل گیری کامل فضای مجازی ، جایی که انسان ها ، رایانه ها و اشیاء هوشمند به هم پیوسته اند ، اهمیت مثبت آن هرگز قابل درک نخواهد بود. این فرآیند را می توان ادغام اینترنت اشیاء و سیستم های شبکه موجود از جمله رایانش ابری ، اینترنت ، تلفن های هوشمند و شبکه های اجتماعی و صنعتی دانست [2].

هوشمند سازی خانه

هوشمند سازی خانه ایده ای عالی در زمینه محاسبات است ، این امر زمانی اهمیت زیادی پیدا می کند که از مفهوم اینترنت اشیا برای دستیابی به این پیاده سازی استفاده شود. هدف از هوشمند سازی خانه، بهبود ، راحت ، راحت ، کم مصرف انرژی و امنیت از طریق هوشمند سازی لوازم خانه و فعالیت های خانگی به ساکنین است [3]. به طور خاص ، اتوماسیون خانه می تواند کیفیت زندگی را برای افرادی که در شرایط عادی نیاز به مراقبت دقیق یا مراقبت های موسسه ای دارند ، مانند افراد مسن یا معلول ، افزایش دهد.

با پیشرفت فناوری اینترنت اشیاء (IoTs) ، هوشمند سازی ساختمان در سال های اخیر نفوذ خود را به خانوارهای معمولی تسریع کرده است. با جذب این بازار بزرگ ، بسیاری از شرکت ها سرمایه گذاری قابل توجهی در محصولات اتوماسیون خانه کرده اند. به عنوان مثال ، گوگل ، سامسونگ ، اپل از سیستم عامل ها یا محصولات مربوط به هوشمند سازی خانه خود رونمایی کرده اند [4].

ویژگی هوشمند سازی ساختمان

یکی از ویژگی های اصلی هوشمند سازی خانه مفهوم هوشمند سازی است. این زمانی اتفاق می افتد که دستگاه های موجود در یک شبکه را می توان با توجه به رویدادهای تعیین شده مشخص برنامه ریزی و کنترل کرد. دستوراتی که در حال برنامه نویسی هستند که نیاز به راه اندازی به موقع/برنامه ریزی شده دارند یا آنهایی که زمان بندی نشده اند اما به صورت موقت اتفاق می افتند. زندگی با هوشمند سازی آسان می شود زیرا تداخل فیزیکی در کل فرایند دخیل نیست. وقتی این تداخل وجود نداشته باشد ، چیزهایی مانند زمان ، انرژی ، منابع و چیزهای دیگر یا صرفه جویی می شود یا کمتر مصرف می شود.

در خانه، هوشمند سازی ممکن است شامل چرخاندن چراغ ها ، باز و بسته شدن درها ، تنظیمات کولر گازی ، کنترل قهوه ساز ، نظارت بر سیستم آبپاش و بسیاری دیگر از کارهای خانه باشد. مفهوم دیگر مربوط به ویژگی های هوشمند سازی خانه، دسترسی و نظارت از راه دور است ، تا حدی امکان نظارت وجود داشته باشد ، اما با کنترل کامل و واقعاً داشتن یک محیط خودکار و کنترل از راه دور ، مورد توجه قرار گرفت. ظهور تلفن های هوشمند و دستگاه های هوشمند [5]. اگر به درستی انجام شود ، یک سیستم اتوماسیون خانه ایده آل، می تواند از هر دستگاه آماده اینترنت برای دسترسی و کنترل سیستم و همه دستگاه های درون شبکه استفاده کند. وضعیت امنیتی ، دمای فعلی خانه و سایر عوامل ممکن است با این مفهوم کنترل شود.

احساس واقعی سیستم و محیط با گنجاندن دستگاه های صوتی و تصویری زمان واقعی از بین می رود. اخیراً سیستم های بی سیم خانه هوشمند مانند Zigbee ، Wi-Fi و Bluetooth در شبکه خانگی رایج شده اند [6].

مزایای هوشمند سازی خانه

در سیستم های هوشمند سازی خانه، استفاده از فناوری های بی سیم چندین مزیت دارد که در مقایسه با یک شبکه سیمی برتری دارد.

• کاهش هزینه نصب:

در این استفاده از پیاده سازی ، هزینه های نصب به میزان قابل توجهی کاهش می یابد زیرا نیازی به کابل نیست. راه حل هایی که نیاز به کابل کشی دارند ، گرچه گران هستند ، زیرا کابل ها ، اتصالات کابل ، لوازم جانبی کابل کشی و سایر موارد از جمله نیروی کار باید برای دستیابی به این هدف پرداخت شوند.

• مقیاس پذیری سیستم و گسترش آسان:

ایجاد شبکه بی سیم از مزایای زیادی برخوردار است در صورت نیاز به گسترش ، تنها وظیفه این است که فضای بیشتری برای گره ها ایجاد شود. این امر استفاده از فناوری بی سیم برای هوشمند سازی خانه را یک سرمایه گذاری یک بار می کند.

• مزایای زیبایی:

به غیر از پوشش گسترده ، هوشمند سازی خانه زیبایی آن را دارد که در شبکه بدون نیاز به نیروهای خارجی در محیط کار کند. به عنوان مکان فیزیکی دقیق دستگاه دیگر برای اتصال مهم نیست.

جدول 1 زیر مقایسه ای از فناوری های مختلف مورد استفاده برای این منظور را ارائه می دهد.
جدول 1: تجزیه و تحلیل مقایسه ای فن آوری های مورد استفاده در اتوماسیون خانه.

هوشمند سازی خانه اتوماسیون خانه

از جدول 1 بالا ، می توان دریافت که فناوری مبتنی بر Wi-Fi که برای هوشمند سازی خانه استفاده می شود راحت ترین انتخاب است زیرا در مقایسه با بقیه مصرف برق کمتر ، کنترل از راه دور ، نصب و پیکربندی ارزان را دارد و تنها اشکال آن تداخل است. از دیگر دستگاه های Wi-Fi نزدیک به آن که این مقاله قصد دارد آنها را حل کند.

معایب هوشمند سازی خانه

فن آوری هایی برای بهبود و بهبود زندگی و محیط زیست توسعه یافته اند ، این بدان معنا نیست که هر فناوری توسعه یافته دارای نقاط ضعفی نیست. هوشمند سازی خانه در این پدیده کنار گذاشته نمی شود ، برخی از معایب یا نقاط ضعف مربوط به آن عبارتند از ؛

• امکانات و هزینه های نصب:

هوشمند سازی خانه به هزینه تجهیزاتی که قصد نصب آنها را دارید و نحوه استقرار آنها بستگی دارد. سطح پیچیدگی تعیین می کند که هزینه نصب سیستم چقدر بالا یا پایین باشد. با افزایش تدریجی تعداد دستگاه های خودکار خانگی موجود ، هزینه نصب کاهش می یابد ، اما به دلیل عدم محبوبیت دستگاه های اتوماسیون خانه کاهش نیافته است. در حال حاضر ، فناوری های مورد استفاده قادر به پوشش کل طرح هوشمند سازی ساختمان مورد نظر نیستند.

• سیستم به دلیل هرگونه خرابی در اتصال متصل می شود:

احتمالاً در شبکه مس متصل به کابل فیبر متصل به شبکه ، آسیب ها رخ می دهد. این امر در مورد سیگنال های رادیویی یا سایر سیگنال های بی سیم صدق نمی کند. مشکل اصلی این نوع اتصال ، مشکل دریافت سیگنال است.

• خطاهای انسانی:

استفاده نادرست از کیت هوشمند سازی خانه به طور ایمن برای انجام عملیات اساسی ، ممکن است خطاهای انسانی رخ دهد. خرابی دستگاه ها و سایر تجهیزات به دلیل این خطا ممکن است منجر به خرابی بزرگ سیستم شود.

• قابلیت اطمینان:

در موارد بسیار استثنایی ، قابلیت اطمینان دستگاههایی که برای هوشمند سازی استفاده می شوند کاهش می یابد. درجه پیشرفت و نوع فناوری مورد استفاده قابلیت اطمینان سیستم را تعیین می کند. در این مرحله از خانه هوشمند، نمی توان این را تضمین کرد [14].

اجزای هوشمند سازی ساختمان

همانند هر سیستم دیگری ، سیستم هوشمند سازی خانه از اجزای مختلفی تشکیل شده است. یک هوشمند سازی اصلی خانه دارای سه جزء اصلی است، یک سرور ، ماژول رابط سخت افزار و یک بسته نرم افزاری. ترکیبی از این اجزا دارای قابلیت کنترل موارد زیر در خانه و نظارت بر برخی از موارد زیر است.

  • دمای فعلی و میزان رطوبت برآورد شده

  • تشخیص حرکت

  • تشخیص آتش/دود

  • وضعیت درها

  • سطح نور

  • نظارت بر زندگی ویدئو