گسترش اینترنت و اینترنت اشیا باعث ظهور انواع خانههای هوشمند شده است. خانه هوشمند در واقع ساختمانی مدرن است که تمام اجزای داخلی آن با یک سیستم یکپارچه، سازگار با محیط، در تعامل هستند.
خانه هوشمند محیطی مقرون به صرفه است؛ به جهت هزینههای کاهش یافته و مصرف انرژی کمتر برای ساکنان. علاوه بر این، این خانهها امکانات متنوعی از قبیل امنیت ساختمان، روشنایی، کنترل دما، اطفاء حریق، و امکانات صوتی و تصویری را فراهم میکنند.
با اتصال به اینترنت، میتوان برنامههایی را به خانههای هوشمند ارسال و یا از راه دور آنها را کنترل کرد.
خانه های هوشمند را میتوان به دسته بندی های متفاوتی تقسیم بندی کرد و در ادامه این مقاله شما آشنایی کاملی با انواع خانه هوشمند پیدا میکنید و همچنین به مزایای هر یک اشاره کرده ایم.
انواع خانه هوشمند
انواع خانه هوشمند را به صورت کلی به 5 دسته میتوان تقسیم کرد:
- انواع خانه هوشمند بر اساس پروتکل
- انواع خانه هوشمند بر اساس نوع سیستم
- انواع خانه هوشمند بر اساس بستر ارتباطی
- انواع خانه هوشمند بر اساس تکنولوژی
- انواع خانه هوشمند بر اساس نیاز کاربر
در ادامه به بیان جزییات هر یک از موارد گفته شده میپردازیم.
1- انواع خانه هوشمند بر اساس پروتکل
اگر ندانید از چه پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند برای پروژه خود استفاده کنید، ورود به صنعت خانه های هوشمند می تواند یک صعود سربالایی باشد. یک دستگاه خانه هوشمند بدون پروتکل مناسب که امکان ادغام آن در اکوسیستم خانه هوشمند را فراهم می کند، به درستی کار نمی کند. در غیر این صورت، این خطر را دارید که سخت افزار و نرم افزار انتظارات کاربران نهایی شما را برآورده نکنند. انتخاب ضعیف پروتکل می تواند منجر به طول عمر باتری کم، محدوده سیگنال ناکافی یا اتصال ناپایدار شود.
پروتکل خانه هوشمند چیست؟
پروتکل خانه هوشمند مجموعه ای از استانداردها است که نحوه ارتباط دستگاه های موجود در اکوسیستم خانه هوشمند را تعیین می کند. این زبان به عنوان زبان دستگاه عمل می کند و آن را قادر می سازد تا به طور یکپارچه با راه حل های خانه هوشمند دیگر تعامل داشته باشد و اطلاعات را تبادل کند. هدف اصلی یک پروتکل خانه هوشمند اطمینان از قابلیت همکاری و سازگاری بین دستگاه های فروشندگان مختلف است. بدون یک پروتکل استاندارد، دستگاههای تولید شده توسط فروشندگان مختلف با هم ارتباط برقرار نمیکنند، که عملکرد محیط خانه هوشمند را محدود میکند.
پروتکل های ارتباطی به انتقال داده های احراز هویت و تشخیص و تصحیح خطا کمک می کنند. علاوه بر این، آنها اطمینان حاصل می کنند که دستگاه ها می توانند اطلاعات را به طور قابل اعتماد و ایمن مبادله کنند.
رایج ترین پروتکل های خانه هوشمند شامل Z-Wave، ZigBee، Wi-Fi، Bluetooth Low Energy (BLE)، اترنت، Thread و Matter است. بیایید نگاهی دقیق تر به هر یک از آنها بیندازیم.
1-1- اترنت
اترنت یک فناوری ارتباط سیمی است که معمولاً برای شبکه های محلی (LAN) استفاده می شود. این کابل از طریق جفت پیچ خورده و کابل های فیبر نوری برای انتقال داده ها با سرعت بالا عمل می کند. اترنت از استاندارد IEEE 802.3 پیروی می کند و از انتقال داده های مطمئن و ایمن از طریق شبکه پشتیبانی می کند.
1-2- Wi-Fi
Wi-Fi یک فناوری ارتباطی بی سیم است که به دستگاه ها اجازه می دهد از طریق امواج رادیویی به شبکه متصل شوند. این استاندارد از استاندارد IEEE 802.11 پیروی می کند و در باندهای فرکانسی مختلف از 2.4 گیگاهرتز تا 5 گیگاهرتز کار می کند. وای فای یکی از محبوب ترین پروتکل های بی سیم خانه های هوشمند است.
1-3- بلوتوث/بلوتوث کم مصرف (BLE)
بلوتوث و BLE فناوری های ارتباطی بی سیم هستند که برای دستگاه های کم مصرف طراحی شده اند. آنها در باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز کار می کنند و دستگاه ها را قادر می سازند تا داده ها را به صورت بی سیم در فواصل کوتاه ارسال و دریافت کنند.
1-4- Zigbee
Zigbee یک پروتکل ارتباطی کم مصرف و بی سیم برای دستگاه های کم هزینه و برد کوتاه است. در باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز کار می کند و از توپولوژی شبکه مش استفاده می کند. با پروتکل Zigbee، دستگاه ها به عنوان گره عمل می کنند که پوشش شبکه را گسترش می دهد. اگر هر گره ای از کار بیفتد، چنین شبکه های مش می توانند به طور خودکار پیکربندی مجدد و ارتباط با گره های دیگر را حفظ کنند.
1-5- Z-Wave
Z-Wave یک پروتکل ارتباطی بی سیم است که در باند فرکانسی زیر گیگاهرتز (کمتر از 1 گیگاهرتز) کار می کند و ارتباط مطمئن و ایمن بین دستگاه ها را فراهم می کند. دستگاههای Z-Wave یک شبکه مش را تشکیل میدهند و دستگاههایی که به عنوان گره عمل میکنند تا پوشش شبکه را افزایش دهند و در صورت خرابی هر گره، اتصال را حفظ کنند.
1-6- Thread
Thread یک پروتکل ارتباطی بی سیم است که روی IPv6 با فرکانس 2.4 گیگاهرتز کار می کند و از توپولوژی شبکه مش پیروی می کند.
1-7- Matter
پروتکل خانه هوشمند Matter یک استاندارد منبع باز برای دستگاه هایی است که روی پروتکل های ارتباطی بی سیم کار می کنند. Matter روی IPv6 کار می کند، که آن را به یک راه حل جهانی تبدیل می کند زیرا تقریباً همه کاربران نهایی از قبل شبکه Wi-Fi در خانه دارند. Matter از طریق Thread، Wi-Fi و Ethernet کار می کند.
2- انواع خانه هوشمند بر اساس نوع سیستم
راه اندازی خانه هوشمند به وسیله انواع سیستمها باعث ایجاد تفاوتهایی در خانههای هوشمند شده و تنوعی در انواع خانه های هوشمند به وجود آمده است. براساس نوع سیستم استفاده شده، خانه هوشمند به دو دسته BMS و مدرن تقسیم میشود.
خانه هوشمند BMS
سیستم BMS (سیستم مدیریت ساختمان) در بستر سیمی راه اندازی میشود و برای مکانهایی که نویز زیادی دارند مانند کارخانهها، ساختمانهای مخابراتی و فناوری، سازمانهای اطلاعاتی و امنیتی، مناسب است. تکنولوژی BMS امکان انتقال اطلاعات را در یک بستر امن فراهم میکند و کنترل این سیستم به صورت متمرکز انجام میشود. هدف اصلی BMS بهره وری در مصرف انرژی و هزینه های اقتصادی است.
خانه هوشمند مدرن
خانه هوشمند مدرن از انواع خانه هوشمند است که انتقال اطلاعات در آن از طریق بستر بیسیم انجام میشود. این نوع خانه هوشمند هزینه راه اندازی کمتری دارد و استفاده از آن نیز راحتتر است. تجهیزات مورد استفاده در این سیستم از توان پایینی استفاده میکنند. هدف اصلی خانه هوشمند رفاه و راحتی استفاده از تجهیزات خانه و همچنین ایجاد محیطی لوکس و پیشرفته است.
تفاوتهای بین خانه هوشمند و سیستم BMS (سیستم مدیریت ساختمان) عبارتند از:
1- جامعیت و سیستمهای تحت کنترل: سیستم BMS یک سیستم جامع و مدیریتی است که برای کنترل و نظارت بر سیستمهایی مانند امنیت (اعلام و اطفا حریق، دوربین مداربسته و کنترل تردد)، سیستمهای سرمایش و گرمایش اصلی مانند موتورخانه، چیلر، فیدرهای سیستم روشنایی و تجهیزاتی نظیر آسانسور و پله برقی استفاده میشود.
2- سطح دسترسی افراد: سیستم BMS تحت کنترل یک مجموعه مدیریتی ساختمان قرار دارد و استفاده از آن نیازمند تخصص و آموزش فنی است. از سوی دیگر، سیستم هوشمند ساختمان برای همه افراد قابل دسترسی است و هیچ محدودیت دسترسی فنی یا مدیریتی وجود ندارد.
3- پروتکل ارتباطی: پروتکل Bacnet از مهمترین پروتکلهای ارتباطی در سیستم BMS استفاده میشود. در حالی که در اتوماسیون هوشمند ساختمان، پروتکلهای KNX و Z-Wave مورد استفاده قرار میگیرند.
4- نوع ساختمان مناسب: سیستم BMS عموما در ساختمانهای بزرگ مانند مراکز تجاری بزرگ، بیمارستانها، کتابخانهها و سایر ساختمانهای بزرگ استفاده میشود. از سوی دیگر، خانه هوشمند مدرن در ساختمانهای مسکونی و تجاری کوچکتر نیز قابل استفاده است.
با این تفاوتها، هر یک از این سیستمها برای نیازها و محیطهای خاص خودشان مناسب هستند و به تکنولوژی و ساختار ساختمان مرتبط میشوند.
3- انواع خانه هوشمند بر اساس بستر ارتباطی
خانههای هوشمند میتوانند بر اساس پارامترهای مختلفی دستهبندی شوند و یکی از این پارامترها، بستر ارتباطی است. در این راستا، خانههای هوشمند به دو دسته بیسیم و با سیم تقسیم میشوند.
۱- خانه هوشمند با سیستم بی سیم
در خانه هوشمند وایرلس یا بی سیم ، اجزای مختلف خانه از طریق فناوریهای بیسیم به یکدیگر متصل میشوند. فناوریهای بلوتوث، وایفای و فرکانس رادیویی از جمله این سیستمها هستند. سیستمهای بیسیم که در خانههای هوشمند استفاده میشوند، با الگوریتمهای خاص و رمزگذاریهای پیشرفته طراحی شدهاند. این الگوریتمها امنیت سیستم را تضمین میکنند و احتمال هک شدن آن را به حداقل میرسانند.
۲- خانه هوشمند سیمی
در این نوع خانههای هوشمند، انتقال اطلاعات بین سرور و سایر اجزا از طریق سیمهای ۲ یا ۴ رشتهای انجام میشود. سیمهای استفاده شده در این سیستم ممکن است شامل فیبر نوری، کابلهای مسی و غیره باشند. نیاز به یک تابلو برق ساختمان با ابعاد بزرگتر در این خانهها وجود دارد و باید فضای بیشتری برای آن در نظر گرفته شود. پروتکلهایی نظیر Lon، LAN، Knx و Bacnet در سیستمهای با سیم از اهمیت ویژهای برخوردارند. یکی از مزیتهای اصلی سیستم با سیم، عدم وجود قطعی در ارتباطات آن است.
4- انواع خانه هوشمند بر اساس تکنولوژی
خانههای هوشمند میتوانند بر اساس تکنولوژیهای مختلفی که در آنها استفاده میشود، دستهبندی شوند. در ادامه، نمونههایی از این دستهبندی را بررسی خواهیم کرد:
۱- خانه هوشمند بر اساس اینترنت اشیاء (IoT):
در این نوع خانهها، تجهیزات و دستگاههای مختلف خانه از طریق اینترنت به یکدیگر و به شبکههای دیگر متصل میشوند. سنسورها و دستگاههای هوشمند به کمک اتصالات اینترنتی، اطلاعات را جمعآوری کرده و فرآیندهای خانه را کنترل میکنند.
۲- خانه هوشمند بر اساس هوش مصنوعی (AI):
در این نوع خانه هوشمند، سیستمهای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای تحلیل دادهها، پیشبینی الگوها و ارائه تصمیمات هوشمند استفاده میشوند. با یادگیری از رفتار و ترجیحات کاربران، این سیستمها بهبود کارایی و راحتی خانه را فراهم میکنند.
5- انواع خانه هوشمند بر اساس نیاز کاربر
همچنین خانه هوشمند را نیز بر اساس نیاز کاربر میتوان دسته بندی کرد و با توجه به نیاز کاربر به انواع خیلی متفاوت و گستردهای میتوان آن را تقسیم بندی کرد. برخی از تقسیم بندی های خانه هوشمند بر اساس نیاز کاربر:
- سرویس بهداشتی و حمام (مثل مصرف بهینهتر آب)
- سالن پذیرایی (مثل روشن شدن خودکار تلویزیون)
- اتاقها (مثل روشن و خاموش شدن خودکار چراغهای اتاق)
- آشپزخانه (مثل آلارم یخچال وقتی مواد غذایی در حال اتمام است)
- حیاط (مثل آبیاری خودکار فضای سبز حیاط)
- غیره
خانه هوشمند چه مزایایی دارد؟
مزایا و فواید انواع خانه هوشمند عبارتند از:
1- افزایش امنیت ساختمان: خانههای هوشمند منجر به افزایش امنیت ساختمان میشوند.
2- کنترل سیستمهای گرمایشی و سرمایشی: با استفاده از انواع خانه هوشمند، میتوان به صورت راه دور به کنترل سیستمهای گرمایشی و سرمایشی پرداخت که در نتیجه موجب صرفهجویی در مصرف انرژی میشود.
3- زمانبندی و برنامهریزی (سناریو): خانههای هوشمند دارای قابلیت زمانبندی و برنامهریزی هستند. این امکان به کاربران ارائه میدهد تا سناریوهایی مانند سناریو زمان خواب، سناریو مسافرت، سناریو خروج از منزل و غیره را تنظیم کنند که راحتی و آسایش خانه را بهبود میبخشد. به عنوان مثال، با اجرای سناریو خروج از خانه، چراغها خاموش میشوند و سیستم دزدگیر و سنسورهای حرکتی فعال میشوند.
4- عیبیابی: انواع خانه هوشمند میتوانند با استفاده از سیستم عیبیابی به موقع خرابیها و نیاز به تعمیرات را به ساکنین اطلاع داده و در نتیجه هزینههای اضافی را کاهش دهند.
5- مقابله با بلایا: خانههای هوشمند قادرند در هنگام بلایای طبیعی مانند سیل و زلزله به صورت خودکار آب، برق و گاز را قطع کنند و در نتیجه خسارتهای احتمالی را کاهش دهند.
6- ارزش ساختمانی بالا: با استفاده از خانه هوشمند، ارزش ساختمان و سازه نسبت به سازههای دیگر بیشتر میشود.
7- استفاده از تجهیزات مدرن و لوکس: ساختمانهای هوشمند از تجهیزات مدرن و لوکس استفاده میکنند.
8- مشخص کردن دقیق مصرف انرژی: با استفاده از تجهیزات هوشمند مورد استفاده در انواع خانه هوشمند، میتوان مقدار دقیق مصرف انرژی را مشخص کرد.
9- عمر طولانی و عملکرد بالا: تجهیزات هوشمند درخانههای هوشمند میتوانند عمر طولانی و عملکرد بالایی داشته باشند.
10- کنترل از راه دور: با استفاده از خانه هوشمند، امکان کنترل از راه دور تمامی لوازم و تجهیزات ساختمان وجود دارد.
11- کنترل هوشمند بر اساس تعداد ساکنین: خانههای هوشمند میتوانند بر اساس تعداد افراد ساکن در خانه، کنترل هوشمند تجهیزات را بر عهده داشته باشند.
به طور کلی، خانه هوشمند امکانات و مزایای فراوانی را در اختیار ساکنان قرار میدهد از جمله افزایش امنیت، صرفهجویی در انرژی، راحتی و آسایش کاربران، کاهش هزینههای تعمیرات، مقابله با بلایا، ارزش افزوده به ساختمان، استفاده از تجهیزات مدرن و امکان کنترل و مدیریت هوشمند.
کلام پایانی
ما در این مقاله به معرفی انواع خانه هوشمند پرداختیم و همان طور که مطالعه کردید خانه هوشمند به طور کلی انواع خانه هوشمند به 5 دسته تقسیم بندی میشوند:
- انواع خانه هوشمند بر اساس پروتکل
- انواع خانه هوشمند بر اساس نوع سیستم
- انواع خانه هوشمند بر اساس بستر ارتباطی
- انواع خانه هوشمند بر اساس تکنولوژی
- انواع خانه هوشمند بر اساس نیاز کاربر
که هر کدام از این دسته بندی ها خود زیر مجموعه هایی دارند. همچنین در نهایت به بررسی مزایی خانه هوشمند پرداختیم. امیدواریم که مطالعه این مقاله در مورد انواع خانه هوشمند برای شما مفید بوده باشد.