خانه هوشمند با اینترنت اشیا

هوشمندسازی خانه‌ها یکی از مباحثی است که سال‌ها به عنوان یک چالش پیش روی طراحان، سازندگان و مصرف کنندگان ساختمان بوده است. روش‌های قدیمی مدیریت ساختمان با مسائلی پیچیده‌ای همراه بوده و بازخورد مناسبی را به همراه نداشته است. خانه هوشمند با اینترنت اشیا راه‌حلی مناسب برای کاهش و از بین بدن مخاطرات این سیستم‌ها و افزایش کیفیت زندگی می‌باشد.

اینترنت اشیا (IoT) یکی از مفاهیم بسیار جدید در تکنولوژی است. این سیستم جدید کاربردهای فراوانی در جنبه‌های مختلف زندگی دارد. کاربردهای اینترنت اشیا در زندگی از خانه هوشمند صنعت، خودرو، گجت‌های پوشیدنی تا محیط زیست و شهر هوشمند گسترش دارد.

خانه هوشمند چیست؟

یک خانه هوشمند می‌تواند تمام مسائل داخلی خانه‌ها را به صورت اتوماسیون و خودکار انجام دهد. یک خانه تمام هوشمند تنها به کنترل سیستم‌های نورپردازی هوشمند یا پرده‌های هوشمند و کنترل تهویه اکتفا نمی‌کند. خانه‌های هوشمند باید در تمامی ابعاد از آبیاری هوشمند تا لوازم خانگی هوشمند به عنوان یک همراه همیشگی در کنار مصرف‌کنندگان باشد. اجزای خانه هوشمند باید در یک سیستم یکپارچه و منطقی با استفاده از تکنولوژی‌های نوین ارتباطی با یکدیگر ارتباط داشته باشند و به انجام امور بپردازند. خانه هوشمند شده با اینترنت اشیا می‌تواند تا جزئی‌ترین نیازهای یک خانواده را به صورت خودکار رفع کند.

خانه هوشمند می‌تواند دمای محیط، میزان رطوبت، چگونگی و زمان روشن یا خاموش بودن نورها، سناریوهای باز یا بسته شدن پرده‌ها، کنترل سیستم‌های صوتی و تصویری، آبیاری گیاهان و عملکرد لوازم خانگی را کنترل کند. این اجزا با یکدیگر عمل نموده و به عنوان یک کل در خدمت اعضای خانواده قرار می‌گیرند.

خانه هوشمند می‌تواند دمای مناسب، میزان نور مورد نیاز، رطوبت و پخش موسیقی را برای هر یک از فعالیت‌های روزانه اعضای خانواده تحت فرآیند یادگیری ماشینی آموزش ببیند و در هر زمان خود را با متناسب‌ترین حالت تطبیق دهد. خانه هوشمند با اینترنت اشیا احتیاجات شما را شناسایی می‌کند و به کمک شما خواهد آمد.

مزایای ساختمان هوشمند شده مبتنی بر اینترنت اشیا

مهم‌ترین مزیت خانه‌های هوشمند نسل دوم، عدم احتیاج به سیم‌کشی و یا استفاده از پروتکل‌های ارتباطی با سیم است. اتصالات نسل دوم به ما این امکان را می‌دهد که همه ساختمان‌ها را فارغ از سال ساخت یا سیستم برق‌کشی آن‌ها هوشمند نماییم. سیستم خانه هوشمند با اینترنت اشیا قابلیت دارد تا برای تمامی واحدهای ساختمانی بدون نیاز به تغییر یا تخریب اجرا گردد.

عدم نیاز به اتصالات سیم‌دار و هاب مرکزی

علاوه بر عدم نیاز به سیم‌کشی مزیت دوم این روش نوین هوشمندسازی ساختمان، حذف پنل مرکزی مدیریت است. در روش‌های قدیمی هوشمندسازی، یک اتاقک یا کیس بسیار بزرگ برای سامان‌دهی سیم‌ها ساخته می‌شد و این اتاقک که هاب مرکزی نام داشت وظیفه پردازش اطلاعات را نیز بر عهده داشت. در خانه‌های هوشمند با اینترنت اشیا، پردازش در فضای ابری صورت می‌گیرد. این موضوع باعث بالا رفتن سرعت عملکردها، کاهش شدید هزینه اجرایی خانه هوشمند و عدم اشغال فضا می‌گردد.

این تحول، نه تنها از نظر فنی، بلکه از نظر تجربه کاربری نیز انقلابی ایجاد کرده است. با حذف هاب مرکزی، هیچ نقطه تک‌نقطه‌ای شکست باقی نمی‌ماند. در سیستم‌های سنتی، اگر هاب مرکزی خراب می‌شد، کل خانه هوشمند از کار می‌افتاد و حتی قفل‌های هوشمند قفل می‌شدند. اما در مدل جدید، هر دستگاه به صورت مستقیم و غیرمستقیم از طریق پروتکل‌های بی‌سیم مانند Zigbee، Z-Wave، LoRaWAN یا Wi-Fi 6 به اینترنت متصل می‌شود و با ابرهای امن و توزیع‌شده ارتباط برقرار می‌کند.

علاوه بر این، حذف هاب مرکزی به انعطاف‌پذیری بی‌سابقه‌ای در گسترش و به‌روزرسانی سیستم منجر می‌شود. در سیستم‌های سنتی، اضافه کردن یک دستگاه جدید معمولا نیازمند بازبینی سیم‌کشی، پیکربندی مجدد هاب و حتی تغییر در نرم‌افزار مدیریتی بود، اما در خانه‌های هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا، کافی است دستگاه جدید را به شبکه متصل کنید. این امر، تبدیل خانه هوشمند را از یک سیستم ثابت و گران‌قیمت به یک محیط پویا و قابل رشد می‌کند که با نیازهای تغییرکننده خانواده هم‌گام می‌شود.

همچنین، این مدل بدون هاب، از نظر امنیتی و حریم خصوصی نیز چالش‌های جدیدی را مطرح می‌کند که به طور هوشمندانه حل شده‌اند. داده‌ها از طریق رمزنگاری پیشرفته و احراز هویت چندعاملی (MFA) از دستگاه به ابر منتقل می‌شوند و تنها کاربران مجاز می‌توانند به کنترل‌های حساس دسترسی داشته باشند. این رویکرد، در مقابل هاب مرکزی که به عنوان کلید مرکزی تمام داده‌ها بود، بسیار ایمن‌تر است.

کنترل یکپارچه و اتوماسیون‌نویسی

خانه هوشمند با اینترنت اشیا تمامی اجزای خانه را به صورت یکپارچه کنترل می‌کند. در این سیستم تمام اجزای ساختمان هوشمند می‌شود. این یکپارچه‌سازی، فراتر از ساده‌ترین تعریف اتصال دستگاه‌ها است و به معنای ایجاد یک زبان مشترک بین تجهیزاتی است که قبلا به صورت مستقل عمل می‌کردند. این دستگاه‌ها با استفاده از پروتکل‌های استاندارد و رابط‌های برنامه‌نویسی کاربردی یکدیگر را شناسایی و درک می‌کنند و اطلاعات خود را به صورت زمان‌ واقعی به یک مرکز هوشمند ابری ارسال می‌کنند. در نتیجه یک خانه که هم به دستورات شما پاسخ می‌دهد و هم پیش‌بینی‌های هوشمندانه‌ای از نیازهای شما انجام می‌دهد، شکل می‌گیرد.

اما قدرت واقعی این سیستم در اتوماسیون‌نویسی نهفته است. در گذشته، اتوماسیون در خانه‌های هوشمند محدود به تنظیمات ساده بود. اما امروزه، با ترکیب هوش مصنوعی و داده‌های رفتاری کاربر، می‌توان الگوهای پیچیده‌ای را تعریف کرد. این نوع اتوماسیون، از داده‌های چندین منبع استفاده می‌کند و به صورت خودآموز بهبود می‌یابد. کاربر دیگر نیازی ندارد هر روز دستور جدیدی بدهد؛ سیستم یاد می‌گیرد که شما چه زمانی ترجیح می‌دهید پرده‌ها باز شوند، چه زمانی صدای موسیقی را بالا ببرید و حتی چه زمانی از خانه بیرون می‌روید.

راحتی استفاده

روش‌های مختلف کنترل اجزای ساختمان مزیت دیگر این سیستم است. نرم‌افزارهای نلفن همراه، دستیار صوتی، کلیدهای ریموت تابعی و اتوماسیون راه‌هایی است که شما می‌توانید از طریق آن اجزای خانه هوشمند خود را کنترل نمائید.

خانه‌های هوشمند شده با سیستم‌های نسل دوم از امنیت فوق‌العاده برخوردار هستند. این موضوع به خاطر عملکرد یکپارچه سیستم‌هاست. در ساختمان هوشمند با اینترنت اشیا، حفظ و حراست از ساختمان بر عهده تمام اجزاست. از سیستم صوتی تا سنسورهای حرکتی، از دوربین‌های نظارتی و حتی آبیاری تحت یک سناریو واحد از ساختمان شما محافظت می‌کنند.

این تنوع در کنترل، به کاربر انتخاب آزاد داده و آن را به یک تجربه شخصی‌سازی‌شده تبدیل کرده است. شما می‌توانید صبح‌ها با دستور صوتی به دستیار خانه بگویید صبح بخیر و سیستم به تدریج چراغ‌ها را روشن کند، پرده‌ها را باز کند، قهوه‌ساز را فعال نماید و هوا را به دمای مورد علاقه‌تان تنظیم کند. در شب، با یک لمس در اپلیکیشن می‌توانید تمامی دستگاه‌ها را به حالت خواب ببرید. این انعطاف‌پذیری، کنترل را از حالت اجباری و فنی، به یک رفتار طبیعی و انسانی تبدیل می‌کند.

همچنین، یکپارچه‌سازی امنیتی در این سیستم‌ها، هیچ دستگاهی را به عنوان یک نقطه مستقل در نظر نمی‌گیرد. یک سنسور حرکتی که در پشت درب اصلی نصب شده، علاوه بر اینکه به یک دوربین هشدار می‌دهد، می‌تواند با سیستم صوتی نیز همکاری کند تا یک پیام هشدار زنده را به داخل خانه پخش کند. این تبادل هوشمند اطلاعات بین دستگاه‌هایی که قبلا کاملا جدا بودند، یک سطح از هوش جمعی ایجاد می‌کند که حتی از امنیت سنتی پیشرفته‌تر است.

اجرای سریع

در این سیستم نوین اجرای خانه هوشمند بسیار ارزان، سریع و بدون کمترین میزان تخریب صورت می‌گیرد. این روش مناسب برای تمامی ساختمان‌ها بوده و می‌تواند از یک واحد فروشگاهی تا یک ساختمان بلند مرتبه را شامل بشود.

این سرعت و سهولت اجرا، نتیجه مستقیم حذف سیم‌کشی‌های پیچیده و هاب‌های مرکزی است. در روش‌های سنتی، نصب یک سیستم هوشمند نیازمند برش دیوار، کندن کف، گذراندن کابل‌های الکتریکی و کنترلی، و حتی تغییر در طرح اصلی ساختمان بود، اما در مدل جدید، تمام دستگاه‌ها بی‌سیم هستند و با چسب‌های مخصوص، مغناطیس‌های قوی یا نصب ساده روی سطوح، در کمتر از یک ساعت راه‌اندازی می‌شوند.

این ویژگی، تبدیل خانه هوشمند را از یک پروژه ساختمانی سنگین به یک به‌روزرسانی روزمره می‌کند. مالکان واحد‌های فروشگاهی می‌توانند بدون نیاز به تعطیلی، سیستم روشنایی و تهویه خود را هوشمند کنند و مصرف انرژی را در ساعات پیک کاهش دهند. در ساختمان‌های بلندمرتبه، مدیران می‌توانند به تدریج و در هر طبقه، دستگاه‌های جدید را اضافه کنند، بدون اینکه نیاز باشد کل سیستم برق را دوباره طراحی کنند.

هوشمندسازی تمام ساختمان‌ها

تمامی این عوامل دست در دست یکدیگر داده و مهم‌ترین تفاوت نسل دوم سیستم‌های هوشمند ساختمانی با روش‌های قدیمی را به وجود می‌آورد. تمامی ساختمان‌ها می‌توانند با این سیستم نوین هوشمند گردند. آپارتمان‌های هوشمند، ویلاهای هوشمند، مدارس هوشمند و مراکز اداری هوشمند، زمین‌های کشاورزی هوشمند با اقامتگاه‌هایی نظیر هتل‌های هوشمند برخی از خدمات سیستم‌های نسل دوم هوشمندسازی می‌باشد.

این جهش فناورانه، مرزهای هوشمندسازی را از حوزه لوکس و پرهزینه به یک زیرساخت عمومی و قابل تنظیم تبدیل کرده است. دیگر نیازی نیست ساختمان از ابتدا برای هوشمندسازی طراحی شده باشد؛ چه یک آپارتمان قدیمی در مرکز شهر، چه یک دفتر کوچک اداری، یا حتی یک کلنیک روستایی، همه می‌توانند در کمتر از چند ساعت و با حداقل هزینه، به شبکه‌ای از دستگاه‌های هوشمند متصل شوند.

همچنین، این سیستم‌ها به راحتی با محیط‌های غیرسنتی نیز سازگار می‌شوند. در یک زمین کشاورزی هوشمند، سنسورهای رطوبت خاک، دما و نور، به صورت بی‌سیم با یک اقامتگاه یا سالن اجتماعات هوشمند ارتباط دارند و مدیران می‌توانند وضعیت مزرعه را از طریق یک پنل واحد کنترل کنند. در هتل‌های هوشمند، مهمانان با یک اپلیکیشن شخصی، دمای اتاق، پرده‌ها، سرویس صبحانه و حتی تمیزکاری را مدیریت می‌کنند، در حالی که سیستم‌های مرکزی مصرف انرژی و ترافیک تجهیزات را به صورت هوشمندانه بهینه می‌کنند.

هزینه اجرای خانه هوشمند با اینترنت اشیا

همانطور که گفته شد سیستم‌های قدیمی مدیریتی ساختمان به علت نیاز به سیم‌کشی، اتاق سرور و پنل‌های مدیریت بسیار پر هزینه هستند. در ساختمان‌های هوشمند نسل جدید به علت حذف این موضوعات هزینه‌ها بسیار کاهش پیدا کرده است. این هزینه‌ها نیز در برابر میزان صرفه‌جویی در مصرف انرژی و افزایش کیفیت زندگی بسیار ناچیز هستند. خانه هوشمند با IOT یک خانه هوشمند ارزان، امن و راحت است.

این تحول، به ویژه در شرایط ایران یک انقلاب عملی محسوب می‌شود. دیگر نیازی نیست با هیئت مدیره همانند یک پروژه عمرانی بزرگ مذاکره کنید تا اجازه کند سیم‌ها را در دیوارها بکشید یا اتاق سرور را در طبقه همکف ایجاد نمایید. کافی است یک متخصص هوشمندسازی به خانه شما بیاید، دستگاه‌های بی‌سیم را در محل‌های مناسب نصب کند، آن‌ها را به شبکه متصل نماید و در چند ساعت کار را به پایان برساند.

علاوه بر این، سرمایه‌گذاری در این سیستم‌های نوین، به جای یک هزینه ثابت، یک سرمایه‌گذاری با بازدهی روزافزون است. صرفه‌جویی در بیل‌های برق و آب در مدت کمتر از یک سال، هزینه اولیه را جبران می‌کند. همزمان، کیفیت زندگی به شکلی ملموس ارتقا می‌یابد. کودکان در محیطی با کیفیت هوا و نور مناسب رشد می‌کنند، افراد مسن در امنیت کامل و با پشتیبانی هوشمند زندگی می‌کنند و حتی مالکان واحدهای تجاری با کاهش مصرف انرژی و افزایش رضایت مشتریان، سود خود را دو برابر می‌کنند.

برای سفارش هوشمندسازی ساختمان‌ها در ایران دیگر نیازی به تغییر یا تخریب در واحد ساختمانی وجود ندارد. شما می‌توانید به راحتی ساختمان خود را هوشمند نمائید.

نتیجه‌گیری

خانه هوشمند با اینترنت اشیا، تنها یک تکنولوژی جدید نیست؛ بلکه یک تحول فرهنگی در رابطه انسان با محیط زندگی خود است. با حذف سیم‌کشی، هاب مرکزی خانه هوشمند و نیاز به تخریب ساختمان، این سیستم‌ها مرزهای دسترسی را گسترش داده‌اند. این نسل جدید هوشمندسازی، نه با پیچیدگی فنی، بلکه با سادگی، انعطاف‌پذیری و هماهنگی بین دستگاه‌ها، راهی برای زندگی پایدار و راحت ایجاد کرده است. هر دستگاه، یک عضو هوشمند از بدن خانه است که بدون نیاز به دستور مستقیم، با یادگیری و تحلیل داده، نیازهای شما را پیش‌بینی و برآورده می‌کند.

در نهایت، این سیستم‌ها هزینه‌های اجرایی و انرژی را کاهش می‌دهند و امنیت، حریم خصوصی و کیفیت زندگی را در سطحی جدید تعریف می‌کنند. از یک خانه که به جای انتظار دستور، پیش‌بینی می‌کند تا یک ساختمان که با همکاری هزاران دستگاه بی‌سیم، از خودش مراقبت می‌کند.