فناوری خانه هوشمند چگونه کار می‌کند؟

خانه هوشمند چیست؟

خانه هوشمند محل سکونتی است که از دستگاه های متصل به اینترنت برای امکان نظارت و مدیریت از راه دور وسایل و سیستم ها مانند روشنایی و گرمایش استفاده می کند.

فناوری خانه هوشمند – که اغلب به عنوان اتوماسیون خانگی یا domotics از کلمه لاتین domus به معنای خانه نامیده می شود – امنیت، راحتی، راحتی و بهره وری انرژی را برای صاحبان خانه فراهم می کند و به آنها اجازه می دهد دستگاه های هوشمند را کنترل کنند، اغلب با استفاده از یک برنامه خانه هوشمند در تلفن هوشمند خود یا یک دستگاه شبکه دیگر.

بخشی از اینترنت اشیا ( IoT )، سیستم‌ها و دستگاه‌های خانه‌های هوشمند اغلب با هم کار می‌کنند، داده‌های مصرف مصرف‌کننده را بین خود به اشتراک می‌گذارند و اقدامات را بر اساس ترجیحات صاحب خانه خودکار می‌کنند.

فناوری خانه هوشمند چگونه کار می کند؟

خانه هوشمند مجموعه‌ای از دستگاه‌ها و لوازم هوشمند متفاوت نیست، بلکه آن‌هایی است که با هم کار می‌کنند تا یک شبکه قابل کنترل از راه دور ایجاد کنند.

همه دستگاه‌ها – مانند چراغ‌ها، ترموستات‌ها، سیستم‌های امنیتی و لوازم خانگی – توسط یک کنترل‌کننده اصلی اتوماسیون خانگی کنترل می‌شوند که اغلب به آن هاب خانه هوشمند می‌گویند . این هاب یک دستگاه سخت افزاری است که به عنوان نقطه مرکزی سیستم خانه هوشمند عمل می کند و می تواند داده ها را حس کند، پردازش کند و به صورت بی سیم ارتباط برقرار کند. این برنامه همه برنامه های متفاوت را در یک برنامه خانه هوشمند واحد ترکیب می کند که صاحبان خانه می توانند از راه دور آن را کنترل کنند. نمونه هایی از هاب خانه های هوشمند عبارتند از Amazon Echo، Google Home و Wink Hub. در حالی که بسیاری از محصولات خانه هوشمند از Wi-Fi و بلوتوث برای اتصال به شبکه خانه هوشمند استفاده می کنند، برخی دیگر به پروتکل های بی سیم مانند Zigbee یا Z-Wave وابسته هستند .

دستگاه‌های خانه هوشمند را می‌توان طوری برنامه‌ریزی کرد که برنامه‌ها یا دستورات خاصی را دنبال کنند یا می‌توان آن‌ها را طوری تنظیم کرد که از طریق دستیارهای خانگی مانند Amazon Alexa یا Google Assistant به دستورات صوتی پاسخ دهند . به عنوان مثال، یک ترموستات هوشمند می تواند عادات صاحب خانه را بیاموزد و به طور خودکار دما را بر اساس برنامه زمانی خاص آنها تنظیم کند.

نمونه هایی از فناوری خانه های هوشمند

تقریباً در هر جنبه ای از زندگی که فناوری وارد فضای خانگی شده است – از جمله لامپ ها، ماشین ظرفشویی و سایر لوازم خانگی – شاهد معرفی یک جایگزین خانه هوشمند بوده است:

• تلویزیون های هوشمنداین تلویزیون‌ها به اینترنت متصل می‌شوند تا از طریق برنامه‌هایی مانند ویدیو و موسیقی درخواستی به محتوا دسترسی پیدا کنند. برخی از تلویزیون های هوشمند همچنین دارای تشخیص صدا یا ژست هستند.
• سیستم های روشنایی هوشمندسیستم‌های روشنایی هوشمند علاوه بر اینکه می‌توانند از راه دور کنترل شوند و سفارشی‌سازی شوند، می‌توانند زمان حضور سرنشینان در اتاق را تشخیص دهند و در صورت نیاز نور را تنظیم کنند. لامپ های هوشمند همچنین می توانند خود را بر اساس در دسترس بودن نور روز تنظیم کنند.
• ترموستات های هوشمندترموستات‌های هوشمند، مانند Google Nest، دارای Wi-Fi یکپارچه هستند و به کاربران اجازه می‌دهند دمای خانه را برنامه‌ریزی، نظارت و از راه دور کنترل کنند. این دستگاه ها همچنین رفتارهای صاحب خانه را یاد می گیرند و به طور خودکار تنظیمات را تغییر می دهند تا حداکثر راحتی و کارایی را برای آنها فراهم کنند. ترموستات های هوشمند همچنین می توانند مصرف انرژی را گزارش کنند و به کاربران یادآوری کنند که فیلترها را تغییر دهند.
• قفل هوشمند درب ودرب بازکن گاراژ. صاحبان خانه می توانند از قفل های هوشمند و بازکننده های درب گاراژ برای اعطای یا عدم دسترسی به بازدیدکنندگان استفاده کنند. قفل های هوشمند همچنین می توانند زمان نزدیک بودن ساکنین را تشخیص دهند و درها را برای آنها باز کنند.
• دوربین ها و سیستم های امنیتی هوشمند.با دوربین‌های امنیتی هوشمند و زنگ‌های در، مانند Ring، ساکنان می‌توانند خانه‌های خود را در زمانی که دور هستند کنترل کنند. حسگرهای حرکتی هوشمند می توانند تفاوت بین ساکنین، بازدیدکنندگان، حیوانات خانگی و سارقان را شناسایی کنند و در صورت تشخیص رفتار مشکوک می توانند اعلان هایی را برای مقامات ارسال کنند.
• مراقبت از حیوانات خانگی هوشمند و چمن.مراقبت از حیوانات خانگی را می توان با فیدرهای متصل به صورت خودکار انجام داد. گیاهان آپارتمانی و چمن ها را می توان با استفاده از تایمرهای متصل آبیاری کرد.
• لوازم آشپزخانه هوشمند.برندهایی مانند ال جی، جنرال الکتریک و سامسونگ انواع لوازم آشپزخانه هوشمند را ارائه می دهند. این لوازم شامل قهوه سازهای هوشمند است که می توانند یک فنجان تازه را به طور خودکار در یک زمان برنامه ریزی شده دم کنند. یخچال‌های هوشمندی که تاریخ انقضا را پیگیری می‌کنند، فهرست‌های خرید درست می‌کنند یا حتی دستور العمل‌هایی را بر اساس مواد موجود در دست تهیه می‌کنند. آهسته پز و توستر؛ و در اتاق لباسشویی، ماشین لباسشویی و خشک کن.
• مانیتورهای هوشمند خانگیبه عنوان مثال، مانیتورهای سیستم خانگی می توانند افزایش برق را حس کنند و لوازم خانگی را خاموش کنند، خرابی آب یا یخ زدگی لوله ها را حس کنند و آب را خاموش کنند تا خانه دچار سیل نشود.
• دوشاخه های هوشمنداینها به سوکت‌های دیواری متصل می‌شوند تا دستگاه‌های ساده خانگی مانند لامپ‌ها و پنکه‌های سقفی را تغییر دهند، بنابراین می‌توان آن‌ها را از راه دور از طریق برنامه‌های تلفن همراه و دستیارهای صوتی مانند الکسا کنترل کرد.

بسیاری از دستگاه ها و لوازم خانگی را می توان به طور یکپارچه در یک سیستم خانه هوشمند ادغام کرد.

مزایا و معایب خانه هوشمند

فناوری هوشمند مزایای متعددی را ارائه می‌کند، از راحتی کارکردن لوازم خانگی مانند ماشین لباسشویی در حین کار، تا راحتی تنظیم ترموستات از راه دور در یک روز سرد زمستانی.

مزایای رایج خانه هوشمند شامل موارد زیر است:

• تضمین می دهد.صاحبان خانه می توانند خانه های خود را از راه دور کنترل کنند و با خطراتی مانند قهوه ساز فراموش شده یا باز ماندن درب ورودی خانه خود را کنترل کنند.
• ترجیحات کاربر را برای راحتی در نظر می گیرد.برای مثال، کاربران می‌توانند درب گاراژ خود را برای باز کردن، روشن شدن چراغ‌ها، روشن شدن شومینه و پخش موسیقی مورد علاقه خود را پس از رسیدن به خانه برنامه‌ریزی کنند.
• آرامش خاطر را ارائه می دهد.دستگاه‌های اینترنت اشیا به اعضای خانواده یا مراقبان این امکان را می‌دهند که از راه دور بر سلامت و رفاه سالمندان نظارت کنند و به آن‌ها اجازه می‌دهد به جای نقل مکان به محل سکونت کمکی، مدت بیشتری در خانه بمانند.
• کارایی را بهبود می بخشد.به جای روشن گذاشتن تهویه مطبوع در تمام روز، یک سیستم خانه هوشمند می تواند رفتارهای صاحب خانه را یاد بگیرد تا اطمینان حاصل شود که خانه تا زمان بازگشت به خانه خنک می شود.
• باعث صرفه جویی در منابع و پول می شود. با سیستم آبیاری هوشمند، چمن فقط در صورت نیاز و با مقدار دقیق آب مورد نیاز آبیاری می شود. با دستگاه‌های اتوماسیون خانگی و راه‌اندازی سیستم هوشمند، انرژی، آب و سایر منابع به طور موثرتری استفاده می‌شوند که به صرفه‌جویی در منابع طبیعی و پول برای مصرف‌کننده کمک می‌کند.

با این حال، سیستم‌های اتوماسیون خانگی تا حدودی به دلیل ماهیت فنی خود، برای تبدیل شدن به جریان اصلی تلاش کرده‌اند. معایب رایج خانه های هوشمند شامل موارد زیر است:

• به یک اتصال اینترنتی قابل اعتماد نیاز دارد.اتصال اینترنت نامطمئن یا قطع شدن شبکه در صورت قطعی، می تواند دستگاه ها و ابزارهای متصل به خانه هوشمند را از کار بیاندازد.
• پیچیدگی درک شدهبرخی از افراد با مشکلات و یا عدم صبر در مورد تکنولوژی روبرو هستند. سازندگان خانه های هوشمند و اتحادها بر روی کاهش پیچیدگی و بهبود تجربه کاربری کار می کنند تا آن را برای کاربران در تمام سطوح فنی لذت بخش و سودمند کنند.
• فقدان استاندارد.برای اینکه سیستم‌های اتوماسیون خانگی واقعاً مؤثر باشند، دستگاه‌ها باید بدون در نظر گرفتن سازنده، قابلیت همکاری داشته باشند و از پروتکل‌های مشابه یا حداقل پروتکل‌های مکمل استفاده کنند. از آنجایی که این یک بازار نسبتاً جدید است، هنوز استاندارد طلایی برای اتوماسیون خانگی وجود ندارد. با این حال، اتحادهای استاندارد با تولیدکنندگان و پروتکل‌ها همکاری می‌کنند تا از قابلیت همکاری و تجربه کاربری یکپارچه اطمینان حاصل کنند.
• عدم حفظ حریم خصوصی داده هابسیاری از صاحبان خانه های هوشمند نیز نگران حفظ حریم خصوصی داده ها هستند. طبق گزارش تحقیقاتی Parks Associates، حدود 72 درصد از مصرف‌کنندگان نگرانی یا نگرانی شدید خود را در مورد امنیت داده‌های شخصی خود که توسط دستگاه‌های خانه هوشمند جمع‌آوری و منتقل می‌شوند، ابراز کردند. به همین ترتیب، آنها به همان اندازه نگران دسترسی یا کنترل غیرمجاز بالقوه دستگاه های هوشمند بدون اجازه آنها هستند. در حالی که سازندگان دستگاه‌ها و پلت‌فرم‌های خانه هوشمند داده‌های مصرف‌کننده را جمع‌آوری می‌کنند تا محصولات خود را بهتر بسازند یا خدمات جدید و بهبودیافته‌ای را به مشتریان ارائه دهند، اعتماد و شفافیت برای تولیدکنندگانی که به دنبال به دست آوردن مشتریان جدید هستند، حیاتی است.
• هزینه.اگرچه قیمت ها در حال کاهش است، بسیاری از دستگاه های خانه هوشمند هنوز گران هستند و یک بازسازی کل خانه ممکن است هزاران دلار هزینه داشته باشد.

چگونه یک خانه هوشمند راه اندازی کنیم

خانه های تازه ساخته اغلب با زیرساخت خانه هوشمند ساخته می شوند. از سوی دیگر، خانه های قدیمی را می توان با فناوری های هوشمند بازسازی کرد.

در حالی که راه اندازی یک خانه هوشمند گاهی اوقات می تواند پیچیده باشد، صاحبان خانه باید مراحل کلی زیر را در نظر بگیرند:

1. روی یک اتصال اینترنتی قوی و قابل اعتماد سرمایه گذاری کنید.از آنجایی که اتصال خانه هوشمند به شدت به اتصال اینترنت متکی است، اطمینان از اینکه صاحب خانه از سرویس اینترنت قابل اعتماد و سریع برخوردار است، مهم است.
2. هاب را انتخاب کنید.این مهم است که تصمیم بگیرید از کدام هاب برای یک خانه هوشمند استفاده کنید. به عنوان مثال، اگر صاحب خانه یک خانه هوشمند کاملاً خودکار می‌خواهد، به احتمال زیاد به هابی نیاز است که بتواند هر دستگاه را به صورت مرکزی کنترل کند. با این حال، در موارد دیگر، یک دستیار مجازی که می تواند به دستگاه های دیگر در همان شبکه پیوند دهد می تواند کافی باشد. اکثر هاب های متوسط ​​ممکن است دارای قابلیت های اضافی مانند کنترل صوتی داخلی نباشند، حتی اگر با طیف وسیعی از دستگاه ها سازگار باشند. از سوی دیگر، هاب های بلندگوی هوشمند، مانند آمازون اکو، به کاربران اجازه می دهد تا دستورات صوتی را ارائه دهند و کارهای مختلفی مانند جویا شدن در مورد آب و هوا یا درخواست لیست مواد غذایی را انجام دهند.
3. از اصول اولیه شروع کنید.با اقلام اولیه مانند دوشاخه های هوشمند، لامپ های هوشمند و سوئیچ ها برای خانه هوشمند شروع کنید، زیرا به سرعت راه اندازی می شوند و به راحتی می توانند بسیاری از چیزهای مختلف را در اطراف خانه خودکار کنند. به عنوان مثال، دوشاخه‌های هوشمند می‌توانند فن‌ها، چراغ‌ها، لامپ‌ها، آهسته‌پزها، فرها و بخاری‌های فضایی را خودکار کنند.
4. دستگاه ها را ایمن کنید.از آنجایی که اکثر دستگاه‌های اینترنت اشیا و خانه‌های هوشمند امنیت داخلی یا رمزگذاری ندارند، تنظیم رمزهای عبور قوی و احراز هویت چند عاملی برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز به این دستگاه‌ها مهم است.
5. دستگاه های بیشتری اضافه کنید.وقتی صاحب خانه با ایجاد یک خانه هوشمند راحت‌تر می‌شود، می‌تواند دستگاه‌های بیشتری مانند سیستم‌های امنیتی، دوربین‌ها و زنگ‌های ویدیویی را به این ترکیب اضافه کند.

در سناریوهای ساده خانه هوشمند، رویدادها می‌توانند زمان‌بندی یا فعال شوند. رویدادهای زمان‌بندی‌شده بر اساس یک ساعت هستند، به‌عنوان مثال، کاهش پرده‌ها در ساعت 6 بعد از ظهر، در حالی که رویدادهای راه‌اندازی شده به اقدامات در سیستم خودکار بستگی دارد. به عنوان مثال، هنگامی که گوشی هوشمند مالک به در نزدیک می شود، قفل هوشمند باز می شود و چراغ های هوشمند روشن می شوند.

یادگیری ماشین و هوش مصنوعی به طور فزاینده ای در سیستم های خانه های هوشمند محبوب می شوند و برنامه های اتوماسیون خانگی را قادر می سازند تا با محیط خود سازگار شوند. به عنوان مثال، سیستم‌های فعال‌شده با صدا، مانند Amazon Echo یا Google Home، حاوی دستیارهای مجازی هستند که خانه هوشمند را بر اساس ترجیحات و الگوهای ساکنان یاد می‌گیرند و شخصی می‌کنند.

ساختمان های هوشمند

در حالی که هر خانه هوشمند یک ساختمان هوشمند است، هر ساختمان هوشمند یک خانه هوشمند نیست. ساختمان‌های تجاری، تجاری، صنعتی و مسکونی در هر شکل و اندازه – از جمله دفاتر، آسمان‌خراش‌ها، ساختمان‌های آپارتمانی و دفاتر و اقامتگاه‌های چند مستاجر – فناوری‌های اینترنت اشیا را برای بهبود کارایی ساختمان، کاهش هزینه‌های انرژی و آسیب‌های محیطی، تضمین امنیت و بهبود رضایت ساکنان به کار می‌گیرند.

بسیاری از همان فناوری‌های هوشمند مورد استفاده در خانه‌های هوشمند در فناوری ساختمان‌های هوشمند از جمله روشنایی، انرژی، گرمایش و تهویه مطبوع، و سیستم‌های امنیتی و دسترسی ساختمان نیز به کار می‌روند.

به عنوان مثال، یک ساختمان هوشمند می تواند هزینه های انرژی را با استفاده از حسگرهایی که تعداد ساکنان یک اتاق را تشخیص می دهند، کاهش دهد. دما می‌تواند به‌طور خودکار تنظیم شود، اگر حسگرها اتاق کنفرانس کامل را تشخیص دهند، هوای خنک را روشن می‌کند، یا اگر همه افراد در دفتر برای آن روز به خانه رفته‌اند، گرما را کاهش می‌دهد.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی به طور فزاینده ای برای راه اندازی سیستم ها و ساختمان های خانه هوشمند مورد استفاده قرار می گیرند.

ساختمان های هوشمند همچنین می توانند به شبکه هوشمند متصل شوند. در اینجا، اجزای ساختمان هوشمند و شبکه برق می توانند صحبت کنند و به یکدیگر گوش دهند . این فناوری می تواند توزیع انرژی را به طور موثرتری مدیریت کند، تعمیر و نگهداری را به طور فعال انجام دهد و قطع برق سریعتر پاسخ داده شود.

فراتر از این مزایا، ساختمان‌های هوشمند می‌توانند مزایای نگهداری پیش‌بینی‌کننده را برای مالکان و مدیران ساختمان فراهم کنند. به عنوان مثال، سرایداران می‌توانند لوازم توالت را دوباره پر کنند که حسگرهای استفاده از دستگاه‌های صابون یا حوله‌های کاغذی نظارت می‌کنند. تعمیر و نگهداری و خرابی را می توان در سیستم های برودتی، آسانسور و روشنایی ساختمان پیش بینی کرد.