خانه هوشمند (Building Management System)

خانه هوشمند (Building Management System)، خانه‌ای است که از فناوری‌های خودکارسازی برای کنترل دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف خانه استفاده می‌کند. این فناوری‌ها می‌توانند از طریق یک رابط کاربری واحد، به کاربران امکان دهند تا دستگاه‌های مختلف خانه خود را از راه دور کنترل کنند.

تاریخچه خانه هوشمند

اولین گام‌های واقعی در مسیر توسعه خانه هوشمند در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم برداشته شد. در سال 1898، نیکولا تسلا کنترل از راه دور را اختراع کرد. این اختراع امکان کنترل دستگاه‌ها از راه دور را فراهم کرد و پایه‌ای برای توسعه اتوماسیون‌های هوشمند و به ویژه خانه‌های هوشمند فراهم کرد.

در دهه‌های 1920 و 1930، پیشرفت‌های بیشتری در زمینه اتوماسیون‌های هوشمند خانه صورت گرفت. در سال 1922، شرکت Westinghouse  اولین ترموستات خودکار را معرفی کرد. در سال 1930، شرکت RCA اولین سیستم امنیتی خانگی را معرفی کرد.

توسعه خانه هوشمند در دهه‌های مختلف

در دهه‌های 1960 و 1970، پیشرفت‌های زیادی در زمینه فناوری‌های بی‌سیم صورت گرفت. این پیشرفت‌ها امکان اتصال دستگاه‌های مختلف به یکدیگر را از طریق شبکه‌های بی‌سیم فراهم کرد و زمینه را برای توسعه خانه‌های هوشمند مدرن فراهم کرد.

در سال 1966، شرکت Westinghouse اولین سیستم اتوماسیون خانگی واقعی را معرفی کرد. این سیستم، که Echo IV نام داشت، امکان کنترل دما، روشنایی و سایر دستگاه‌ها را از طریق یک صفحه کلید فراهم می‌کرد.

در سال 1975، شرکت X10 اولین استاندارد شبکه بی‌سیم را برای خانه‌های هوشمند معرفی کرد. این استاندارد، که هنوز هم مورد استفاده قرار می‌گیرد، امکان اتصال دستگاه‌های مختلف را از طریق شبکه‌های بی‌سیم فراهم می‌کند.

در دهه‌های 1980 و 1990، پیشرفت‌های بیشتری در زمینه فناوری‌های خانه هوشمند صورت گرفت. در سال 1982، شرکت General Electric  اولین سیستم روشنایی هوشمند را معرفی کرد. در سال 1984، شرکت Honeywell اولین سیستم امنیتی هوشمند را معرفی کرد.

در سال 1999، شرکت X10 اولین سیستم خانه هوشمند مبتنی بر اینترنت را معرفی کرد. این سیستم، که X10 Internet Gateway  نام داشت، امکان کنترل دستگاه‌های خانه هوشمند از طریق اینترنت را فراهم می‌کرد.

در دهه‌های 2000 و 2010، رشد سریع فناوری‌های دیجیتال منجر به توسعه سریع خانه‌های هوشمند شد. در سال 2001، شرکت Apple  اولین آیفون را معرفی کرد. این دستگاه، که به عنوان یک مرکز کنترل مرکزی برای خانه‌های هوشمند عمل می‌کرد، محبوبیت خانه‌های هوشمند را به طور چشمگیری افزایش داد.

در سال 2003، شرکت Google اولین سیستم عامل هوشمند خانه را معرفی کرد. این سیستم عامل، که Android Home نام داشت، امکان کنترل دستگاه‌های خانه هوشمند از طریق گوشی‌های هوشمند و تبلت‌های اندرویدی را فراهم می‌کرد.

در سال 2014، شرکت Amazon اولین بلندگوی هوشمند Echo را معرفی کرد. این دستگاه، که از دستیار صوتی Alexa استفاده می‌کرد، امکان کنترل دستگاه‌های خانه هوشمند از طریق فرمان‌های صوتی را فراهم می‌کرد.

اجزای اصلی خانه هوشمند

اتوماسیون خانه هوشمند هم مانند همه‌ی اتوماسیون های دیگر از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است، به طور کلی این بخش‌ها را میتوان در قالب اجزای سخت افزاری و اجزای نرم افزاری تقسیم بندی کرد.

• اجزای سخت‌افزاری: این اجزا شامل دستگاه‌های فیزیکی هستند که در خانه قرار می‌گیرند و می‌توان آنها را از طریق یک سیستم کنترل مرکزی مدیریت کرد.
• اجزای نرم‌افزاری: این اجزا شامل نرم‌افزار و برنامه‌هایی هستند که برای کنترل دستگاه‌های سخت‌افزاری استفاده می‌شوند.

اجزای سخت‌افزاری خانه هوشمند

اجزای سخت‌افزاری خانه هوشمند می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

• دستگاه‌های روشنایی هوشمند: این دستگاه‌ها می‌توانند از طریق یک سیستم کنترل مرکزی روشن یا خاموش شوند، یا شدت نور آنها تنظیم شود.
• ترموستات‌های هوشمند: این دستگاه‌ها می‌توانند دما و همچنین میزان رطوبت خانه را از راه دور کنترل کنند.
• سیستم‌های امنیتی هوشمند: این سیستم‌ها می‌توانند برای نظارت بر خانه و محافظت از آن در برابر سرقت یا آتش‌سوزی استفاده شوند.
• قفل‌های هوشمند: این قفل‌ها می‌توانند از راه دور قفل یا باز شوند.
• لوازم خانگی هوشمند: این لوازم خانگی می‌توانند از طریق یک سیستم کنترل مرکزی کنترل شوند.
• سیستم های رباتیک خانگی: با پیشرفت در حوزه رباتیک و هوش مصنوعی، ربات های خانگی ابزاری رو به رشد در جهت انجام کارهای خانه و ایجاد رفاه بیشتر در خانه هستند.

اجزای نرم‌افزاری خانه هوشمند

اجزای نرم‌افزاری خانه هوشمند می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

• سیستم عامل خانه هوشمند: این سیستم عامل به کاربران امکان می‌دهد دستگاه‌های خانه هوشمند خود را از طریق یک رابط کاربری واحد کنترل کنند.
• برنامه‌های کاربردی خانه هوشمند: این برنامه‌ها به کاربران امکان می‌دهند از طریق تلفن‌های هوشمند یا تبلت‌های خود دستگاه‌های خانه هوشمند خود را کنترل کنند.
• دستیارهای صوتی: این دستیاران می‌توانند برای کنترل دستگاه‌های خانه هوشمند از طریق فرمان‌های صوتی استفاده شوند.

نحوه ارتباط اجزای خانه هوشمند

اجزای خانه هوشمند معمولاً از طریق شبکه‌های بی‌سیم مانند Wi-Fi یا Zigbee با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. این شبکه‌ها امکان ارتباط دستگاه‌های مختلف را از طریق یک سیستم کنترل مرکزی فراهم می‌کنند.

نحوه کنترل خانه هوشمند

سیستم کنترل مرکزی در هوشمند سازی خانه، دستگاهی است که وظیفه مدیریت و کنترل سایر دستگاه‌های هوشمند خانه را بر عهده دارد. این دستگاه می‌تواند از طریق یک رابط کاربری واحد، به کاربران امکان دهد تا دستگاه‌های مختلف خانه خود را از راه دور کنترل کنند.

ویژگی‌های سیستم کنترل مرکزی

سیستم کنترل مرکزی دارای ویژگی‌های زیر است:

• قابلیت ارتباط با انواع دستگاه‌های هوشمند: سیستم کنترل مرکزی باید بتواند با انواع دستگاه‌های هوشمند از تولیدکنندگان مختلف ارتباط برقرار کند.
• رابط کاربری کاربرپسند: رابط کاربری سیستم کنترل مرکزی باید ساده و کاربرپسند باشد تا کاربران بتوانند به راحتی دستگاه‌های خود را کنترل کنند.
• امنیت: سیستم کنترل مرکزی باید از پروتکل‌های امنیتی پیشرفته برای محافظت از داده‌ها و سیستم‌ها استفاده کند.

مزایای استفاده از سیستم کنترل مرکزی

استفاده از سیستم کنترل مرکزی در هوشمند سازی خانه مزایای زیر را دارد:

• راحتی: سیستم کنترل مرکزی می‌تواند زندگی را راحت‌تر کند. به عنوان مثال، می‌توانید چراغ‌ها را با صدای خود روشن یا خاموش کنید، یا ترموستات خود را از راه دور تنظیم کنید.
• ایمنی: سیستم کنترل مرکزی می‌تواند امنیت خانه را بهبود بخشد. به عنوان مثال، می‌توانید از دوربین‌های امنیتی برای نظارت بر خانه خود استفاده کنید یا قفل‌های خود را از راه دور قفل یا باز کنید.
• صرفه‌جویی در انرژی: سیستم کنترل مرکزی می‌تواند به شما کمک کند تا در مصرف انرژی صرفه جویی کنید. به عنوان مثال، می‌توانید چراغ‌ها را به طور خودکار خاموش کنید وقتی اتاق را ترک می‌کنید یا ترموستات خود را تنظیم کنید تا در زمان‌های غیرفعال پایین بیاید.

انواع سیستم کنترل مرکزی

سیستم‌های کنترل مرکزی در انواع مختلفی موجود هستند. برخی از محبوب‌ترین انواع سیستم‌های کنترل مرکزی عبارتند از:

• سیستم‌های کنترل مرکزی مبتنی بر سیم: این سیستم‌ها از سیم‌کشی برای اتصال دستگاه‌ها به یکدیگر استفاده می‌کنند.
• سیستم‌های کنترل مرکزی بی‌سیم: این سیستم‌ها از فناوری بی‌سیم برای اتصال دستگاه‌ها به یکدیگر استفاده می‌کنند.
• سیستم‌های کنترل مرکزی ابری: این سیستم‌ها از اینترنت برای اتصال دستگاه‌ها به یکدیگر استفاده می‌کنند.

با این حال فارغ از نوع سیستم کنترل مرکزی استفاده شده در خانه‌های هوشمند، اجزا هوشمند را می‌توان از طریق روش‌های مختلفی کنترل کرد.

برخی از روش‌های رایج کنترل خانه هوشمند عبارتند از:

• کنترل از طریق تلفن‌های هوشمند یا تبلت‌ها: این روش رایج‌ترین روش کنترل خانه هوشمند است.
• کنترل از طریق دستیارهای صوتی: این روش برای افرادی که ترجیح می‌دهند از فرمان‌های صوتی برای کنترل دستگاه‌های خود استفاده کنند، مناسب است.
• کنترل از طریق صفحه کلید یا ریموت کنترل: این روش برای افرادی که ترجیح می‌دهند از روش‌های سنتی برای کنترل دستگاه‌های خود استفاده کنند، مناسب است.

 برای اطلاعات بیشتر در خصوص ماژول های کنترلی ESP اینچا را کلیک کنید.

نحوه انتخاب سیستم کنترل مرکزی

برای انتخاب سیستم کنترل مرکزی مناسب برای خانه خود، باید عوامل زیر را در نظر بگیرید:

• اندازه خانه شما: اگر خانه شما بزرگ است، به یک سیستم کنترل مرکزی با ظرفیت بالا نیاز دارید.
• نوع دستگاه‌های هوشمندی که می‌خواهید کنترل کنید: سیستم کنترل مرکزی باید بتواند با انواع دستگاه‌های هوشمند از تولیدکنندگان مختلف ارتباط برقرار کند.
• بودجه شما: سیستم‌های کنترل مرکزی در قیمت‌های مختلفی موجود هستند.

در اینجا تعدادی از محبوب ترین و معروفترین بردهای کنترلی  برای کنترل خانه هوشمند در دنیا آورده شده است:

 Zigbee Home Automation Hub از شرکت Home Assistant

 SmartThings Hub از شرکت  Samsung

 Hubitat Elevation از شرکت Hubitat

 OpenHAB از شرکت OpenHAB

این بردها ویژگی‌های مختلفی را ارائه می‌دهند و می‌توانند با طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های هوشمند سازگار باشند.

مزایا و معایب خانه هوشمند

در مورد مزیت های خانه‌های هوشمند مطالبی مانند راحتی، ایمنی و صرفه‌جویی در انرژی ارائه شد اما با این حال، خانه‌های هوشمند نیز معایبی دارند، که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• هزینه: هزینه هوشمند سازی خانه می‌تواند بسته به اندازه خانه شما، نوع دستگاه‌هایی که می‌خواهید نصب کنید و شرکتی که برای انجام کار استخدام می‌کنید، متفاوت باشد.
• پیچیدگی: نصب و راه‌اندازی خانه‌های هوشمند می‌تواند پیچیده باشد.
• امنیت: خانه‌های هوشمند می‌توانند از نظر امنیتی آسیب‌پذیر باشند. مهم است که اقدامات امنیتی مناسبی را برای محافظت از خانه هوشمند خود انجام دهید.

بستر KNX

بستر KNX یک استاندارد بین‌المللی (EN 50090, ISO/IEC 14543) برای کنترل اتوماسیون‌های ساختمان‌های اداری و مسکونی، توسعه یافته است. این استاندارد امکان ارتباط دستگاه‌های مختلف از تولیدکنندگان مختلف را از طریق یک شبکه واحد فراهم می‌کند.

ویژگی‌های بستر KNX

بستر KNX دارای ویژگی‌های زیر است:

• انعطاف‌پذیری: بستر KNX انعطاف‌پذیر است و می‌تواند برای طیف گسترده‌ای از کاربردها در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی استفاده شود.
• امنیت: بستر KNX ایمن است و از پروتکل‌های امنیتی پیشرفته برای محافظت از داده‌ها و سیستم‌ها استفاده می‌کند.
• قابلیت اطمینان: بستر KNX قابل اعتماد است و از فناوری‌های پیشرفته برای اطمینان از عملکرد مداوم استفاده می‌کند.

مزایای استفاده از بستر KNX در خانه هوشمند

استفاده از بستر KNX در خانه هوشمند مزایای زیر را دارد:

• راحتی: بستر KNX می‌تواند زندگی را راحت‌تر کند. به عنوان مثال، می‌توانید چراغ‌ها را با صدای خود روشن یا خاموش کنید، یا ترموستات خود را از راه دور تنظیم کنید.
• ایمنی: بستر KNX می‌تواند امنیت خانه شما را بهبود بخشد. به عنوان مثال، می‌توانید از دوربین‌های امنیتی برای نظارت بر خانه خود استفاده کنید یا قفل‌های خود را از راه دور قفل یا باز کنید.
• صرفه جویی در انرژی: بستر KNX می‌تواند به شما کمک کند تا در مصرف انرژی صرفه جویی کنید. به عنوان مثال، می‌توانید چراغ‌ها را به طور خودکار خاموش کنید وقتی اتاق را ترک می‌کنید یا ترموستات خود را تنظیم کنید تا در زمان‌های غیرفعال پایین بیاید.

انواع دستگاه‌های KNX برای خانه هوشمند

دستگاه‌های KNX برای خانه هوشمند شامل موارد زیر هستند:

• دستگاه‌های روشنایی: این دستگاه‌ها می‌توانند چراغ‌ها، پرده‌ها و سایر تجهیزات روشنایی را کنترل کنند.
• ترموستات‌ها: این دستگاه‌ها می‌توانند دمای خانه را کنترل کنند.
• سیستم‌های امنیتی: این سیستم‌ها می‌توانند برای نظارت بر خانه و محافظت از آن در برابر سرقت یا آتش‌سوزی استفاده شوند.
• قفل‌های هوشمند: این قفل‌ها می‌توانند از راه دور قفل یا باز شوند.
• لوازم خانگی هوشمند: این لوازم خانگی می‌توانند از طریق یک سیستم کنترل مرکزی کنترل شوند.

نحوه نصب بستر KNX

نصب بستر KNX معمولاً توسط یک متخصص انجام می‌شود. این فرآیند شامل مراحل زیر است:

1. طراحی: اولین مرحله طراحی سیستم است. در این مرحله، متخصص نیازهای شما را ارزیابی می‌کند و یک سیستم KNX متناسب با نیازهای شما طراحی می‌کند.
2. نصب: مرحله بعدی نصب سیستم است. این فرآیند شامل نصب کابل‌کشی و دستگاه‌های KNX است.
3. راه‌اندازی: مرحله آخر راه‌اندازی سیستم است. در این مرحله، متخصص سیستم را پیکربندی می‌کند و آن را برای استفاده آماده می‌کند.

در مجموع بستر KNX یک گزینه عالی برای هوشمند سازی خانه است. این استاندارد انعطاف‌پذیر، ایمن و قابل اعتماد است و می‌تواند طیف گسترده‌ای از کاربردها را در خانه‌های مسکونی، تجاری و صنعتی پشتیبانی کند.

آینده خانه هوشمند

خانه‌های هوشمند در حال تبدیل شدن به یک فناوری روزمره هستند. با پیشرفت فناوری، انتظار می‌رود که خانه‌های هوشمند به طور فزآینده‌ای مقرون به صرفه و آسان‌تر برای پیاده‌سازی شوند. همچنین انتظار می‌رود طیف وسیع‌تری از دستگاه‌ها و ویژگی‌ها در دسترس باشند.

در این زمینه شرکت های بزرگی در دنیا فعالیت می کنند که برخی از آنها به همراه مهمترین محصولاتشان در این مقاله آورده شده است :

• Amazon  با محصولاتی مانند Echo و Alexa یکی از پیشگامان صنعت خانه هوشمند است.
• Google  با محصولاتی مانند Nest و Google Home نیز یکی از شرکت‌های پیشرو در زمینه خانه هوشمند است.
• Apple  با محصولاتی مانند HomePod و HomeKit نیز در زمینه خانه هوشمند فعالیت می‌کند.
• Samsung   با محصولاتی مانند SmartThings و Bixby نیز در زمینه خانه هوشمند فعالیت می‌کند.
•    Siemens با محصولاتی مانند Smart Home و Home Connect نیز در زمینه خانه هوشمند فعالیت می‌کند.
•  Legrand با محصولاتی مانند MyHome و Valena نیز در زمینه خانه هوشمند فعالیت می‌کند.
•  Schneider Electric با محصولاتی مانند Wiser و Homey نیز در زمینه خانه هوشمند فعالیت می‌کند.

این شرکت‌ها محصولات و خدمات مختلفی را برای هوشمند سازی خانه ارائه می‌دهند. این محصولات شامل دستگاه‌های روشنایی هوشمند، ترموستات‌های هوشمند، قفل‌های هوشمند، دوربین‌های امنیتی و سایر دستگاه‌های هوشمند هستند.

علاوه بر این شرکت‌ها، شرکت‌های دیگری نیز در زمینه خانه هوشمند فعالیت می‌کنند. این شرکت‌ها معمولاً محصولات و خدمات تخصصی‌تری را ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، برخی از این شرکت‌ها در زمینه سیستم‌های امنیتی هوشمند، سیستم‌های کنترل دما هوشمند یا سیستم‌های صوتی هوشمند فعالیت می‌کنند.