امکانات خانه هوشمند

اسمارت هوم یا خانه‌ی هوشمند محلی است که از دستگاه‌های متصل به اینترنت استفاده می‌کند تا امکان مدیریت و کنترل از راه دور وسایل و سیستم‌هایی مانند سیستم روشنایی و گرمایشی را فراهم کند.

فناوری خانه‌ی هوشمند یا اسمارت هوم، که اغلب با نام‌های اتوماسیون خانگی یا دوموتیک از آن یاد می‌شود (دوموس در زبان لاتین به معنای خانه است)، به صاحبخانه کمک می‌کند تا بتواند وسایل هوشمند خانه را اغلب از طریق اپ اسمارت هوم روی گوشی هوشمند یا دیگر دستگاه‌های شبکه شده، کنترل کند و به این ترتیب، باعث امنیت، آسایش، راحتی و ذخیره‌ی انرژی می‌شود.

سیستم‌ها و وسایل اسمارت هوم، بخشی از فناوری اینترنت اشیا (IoT) هستند که اغلب با هم کار می‌کنند، داده‌های مصرفی مصرف‌کننده را بین خودشان به اشتراک می‌گذارند و فعالیت‌ها را طبق نظر و ترجیحات صاحبانه اتوماتیک می‌سازند.

تقریباً در هر جنبه‌ای از زندگی که فناوری وارد فضای داخلی خانه (لامپ‌های روشنایی، ماشین ظرفشویی و غیره) شده است، شاهد معرفی یک جایگزین اسمارت هوم هستیم:

تلویزیون‌های هوشمند برای دسترسی به محتوا از جمله فیلم و موسیقی که دسترسی به آن‌ها به مجرد تقاضا امکان‌پذیر است، از طریق اپلیکیشن‌ها به اینترنت متصل می‌شوند. برخی از تلویزیون‌های هوشمند شامل فناوری تشخیص صدا یا حرکات هم هستند.
سیستم‌های روشنایی هوشمند مانند Hue مربوط به Philips Lighting Holding B.V. علاوه بر این که می‌توانند از راه دور و به صورت سفارشی کنترل شوند، قادر هستند تشخیص دهند که سرنشینان خانه چه زمانی در اتاق حضور دارند و نور را مطابق نیاز تنظیم می‌کنند. لامپ‌های هوشمند همچنین می‌توانند میزان روشنایی خود را با نور روز تطبیق دهند.
ترموستات‌های هوشمندی مانند Nest از Nest Labs Inc که دارای وای‌فای یکپارچه هستند، به کاربران این امکان را می‌دهند که دمای خانه را برنامه‌ریزی، مدیریت و از دور، کنترل کنند. این دستگاه‌ها همچنین رفتارهای مالکان خانه را یاد می‌گیرند و به طور خودکار تنظیمات را تغییر می‌دهند تا حداکثر راحتی و کارآیی را در اختیار ساکنان قرار دهند. ترموستات‌های هوشمند همچنین می‌توانند مصرف انرژی را گزارش دهند و به این ترتیب، به مالکان یادآور شوند که زمان تغییر فیلترها فرارسیده است.
با استفاده از قفل‌های هوشمند و کلیدهای درب پارکینگ، کاربران می‌توانند دسترسی افراد را مجاز یا غیرمجاز کنند. همچنین قفل‌های هوشمند می‌توانند نزدیک بودن ساکنان را تشخیص دهند و درها را برای آن‌ها باز کنند.
ساکنان خانه می‌توانند با استفاده از دوربین‌های امنیتی هوشمند، وقتی بیرون از خانه یا در تعطیلات هستند، وضعیت خانه را کنترل کنند. سنسورهای حرکتی هوشمند هم می‌توانند تفاوت بین ساکنان خانه، مهمان‌ها، حیوانات خانگی و سارقان را تشخیص دهند و اگر رفتار مشکوکی دیدند، می‌توانند به مراجع ذی ربط اطلاع دهند.
مراقبت از حیوانات خانگی را می‌توان با استفاده از فیدرهای متصل به این فناوری، اتوماتیک کرد. همچنین می‌توان با استفاده از تایمرها آبیاری گیاهان خانگی و چمن‌ها را هم کنترل نمود.
تجهیزات آشپزخانه هم از همه نوع در دسترس هستند، چیزهایی مثل قهوه‌ساز، که برایتان در اسرع وقت یک فنجان قهوه‌ی تازه دم می‌کند؛ یخچال‌های هوشمندی که تاریخ انقضای مواد را چک می‌کنند، لیست خرید برایتان تدارک می‌بینند و حتی بر اساس مواد غذایی که در یخچال دارید، دستورات غذایی ارائه می‌دهند.
به عنوان مثال، مانیتورهای سیستم خانگی ممکن است یک نوسان الکتریکی را احساس کرده و لوازم را خاموش کنند و یا متوجه شوند که جایی لوله‌ی آب شکسته یا منجمد شده و سیستم آب را از دسترس خارج کنند و کمک کنند زیرزمین پر از آب نشود.

مزایا و معایب خانه های هوشمند

یکی از مهم‌ترین مزایای اتوماسیون خانگی، آرامش ذهنی و روانی است که برای صاحبخانه به ارمغان می‌آورد، چون فرد می‌تواند خانه‌ی خود را از راه دور کنترل کند و به عنوان مثال اگر فراموش کرده قهوه‌ساز را خاموش یا در جلویی را قفل کند، می‌تواند از بروز خطر در چنین مواردی جلوگیری نماید.

این فناوری اتوماسیون یا دوموتیک برای افراد مسن هم خیلی مفید است، چون باعث می‌شود افراد سالخورده بدون این که نیاز باشد به خانه‌ی سالمندان بروند یا نیاز به مراقبت‌های ۲۴ ساعته در ۷ روز هفته داشته باشند، تحت مراقبت و نظارت قرار بگیرند.

خانه‌های هوشمند می‌توانند با ترجیحات کاربر انطباق پیدا کنند. به عنوان مثال، به محض این که به خانه برسید، درب پارکینگ برایتان باز می‌شود، چراغ‌ها روشن می‌شوند، شومینه گرم خواهد شد و آهنگ‌های مورد علاقه‌تان از طریق بلندگوهای هوشمند، شروع به پخش می‌کند.

اتوماسیون خانگی همچنین به مصرف‌کنندگان در بهبود بهره‌وری کمک می‌کند. به جای این که سیستم تهویه‌ی هوا را تمام طول روز روشن بگذارید، یک سیستم خانگی هوشمند تهیه کنید چون می‌تواند رفتارهای شما را یاد بگیرد و به این ترتیب، می‌توانید مطمئن باشید که در زمان ورود به خانه از محل کار، خانه کاملاً خنک شده است. همچنین، با داشتن یک سیستم آبیاری هوشمند، چمن‌های شما فقط در صورت نیاز و با مقدار دقیق آب لازم آبیاری می‌شود. با اتوماسیون منزل، از انرژی، آب و سایر منابع با کارآیی بیش‌تری استفاده می‌شود که به صرفه‌جویی در منابع طبیعی و هزینه‌های مصرف‌کننده کمک شایانی می‌کند.

با این حال، برای این که سیستم‌های اتوماسیون خانگی رواج پیدا کنند، مشکلاتی وجود دارد که تا حدی مربوط به ماهیت فنی آن‌ها می‌شود. مشکل خانه‌های هوشمند، پیچیدگی است که کاربر هنگام استفاده با آن مواجه می‌شود؛ مثلاً برخی افراد به طور کلی با تکنولوژی مشکل دارند یا با اولین مشکلی که در این مسیر رخ دهد، از تکنولوژی دست می‌کشند. تولیدکنندگان و اتحادیه‌های خانه‌های هوشمند در تلاش هستند تا این پیچیدگی‌ها را کاهش دهند و کاری کنند که تجربه‌ی کاربر هنگام استفاده از این تکنولوژی، مطبوع‌تر شود تا کاربران در هر سطح فنی که قرار دارند، احساس لذت کنند و سودمندی این فناوری برای آن‌ها روشن شود.

برای این که سیستم‌های اتوماسیون خانگی واقعاً مؤثر باشند، دستگاه‌ها باید بدون توجه به این که چه کسی آن‌ها را تولید کرده، از پروتکلی مشابه، یا حداقل، پروتکل‌های مکمل استفاده کنند. از آن‌جا که این بازار نوپا است، هنوز هیچ استاندارد طلایی برای اتوماسیون خانگی وجود ندارد. با این وجود، معاهدات استانداردی مربوط به تولیدکنندگان و پروتکل‌ها وجود دارد تا همکاری و هماهنگی میان بخش‌ها تضمین شود و کاربر، تجربه‌ای هماهنگ و یکپارچه داشته باشد.

مسئله‌ی اساسی دیگر، امنیت اسمارت هوم است. گزارش NTT Data Corp در سال ۲۰۱۶ نشان داد که ۸۰ درصد مصرف‌کنندگان آمریکایی نگران امنیت داده‌های خانه‌ی هوشمند خود هستند. اگر هکرها بتوانند به یک وسیله‌ی هوشمند نفوذ کنند، آن‌وقت می‌توانند لامپ‌ها و سیستم‌های هشدار را خاموش کنند، و قفل درها را از کار بیندازند، به این ترتیب، سدهای دفاعی خانه از کار می‌افتد و راه ورود به خانه باز خواهد شد به علاوه، هکرها به طور بالقوه می‌توانند به شبکه‌ی مربوط به صاحبخانه نفوذ کنند و این می‌تواند باعث حملات شدید یا تخلیه‌ی اطلاعات شود.

در اکتبر سال ۲۰۱۶، بات‌نت Mirai توانست طی یک سری حملات توزیع‌شده‌ی محروم‌سازی سرویس (DDoS) با استفاده از دوربین‌هایی که ایمنی خوبی نداشتند، DVRها و روترها به عنون نقاط ورودی، بخشی از اینترنت را از کار بیندازد.

بسیاری از مخالفان اسمارت هوم، علاوه بر امنیت، نگران حریم خصوصی داده‌ها هم هستند. بر اساس گزارش NTT Data مشخص شد که ۷۳ درصد مصرف‌کنندگان در مورد حریم خصوصی داده‌هایی که در وسایل اسمارت هوم خود به اشتراک می‌گذارند، ابراز نگرانی می‌کنند. تولیدکنندگان پلتفرم‌ها و دستگاه‌های اسمارت هوم برای تطبیق بهتر محصولات خود و یا ارائه‌ی خدمات جدید و پیشرفته به مشتریان، داده‌های مصرف‌کننده را جمع‌آوری می‌کنند‌ و در این میان، شفافیت با مشتریان برای جلب اعتماد آن ها به محصولات هوشمند، بسیار حیاتی است.

نحوه‌ پیاده‌سازی خانه های هوشمند

خانه‌های تازه‌ساز را اغلب با استفاده از زیرساخت‌های اسمارت هوم می‌سازند و خانه‌های قدیمی‌تر را هم می‌توان با فناوری‌های هوشمند، بازسازی و به‌روز کرد. در حالی که بسیاری از سیستم‌های اسمارت هوم هنوز با X10 یا Insteon کار می‌کنند، اما بلوتوث و Wi-Fi محبوبیت زیادی پیدا کرده‌اند.

Zigbee و Z-Wave دو نوع از رایج‌ترین پروتکل‌های ارتباطات اتوماسیون خانگی هستند که امروزه در حال استفاده هستند. هر دو از فناوری‌های شبکه‌ی مش هستند که از سیگنال‌هایی کم قدرت و کوتاه-بُرد رادیویی برای ارتباط با سیستم‌های اسمارت هوم استفاده می‌کنند. اگرچه هر دو اپلیکیشن‌های اسمارت هوم را هدف قرار می‌دهند، اما Z-Wave دارای بُرد ۳۰ متری است و Zigbee بردی برابر ۱۰ متر دارد و Zigbee غالباً پیچیده‌تر تلقی می‌شود. تراشه‌های Zigbee از طریق چند شرکت در دسترس است، در حالی که تراشه‌های Z-Wave را فقط از Sigma Designs می‌توان دریافت کرد.

یک اسمارت هوم یا خانه‌ی هوشمند مجموعه‌ی نامتجانسی از وسایل هوشمند و اپلیکیشن‌ها نیست، بلکه مجموعه‌ای از ابزارها است که به طور مشترک و با هم کار می‌کنند تا شبکه‌ای ایجاد شود که از راه دور قابل کنترل است. همه‌ی دستگاه‌ها توسط یک کنترل‌گر اصلی اتوماسیون خانگی تحت کنترل هستند که اغلب به آن، هاب اسمارت هوم گفنه می‌شود.

هاب اسمارت هوم یک دستگاه سخت‌افزاری است که به عنوان نقطه‌ی اصلی سیستم خانه‌ی هوشمند عمل می‌کند و قادر به حس کردن‌، پردازش داده‌ها و ارتباط بی‌سیم است. این سخت‌افزار، همه‌ی اپ‌های مختلف را در یک اپ اسمارت هوم واحد جمع می‌کند که توسط صاحبخانه از راه دور قابل کنترل است. نمونه‌هایی از هاب‌های اسمارت هوم عبارتند از: آمازون اکو، گوگل هوم، Insteon Hub Pro، Samsung SmartThings و وینک هاب و …

برخی از سیستم‌های اسمارت هوم را می‌توان از پایه ایجاد کرد، مثلاً با استفاده از یک Raspberry Pi یا دیگر بوردهای آزمایشی. برخی دیگر را هم می‌توان به صورت یک کیت اسمارت هوم خریداری کرد، یعنی پلتفرم اسمارت هوم، که شامل اجزا و قطعات مورد نیاز شروع پروژه‌ی اتوماسیون خانگی است.

در سناریوهای اسمارت هوم ساده، رویدادها به دو صورت timed (راس زمان مشخص) و triggered (راه‌انداز رویدادهای دیگر) تعریف می‌شوند. رویدادهای نوع اول در یک زمان مشخص اتفاق می‌افتند، مثلاً پایین آوردن پرده‌ها در ساعت ۶ عصر، اما رویدادهای نوع دوم به فعالیت‌های سیستم اتوماسیون بستگی دارد، مثلاً وقتی گوشی هوشمند صاحبخانه به در نزدیک می‌شود، قفل هوشمند درب باز می‌شود و لامپ‌های هوشمند هم روشن می‌گردد.

یادگیری ماشین و هوش مصنوعی (AI) دارند به طور پیشرونده‌ای در سیستم‌های اسمارت هوم رواج پیدا می‌کنند و به اپلیکیشن‌های اتوماسیون خانگی این امکان را می‌دهند که با محیطشان انطباق پیدا کنند. برای مثال، سیستم‌های فعال‌شونده با صوت مانند آمازون اکو و گوگل هوم، دستیاران و کمک‌های مجازی دارند که قابلیت یادگیری دارند و اسمارت هوم را طبق ترجیحات و الگوهای صاحبخانه، شخصی‌سازی می‌کنند.

ساختمان‌های هوشمند

هر خانه‌ی هوشمندی یک ساختمان هوشمند است، اما هر ساختمان هوشمندی یک خانه‌ی هوشمند نیست. شرکت‌های تجاری، بنگاه‌های اقتصادی، ساختمان‌های صنعتی و مسکونی در همه شکل و ابعادی – از جمله دفاتر اداری، آسمان‌خراش‌ها، ساختمان‌های آپارتمانی و دفاتر و اقامتگاه‌های چندنفری – در حال به‌کارگیری فناوری‌های IoT برای بهبود راندمان ساختمان، کاهش هزینه‌های انرژی و تأثیرات محیطی و تضمین امنیت، و بهبود رضایت سرنشینان هستند.

بسیاری از فناوری‌های هوشمند استفاده شده در خانه‌های هوشمند در ساختمان‌های هوشمند هم استفاده می‌شوند، چیزهایی مانند روشنایی، انرژی، گرمایش و تهویه‌ی مطبوع و سیستم‌های دسترسی به ساختمان و سیستم‌های امنیتی.

به عنوان مثال، یک ساختمان هوشمند می‌تواند با استفاده از سنسورهایی که تعداد سرنشینان یک اتاق را تشخیص می‌دهد، هزینه‌های انرژی را کاهش دهد. اگر سنسورها تشخیص دهند که اتاق کنفرانسی کاملاً پر است، می‌توانند با روشن کردن سیستم تهویه دما را به صورت خودکار تنظیم و هوا را خنک کنند و یا اگر همه‌ی افراد اداره به خانه رفته باشند، می‌تواند سیستم گرمایش را خاموش کند یا روی دمای کم قرار دهد.

ساختمان‌های هوشمند همچنین می‌توانند به شبکه‌ی هوشمند وصل شوند. یعنی، مؤلفه‌های ساختمان هوشمند و شبکه‌ی الکتریکی می‌توانند با هم «صحبت کنند» و به هم «گوش دهند». با استفاده از این فناوری، توزیع انرژی را می‌توان به صورت کارآمد اداره کرد، تعمیر و نگهداری می‌تواند به شیوه‌ی پیشگیرانه انجام شود و به قطعی‌های برق هم با سرعت بیش‌تری رسیدگی می‌شود.

علاوه بر این مزایا، ساختمان هوشمند می‌تواند مزیت نگهداری‌های پیشگیرانه را در اختیار ساکنان و مدیران ساختمان قرار دهد. به عنوان مثال، هنگامی که سنسورهای استفاده‌ی صابون یا حوله‌ی کاغذی اعلام می‌کنند که میزان این موارد کم شده، سرایدارها می‌توانند لوازم حمام را دوباره شارژ کنند. همچنین، تعمیر و نگهداری و خرابی سیستم‌های برودتی، آسانسورها و سیستم‌های روشنایی قابل پیش‌بینی است.

هوشمند سازی ساختمان چه امکاناتی را در اختیار ما قرار می دهد؟