اتوماسیون خانگی

اتوماسیون خانگی

اتوماسیون خانگی یک فناوری نوظهور و در حال گسترش است که در پایین‌ترین سطح خود می‌تواند به همهٔ خدمات و محصولاتی اشاره داشته باشد که بدون دخالت صاحب‌خانه عمل یا پیامی را در محیط خانه اجرا می‌کنند یا به نمایش درمی‌آورند. بنا بر این تعریف، یک ساعت شماطه‌دار یا یک آشکارساز دود نمونه‌هایی از ابزارهای اتوماسیون خانگی هستند.
خانه‌هایی که از چنین فنونی بهره می‌برند خانهٔ هوشمند نیز نامیده می‌شوند.
کنترل از راه دور وسایل خانگی نیز بخشی از اتوماسیون خانگی محسوب می‌شود. ابزارهای اتوماسیون خانگی ممکن است برای روشن یا خاموش کردن وسایل منزل به کار روند یا تنظیمات عملکرد دستگاه‌ها را بر اساس زمان‌های از پیش تعیین‌شده تغییر دهند. این ابزارها همچنین ممکن است به گونه‌ای تنظیم شوند که عملکرد تجهیزات را با توجه به تغییرات پیش‌آمده در محیط خانه تغییر دهند. خانه‌هایی که از چنین فنونی بهره می‌برند گاهی خانهٔ هوشمند یا ساختمان هوشمند نامیده می‌شوند.
فنون یاد شده ممکن است شامل استفاده از ارتباطات پهن‌باند باشند. اتوماسیون خانگی ممکن است به روش متمرکز و برنامه‌پذیر اجرا شود و یا اینکه به روش غیرمتمرکز و و با حسگرها و کنترل‌کننده‌های جدا از هم اجرا شود. در این سامانه‌ها ممکن است از کنترل‌کننده‌های الکترونیکی پیشرفته برای کنترل روشنایی، گرمایش، سرمایش و وسایل سرگرمی استفاده شود که خود این سامانه‌ها می‌توانند از یک شبکهٔ سیم‌کشی ویژه یا بی‌سیم برای ارتباط بهره برند یا چندین سیستم مجزا (مانند حسگرهای نوری که روشنایی را کنترل می‌کنند) باشند. یکی از جنبه‌های مهم اتوماسیون خانگی، پتانسیل آن برای کاهش مصرف انرژی است. از آنجایی که خود سیستم‌های اتوماسیون خانگی انرژی مصرف می‌کنند، تنها در صورتی می‌توانند در کاهش مصرف انرژی مفید باشند که صرفه‌جویی حاصل از بکارگیری آن‌ها بیشتر از مصرف انرژی‌شان باشد. اگر هدف صرفه‌جویی است، اولویت را باید ابتدا به طراحی یک خانه با بازدهی بالا در صرفه‌جویی انرژی و بکارگیری وسایل خانگی داری بازدهی بالا اختصاص داد. اتوماسیون خانگی از راه کاهش زمان عملکرد دستگاه‌ها و محدود کردن زمان روشن بودنشان، و یا کاهش نیاز به استفاده از دستگاه، به صرفه‌جویی انرژی کمک می‌کند.
ایدهٔ کلی اتوماسیون خانگی این است که کلیهٔ سامانه‌های الکتریکی و الکترونیکی و ابزارهای خانه را به یکدیگر و در یک شبکه به گونه‌ای به هم متصل کند که بتوان آن‌ها را از یک رابط مشترک کنترل نمود و با هم در ارتباط قرار داد. مثلاً اگر مشغول تماشای فیلمی در تلویزیون منزل خود باشید، چراغ‌ها به صورت خودکار کم‌نور شوند و تماس‌های تلفنی به صورت خودکار به منشی تلفنی ارجاع داده شوند تا بتوانید با آسودگی به تماشای فیلم بپردازید. انجمن اتوماسیون خانگی (HAA) اتوماسیون خانگی را چنین تعریف می‌کند: «فرایند یا سامانه‌ای (با تجهیزات یا روش‌های مختلف) که زمینهٔ بهبود سبک زندگی فرد را فراهم می‌آورد و خانه را به محلی راحت‌تر، امن‌تر و پربازده‌تر تبدیل می‌کند.»
با وجود اینکه فناوری‌های لازم برای اتوماسیون خانگی هم‌اکنون هم فراهم هستند، اما به دلیل هزینه‌های اقتصادی و نیز دید مصرف‌کنندگان به آن به عنوان راه حل‌هایی پیچیده برای مسائل ساده، مانع گسترش آن می‌شوند. اما امید است که در آینده با ثابت‌شدن استانداردهای اتوماسیون خانگی و همگرایی فناوری‌های مختلف و فراهم‌آورندگان خدمات این موانع برطرف شوند. هم‌اکنون نیز استانداردهای ساخت خانه‌ها در حال پیشرفت هستند و استفاده از روش‌های سیم‌کشی قدیمی در خانه‌های نوین جوابگوی نیازهای نسل جدید ابزارهای شخصی خانگی نیست و برق و ارتباطات در همه‌جا لازم هستند. استفاده از اتوماسیون خانگی دارای چندین مزیت نسبت به روش‌های بدون سیم‌کشی و نامتصل است و در صورت اجرای درست می‌تواند به سادگی و راحتی زندگی کمک کند. اتوماسیون خانگی می‌تواند زمینهٔ دسترسی بی‌درنگ به امکانات منزل و شخصی‌سازی محیط مطابق میل افراد را فراهم آورد (منظور از شخصی‌سازی این است که افراد مختلف می‌توانند تجربیات و تنظیمات مختص به خودشان را در یک اتاق داشته باشند). با بکارگیری این سامانه‌ها می‌توان نگهداری و تعمیر وسایل را به صورت فعال و پیش از وقوع آن انجام داد. برای نمونه اگر گرمایش مرکزی خراب می‌شود، سامانه به صورت خودکار برای تعمیرکار رایانامه می‌فرستد که او نیز در پاسخ گاه‌شمار صاحب‌خانه را بررسی می‌کند و زمانی مناسب برای ملاقات تعیین می‌شود. امنیت و ارتباطات در این میان نقش مهمی دارند. از مزایای خانه‌هایی که به با بستر اتوماسیون خانگی ساخته می‌شوند می‌توان به سادگی در نصب و افزودن ابزارهای جدید (بدون نیاز به پیکربندی خاص یا مراجعه به فرد متخصص) اشاره کرد. در ابزارهای آینده هر وسیله (مانند دی‌وی‌دی) حداکثر به یک سیم برای اتصال نیاز خواهد داشت و بیشتر ارتباط‌ها از راه بی‌سیم انجام می‌گیرد.
یکی از ساده‌ترین کاربردهای اتوماسیون خانگی، کنترل از راه دور روشنایی و وسایل منزل است. به عنوان نمونه کنترل از راه دور یک تلویزیون یکی از ابزارهای اتوماسیون خانگی‌ست. یک سیستم اتوماسیون خانگی رایج از یک کارساز خانگی که نقش هستهٔ سیستم را بازی می‌کند و وسایلی که به این کارساز متصل می‌شوند تشکیل می‌گردد. کاربر می‌تواند از راه اینترنت با اتصال به کارساز خانگی هر یک از وسایلی که به این کارساز متصل هستند را کنترل کند. برای اتصال به چنین کارسازی لازم نیست حتماً به یک رایانهٔ شخصی دسترسی داشته باشیم، بسیاری از این سامانه‌ها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که بتوان آن‌ها را با استفاده از یک ابزار دستی مانند تلفن همراه و به‌طور کلی هر وسیله‌ای که قابلیت دسترسی به اینترنت و اجرای یک مرورگر وب را داشته باشد کنترل کرد.
اتوماسیون خانگی به عنوان روشی برای کمک به افراد سالمند و ناتوان مطرح است به‌طوری‌که این افراد بتوانند با امنیت و آسایش در خانه بمانند و استقلال خود را حفظ کنند و نیازی به این نباشد که به یک مرکز پزشکی منتقل شوند. پروژه‌هایی که در این زمینه تعریف می‌شوند از چالش‌برانگیزترین پروژه‌های حوزهٔ اتوماسیون خانگی هستند و تمامی مشکلات مطرح در مراقب از راه دور، مانند نظارت همیشگی، غیرتهاجمی بودن و حفظ قابلیت تحرک بیمار، اینجا نیز صادقند. اتوماسیون خانگی به تفسیرِ بهترِ داده‌های فیزیولوژیکی کمک می‌کند. به عنوان نمونه می‌توان به واپایی فشار خون بیمار از راه دور اشاره کرد که نیاز هم‌زمان به تعیین وضعیت بیمار (از نظر خواب یا بیدار بودن) دارد؛ فشار خونی که در حالت فعالیت بدنی ممکن است کاملاً طبیعی باشد، در حالت خواب می‌تواند نشان از وضعیت وخیم سلامت داشته باشد. در کنار این مراقبت‌ها امکانات رفاهی دیگری مانند خدمات کمکی، خدمات اطلاعاتی و خدمات ارتباطی نیز ممکن است ارائه شوند.
سازمان بهره وری انرژی ایران در بررسی خود میزان و مقادیر مصرف انرژی بر حسب متر مربع در منازل را به قرار زیر تقسیم کرده‌است:
100 کیلو وات ساعت
بین 100 تا 200 کیلو وات ساعت قابل قبول
بین 200 تا 300 کیلو وات ساعت غیرقابل قبول
بین 300 تا 400 کیلو وات ساعت دارای مشکل اساسی
بیشتر از 40 کیلو وات ساعت غیرقابل سکونت
بیشتر منازل مسکونی در ایران در ستون سوم جای می‌گیرند.میتوان با اقداماتی از جمله هوشمند سازی یا BMS بسیاری از منازل را در ردهٔ دوم رساند . به عبارت صحیح تر می‌توان مصرف را نصف کرد.
باید توجه کرد علاوه بر ضرورت‌های اقتصادی امروز دیگر ضرورتها از جمله ضرورت جلوگیری از گرمایش بیشتر زمین و مدیریت مصرف و حفاظت از محیط زیست نیز غیرقابل کتمان است.

خانه‌های هوشمند تشکیل شده‌اند از

بسته به نوع تکنولوژی استفاده شده در هر پروژه که بستگی به نوع برند مورد استفاده دارد، خانه‌های هوشمند از اجزای مخصوص به آن برند که می‌تواند با سایر تکنولوژی‌ها سازگار باشد ، تشکیل شده‌اند.به عنوان نمونه می‌توان به پروتکل‌های ارتباطی بی سیم و به تبع آن‌ها برندهای مختص به آن‌ها را ذکر کرد که Zwave و Zigbee  از جملهٔ مهم‌ترین و مطرح‌ترین پروتکلهای بی سیم در هوشمندسازی ساختمان می‌باشند.
به‌طور کلی با فرض اینکه بیشتر خانه‌های هوشمند از پروتکل‌های ارتباطی Zigbee ، Zwave ، KNX و البته اترنت استفاده می‌کنند ، می‌توان گفت که معماری این شبکه‌ها به صورت Client-Server  بوده و سایر اجزای موجود در شبکه را باید در این چارچوب مورد مداقه قرار داد.البته بعضی از برندهای موجود به مانند control4 آمریکا سرور مرکزی ندارند و از توپولوژی دیگری پیروی می‌کنند.
مرکز کنترل Home Center
ماژولها Modules
سنسور Sensor

حسگر یا سنسورها

سنسور در و پنجره: سنسوری بیسیم است که با باتری کار می‌کند. این سنسور برای نمایش بازبودن (ماندن) درها، پنجره‌ها استفاده می‌شود. از این سنسور برای کنترل تردد و هشدار در ورودهای غیرمجاز نیر می‌توان بهره برد. همچنین می‌توان از آن به عنوان سنسور دما در فرایند کنترل دما و یا سنسور با ورودی دو دویی (Binary) استفاده نمود.
سنسور نشتی آب Flood Sensor: آسیب دیدن لوله‌ها یکی از مواردی است که اگر زود تشخیص داده نشود، می‌تواند ضررهای زیادی را به یک ساختمان وارد کند. از جمله راه‌های تشخیص نشتی می‌توان به فعال کردن سنسور نشتی اشاره کرد. سنسورهای قابل ارائه می‌توانند با دقت بالا کاربر را از نشتی‌های خطرآفرین یا تغییرات ناگهانی دما (tempreture Rise or Drop) با خبر کنند.
سنسور دود Smoke Sensor: سنسور تشخیص دود و حرارت این وسیله کوچک، با صفحه سوراخ‌دار خود اجازه ورود دود به محفظه تشخیص را می‌دهد و با توجه به اندازه کوچک با مقدار کمی دود فعال می‌گردد. از مشخصات این سنسور می‌توان به این موارد اشاره کرد:
سنسور تشخيص انسان Motion detector: سنسور تشخيص حركت انسان در خانه ها و ساختمان هاي هوشمند كاربرد زيادي دارند؛ براي مثال با هر حركت انسان اين سنسور فعال مي شود و سبب روشن شدن چراغ ها مي شود و بعد از مدت زماني كه از قبل به طور پيش فرض تعيين شده ، غير فعال مي شود و سبب خاموش شدن چراغ ها مي شود و همين امر سبب كاهش مصرف برق در ساختمان ها و يا خانه ها مي شود.