هوشمند سازی اماکن - شبکه ی هوشمند خانگی

با پیشرفت علم IT و بکارگیری آن در زندگی روزمره و همچنین احساس نیاز به نظارت دقیق تر از پیرامون خود، تولید کنندگان دنیای الکترونیک و دیجیتال بر آن شدند تا با استفاده ازتکنولوژی و بکار گرفتن آن در هر بخش از زندگی روزمره کمکی به بالا بردن سطح کیفی آن داشته باشند.

زمانيكه در منزل نيستيد، شک و ترديد در مورد مسائل كوچك ميتواند آزار دهنده باشد. ترديدهايي همچون اينكه آيا قهوه ساز را خاموش كردم؟ سيستم امنيتي را روشن كردم؟ آيا بچه ها تكاليف خود را انجام داده اند يا در حال تماشاي تلوزيون هستند؟ آيا وقتي از خانه خارج شدم کولر خانه را خاموش کردم ؟
با يك خانه هوشمند، مي توانيد به تمام اين نگراني ها با يک سفر سريع آنلاين پايان دهيد. زمانيكه در خانه هستيد، خانه ي شما به وسيله پخش آهنگ هاي مورد علاقه شما آن هم در هر زماني که به خانه قدم ميگذاريد، يا کاهش نور چراغ ها براي تماشاي يک فيلم، از آرامش شما مراقبت ميكند.

آيااين سحر و جادوست؟
جواب ما منفي است، اين اتوماسيون خانه است. خانه هاي هوشمند همه ي دستگاه ها و اجزاي منزل شما را به هم متصل ميكنند به طوري که آنها مي توانند با يکديگر و با شما ارتباط برقرار كنند.
هر وسيله اي كه در خانه شما از برق استفاده ميكند را مي توانيد بر روي شبکه خانگي قرار دهيد وتحت فرمان خود بگيريد. فرقي ندارد كه دستورات خود را چگونه به دستگاه هاي خود منتقل كنيد يا ريموت كنترل و يا از طريق كامپيوتر، تحت هر شرايطي خانه به دستورات شما واكنش نشان مي دهد.
ايده ی خانه هاي هوشمند ممکن است شما را به ياد جورج جتسون و طرح او به نام "مکان مربوط به آينده" و يا شايد بيل گيتس بياندازد، که بيش از 100 ميليون دلار را صرف ساخت خانه ي هوشمندش كرد. هنگامي که مساله طراحي عنوان ميشود از لحاظ قيمت و درك تكنولوژي، خانه هاي هوشمند و اتوماسيون خانگي بيشتر و بيشتر شبيه هم ميشوند.

در حدود 14 ميليارد دلار در سال 2005 بر روي شبکه هاي خانگي صرف شد، و تحليلگران اين رقم را براي سال 2011 به بيش از 85 ميليارد دلار پيشبيني مي كنند.در اغلب کشورها سيستم  (Building Management System (BMS يا همان سيستم هوشمند کنترل ساختمان از يک سيستم پر هزينه خارج شده و با پيشرفت روز افزون تکنولوژي به يکي از امکانات ضروري براي زندگي شهري بدل گرديده ، خانه اي که به شما کمک مي کند که در زندگي پر ازدحام و پرتردد شهري ، ديگر نگران فراموش کردن برخي از وظايف و کارهاي خود نباشيد ، باغچه ها خود به خود آبياري مي شوند، سيستمهاي حرارت و بردت به صورت اتوماتيک و با توجه به دماي محيط کار مي کنند و اين تنها بخشي از امکاناتيست که خانه هاي هوشمند براي صاحبانشان به ارمغان آورده اند.

خانه هاي هوشمند چگونه كار ميكنند؟

نرم افزار و تكنولوژي خانه هاي هوشمند :
تكنولوژي خانه هاي هوشمند در سال 1975، زمانيكه شركتي در اسكاتلند X10 را توليد كرد، به دنيا معرفي شد. ابزار X10 به محصولات الكتريكي درون يك خانه اين امكان را مي دهد كه از طريق سيستم كابلي كه درون ساختمان وجود دارد با هم ارتباط داشته باشند و به اصطلاح با هم صحبت كنند. تمام اپليكيشن ها و ابزارها در واقع رسيور و يا دريافت كننده هستند، و تمام كنترلر(كنترل كننده) هاي سيستم، مانند تمام ريموت كنترل ها و صفحه كليدها به معني فرستنده هستند. اگر بخواهيد لامپ يك اتاق ديگر را خاموش كنيد، فرستنده پيامي را كه به صورت يك كد عددي است مي فرستد و مراحل كار به صورت زير است:

• هشدار به سيستم به اين مضمون كه اين پيام يك دستور است
• شناسايي تعداد واحدهاي دستگاهي که بايد فرمان را دريافت كند
• کد حاوي دستور واقعي مانند كد "خاموش".

تمام اينها به طوري طراحي شده اند كه در كمتر از يك ثانيه انجام شوند، برقراري ارتباط از طريق سيمهاي الكتريكي يك ساختمان هميشه معقول نيست، چرا كه اين خطوط ممكن است از طريق برق ديگر دستگاه ها دچار اختلال يا نويز شوند. يك ابزار X10 مي تواند تداخل الکترونيکي را به عنوان يک دستور تفسير كرده و واکنش نشان دهد، و يا اينكه ممکن است اصلا فرمان را دريافت نکند. در حالي که دستگاه هاي X10 هنوز وجود دارند، فن آوري هاي ديگري هم براي رقابت در صحنه شبکه هاي خانگي آمده اند.
به جاي عبور فرمان ها از طريق خطوط برق، برخي از سيستم ها از امواج راديويي براي برقراري ارتباط استفاده مي كنند، که اين روش درست شبيه طرز كار سيستم هاي WiFi و سيگنال هاي تلفن هاي همراه است. با اين حال، شبکه اتوماسيون خانگي به تمام نيازهاي سخت افزاري و نرم افزاري يک شبکه Wi-Fi نياز ندارد، زيرا دستورات سيستم هاي اتوماسيون به صورت پيام هاي کوتاه هستند. دو مورد از برجسته ترين شبکه ها كه در اتوماسيون خانه با امواج راديويي كار مي كنند، تكنولوژي هاي ZigBee و Z-Wave هستند.

هر دوي اين فناوري ها عبارت هستند از شبکه هاي مِش، به اين معني که همواره بيش از يک راه براي اينكه يك پيام به مقصد خود برسد، وجود دارد.

تكنولوژي Z-Wave از يك الگوريتم پايه ي مسيريابي براي تعيين سريع ترين مسير براي پيام ها استفاده مي كند. براي هر دستگاه Z-Wave يک کد در نظر گرفته شده، و هنگامي که دستگاه به سيستم متصل شد، کنترل كننده ي شبکه اين کد خاص را شناسايي كرده، محل آن را تعيين و آن را به شبکه اضافه مي کند. هنگامي که يک فرمان از راه مي رسد، کنترل كننده (كنترلر) از الگوريتم براي تعيين چگونگي ارسال پيام استفاده مي كند. از آنجا که اين مسيريابي مقدار زيادي از حافظه موجود روي يک شبکه را اشغال مي كند، فناوري Z-Wave نوعي سلسله مراتب را بين دستگاه ها توسعه داده، از قبيل اينكه: برخي از كنترلرها پيام ها را راه اندازي مي كنند، و برخي از آنها برده هستند، به اين معني که آنها (كنترلرها) تنها مي توانند پيام ها را حمل كرده و به پيام ها عكس العمل(پاسخ) نشان دهند.
نامگذاري ZigBee نشان دهنده ي مِش مفهوم شبکه است، زيرا پيام ها از فرستنده مانند زنبورها به صورت زيگزاگ به دنبال بهترين مسير به سوي گيرنده هستند. در حالي که Z-Wave از يک فن آوري اختصاصي براي هدايت سيستم خود استفاده مي كند، پلت فرم هاي ZigBee برپايه ي مجموعه ي استانداري بنا شده اند كه توسط موسسه مهندسان برق و الکترونيک (IEEE) براي شبکه هاي بي سيم شخصي طراحي شده. اين به اين معني است که هر شرکت مي تواند بدون پرداخت هزينه هاي صدور مجوز براي اين فناوري به ايجاد و ساخت محصولات ZigBee بپردازد، که در نهايت ممکن است به سازگاري و استفاده-ي ZigBee در بازار محصول بيانجامد. مانند Z-Wave، ZigBee هم داراي دستگاه هاي عملکردي كاملي بوده (و يا آنهايي که پيام را مسيردهي مي كنند) و همينطور داراي دستگاه هاي کاهش دهنده ي تابع (و يا دستگاه هايي كه چنين عملي را انجام نميدهند) است.
استفاده از شبکه هاي بي سيم انعطاف پذيري بيشتري را براي قرار دادن دستگاه ها فراهم مي کند، اما مانند خطوط برق، آنها هم ممکن است دچار تداخل هايي شوند. ابزار ديگري به نام Insteon راه ديگري را براي شبکه خانگي شما براي برقراري ارتباط بين سيم هاي الكتريكي و امواج راديويي ارائه مي دهد، كه آن را به يک شبکه مِش دوگانه تبديل كرده است. اگر يك پيام روي يک پلت فرم قرار نگرفت، اين ابزار انتقال آن را از طريق پلتفرم ديگر امتحان مي كند. به جاي مسيريابي پيام، يک دستگاه Insteon پيام را منتشر يا به اصطلاح Broadcast كرده و تمام دستگاه هاي موجود بر روي شبكه پيام را دريافت كرده و آن را تا زماني که دستور به انجام برسد مجدداً منتشر مي كنند. دستگاه ها مانند دستگاه هاي همسان عمل مي كنند، يكي به عنوان آمر و ديگري به عنوان گيرنده. اين به اين معني است که دستگاه هاي Insteon بيشتري بر روي يک شبکه نصب شده و در نتيجه پيام قوي تر خواهد بود.

منتظر مقالات بعدی ما در خصوص این تکنولوژی باشید.