خانه هوشمند چگونه جایی است و چه تجهیزاتی لازم دارد ؟

اینترنت اشیاء یکی از مهمترین مباحثی است که این روزها نقل تمام محافل علمی و مرتبط با فناوری شده است. این موضوع نقش مهمی در پیشرفت تکنولوژی ایفا می کند و تا به حال چند ده هزار مقاله علمی و معتبر درباره آن ارائه شده است. این فناوری ابعاد و کاربردهای مختلف و فراوانی دارد که یکی از مهمترین آنها خانه های خوشمند یا Smart home می باشد. اگر بخواهیم خانه هوشمند را تعریف کنیم، باید بگوییم که خانه هوشمند در واقع یک نمونه کوچک شده از اینترنت اشیا در سطح سراسری می باشد که می تواند تمام وسایل الکترونیکی موجود در خانه را که قابلیت فرستادن اطلاعات را دارند به یک دیگر و شبکه جهانی اینترنت متصل کند. امروز در این مقاله قصد داریم به بررسی فناوری خانه هوشمند بپردازیم و درباره ملزومات داشتن یک خانه هوشمند صحبت کنیم.

خانه هوشمند چیست؟

همانطور که گفتیم خانه هوشمند یک مدل کوچک از اینترنت اشیا در سطح جهانی می باشد. اینترنت اشیا در سطح جهانی به معنی کنترل کردن اشیا از راه دور به وسیله متصل کردن آن ها به یک دیگر و شبکه جهانی اینترنت می باشد. اگر بخواهیم با آوردن مثالی توضیح خود را کامل کنیم باید بگوییم که به عنوان نمونه با استفاده از این فناوری می توانید هنگام بازگشت به خانه، از راه دور قهوه ساز و غذا پز خود را روشن نمایید و حتی اتاق خواب خود را گرم کنید. البته که این یک مثال ساده از امکاناتی است که اینترنت اشیا برای ما فراهم می سازد.

اینترنت اشیا در کشورهای پیشرفته در پزشکی، راه آهن، کارخانه جات، کنترل ترافیک و … استفاده می شود، در کشور ما نیز در مواردی همچون تامین روشنایی شهری و کنترل سرعت از طریق دوربین های سطح شهر، از این فناوری استفاده می شود.

خانه هوشمند دارای ابزار و زیرساخت هایی است که این امکان را به ساکنین خانه می دهد که در هر زمان و مکانی که بخواهند، به منزل خود از راه دور نظارت داشته باشند. علاوه بر این وجود این فناوری در خانه تا حد زیادی به صرفه جویی در مصرف انرژی کمک می کند. زمانی که یک وسیله الکترونیکی، همه اطلاعات خود را به دستگاه کنترل کننده اصلی، ارسال می کند، ما می توانیم از کوچکترین جزئیات عملکردی آن مطلع شده و از میزان مصرف انرژی آن با خبر شویم.

مهمترین حسنی که خانه هوشمند برای ساکنین خود دارد، فراهم کردن آسایش و راحتی برای آنهاست. بدیهیست افرادی که از فناوری های روز بیشترین استفاده را می کنند، آسایش و رفاه بیشتری نسیبشان می شود. با استفاده از فناوری خانه هوشمند، چنانچه بیماری در منزل داشته باشید که نیاز به مراقبت همیشگی داشته باشد، به راحتی می توانید از راه دور از وضعیت وی مطلع شده و حتی از وی مراقبت نمایید.

موارد لازم جهت پیاده سازی خانه هوشمند

برای داشتن یک خانه هوشمند در ابتدا می بایست یک سری زیرساخت ها و الزامات را فراهم نمایید. همانطور که پیش از این هم گفتیم، خانه هوشمند از تعداد زیادی سنسور، دوربین، هماهنگ کننده و البته سرور مرکزی تشکیل شده است. علاوه بر این ها برای داشتن یک خانه هوشمند باید تمام اشیاء را به اینترنت پرسرعت و مطلوب متصل نمود، در غیر اینصورت عملا خانه هوشمند معنایی ندارد.

سنسورها یا حسگرهای به کار گرفته در این فناوری، بسته به کاربردی که از آنها می خواهیم متفاوت است. اما به طور کلی در یک خانه هوشمند، سنسورهایی مثل سنسور دماسنج، سنسور تنظیم نور، تشخیص دود، تشخیص فعالیت و حرکات در خانه و برخی دیگر از سنسورها به کار گفته می شود. معمولا در ساختار خانه های هوشمند ارتباطات وایرلس، سیمی و شبکه LAN مورد استفاده قرار می گیرذ. دستگاه هایی مانند تلویزیون کابلی، به وسیله ارتباطات LAN و دستگاه هایی همچون سنسور دماسنج به وسیله وایرلس و دستگاه هایی مثل کلید یا قفل هوشمند نیز از هر دو گزینه استفاده می کنند.

در این خانه ها، هماهنگ کننده ها نقش ایجاد ارتباط و هماهنگی بین سنسورهای مختلف را ایفا می کنند. کار این ابزار همگام سازی و سینک کردن سنسورهای مختلف با یکدیگر و ارسال داده ها بعد از استخراج از سنسورها، می باشد.

چگونگی عملکرد خانه هوشمند

به طور کلی هرگاه یک سنسور اطلاعاتی را دریافت می کند، بعد از پردازش محلی خود، آن اطلاعات را برای هماهنگ کننده هامی فرستد. هماهنگ کننده نیز با استخراج دانش لازم از اطلاعات درافت شده، چکیده آن را برای سرور اصلی ارسال می کند. به طور مثال، فرض کنید سنسور دمایی، هر پنج ثانیه یک بار اطلاعات مربوط به دمای ثبت شده توسط خود را ارسال می کند. در عرض 5 دقیقه، 60 بسته برای سرور فرستاده می شود که از داده هایی مانند مقدار فعلی دما، آیدی فرستنده و آیدی گیرنده، ساعت ثبت اطلاعات و داده های دیگری از این دست تشکیل می شود. اگر هر سنسور بخواهد به تنهایی همه این داده ها را برای سرور اصلی ارسال کند، قطعا سرور در پردازش این همه اطلاعات، دچار مشکل می شود و کارایی خود را نیز از دست می دهد. در اینجا هماهنگ کننده ها نقش خود را پر رنگ کرده و به کمک سرور مرکزی می آیند.

از آنجایی که سنسورها، به دلیل حجم پردازشی پایین، اجازه ندارند که خودشان از داده ها دانش استخراج کنند، این کار را هماهنگ کننده ها، انجام می دهند. هماهنگ کننده داده های همه سنسورهای منظقه زیر نظر خود را جمع آوری کرده و بعد از پردازش و جداسازی اطلاعات لازم، آن را برای سرور مرکزی می فرستد. سرور مرکزی نیز تمامی اطلاعاتی که از چند هماهنگ کننده دریافت می کند را دوباره پردازش کرده و در حافظه خود یا فضای ابری، ثبت می کند.

بعد از تمام مراحل بالا کاربر می تواند اطلاعات مورد نیاز خود را که در فضای ابری وجود دارد، با استفاده از موبایل یا کامپیوتر شخصی خود مشاهده نماید. حال می تواند با فرستادن فرمان برای سرور اصلی، فرمان هایی را برای سنسورها ارسال کرده تا اجرا گردد.

چگونه می توانیم خانه هوشمند داشته باشیم؟

مهمترین موضوع درباره خانه های هوشمند، موضوع امنیت آن است که به دست آوردن این امنیت هم کار چندان ساده ای نیست، چرا که این خانه ها، ارتباط نزدیکی با ساکنین دارند و از تمام عملکرد های آن ها در منزل اطلاعات جمع آوری نموده اند و با کوچکترین نفوذ یا به اصطلاح هک این سیستم به وسیله اشخاص بیگانه خسارات بزرگی را برای صاحبان خانه به بار می آید. هرچند که تاکنون راهکارهای زیادی برای ایجاد امنیت خانه های هوشمند توسط دانشمندان ارائه شده است، اما باید بدانید که اگر خواهان داشتن یک خانه هوشمند هستید، باید بیش از هر چیزی درباره امنیت آن اطلاعات کسب کنید و از شرکت های پیاده ساز این سیستم اطمینان حاصل نمایید.