انواع خانه هوشمند؛ بررسی مزایا و معایب آن‌ها

شاید گمان کنید که تمامی خانه‌های هوشمند امکانات و عملکرد یکسانی دارند اما در حقیقت خانه‌های هوشمند از جنبه‌های مختلفی با یکدیگر تفاوت دارند. هر خانه‌ای با توجه به فناوری و تجهیزات مورد استفاده برای هوشمند‌سازی آن می‌تواند ویژگی‌ها و امکانات منحصر بفردی را در اختیار ساکنان خود قرار دهد. در این مقاله با انواع خانه هوشمند بر اساس بستر ارتباطی، فناوری، انواع پروتکل های خانه هوشمند آشنا خواهید شد. با شرکت هوشمند سازی فریتز همراه باشید.

روزانه تعداد زیادی از انواع خانه های هوشمند در سطح جهان طراحی، نصب و راه‌اندازی می‌شوند که هر یک ویژگی‌های خاص خود را نیز دارند. این خانه‌ها از پروتکل‌های متفاوتی برای اتصال تجهیزات خانه هوشمند به یکدیگر استفاده نموده یا با توجه به خواسته‌های مالک ساختمان، نقشه، شرایط و موقعیت ساختمان به تجهیزات متفاوتی مجهز می‌شوند. انواع خانه های هوشمند را می‌توانیم با توجه به عوامل ایجاد کننده تمایز در میان خانه‌ها در دسته‌های مختلفی طبقه‌بندی کنیم.

انواع خانه های هوشمند بر اساس بستر ارتباطی

هوشمند سازی منازل مسکونی بر پایه‌ی اتصال تجهیزات مختلف به یکدیگر انجام می‌شود و عملکرد یکپارچه این تجهیزات موجب می‌شود تا خانه هوشمند بر اساس خواسته‌ها و نیازهای ما عمل کند. دو تکنیک‌ اتصال سیمی و اتصال وایرلس برای تبادل داده بین انواع وسایل خانه هوشمند وجود دارد و هر یک از این روش‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارند.

خانه‌های هوشمند با سیستم بی‌سیم

خانه هوشمند بی‌سیم یکی دیگر از انواع خانه هوشمند است. تکنیک ارتباط بی‌سیم به استفاده از پروتکل‌های وایرلس مانند Wi-Fi، Zigbee، Z-Wave و غیره برای اتصال تجهیزات هوشمند به یکدیگر متکی است. این سیستم در مناطقی مورد استفاده قرار می‌گیرد که در آن‌جا زیرساخت مورد نیاز برای سیم‌کشی وجود ندارد و به همین دلیل انعطاف‌پذیری بالاتری نسبت به تکنیک با سیم دارد. ساکنین خانه هوشمند بی سیم می‌توانند بدون نیاز به سیم کشی اضافی، تجهیزات وایرلس را به نقاط مختلف خانه منتقل کنند. مشکل تداخل الکترومغناطیسی و عدم سیگنال‌دهی به دلیل وجود موانع مهم‌ترین نقطه ضعف سیستم بی‌سیم محسوب می‌شود.

خانه‌های هوشمند باسیم

تکنیک ارتباط سیمی از کابل‌های مختلف شامل کابل شبکه، خطوط برق یا سیم‌کشی ولتاژ پایین برای متصل کردن تجهیزات خانه هوشمند به یکدیگر استفاده می‌کند. قابلیت اطمینان و پایداری یکی از مهم‌ترین مزیت‌های این روش به شمار می‌آید. به علاوه، اتصال با سیم کمتر در معرض عوامل خارجی ایجاد تداخل مانند سیگنال‌های شبکه‌ همسایه یا سیگنال سایر تجهیزات قرار می‌گیرد و در برابر نفوذ هکرها نیز امنیت بالاتری دارد.

کلید هوشمند: قمیت و خرید انواع کلیدهای هوشمند

انواع خانه هوشمند بر اساس فناوری‌ها

خانه‌های هوشمند می‌توانند از فناوری‌های مختلفی برای افزایش بهره‌وری، راحتی ساکنین، افزایش امنیت و غیره استفاده کنند. در ادامه مقاله با چگونگی استفاده از فناوری اینترنت اشیا و هوش مصنوعی برای هوشمند‌سازی ساختمان آشنا خواهید شد.

خانه هوشمند بر پایه اینترنت اشیا (IoT)

فناوری اینترنت اشیا برای اتصال تجهیزات مختلف در یک ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فناوری امکان کنترل تجهیزات مختلف خانه هوشمند از طریق شبکه اینترنت را نیز فراهم می‌کند. برای مثال، فناوری اینترنت اشیا امکان نظارت و کنترل سیستم روشنایی، ترموستات‌های هوشمند، دوربین‌های امنیتی و لوازم خانگی را از راه دور فراهم می‌کند.

خانه هوشمند بر پایه هوش مصنوعی (AI)

انقلابی که توسط فناوری هوش مصنوعی آغاز شده، بهبود عملکرد خانه‌های هوشمند را نیز شامل می‌گردد. خانه‌های هوشمند با استفاده از فناوری هوش مصنوعی می‌توانند عادت‌ها و خواسته‌های ساکنین ساختمان را یاد گرفته و در طی زمان طوری عمل کنند که با خواسته‌های ساکنین ساختمان انطباق بیشتری داشته باشد.

ساکنین خانه هوشمند با کمک فناوری هوش مصنوعی حتی به استفاده از تبلت، تاچ پنل و تلفن هوشمند برای کنترل تجهیزات خانه نیازی ندارند و اغلب تنظیمات به طور خودکار و بر اساس داده‌های آموزشی هوش مصنوعی انجام می‌شود.

مشاوره و اجرای هوشمند سازی آپارتمان و مجتمع مسکونی

انواع خانه هوشمند بر اساس پروتکل

پروتکل مورد استفاده در انواع خانه هوشمند، در حقیقت زبان مشترکی است که برای متصل کردن تجهیزات مختلف به یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از این پروتکل‌ها امکان به اشتراک گذاری اطلاعات و کنترل تجهیزات هوشمند فراهم می‌شود. برای مثال هنگام کنترل ترموستات خانه هوشمند با استفاده از تلفن همراه دستورات باید از طریق پروتکلی ارسال شوند که توسط ترموستات به درستی شناسایی، قابل درک و اجرا باشند.

امروزه پروتکل‌های مختلفی برای هوشمند‌سازی منازل مسکونی مورد استفاده قرار می‌گیرند که هر یک مزایا، قابلیت‌ها و معایب خاص خود را دارند. انواع پروتکل خانه هوشمند عبارتند از:

پروتکل Z-Wave

این پروتکل یکی از پرکاربردترین استانداردهای ارتباط بی‌سیم تجهیزات هوشمند محسوب می‌شود. پروتکل Z-Wave از فرکانس 902.48 مگاهرتز برای انتقال داده استفاده می‌کند؛ بنابراین طیف فرکانسی مورد استفاده توسط این پروتکل به سادگی از موانعی مانند دیوار عبور می‌کند و تداخل کمتری نیز با امواج Wi-Fi مودم‌های خانگی دارد.

پروتکل زی ویو امکان اتصال حداکثر 232 دستگاه با حداکثر سرعت 100 کیلوبیت بر ثانیه را فراهم می‌کند و از فناوری رمزگذاری 128 بیتی AES نیز پشتیبانی می‌کند. محدودیت پهنای باند، برد محدود و هزینه بالا از جمله معایب این پروتکل هستند.

پروتکل ZigBee

پروتکل زیگبی پروتکل دیگری است که برای راه‌اندازی انواع خانه های هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرد. این استاندارد برای شبکه‌های بی سیم کم مصرف و کم هزینه بر پایه فناوری اینترنت اشیاء (IoT) توسعه داده شده است.

زیگبی از فرکانس 2.4 گیگاهرتز برای متصل کردن تجهیزات هوشمند به یکدیگر استفاده می‌کند و حداکثر نرخ انتقال داده در این پروتکل به 250 کیلوبیت بر ثانیه می‌رسد. پشتیبانی از رمزگذاری AES-128 و امکان اتصال 65 هزار دستگاه در یک شبکه دیگر ویژگی‌های ZigBee را تشکیل می‌دهند. در مقابل، محدودیت برد، محدودیت پهنای باند و پیچیدگی نصب و راه‌اندازی از جمله معایب این پروتکل هستند.

پروتکل KNX

استاندارد KNX یکی از بهترین انتخا‌ب‌ها برای استفاده در خانه‌های در حال ساخت محسوب می‌شود و برخلاف دو روش قبلی، برای ایجاد ارتباط بین تجهیزات هوشمند به سیم کشی نیاز دارد. امنیت بالا، تاخیر کم، پایداری و قابلیت اطمینان بالا از جمله مزایای پروتکل KNX محسوب می‌شوند. برندهای شناخته شده متعددی شامل اشنایدر، زنیو و غیره، تجهیزات هوشمند مبتنی بر پروتکل KNX را تولید و به بازار عرضه می‌کنند. پیچیدگی نصب و راه‌اندازی و ضرورت سیم کشی برای اتصال تجهیزات از جمله معایب استفاده از این پروتکل برای استفاده در انواع خانه های هوشمند هستند.

شبکه Wi-Fi

امروزه بسیاری از گوشی‌های هوشمند، تلوزیون‌‌‌ها و حتی یخچال‌ها‌ می‌توانند با استفاده از مودم‌های دارای اتصال Wi-Fi به شبکه اینترنت متصل شوند. این پروتکل از فرکانس‌های 2.4 و 5 گیگاهرتز برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. به طور کلی فناوری وای‌فای سرعت بسیار بالایی برای انتقال داده‌ در انواع خانه هوشمند دارد. امکان تداخل فرکانس با سایر تجهیزات، آسیب‌پذیری در مقابل حملات سایبری و برد محدود از جمله معایب این پروتکل محسوب می‌شوند.

پروتکل Bluetooth Low Energy

پروتکل BLE انرژی کمتری را در مقایسه با بلوتوث مصرف می‌کند و با بسیاری از سیستم‌عامل‌ها شامل اندروید، آی او اس، ویندوز، مک او اس و لینوکس سازگاری دارد. از این پروتکل برای اتصال انواع لوازم خانگی، کنتورهای هوشمند، تجهیزات پوشیدنی و تجهیزات ردیابی فعالیت‌های ورزشی استفاده می‌شود. پروتکل BLE از فرکانس امواج مایکروویو در محدوده 2.4 گیگاهرتز برای ارسال داده در فواصل نسبتاً کوتاه (معمولاً کمتر از 100 متر) استفاده می‌کند.

خرید دستگیره هوشمند یا دستگیره دیجیتال با بهترین کیفیت

پروتکل Thread

این پروتکل بر پایه استاندارد IEEE 802.15.4 ایجاد شده و از فرکانس 2.4 گیگاهرتز برای انتقال داده‌ استفاده می‌کند. افرادی که می‌خواهند بدون محدود شدن به یک اکوسیستم خاص حالت شخصی سازی شده از انواع خانه های هوشمند را داشته باشند، می‌توانند از پروتکل Thread استفاده کنند. این پروتکل می‌تواند با استفاده از رمزگذاری AES تا 250 دستگاه هوشمند را به یکدیگر متصل کند. عدم استقبال گسترده، پیچیدگی در نصب و راه‌اندازی و محدودیت برد از جمله معایب پروتکل Thread هستند.

پروتکل‌های ارتباطی اینترنت اشیاء (IoT)

• MQTT (Message Queuing Telemetry Transport): یک پروتکل باز و سبک است که برای ارسال پیام‌ها بین دستگاه‌ها و سرورهای MQTT مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• CoAP (Constrained Application Protocol): این پروتکل برای ارتباط بین دستگاه‌های هوشمند با محدودیت منابع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• HTTP (Hypertext Transfer Protocol): این پروتکل برای ارتباط دستگاه‌های هوشمند با سرورهای اینترنتی و برنامه‌های کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• WebSockets: این پروتکل از ارتباط دوطرفه و پیوسته برای ارتباط بین دستگاه‌ها و سرورها استفاده می‌کند.

همچنین، برخی از انواع خانه هوشمند ممکن است از پروتکل‌های ترکیبی استفاده کنند تا قابلیت‌های مختلفی را در یک سیستم اتوماسیون منزل فراهم کنند. انتخاب پروتکل مناسب برای یک سیستم خانه هوشمند معمولاً به نیازها و اهداف کاربر نهایی و نیازمندی‌های دستگاه‌ها و تجهیزات مورد استفاده بستگی دارد.

انواع خانه هوشمند بر اساس عملکرد

تفاوت خانه‌های هوشمند به پروتکل‌های مورد استفاده برای هوشمندسازی خانه، بستر ارتباطی یا فناوری‌ها محدود نمی‌شود و خانه‌های هوشمند از نظر عملکرد نیز با یکدیگر تفاوت دارند. انواع خانه های هوشمند از نظر عملکرد عبارتند از:

خانه هوشمند برای امنیت

استفاده از دوربین‌های نظارتی، سنسورهای تشخیص حرکت، سنسورهای پنجره، قفل هوشمند، اینترکام هوشمند و حتی تجهیزاتی مانند سنسورهای تشخیص دود و نشت گاز موجب می‌شود تا خانه‌های هوشمند امنیت بیشتری را برای ساکنین آن به ارمغان بیاورند. سیستم مودیریت در یک خانه هوشمند با بهره‌گیری از این تجهیزات می‌تواند حرکات مشکوک را به ما گزارش دهد یا از بروز حوادثی مانند آتش‌سوزی جلوگیری کند.

امنیت خانه هوشمند به نوع، فناوری ساخت و چگونگی نصب و یکپارچه‌سازی تجهیزات هوشمند بستگی دارد. برای مثال، خانه هوشمند می‌تواند افراد مختلف حاضر در داخل خانه را از روی چهره آن‌ها شناسایی کند.

خانه هوشمند برای راحتی

استفاده از تجهیزات هوشمند موجب می‌شود تا در خانه احساس راحتی بیشتری داشته باشیم. در خانه‌های هوشمند تنها با یک ضربه روی نمایشگر لمسی می‌توانیم شرایط خانه را مطابق خواسته خودمان درآوریم؛ یعنی دمای خانه را تنظیم کنیم، پرده‌ برقی را باز و بسته کنیم، روشنایی را تغییر دهیم، درب ورودی را برای میهمان‌ها باز کرده و محیط خانه را با دوربین‌های نظارتی بررسی کنیم.

سطح هوشمند‌سازی خانه‌ها با توجه به نیازها، بودجه و خواسته‌های ساکنین می‌تواند متفاوت باشد؛ بنابراین خانه‌های هوشمند از نظر سطح رفاه و آسایش با یکدیگر تفاوت دارند.

خانه هوشمند برای صرفه جویی در انرژی

صرفه جویی در مصرف انرژی یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های خانه هوشمند محسوب می‌شود اما میزان صرفه‌جویی در خانه‌های مختلف با توجه به خواسته‌های ساکنین، شرایط ساختمان و تجهیزات مورد استفاده برای هوشمند سازی با یکدیگر تفاوت دارد. استفاده از سیستم روشنایی هوشمند، پریز هوشمند، ترموستات هوشمند و حتی تجهیزات تولید برق از انرژی‌های پاک مانند توربین بادی و پنل‌های خورشیدی می‌تواند به صرفه‌جویی بیشتر در مصرف انرژی منجر شود.

انواع خانه‌های هوشمند بر اساس میزان اتوماسیون

خانه‌های هوشمند را می‌توان بر اساس میزان اتوماسیون و ادغام دستگاه‌های آنها به سه دسته اصلی تقسیم کرد:

خانه‌های هوشمند جزئی

خانه‌های هوشمند جزئی ساده‌ترین نوع خانه‌های هوشمند هستند. انواع خانه هوشمند جزئی معمولاً فقط شامل چند دستگاه هوشمند مانند لامپ هوشمند، ترموستات هوشمند یا قفل هوشمند هستند. این دستگاه‌ها اغلب به صورت جداگانه کار می‌کنند و نیازی به یک مرکز مرکزی یا سیستم مدیریت ندارند.

خانه‌های هوشمند جزئی یک راه عالی برای شروع هوشمند سازی خانه هستند. آنها هزینه نسبتاً کمی دارند و می‌توان آنها را به راحتی به خانه موجود اضافه کرد.

برخی از مزایای انواع خانه هوشمند جزئی عبارتند از:

• راحتی: می‌توانید دستگاه‌های هوشمند را از راه دور از طریق تلفن‌های همراه، تبلت‌ها یا رایانه‌های خود کنترل کنید.
• صرفه‌جویی در انرژی: می‌توانید از اتوماسیون برای خاموش کردن دستگاه‌هایی مانند لامپ‌ها یا وسایل برقی زمانی که از آنها استفاده نمی‌کنید، استفاده کنید.
• امنیت: می‌توانید از دستگاه‌های هوشمند مانند قفل‌های هوشمند یا دوربین‌های امنیتی برای افزایش امنیت خانه خود استفاده کنید.

خانه‌های هوشمند یکپارچه

خانه‌های هوشمند یکپارچه پیشرفته‌تر از خانه‌های هوشمند جزئی هستند. آنها شامل طیف گسترده‌تری از دستگاه‌های هوشمند در سراسر خانه هستند. این دستگاه‌ها اغلب از طریق یک مرکز مرکزی یا سیستم مدیریت با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. این امر به ساکنان امکان می‌دهد تا چندین دستگاه را به طور همزمان از یک مکان کنترل کنند.

خانه‌های هوشمند یکپارچه یک گزینه عالی برای کسانی هستند که می‌خواهند کنترل بیشتری بر خانه خود داشته باشند. این خانه‌ها به شما امکان می‌دهند چندین دستگاه را از یک مکان کنترل کنید و از اتوماسیون پیشرفته برای بهبود راحتی و بهره‌وری استفاده کنید.

برخی از مزایای انواع خانه هوشمند یکپارچه عبارتند از:

• کنترل متمرکز: می‌توانید تمام دستگاه‌های هوشمند خود را از طریق یک مرکز مرکزی یا سیستم مدیریت کنترل کنید.
• اتوماسیون پیشرفته: می‌توانید از اتوماسیون برای انجام کارهایی مانند روشن کردن چراغ‌ها، تنظیم دما یا قفل کردن درها به طور خودکار استفاده کنید.
• شخصی‌سازی: می‌توانید تنظیمات اتوماسیون را متناسب با نیازها و ترجیحات خود شخصی‌سازی کنید.

خانه‌های هوشمند کاملاً خودکار

خانه‌های هوشمند کاملاً خودکار پیشرفته‌ترین نوع خانه‌های هوشمند هستند. آنها از اتوماسیون پیشرفته برای کنترل دستگاه‌های مختلف در سراسر خانه استفاده می‌کنند. این اتوماسیون ممکن است شامل ویژگی‌هایی مانند کنترل صوتی، سنسورها و اتوماسیون شخصی‌سازی شده باشد.

خانه‌های هوشمند کاملاً خودکار پیشرفته‌ترین نوع خانه‌های هوشمند هستند. آنها از اتوماسیون پیشرفته برای کنترل دستگاه‌های مختلف در سراسر خانه استفاده می‌کنند. این اتوماسیون ممکن است شامل ویژگی‌هایی مانند کنترل صوتی، سنسورهای اشغال و اتوماسیون شخصی‌سازی شده باشد.

برخی از مزایای انواع خانه هوشمند کاملاً خودکار عبارتند از:

• راحتی و بهره‌وری فوق‌العاده: خانه‌های هوشمند کاملاً خودکار می‌توانند بسیاری از کارها را به طور خودکار انجام دهند، بنابراین شما می‌توانید زمان و انرژی خود را صرف چیزهای مهم‌تر کنید.
• امنیت و آرامش خاطر: خانه‌های هوشمند کاملاً خودکار می‌توانند امنیت خانه شما را بهبود بخشند و به شما کمک کنند تا در هنگام دور بودن از خانه احساس آرامش بیشتری داشته باشید.
• سبک زندگی سالم‌تر: خانه‌های هوشمند کاملاً خودکار می‌توانند به شما کمک کنند تا سبک زندگی سالم‌تری داشته باشید. به عنوان مثال، می‌توانند به شما یادآوری کنند که داروهای خود را مصرف کنید یا به طور منظم ورزش کنید.

در نهایت، نوع خانه هوشمندی که برای شما مناسب است به نیازها و بودجه شما بستگی دارد. اگر تازه کار هستید، خانه‌های هوشمند جزئی یک گزینه عالی هستند. اگر به دنبال کنترل و اتوماسیون بیشتری هستید، خانه‌های هوشمند یکپارچه یا کاملاً خودکار گزینه‌های بهتری هستند.

پاسخ به سوالات متداول

نمایندگی اشنایدر (برند خانه هوشمند Schneider) در ایران

جمع‌بندی

انواع خانه های هوشمند با توجه به امکانات و قابلیت‌هایی که در اختیار ما قرار می‌دهند، می‌توانند شیوه زندگی ما را در جهت افزایش آسایش، رفاه، امنیت و بهره‌وری در مصرف انرژی تغییر دهند. تجهیزات مورد استفاده برای هوشمند سازی ساختمان و چگونگی نصب و یکپارچه‌سازی این تجهیزات امکانات و ویژگی‌های خانه هوشمند را مشخص می‌کنند.

در حالی که توسعه تکنولوژی هوشمند سازی ساختمان ادامه دارد و برندهای متعدد برای تولید تجهیزات پیشرفته‌تر با یکدیگر رقابت می‌کنند. انتظار می‌رود که در آینده گزینه‌های بیشتری برای خرید تجهیزات هوشمند سازی خانه‌ها داشته و همچنین پیاده‌سازی طیف متنوع‌تری از انواع خانه هوشمند را نیز شاهد باشیم.