نحوه عملکرد سیستم هوشمندسازی خانه چگونه است؟

هوشمندسازی خانه با هدف افزایش آسایش، راحتی و امنیت ساکنین انجام می شود و به شکل هوشمندانه ای موجب کاهش مصرف انرژی برق و به طبع آن کاهش مبلغ قبض برق خواهد شد. این سیستم در ساختمان‌های مختلف برای کنترل و نظارت بر تجهیزات برقی مختلفی همچون سرمایش/گرمایش، تهویه مطبوع، روشنایی، پریزهای برق، سیستم‌های آتش‌نشانی، صوتی و تصویری و موارد دیگر بکار گرفته می‌شود. در ادامه به توضیح نحوه کارکرد سیستم هوشمندسازی آپارتمان، مزایا و معایب آن می‌پردازیم:

تعریف هوشمندسازی ساختمان

هوشمندسازی ساختمان یک سیستم مبتنی بر سخت افزار و نرم افزارهای هوشمند می باشد که به کمک آنها می توان هوشمندانه از طریق سنسورهای مختلف، زمانبندی هفتگی و یا توسط خود کاربران کنترل و نظارت بر تجهیزات الکتریکی ساختمان مانند تهویه، سیستم گرمایش و سرمایش، روشنایی، اعلام حریق و دزدگیر را به سادگی انجام داد.

سیستم هوشمندسازی برای مدیریت مصرف انرژی و کاهش هزینه‌ها یک راه‌حل ضروری و مقرون‌به‌صرفه برای تمام ساختمان‌های جدید و قدیمی است. این سیستم به مالکان واحدهای ساختمانی این امکان را می‌دهد تا هزینه‌های انرژی را کاهش داده و شرایط مطلوبی را برای ساکنین و حتی مستأجران فراهم کند.

یک امکان جذاب برای سیستم هوشمندسازی آپارتمان امکان کنترل و مدیریت از راه دور تمام سیستم‌های تهویه، روشنایی و امنیتی می باشد. در نتیجه دیگر برای تنظیم دما و سیستم‌های روشنایی، نیازی به حضور در ساختمان نیست و می توان پیش از رسیدن به ساختمان و یا ویلای خود تجهیزات برقی را کنترل و مدیریت کرد.

در سیستم هوشمند اطلاعات و داده‌ها قابل ذخیره سازی می باشند. برای نمونه می توان تغییرات دمایی داخل ساختمان را به صورت یک نمودار مشاهده کرد و یا میزان مصرف برق را در یک نمودار ماهیانه بدست آورد. بدین ترتیب این سیستم مدیریت اطلاعات را بهبود داده و سبب افزایش کیفیت عملکرد، تصمیم‌گیری درست کاربران، و کاهش مصرف انرژی می‌شود. در نتیجه هزینه‌های برق ساختمان نیز کاهش خواهد یافت.

نحوه عملکرد سیستم هوشمندسازی خانه چگونه است؟

وظیفه اصلی سیستم هوشمند سازی ساختمان کنترل دما، سرمایش، تهویه، روشنایی و دیگر سیستم‌های مهم ساختمان است. علاوه بر این، سیستم‌های اتوماسیون ساختمان به‌صورت جداگانه هر یک از اجزای سیستم را تحت‌نظر دارند تا در زمان بروز مشکل، به مدیران ساختمان هشدار دهند. باتوجه‌به نوع مشکل به وجود آمده، ممکن است قبل از ورود ساکنین یا مسئولان ساختمان، سیستم به‌تنهایی و به شکل هوشمندانه مشکل را برطرف کند.

به‌طورکلی سیستم به طور مداوم و به کمک سنسورهای هوشمند شرایط را کنترل و مدیریت می کند و در صورت تمایل، ساکنین یا مدیران ساختمان می‌توانند تنظیمات اولیه و یا تایمرهای هفتگی را اعمال کنند. برای نمونه دمای مشاعات را بر روی ۲۵ درجه سانتی گراد قرار می دهند و سپس سیستم هوشمند به صورت خودکار وارد عمل شده تا همواره دمای مطلوب را برای ساکنین فراهم سازد.

داده‌های جمع‌آوری شده توسط سیستم هوشمندسازی

بسته به نوع سیستم‌های هوشمند نصب شده در ساختمان و نوع نیازهای کاربران؛ سیستم هوشمندسازی طیف گسترده‌ای از داده‌های و اطلاعات را توسط حسگرها؛ ثبت و ذخیره سازی می کند و به کمک آنها می توان سناریوهای هوشمند متعددی را پیاده سازی کرد. دما، میزان رطوبت و دی اکسید کربن در هر محیط یکی از رایج‌ترین داده‌ها می باشند؛ چراکه این اطلاعات برای کنترل درست تجهیزات سرمایش/ گرمایش و تهویه مطبوع بسیار مهم و کارا هستند.

کیفیت هوا در یک ساختمان مسکونی، هتل و یا اداری بسیار مهم می باشد. سیستم هوشمند به کمک انواع حسگرهای مختلف میزان کیفیت هوای داخل را می سنجد و سپس از طریق هواسازها یا سیستمهای تهویه مطبوع هوای تازه را به محیط تزریق می کند و بدین ترتیب همواره هوایی مطبوع و با کیفیت در داخل ساختمان وجود خواهد داشت. تنها یک سیستم هوشمند می تواند چنین تغییرات و کنترل پیچیده ای را برای تضمین هوای با کیفیت در یک ساختمان بوجود آورد.

سیستم‌های امنیتی و هشدار ساختمان اغلب در قسمت‌های مختلف ساختمان مانند تاسیسات موتورخانه، اتاقهای برق، آسانسور یا درهای الکترونیکی تعبیه می‌شوند. به‌این‌ترتیب در صورت بروز موارد مشکوک داده‌های ارسال شده توسط سیستم‌های هشدار به کاربران منتقل می‌شود و یا سیستم به صورت خودکار وارد عمل می شود.

برای نمونه در صورت نشتی گاز در موتورخانه، شیر اصلی گاز به طور اتومات قطع می شود و سپس اگزاست فنها وارد مدار شده تا هوای داخل موتورخانه را تخلیه و از بروز حادثه جلوگیری کند.

اجزای اصلی سیستم هوشمندسازی

همانطور که قبلاً اشاره شد هدف اصلی سیستم هوشمندسازی خانه بهبود کارایی تجهیزات موجود در ساختمان و کاهش هزینه‌ها است. سیستم هوشمندسازی آپارتمان را می‌توان علاوه بر یک ساختمان در حال ساخت در یک ساختمان از قبل ساخته شده و یا قدیمی نیز پیاده سازی و اجرا کرد. سیستم هوشمند از چند مؤلفه اصلی تشکیل شده است. شرح مختصری از آنها به قرار ذیل می باشد:

حسگرها و سنسورهای هوشمندسازی ساختمان

سنسورها و حسگرهای مختلفی را در یک پروژه هوشمندسازی می توان استفاده کرد. در زیر به چند نمونه از سنسورهای هوشمند در تاسیسات برق یک ساختمان اشاره شده است.

روشنایی: سنسورهای حضور و حرکتی (با فناوری مادون قرمز)- سنسور سنجش لوکس محیط (Lux Meter)- کلیدهای چندکاره لمسی یا فشاری

سرمایش/ گرمایش: ترموستات و سنسورهای دمایی- سنسور رطوبت- سنسور Co2

پرده و شید برقی: سنسور لوکس سنجش نور خورشید- تایمر هفتگی- سنسور باد- سنسور پرقدرت و چندکاره ایستگاه هواشناسی

تاسیسات موتورخانه: سنسورهای مستغرق و جداری دما- سنسور نشت گاز Co- سنسور نشت آب (Water Leakage)- تایمر هفتگی تصفیه آب استخر و جکوزی

سیستمهای امنیتی و نظارتی: سنسورهای حرکتی- سنسور شکست شیشه- مگنت بازشوی درب و پنجره- سنسورهای بیومتریک (اثر انگشت و Face Detector)- سنسورهای لیزری تردد

عملگرها و کنترلرها در سیستم هوشمندسازی خانه

این بخش به‌عنوان مغز سیستم هوشمندسازی عمل می‌کند. کنترل‌کننده ها داده‌ها را از سنسورها دریافت می کنند و سپس به کمک رله های برقی عملیات قطع و وصل تجهیزات برقی را انجام می دهند. این فعالسازها یا عملگرها (Actuators) معمولاً در داخل تابلوهای برق یا پشت کلیدهای روشنایی نصب می شوند و امکان قطع/ وصل و یا تنظیم لوازم برقی را فراهم می سازند.

فعالسازهای سوئیچر (switch)، پرده برقی، دیمر (Dimmer) و فنکوئلهای سه دور چند نمونه پرکاربرد از این فعالسازها می باشند. امروزه با پیشرفت صنعت هوشمندسازی از فعالسازهای ترکیبی یا کومبو نیز استفاده می شود که ترکیبی از چند عملکرد در یکدستگاه تعبیه شده است.

سرور و رابط گرافیکی در سیستم هوشمندسازی ساختمان

به کمک سرور هوشمند و یا رابطهای گرافیکی، کاربران می‌توانند با نصب اپلیکیشنهای مخصوص بر روی گوشی های موبایل یا تبلتها از داخل یا خارج ساختمان سیستم هوشمند را کنترل و نظارت کنند. برای پروژه های کوچک و متوسط از رابطهای گرافیکی و برای پروژه های بزرگ یا پروژه هایی که نیاز به سناریوهای پیشرفته هوشمند دارند از سرور استفاده می شود.

این دستگاهها به اینترنت ساختمان متصل شده و امکان نظارت بر ساختمان را از هر نقطه دنیا فراهم می سازند. همچنین در صورت بروز مشکل یا فعال شدن سیستم هشدار یک پیغام یا Notification بر روی گوشی ساکنین ارسال می شود و در سریعترین زمان ممکن می توانند مشکل را بر طرف سازند. با وجود چنین قابلیتی مدیران ساختمان می‌توانند به‌راحتی تغییرات موجود در سیستم را شناسایی کرده و سریعاً به آنها واکنش نشان دهند.

نحوه عملکرد پروتکل‌های ارتباطی در سیستم هوشمندسازی

تجهیزات هوشمند برای ارتباط با یکدیگر نیاز به یک زبان مشترک دارند که به آن پروتکل یا استاندارد گفته می شود. در حال حاضر پروتکلهای متنوعی برای هوشمندسازی ساختمان وجود دارد که هرکدام متناسب با نوع نیاز کاربران امکانات و قابلیتهای متنوعی را برای مصرف کنندگان بوجود می آورند. پروتکلهای شناخته شده و رایج عبارتند از KNX, BACnet, Modbus, Zigbee, Wifi, Z-Wave, Tuya. به صورت کلی این استانداردها به دو دسته بی سیم (wireless) و کابلی (Wired) تقسیم بندی می شوند.

6# مدیریت و سناریوهای مختلف هوشمند سازی ساختمان

در این قسمت مدهای کنترلی تجهیزات مشخص می شود.برای مثال در زمان حریق هر کدام از سیستم های سرمایش و گرمایش در چه حالتی باید کار کنند، مشخص می شود.

1-6# سناریو هوشمند سازی ساختمان

واژه سناریو از کلمه انگلیسی scenario آمده است. در زمینه های مختلف معنای متفاوتی دارد.اما سناریو در خانه هوشمند به معنای تنظیمات و نحوه کنترل تجهیزات در شرایط مختلف است.

1) سناریو کارکرد طبیعی

کارکرد تجهیزات بیشتر مواقع در این حالت است.در این سناریو تجهیزات متناسب با کارکردشان برنامه ریزی می شوند فقط باید توجه کرد که خارج از محدوده کاری نباشند.برای مثال سیستم سرمایش و گرمایش باید روشن و در محدوده دمای تنظیمی کار کنند.

2) سناریو بحران

این شرایط بیشتر در زمان حریق و آتش سوزی در ساختمان فعال می شود.در این حالت سیستم اعلام حریق و اطفای حریق باید فعال و گاز شهری ورودی ساختمان قطع شوند.مثلا باید توجه کرد که هوارسان ها در این حالت باید خاموش شوند تا از رسیدن اکسیژن به حریق و شعله ور شدن آن جلوگیری کرد.

در موارد دیگری که این سناریو ممکن است فعال شود در زمان یخ زدگی و سرمای شدید است که البته کمتر این اتفاق می افتد.در این حالت باید از لوله های آب سرد و گرم، کویل های هوارسان و فن کویل مراقبت کرد.

3) سناریو دفاعی – نظامی

این سناریو برای ساختمان های حساس پیاده سازی می شود.اجرای لایه های امنیتی بیشتر و قطع تمامی تجهیزاتی که در شرایط بحران ممکن است کوچکترین آسیبی به ساختمان وارد کنند.

منبع : پینترست