تاریخچه خانه هوشمند (BMS)

به گزارش صما، برای ساخت خانه‌های هوشمند اولیه میلیون‌ها دلار هزینه می‌شد زیرا اکثرا از مؤلفه‌های ساخت دست استفاده می‌شد. بااین‌حال، سیستم‌های اتوماسیون خانگی ساده امروزه با کمتر از ۵۰۰ دلار قابل خریداری هستند. هزینه این سیستم‌ها با افزودن قابلیت‌های مختلف به سیستم افزایش می‌یابد.

پیش‌بینی می‌شود که در طول چهار سال آینده، بازار سیستم‌های هوشمند خانگی به نرخ رشد سالانه ۶۰% بین سال‌های ۲۰۱۶ تا ۲۰۲۰ دست خواهد یافت. همچنین پیش‌بینی می‌شود که تعداد وسایل خانگی که با سیستم هوشمند ساختمان کار می‌کنند به بیش از ۴۰ میلیون در سال ۲۰۲۲ رشد خواهد کرد. برای مثال در پایان سال ۲۰۲۰ تقریبا ۵۵ درصد همه وسایل خانگی در آمریکا با اندازه‌گیری‌های هوشمند تجهیز خواهد شد. اولین سیستم هوشمند تجربی در سال ۱۹۶۶ به بازار عرضه شد. استفاده معمولی از اتوماسیون خانگی شامل کنترل روشنایی، گرمایش و سرمایش، امنیت، بهینه‌سازی مصرف انرژی و غیره است.

در سال ۲۰۱۶ مشاهده سیستم اتوماسیون خانگی در ساختمان‌های تجاری، دانشگاه‌ها یا هتل‌ها به امری عادی تبدیل شده است اما استفاده از این سیستم‌ها در خانه‌های شخصی محدود به قشر مرفه جامعه است. به‌طور مثال ۲۰ سال قبل با ورود تکنولوژی آیفون‌های صوتی و بعدازآن آیفون‌های تصویری به ایران استقبال زیادی از این موضوع نشد ولی با گذشت مدت کوتاهی سیر تصاعدی درخواست این سیستم بالا گرفت تا جایی که هم‌اکنون جزء ضروریات ساختمان محسوب می‌شود و هرروز با تکنولوژی‌های مدرن بر خیل مشتریان این سیستم اضافه می‌شود.

گام اول: کنترل اتوماتیک

تاریخچه سیستم هوشمند ساختمان مشخص می‌کند که سرآغاز هوشمند سازی با استفاده از ریموت برای دستگاه‌های برقی منزل نظیر روشنایی و تلویزیون و درب پارکینگ و همچنین استفاده از سنسورهای دارای چشم حرارتی و سنجش شدت نور و یا دارای تایمر برای کنترل روشنایی رایج شد.

گام دوم: ایده کنترل متمرکز و یکپارچه (integration)

در این مرحله کنترل‌های دارای ورودی و خروجی I/O ماژول‌ها به وجود آمدند که از سنسورها ورودی دیجیتال (۰,۱) و یا ورودی آنالوگ (مانند عملکرد سنسور دما و یا فشار در یک بازه مشخص) را گرفته و پس از پردازش در خروجی‌ها فرمان دیجیتال برای کنترل روشن و خاموش و یا خروجی آنالوگ برای کنترل دمپرها و یا شیرهای برقی تدریجی را صادر می‌کردند.

گام سوم: ایده ترکیب کنترلرهای مرکزی ( PLC BUS) با آیفون تصویری

از این ایده شرکت‌هایی نظیر cocom, LG و Samsung استفاده کردند و علاوه بر آیفون تصویری امکان کنترل بعضی از تجهیزات را در پنل مرکزی آیفون تصویری ایجاد کردند.

مزایا:

کنترل دربازکن منزل از طریق تاچ پنل روی کنترلر مرکزی

عدم نیاز به تابلو برق کنترلی به علت تجمیع کلیه خروجی‌ها در پشت پنل مرکزی

امکان کنترل سرخط‌های روشنایی از رله پشت کلیدها که امکان سیم‌کشی به‌صورت سنتی را فراهم می‌کند

امکان فرمان دادن به رله‌های پشت کلیدها توسط دیتا با سری کردن کلیدها توسط یک کابل شبکه

گام چهارم: تکامل سیستم‌های خانه هوشمند:

ایجاد بستر شبکه ارتباطی BUS بین تجهیزات بر پایه یک پروتکل مشخص بدون نیاز به سوپر وایزر یا KING.

اولین سیستم شبکه کنترلی بر بستر RS485 را شرکت IBM آمریکا به‌صورت ارسال پک دیتا از یک آدرس به یک آدرس مشخص دیگر (عملکرد BUS) ایجاد کرد که پس‌ازآن پروتکل‌های ارتباطی قطعات Information با نام‌های مختلفی شکل گرفت نظیر mod – BUS و C-BUS و S-BUS و TIS-BUS و EI-BUS که همان European Instalation BUS است که امروزه به نام موسسه تفکر KNX به این نام معروف است و خیلی از شرکت‌های اروپایی از این موسسه پروتکل و لایسنس چیپ‌ست مبتنی بر این پروتکل را خریداری کرده‌اند. با توجه به اینکه خیلی از شرکت‌ها از این موضوع برای مطرح کردن پروتکل خود به‌عنوان یک پروتکل مطلق استفاده کردند استاندارد ASCII آمریکا یک پروتکل استاندارد را به‌صورت زیر معرفی کرد. آن‌ها باید مبدل یا مترجم داشته باشند یعنی قطعات گوش شنوا و زبان گویا برای برقراری ارتباط با قطعات سایر برندها داشته باشند. تمام پروتکل‌های ارتباطی در دنیا در هر شرکتی معتبر و استاندارد است به‌شرط آنکه برای برقراری ارتباط با سایر پروتکل مشکلی نداشته باشند.

گام پنجم: توسعه و اصلاح مشکلات سیستم هوشمند مبتنی بر پایه BUS

در ادامه تاریخچه خانه هوشمند مشخص می‌شود که بسیاری از شرکت‌ها برای راه‌یابی به بازار اروپا و آمریکا که مصرف‌کنندگان آن اعتقادی به پرداخت هزینه‌های هنگفت خدمات پس از فروش ندارند. برای حل مشکلات به این فکر افتادند که برنامه‌ریزی سیستم هوشمند را آن‌قدر ساده کنند که خود مصرف‌کننده بتواند بدون نیاز به کامپیوتر تغییرات درخواستی خود را انجام دهد لذا تکنولوژی DIY به معنای DO IT YOURSELF وارد بازار شد. این شرکت‌ها برای حل مشکل از پروتکل‌هایی که ارتباط را ساده‌تر کرده و خبری از مشکلات پروتکل‌های قبلی نظیر mod – BUS یا knx نبود استفاده کردند که بسیار کاراتر و سریع‌تر در سیستم خانه هوشمند ایفای نقش کرد. از طرفی با ایجاد قطعاتی نظیر سیستم صوتی، پرده برقی و فرستنده امواج IR و… با پورت شبکه BUS معایب برندهای قبلی را که سبد محصول کاملی نداشته و این تجهیزات را به‌صورت ناقص به سیستم خود متصل می‌کردند حل کردند. بعضی از شرکت‌ها نظیر TIS پا را از این مرحله فراتر گذاشته و تجهیزاتی ارائه کردند که حتی سیستم را بهینه‌تر و کم‌هزینه‌تر کرد مانند:

شرکت TIS با ارائه سوییچرهایی که کانال‌های آن به‌صورت دوتایی و یا ۳ تایی اینترلاک می‌شوند باعث حذف ماژول شاتر پرده و نیز ماژول HVAC برای کنترل فن‌های سه دور شد.

با ارائه پرده برقی‌های دارای پورت شبکه BUS که دیگر نیاز به سرخط رله برای کنترل ندارند باعث صرفه‌جویی در هزینه و کنترل کامل‌تر پرده برقی شد.

با ارائه سیستم صوتی دارای پورت شبکه TCP / IP که قابلیت اتصال به ماژول‌های مشابه را دارد سیستم یکپارچه صوتی را ارائه کرد که نیاز به سیستم صوتی ماتریس را در منزل حذف کرده همچنین با سرعت‌بالا و بدون هزینه کنترل اینترنتی و WiFi سیستم هوشمند را فراهم کرد.

با ارائه کلیدهای تاچ رنگی که دارای ۳ صفحه با ترموستات مستقل است امکان کنترل هم‌زمان گرمایش از کف و دو زون مستقل سیستم سرمایش و گرمایش را در یک فضای بزرگ نظیر سالن پذیرایی بدون نیاز به نصب کلید ترموستات دار اضافه فراهم نمود که صرفه‌جویی در هزینه و تعداد کلید و کنترل کامل‌تر را به دنبال داشت.

با ارائه تمامی امکانات نظیر آیکون اختصاصی و فونت بر روی کلیدها این امکان را فراهم کرد تا سناریوهای متعدد (تا ۲۴ سناریو) به‌صورت دستی با اختصاص آیکون و فونت دلخواه با کنترل کامل سیستم روشنایی،سرمایش و گرمایش،صوتی و …. توسط مصرف‌کننده ایجاد شود. (تکنولوژی DIY)

با ایجاد و تعبیه سوییچرهایی در پشت کلید که از شبکه BUS از هر مکانی فرمان می‌گیرند باعث شد که امکان اجرای سیم‌کشی سیستم هوشمند به‌صورت سنتی فراهم گردد و نیز حجم تابلو کوچک‌تر شود. از دیگر امکانات پنل‌های پشت کلید می‌توان به کنترل تجهیزات ریموت دار و هوشمند کردن کلیدهای سنتی و سنسورهای NO/NC اشاره کرد.

با تولید کلیدها،ترموستات، کنترل‌کننده سیستم صوتی و انواع سوکت‌ها و پریزهای مورداستفاده در ساختمان که به‌صورت ماژولار کنار هم قرار می‌گیرند با قاب‌هایی از جنس چوب،چرم،سنگ،فلز،شیشه و … این امکان را فراهم نمود تا با هر سلیقه هوشمند سازی ساختمان چیست؟

هوشمند سازی ساختمان

ما از صنعت اتوماسیون برای تعریف هوشمند سازی استفاده می‌کنیم. در سال‌های گذشته، سیستم‌های خودکار هم در عرصه صنعتی و هم در عرصه تجاری بسیار فراگیر شدند. اکثر سیستم‌های حریق، امنیت، کنترل دسترسی، انرژی، نور، ارتباط و HVAC در زندگی امروزی اتومات شدند و برای سخت‌افزار و نرم‌افزار و خدماتی مثل نصب و آموزش مورداستفاده قرار گرفتند. در گزارشات اخیر برگرفته شده از گروه مشاوران ARC، کل درآمد سیستم اتوماسیون ساختمان‌ها (BAS) مثل نرم‌افزار و خدمات در بازار جهانی BAS باید برای رشد و توسعه در سال آینده تا ۵% افزایش یابند. Dedham، شرکت تحلیل توده‌ای صنعت پیش‌بینی کرد که در مقایسه با سال ۲۰۰۴، بازار BAS مبلغی بالغ‌بر ۲۵ میلیارد دلار درآمد داشت. BAS به مدیریت انرژی نیاز دارد. شرکت‌هایی که دارای بشکه‌های نفت با ارزش بیش از ۶ دلار هستند، به دنبال بهینه‌سازی هزینه‌ها و کاهش آن‌ها هستند. نیاز به سیستم اتوماسیون بسیار لازم است و آیا این سیستم به هوشمند شدن نیاز دارد؟ کارشناسان هوشمند سازی ساختمان، به این سوال پاسخ منفی دادند. اتوماسیون تنها کلید طراحی و ساخت ساختمان‌ها با کارایی بالایی از انرژی و هزینه کارآمد است که “هوشمند سازی” نامیده می‌شود.