در گذشته، فاصله یک مانع در هوشمند سازی خانه های بزرگ و ساختمان های تجاری محسوب می شد زیرا فاصله ی حرکت سیگنال ها محدود بود. تفاوت در سیم کشی برقی که فاز نامیده می شود، نیازمند استفاده از اتصالات فازی است تا از یک مدار الکتریکی به دیگری پل بزند. سیگنال ها در خانه های بزرگی که سیم کشی های طولانی تری داشتند، ضعیف و بریده بریده بودند.

علاقه مندان خانه ی هوشمند از طراحان سیستم خواستند تا آن را ارتقا دهند. خب روشن کردن لامپ ها با یک ریموت کنترل از آن طرف اتاق، ایده ی محیرالعقولی بود. اما اگر می شد تلویزیون اتاق بچه ها در طبقه ی بالا را از پایین خاموش کرد، نور علی نور می شد.

سیستم هوشمند سازی بی سیم دیگر مشکلات سیم پیچی را ندارد

صاحبین خانه های بزرگ که با مشکلات زیاد سیم کشی برق دست و پنجه نرم می کردند، دریافتند که سیستم بی سیم راه حل مشکلات از این قبیل و توسعه ی سیستم هوشمند سازی است. با استفاده از دستگاه های بی سیم و روش های زیر، دردسرهای سیم کشی برق در همان گذشته جا ماند.

سیستم ها می توانند با استفاده از فیبر نوری، کابل هایی (جفت های به هم پیچ خورده با محور مشترک) مثل DSL یا خطوط برق مانند پروتکل اتصال واحد (UPB) به صورت سیمی به هم وصل شوند. این سیستم ها همچنین می توانند بدون سیم و با استفاده از فرکانس های رادیویی (Wi-Fi، GPRS و UMTS، بلوتوث، DECT، ZigBee، Z-Wave،  ONE-NET، ENOcean) یا سیگنال های مادون قرمز (Consumer IR) و یا با ترکیبی از سیمی و بی سیم (INSTEON) وظیفه ی خود را انجام دهند.

یک سیستم هوشمند سازی خانگی شامل کنترل کننده های سخت افزاری یا نرم افزاری، سنسور و فعال کننده است.

• کنترل کننده (کنترلر) های سخت افزاری و نرم افزاری: یک کنترل کننده ممکن است به عنوان نقطه ی مرکزی تنظیم استفاده شود یا امکان دارد چندین وسیله ی هوشمند در خانه وجود داشته باشد. کنترلر به عنوان اتصال میان کاربر و دستگاه خودکار عمل می کند و یک سیگنال حاوی پیام کاربر را به سنسور یا همان حسگر می فرستد.
• سنسور: سیگنال فرستاده شده از کنترلر را دریافت کرده و به دستگاه دستور می دهد تا عمل خواسته شده را انجام دهد.
• فعال کننده: انرژی و نیروی اندازه گیری شده برای انجام کارها را فراهم کرده و انتقال می دهد.

برای مثال ریموت درب پارکینگ منزل شما یک کنترلر است. ریموت یک سیگنال را به سنسورِ بازکن درب پارکینک می فرستد. سپس، به فعال کننده ی موجود در داخل سنسور می گوید که انرژی لازم برای باز کردن درب را آزاد کند.

هوشمند سازی خانه چیست؟

هوشمند سازی خانه یا خانگی، روش کنترل کارهای مربوط به خانه با استفاده از ابزار خودکار است. این ابزار شامل کنترل مرکزی روشنایی، HVAC (سیستم سرمایشی، گرمایشی و تهویه ی هوا)، وسایل برقی خانه و سایر سیستم ها مثل سیستم امنیتی و نظارت، سیستم های سرگرمی و سینمای خانگی می شود اما محدود به این ها نیست. هدف از هوشمند سازی خانه

• فراهم کردن راحتی
• صرفه جویی در مصرف انرژی
• کاهش هزینه ها و
• افزایش ایمنی

برای اهالی خانه است. تحقق این اهداف باعث افزایش بازدهی، کیفیت زندگی و آرامش خاطر می شود. از طریق اتصال کامپیوتر یا گوشی همراه به اینترنت می توان به وسایل هوشمند متصل شد. زمانی که وسایل خانه به صورت یکپارچه و در هماهنگی باهم عمل کنند، کارهای خانه مثل آبیاری باغچه، نظارت بر سیستم ایمنی و غذا دادن به حیوانات خانگی راحت تر و بهتر انجام می شوند. آستین بالا زدن برای هوشمند سازی خانه در همان زمان ساخت با صرفه تر است چرا که دسترسی آسانی به لایه های داخلی دیوارها و کلید و پریزها وجود دارد و می توان طراحی اتاق ها را برای ادغام وسایل تغییر داد.

با این وجود، سیستم های بی سیم، با سیم کشی های قدیمی، امواج رادیویی و سیگنال های مادون قرمز هم کار می کنند و این مسئله باعث افت کارکرد آنها نمی شود.

هوشمند سازی بی سیم خانه چگونه دسترسی به شبکه را افزایش می دهد؟

سیستم بی سیم بر سد فاصله غلبه می کند. سیستم های کابلی و سیمی به شدت نسبت به ضعف سیگنال و دخالت عوامل بیرونی حساس بوده اند. هر چه سیگنال در فاصله ی دورتری قرار داشته، احتمال ضعیف شدن آن هم بیشتر بوده است.

زمانی که مهندسان این زمینه سیستم تکرار کننده (ریپیتِر) را در داخل دستگاه ها کار گذاشتند، مشکلات فاصله هم از بین رفت. تکرار کننده وسیله ایست که سیگنال های دیجیتال را در یک میدان الکترومیغناطیسی یا نوری دریافت کرده و سپس، ضعف ناشی از فضای باز میدان الکترومغناطیسی یا آسیب به کابل ها را از بین می برد. بطور خلاصه می توان گفت که تکرار کننده باعث تقویت سیگنال ها می شود. دستگاه های هوشمند سازی بی سیم انواع مختلفی از تکرار کننده را در خود دارند و در نتیجه، پروسه ی تقویت سیگنال ها در هر یک متفاوت است. اما در نهایت و در تمامی این دستگاه ها، سیگنال در فواصل دورتری و بدون هیچ نقصی می تواند حرکت کند.

انواع اتصالات هوشمند سازی بی سیم خانه

بلوتوث

بلوتوث استانداردترین پروتکل برای هوشمند سازی بی سیم خانه است و سال هاست جای خود را در گوشی های موبایل، تبلت، هدست و کامپیوترها باز کرده. این نوع اتصال، دم دست ترین گزینه برای نصب سیستم هوشمند سازی در مقیاس های کوچک محسوب می شود زیرا یک ماژول بلوتوث معمولا تعداد زیادی از اسلیو (slave) ها را داراست که می توانند متصل شده و تبادل اطلاعات کنند.

WLAN

شبکه محلی بی سیم ((Wireless Local Area Network)WLAN) به شدت در میان کاربران سراسر دنیا محبوبیت دارد. WLAN یک پروتکل ارتباطی بسیار پیچیده تر از بلوتوث است که می تواند تعداد نامحدودی از موتورها و واحدهای هوشمند سازی خانه را پشتیبانی کند. تاسیسات WLAN رمزگذاری قوی DHCP و دیگر پروتکل های شناخته شده را ساپورت می نمایند. WLAN همچنین امکان کنترل و تشخیص از راه دور را فراهم می کند و کاربر با استفاده از این قابلیت و ابزار استاندارد به اینترنت عمومی دست می یابد.

ZigBee

وقتی که شبکه ی مش استفاده می شود، ZigBee یک گزینه ی ایده آل برای هوشمند سازی بی سیم خانه است. در یک شبکه ی مش، ترافیک داده ها از مسیرهای مختلفی استفاده می کند و به طور خودکار، از یک نود (node) و گره به دیگری می رود تا به مقصد برسد. چنانچه یک گره در دسترس نباشد، ZigBee یک مسیر جایگزین پیدا می کند. شبکه ی مش داده ها را قادر می سازد تا به هر واحد هوشمند سازی خانه، از اولین گره تا گره مقصد دست پیدا کند.

فناوری بی سیم فراتر از خانه

ساختمان های تجاری به دلیل متراژهای زیادی که دارند، تا قبل از ورود سیستم های بی سیم به صحنه، از مزایای فناوری هوشمند سازی بی بهره بودند. با ظهور سیستم های بی سیم، کاربردهای جدیدی از آنها در مغازه های خرده فروشی، هتل ها و ادارات تبدیل به واقعیت شد. در ساختمان های تجاری هوشمند هم دستگاه های فعال بی سیم، سیم کشی های برقی را به راحتی به یکدیگر وصل می کنند. علاوه بر آن، تکرار کننده ی توکار امکان آن را فراهم می کند تا دستگاه های هوشمند سازی بی سیم کارآیی سیستم را در فواصل دور افزایش دهد.

چه زمانی هوشمند سازی بی سیم خانه راه حل مشکل نیست؟

اگرچه هوشمند سازی بی سیم خانه راحتی و امنیت زیادی را به ارمغان آورده است اما در برخی موارد چاره ساز نیست. در محیط هایی که اختلالات الکتریکی در آن زیاد است، کابل های محافظ دار گزینه های بهتری هستند. تکنولوژی Field Bus هم می تواند در محیط های با هوش مرکزی جایگزین مناسبی باشد.