دسته بندی: هوشمند سازی

تجهیزات هوشمند سازی

تجهیزات هوشمند سازی

امروزه با توجه به پیچیده تر شدن زندگی شهری و نیاز های که در نتیجه زندگی مدرن به وجود آمده است ، می توان گفت هوشمند سازی به مرور به یکی از الزامات زندگی روزمره تبدیل شده است. از طرفی افزایش هزینه تامین انرژی و معضل کمبود آن نیز مسیر ها به سمت ورود به دنیای هوشمند را هموار تر کرده است.

فناوری هوشمند سازی هم مانند هر تکنولوژی دیگری که ما از آن به صورت مستقیم یا غیر مستقیم بهره می بریم مستلزم استفاده از تجهیزاتی ست که با توجه به نیاز ما و سطح هوشمند سازی مورد نیازمان از آن ها استفاده میکنیم. در ادامه این مقاله با تجهیزات مختلف سخت افزاری و نرم افزاری که در حوزه ی هوشمند سازی استفاده میشود آشنا می شویم.

کنترل کننده مرکزی

کنترل کننده مرکزی

در یک سیستم هوشمند یکی از مهمترین تجهیزاتی که نقش اساسی را در شکل گیری و اجرای درست آن اجرا میکند، پردازنده مرکزی یا همان مغز سیستم هوشمند است. این پردازنده که از مجموعه ای از میکروپروسسور ها و میکرو کنترل ها تشکیل شده است اطلاعات دریافتی از سنسور ها ، کلید ها ، میکرو سوییچ ها و یا داده های تحت وب دریافتی از اینترنت را پردازش کرده و با توجه به برنامه ریزی انجام شده در آن پاسخ مناسب را در قالب یک پالس یا سیگنال اطلاعاتی به عملگر های مختف مانند رله ها ، سیستم روشنایی، سیستم صوتی و تصویری ، سیستم امنیتی ، آلارم ها ، شیر های کنترلی و … ارسال می کند.

به طور مثال زمانی که کاربر تحت یک فرمان صوتی به سیستم هوشمند ساختمان دستور روشن شدن سیستم روشنایی را میدهد ،این فرمان ابتدا به صورت یک سیگنال الکتریکی در آمده ،پردازش شده و سپس با داده های صوتی موجود در حافظه پردازشگر مقایسه میشود و در صورتی که تطابق نسبتا کاملی با این داده داشته باشد فرمان تایید شده و سیستم رله های مربوط به سیستم روشنایی را فعال کرده و در نتیجه سیستم روشنایی روشن میشود.

هرچند فرایند تفصیل شده در بالا به ظاهر پیچیده و زمان بر است اما این فرایند تنها در کسر کوچکی از ثانیه پردازش و اعمال می شود و هیچ وقفه یا مکثی را متوجه کاربر نمی سازد.

پردازش گر ها و سیستم های کنترلی با توجه به  حجم هوشمند سازی و تعداد سنسور ها و عملگر های مورد استفاده در پروژه دارای قدرت پردازشی مختلفی می باشند.

سنسور خانه هوشمند

سنسور ها

از اندازه گیری دقیق دما و رطوبت یک خانه تا اندازه گیری مقدار تشعشعات یک راکتور اتمی همگی در گرو استفاده از خانواده ای تجهیزات الکترونیکی به نام سنسور ها هستند. سسنور ها به ما کمک می کند تا درک کامل و عمیق تری از محیط پیرامون و رخداد های اطراف خودمان داشته باشیم. به عبارت دیگر یک سیستم  کنترلی را زمانی هوشمند مینامیم تا بتواند با استفاده از داده های پیرامونی خود درست ترین ، سریع ترین و بهترین تصمیم و واکنش را داشته باشد و جمع آوری این داده ها جز با استفاده از سنسور های مختلف امکان پذیر نخواهد بود.

از جمله سنسورهای که در یک خانه هوشمند مورد استفاده قرار میگیرند میتوان به سنسور های دما ، رطوبت ، نور ،فشار هوا، لرزش و شتاب ، گاز  و دود ، مغناطیسی ، صدا ، حرکت و… اشاره کرد. سنسور ها در دو دسته آنالوگ و دیجیتال قرار میگیرند و از طریق سیم و یا به صورت بی سیم (WireLess)  به پردازنده مرکزی سیستم متصل میشوند.

انواع سنسور های هوشمند سازی

عملگر ها

تجهیزات عملگر در حقیقت لایه ی اجرایی در یک سیستم هوشمند هستند. عملگر ها که شامل رله ها ، سوییچ ها ، شیر های برقی ، سروو موتور ها ، آژیر ها و نشانگر های الکترونیکی هستند در لایه آخر تجهیزات هوشمند سازی عملکرد خود را به صورت باز شدن یک شیر ، پخش شدن یک الارم و یا روشن شدن یک لامپ یا یک بلندگو به نمایش می گذارند.

شیر برقی هوشمند

سیستم مدیریت یکپارچه ساختمان (BMS)

آشنایی با سیستم مدیریت یکپارچه ساختمان (BMS)

سیستم مدیریت ساختمان (BMS) سیستمی است که برای کنترل و مدیریت تجهیزات و اجزا فنی ساختمان اعم از روشنایی ، تهویه، سیستم های صوتی و تصویری ، تجهیزات امنیتی ، سیستم های کنترل رفت و آمد به کار گرفته میشود. در چند سال گذشته و با پیشرفت صنعت هوشمند سازی ؛ شاخه ای از این صنعت که بر روی ساختمان های مسکونی ، تجاری و اداری متمرکز شده بود ، به وجود آمد که به اختصار BMS (Building Management system) نامیده شد و با توجه به بازار بزرگ و پر رونق این دسته از هوشمند سازی به سرعت جایگاه خود را در میان تولید کنندگان و توسعه دهندگان این صنعت پیدا کرد.
سیستم مدیریت هوشمند در یک ساختمان میتواند امکان پایش و کنترل رفت آمد ، مدیریت مصرف انرژِی (آب ، برق، گاز) ، مسائل فنی و امنیتی را به وجود آورده و علاوه بر کنترل فضای داخلی ساختمان با اتصال خود به سایر سیستم های امنیتی مانند دوربین های مداربسته و سنسور های حرکتی برفضای بیرونی ساختمان نیز نظارت داشته باشد.
بخش مهم و کاربردی یک سیستم مدیریتی در یک ساختمان هوشمند ، اتصال پنل کنترلی و به تبع آن اتصال کلیه سنسور ها و عملگر ها به شبکه اینترنت است تا تمامی اعضای ساختمان با توجه به دسترسی های از قبل تعیین شده با محیط پیرامون خود ارتباط بر قرار کرده و توسط گوشی هوشمند خود به تنظیم سیستم های مختلف از جمله تجهیزات سرمایشی ، گرمایشی ، روشنایی و …بپردازند وتمامی اتفاقات ساختمان را در بازه های زمانی مختلف زیر نظر داشته باشند.

BMS شامل چه اجزایی است؟

سیستم روشنایی هوشمند

یک سیستم روشنایی هوشمند وظایف مختلفی بر عهده دارد که از جمله آن به موارد زیر می توان اشاره کرد:

کنترل شدت و میزان نور هر واحد روشنایی

روشن و خاموش شدن اتوماتیک لامپ ها با توجه به میزان روشنایی محیط در شب و روز

تغییر رنگ لامپ ها مطابق خواسته کاربران

کنترل روشنایی از طریق کلید های لمسی ، تلفن همراه ، پنل مرکزی و یا فرمان صوتی

امکان هماهنگ شدن روشنایی با سیستم صوتی ساختمان

در یک سیستم روشنایی هوشمند از تجهیزات و وسایل فنی مختلفی مانند لامپ های RGB، فتوسل ها ، دیمر ها ، کلید و پریز های لمسی و… استفاده میشود که میتواند علاوه بر ایجاد راحتی و کنترل بیشتر روی سیستم روشنایی ، زیبایی و کاهش مصرف انرژی را هم در پی داشته باشد.

سیستم صوتی و تصویری هوشمند

گم شدن ریموت کنترل های دستگاه های صوتی و تصویری معضلی ست که کم و بیش همه ما را درگیر خود کرده است. در یک ساختمان هوشمند کنترل کلیه دستگاه های صوتی و تصویری اعم از تلویزیون و دستگاه های پخش از طریق یک ریموت کنترل که میتواند تلفن همراه ما باشد فراهم شده است و حتی در سطحی بالاتر میتوان با استفاده از فرمان های صوتی این تجهیزات را مدیریت کرد. همچنین قابلیت اتصال هشدار های تجهیزات امنیتی به سیستم صوتی میتواند امنیت بیشتری را برای ما به ارمغان آورد.

سیستم امنیتی هوشمند

امنیت نیاز مهم و انکار نشدنی هر انسان است که از دیر باز مورد توجه قرار گرفته است وبه همین دلیل است که تجهیزات امنیتی از قدمت بسیار بالایی برخوردارند . از قفل های قدیمی تا سیستم های امنیتی پیشرفته امروزی همگی در پی تامین امنیت کامل ما بوده و هستند .در یک سیستم مدیریت هوشمند حفظ امنیت از اهمیت بالایی برخوردار است تجهیزاتی مانند : سنسور های درب و پنجره ، سنسور های حرکتی، دوربین امنیتی ، دتکتور های دود و گاز ، قفل های الکترونیکی، سیستم های اعلام هشدار همگی و در کنار سیستم مدیریت هوشمند ساختمان امنیت کاملی را برای ما به وجود می آورند.

سیستم سرمایش و گرمایش هوشمند

ترموستات های هوشمند نسل جدید سیستمهای کنترلی برای تجهیزات برودتی و حرارتی هستند که نقش عمده ای در کاهش مصرف انرژی ساختمان بر عهده دارند. یک ترموستات هوشمند نسل جدی توانایی یادگیری عادت های سرمایی و گرمایی ساکنین بر اساس دمای مطلوب آن ها را دارد و طبق داده های جمع اوری شده بهترین وضعیت دمایی را در فضای ساختمان به وجود می اورد.

سیستم مدیریت یکپارچه ساختمان (BMS)
مزایای سیستم هوشمند مدیریت ساختمان (BMS)
  1. امکان سفارشی سازی بر اساس نیاز های هر ساختمان
  2. جلوگیری از هدر رفت انرژی و کاهش مصرف آن با توجه به کنترل اتوماتیک تجهیزات
  3. سازگاری کامل با تغییرات و تغییر و تحولات احتمالی صورت گرفته در ساختمان
  4. آنالیز مصرف انرژی در ساختمان و ارائه گزارشات مصرف انرژی به صورت هفتگی ،ماهانه و سالانه
  5. کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری تجهیزات سرمایش و گرمایش ساختمان

هوشمند سازی چیست

به زبان ساده میتوانیم اینگونه تعریف کنیم که هوشمند سازی یعنی استفاده از تکنیک ها و ابزارهای فناوری به منظور مدیریت، اداره صحیح امور، ساده سازی فعالیت ها ، حرفه ای تر شدن کارها و فعالیت ها، سرعت بخشیدن به کارها، کاهش مصرف انرژی و بصورت کلی استفاده حداکثری از کیفیت و سرویس هایی که می توان از فناوری اطلاعات در راستای شاخص ها و فاکتورهای زندگی از آن بهره گرفت.
یک سیستم هوشمند سیستمی است که فناوری پیشرفته ای داشته و نسبت به جهان پیرامون خود واکنشی توام با ادراک دارد. در حال حاضر سیستم های هوشمند آماده میشوند تا نقش های بیشتری را به خود اختصاص دهند، از جمله: اتوماسیون صنعتی ،خدمات رباتیک، پزشکی، بازرسی و نظارت بصری، نویسه خوانی، نظامی ،خدمات آموزشی ، دنیای سرگرمی و غیره.
هوشمند سازی در ساختمان می تواند مزایای متعددی را در برداشته باشد که از جمله آن میتوان به کاهش مصرف انرژی، افزایش امنیت ساختمان و ایجاد اسایش و راحتی بیشتر را نام برد.
از طرف دیگر با توجه به رشد روز افزون جمعیت و همچنین کاهش منابع انرژی هوشمند سازی را به یکی از راه حل های اساسی برای پاسخ به این معضل بدل کرده است. ه طور مثال فرض کنید سیستم روشنایی هوشمند ساختمان در زمان هایی که کسی در اتاق ها حظور ندارد اقدام به خاموش کردن لامپ های اضافی میکند یا سیستم سرمایش و گرمایش هوشمند ساختمان تجهیزات حرارتی و برودتی را در بهنه ترین حالت خود مدیریت میکند و با کنترل وضعیت پنجره ها و پرده ها بهترین تصمیمات را برای صرفه جویی در انرژی میگیرد.همه این ها در کنار هم میتواند در بهینه کردن مصرف انرژِی نقش بسزایی داشته باشد.
علاوه بر این با توجه به اهمیت حفظ امنیت و ایمنی در عصر حاضر بهره گیری از یک سیستم هوشمند و در عین حال قابل اعتماد میتواند کمک بسیاری به داشتن یک زندگی ایمن و با ارامش بیشتر بکند، به طور مثال اتصال حسگر های تعیین وضعیت درها و پنجره ها به سیستم مرکزی هوشمند ساختمان میتواند مانع ورود سارقین به خانه و ساختمان شود یا استفاده از دتکتور های دود و حرارت میتواند در لحظات اولیه یک حادثه آتش سوزی مالک و نزدیک ترین واحد اتش نشانی مطلع سازد همچنین سیستم های هوشمند در تعامل با سایر سیستم های حفاظتی و امنیتی ساختمان امنیت حداکثری را برای ما به ارمغان می اورند.

تاریخچه و آینده صنعت هوشمند سازی ساختمان

در ابتدا این صنعت هوشمند سازی در ساختمان های اداری به صورت اتوماسیون سیستم های هشدار، روشنایی و تهویه مطبوع، جهت هوشمندسازی ساختمان ها انجام می شد.
پیشرفت ها در علوم ارتباطات راه دور و کامپیوتر و تبدیل استانداردهای کارهای اداری موجب شد که تکنولوژی شبکه های کامپیوتری مانند سیستم های اتوماسیون و امنیتی مدرن به ساختمان ها راه یابد. یکپارچه سازی و تجمیع سیستم ها نشان داد که می توان به صورت موثری منابع ساختمانی را مدیریت کرد ، امنیت آن را افزایش داد و سطح آسایش بالاتری را برای کاربران ان فراهم آورد.از طرفی نباید از یاد برد که ایده ساختمان های هوشمند نه تنها ساخته و پرداخته تخیل نیست بلکه منعکس کننده پتانسیل بالا و قابلیت تکنولوژی و علم روز است. طراحان این صنعت با تاثیر بر شکل و نقشه ساختمان ها، واقعیت جدیدی را ایجاد کرده و آن را با کیفیت بالایی تامین می کنند و از این رو انتظارات کاربران کنونی و احتمالا آینده مشتریان این حرفه را برآورده می کنند. سیستم های هوشمند در ساختمان های مدرن نه تنها آسایش بهینه و امنیت را برای افراد فراهم می آورد بلکه مصرف انرژی را نیز کاهش داده (شامل انرژی الکتریکی و گرمای ناشی از دستگاه های گرمایشی)، نظارت و کنترل بر تجهیزات فنی را ارائه داده و امکان پرینت گزارش های لازم راجع به وضعیت ساختمان را به وجود می اورد . همچنین هوشمند سازی امکان یکپارچه سازی و مدیریت اعلان حریق، سیستم های هشدار، دزدگیر و کنترل دسترسی را نیز در اختیار ما قرار می دهد.
از نظر فنی، یک ساختمان هوشمند که در آن همه زیر سیستم ها در تعامل با هم قرار دارند، محیطی صمیمی در اختیار افراد می گذارند و جدا از آن ، قابلیت واکنش خودکار در برابر هر نوع خطر را دارند و با کمترین دخالت انسانی و هزینه های کاربر نسبتا پایین، طبق محیط کاری و نیاز کاربران تغییر می کنند.
اولین سیستم هوشمند تجربی در سال 1966 به بازار عرضه شد. استفاده معمولی از اتوماسیون خانگی شامل کنترل روشنایی، گرمایش و سرمایش، امنیت، صرفه جویی در مصرف انرژی و غیره می باشد. بر اساس تحقیقات آغاز فعالیت های موثر در حوزه صنعت ساختمان های هوشمند در سال های 1990 رخ داده است.تا اواخر سال 2009 پروتکل های ارتباطی سیستم های هوشمند ساختمان طرح ریزی شدند و بر روی موضوعاتی یکپارچه ساختمان ها تمرکز شد. پس از این سال و در سال های 2010الی2015 نظیر مدیریت کنترل از راه دور و مدیریت داده ها شبکه، سنجش هوشمند انرژی مصرفی و شبکه های بیسیم به صورت جدی توسط محققین سراسر دنیا پیگیری می شدند تا اینکه در اوایل سال 2016 موضوع شبکه های هوشمند مطرح شد که بر اساس ارتباط اجزای مختلف سیستم های هوشمند در سطح کلان تر مانند شهر ، استان یا کشور است . این موضوع اساس شهر های هوشمند است که در حال حاضر نمونه های اجرایی نظیر آمستردام، چلسی و … را می توان نام برد.

مزایای هوشمند سازی ساختمان

  1. صرفه جویی در زمان و وقت به دلیل حذف عوامل انسانی
  2. صرفه جویی در مصرف انرژی
  3. کاهش دخالت نیروی انسانی
  4. افزایش طول عمر تجهیزات و دستگاه ها
  5. امکان برنامه ریزی و انجام امور بر اساس زمان های تعریف شده
  6. امکان مدیریت از راه دور بسیاری از فرآیند ها و کارها
  7. امکان بازبینی و کنترل خطا در هر زمان
  8. امکان ثبت رویداد ها و استفاده از ذخایر اطلاعاتی
  9. امکان استفاده از سیستم های هشدار دهنده و اطلاع رسان
  10. امکان بالا بردن بهره وری در نیروی انسانی با اعمال رفع محدودیت ها
هوشمند سازی ساختمان
انواع هوشمند سازی

امروزه هوشمند سازی با توجه به مزایای متعدد آن همانند ایجاد اسایش ، راحتی و صرفه جویی در مصرف انرژی به دنبال پیدا کردن جایگاه خود در میان مردم میباشد.
علاوه بر این، در حال حاضر سیستم های هوشمند آماده می شوند تا نقش های بیشتری را به خود اختصاص دهند که از جمله این نقش ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
خدمات رباتیک، خدمات پزشکی ، اتوماسیون کشاورزی ، بازرسی و نظارت تصویری ، نویسه خوانی، اتوماسیون صنعتی،کاربری نظامی، خدمات آموزشی، سرگرمی، نقل و انتقالات هوشمند، تشخیص هویت بیومتریک و…
به طور کلی میتوان کاربرد های هوشمند سازی را در چند دسته عمده مورد بررسی قرار داد که در ادامه به تفصیل به بیان هر کدام از آن ها خواهیم پرداخت.

خانه هوشمند دیگر یک رویا نیست!

خانه هوشمند راحتی، آسودگی خاطر و بهره وری انرژی را از طریق کنترل لوازم با یک برنامه ی هوشمند در گوشی هوشمند یا سایر دستگاه های قابل اتصال به اینترنت برای شما به ارمغان می آورد.

هوشمند سازی ساختمان

اصلی ترین و بارز ترین نمود وکاربرد فناوری هوشمند سازی را میتوان در این زمینه مشاهده کرد. یک ساختمان هوشمند ساختمانی ست که تمام یا بخش عمده ای از اجزا و تجهیزات آن با یکدیگر و یا یک سرور مرکزی در تعامل هستند. به طور مثال تجهیزات حرارتی ، برودتی و تهویه در یک ساختمان هوشمند از این امکان برخوردارند تا با تعامل پیوسته خود با سنسور های دما و رطوبت ساختمان و با توجه به شرایط مطبوع ساکنان بهترین شرایط دمایی و رطوبتی را به وجود آورند.
علاوه بر اینها سیستم های صوتی و تصویری هوشمند ،روشنایی هوشمند ، پرده هوشمند و …. همگی از کاربرد های مفید و کاربردی این صنعت در زندگی روزمره هستند که به مرور جایگاه بیشتری را در میان مردم پیدا می کنند.