بخشی از مقاله
چکیده
تجهیزات و دستگاه های مختلف در بستر اینترنت، فناوری اینترنتی از اشیا یک شبکه گسترده از اشیا از قبیل انسان، ماشین و اینترنت است که به صورت هوشمند با یکدیگر در ارتباط و تعامل هستند. با استفاده از فناوری اینترنتی از اشیا میتوان بخش های مختلف یک خانه را به صورت هوشمند تحت کنترل درآورده و مدیریت کنیم. یکی از اهداف مهم خانه های هوشمند، برقراری کنترل بیشتر و امنیت هوشمند در یک خانه یا حتی یک ساختمان بزرگ است.
در واقع ما با استفاده از فناوری اینترنت اشیا و برنامه های کاربردی وب محور و یا موبایل محور مبتنی بر این می توانیم دستگاه ها و وسایل موجود در یک خانه هوشمند را در قالب اشیا تحت نظارت و کنترل بیشتر خود درآوریم و از، فناوری این طریق امنیت بهتری را در خانه هوشمند داشته باشیم. در این مقاله ابتدا فناوری اینترنت اشیا، را بیان کردیم سپس خانه هوشمند و هوشمند سازی آنگاه اهمیت استفاده از ساختمان های هوشمند، حسگرها، BMS و قابلیت های BMS، امنیت خانه هوشمند و مزایای خانه هوشمند پرداختیم.
مقدمه
در سال 1970، ورود کامپیوتر و تکنولوژی ارتباطات راه دور، زندگی بشر را متحول کرد. این تغییر و تحول حتی از نظریهای که خود، جلودار این تکنولوژی بود، پیشی گرفت. از سال 1990، زندگی فردی و اجتماعی افراد، با ورود کامپیوتر و ارتباطات راه دور و در نتیجه بیمعنی شدن فاصلهها، تغییرات بسیاری کرد. فضاها و مکان های فیزیکی و تعاریفشان، درست همانند چهره انسان، در طول زمان دچار تغییر شدهاند. برای مثال اتاق های ملاقات و کنفرانس شکل مجازی به خود گرفته اند.
چرا که بسیاری از عناصر و اجزاء فیزیکی آنها، جای خود را به کامپیوتر دادهاند .این اتفاق درست همان چیزی است که میتوان نامش را وحدت میان تواناییهای کامپیوتر و دنیای فیزیکی ما دانست. در هم آمیختن دنیای فیزیکی ما با کامپیوتر این امکان را فراهم میآورد تا دنیای بدست آمده با ذهنی کامپیوتری بیاندیشد. کامپیوتر این توانایی را دارد که اطلاعات را دریافت کند - input - و آنها را با کامپیوترها و ماشینهای دیگر رد و بدل کند. همچنین کامپیوتر میتواند به راحتی کارهایی نظیر، پویش اطلاعات، محاسبه، نتیجهگیری - output - را در مدت زمان کوتاهی انجام دهد. گویی کامپیوترها هم می توانند بیاندیشند اما سریعتر از انسانها، امروزه ساختمان ها خود گونه ای از تکنولوژی هستند.
آنها خود را با تکنولوژی وفق میدهند و از آن بهره میگیرند. ساختمانها به عنوان یک سازه به محض اینکه توانایی کامپیوتر را در اختیار بگیرند، هوشمند خواهند شد. نخستین بنای هوشمند از تکنولوژی در جهت مهیا ساختن محیطی امن و راحت و انرژی زا استفاده کرد. ایده یک ساختمان هوشمند، ارتباط و پیوستگی میان دسترسی، نوردهی، امنیت، نظارت، مدیریت و ارتباط راه دور را پیش رو قرار میدهد .عامل یکپارچگی، این توانایی را به سیستم ها میدهد تا بتوانند اطلاعات را میان خود رد و بدل کنند.
تبادل اطلاعات میان این سیستمها باعث میشود که خروجی اطلاعات که همان نتیجه نهایی است، بدون ایجاد هر گونه اختلال، انجام شود. از سوی دیگر سیستمهای خروجی اطلاعات و یا تصمیم گیرندههای نهایی، سیستمهایی هستند پاسخگو، که پاسخی مناسب برای اطلاعات ارسالی که از منابع گوناگون به سیستم وارد میشوند، مهیا میکنند. خروجیهای اطلاعات - - output و سیستمهای تصمیم گیرنده، اصلیترین و ضروریترین مولفه در این نوع معماری که به نام معماری پاسخگو شناخته می شود، هستند.
سیستم مدیریت هوشمند ساختمان - - bms به مجموعه سخت افزارها و نرم افزارهایی اطلاق می شود که به منظور مانیتورینگ و کنترل یکپارچه قسمت های مهم و حیاتی در ساختمان نصب می شوند.با بکارگیری سیستم مدیریت هوشمند سازی ساختمان می توان بازدهی امکانات و تسهیلات کنونی ساخنمان را افزایش داده و عملکرد آنها را بهینه نمود و همچنین سطح خدمات را با بکارگیری پیشرفت ها و فناوری های روز ارتقاء داد. یک ساختمان هوشمند ساختمانی است که دارای یک زیر بنای ارتباطی پیشرفته است و کلیه سیستمهای این ساختمان با استفاده از امکانات کامپیوتری بصورت مرکزی مانیتور و کنترل می شوند و ساکنین این ساختمان ها ضمن استفاده از خدمات پیشرفته ساختمان هوشمند، در مصرف انرژی صرفه جویی قابل ملاحظه ای کرده و یک خانه لوکس را نیز تجربه می کنند.
-1تعریف اینترنت اشیاء
ایده اتصال زنجیرهای دستگاهها و اشیاء در سطح جهانی با ظهور فناوری RFID مطرح شد. سپس این مفهوم به چشم انداز حاضر گسترش پیدا کرد که در آینده نزدیک، با مجموعه بزرگی از اشیاء ناهمگون مواجه خواهیم بود، به طوری که در دنیای فیزیکی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. امروزه، با تشکیل شبکه های کوچک، تعداد زیادی از دستگاه های همگن قابلیت برقراری ارتباط با یکدیگر را دارند که ما آن را به عنوان "اینترنت اشیاء در نظر می گیریم. اینترنت اشیاء به معنی برقراری ارتباط داخلی میان اعضای شبکه های کوچک مختلف است، اما به دلیل عدم سازگاری، این شبکه ها امکان ارتباط با یکدیگر را ندارند. لذا ایجاد یک استاندارد و پروتکل واحد برای برقراری سازگاری این ارتباطات، موجب شکل گیری یک شبکه واحد جهانی به نام اینترنت اشیاء خواهد شد.
به طور کلی، به مجموعه استانداردها، پروتکل ها، دستگاه ها و فناوری های لازم برای برقراری ارتباط و انتقال اطلاعات بین دستگاه های هوشمند - با یکدیگر و با انسان - در سطح جهانی اینترنت اشیاء - IOT - گفته میشود. از دیدگاه معنایی این مفهوم از ترکیب دو واژه اینترنت و شیء تشکیل شده است. اینترنت یک شبکه گسترده جهانی است که کامپیوترها را بر پایه استانداردهای ارتباطی همچون TCP-IP به یکدیگر متصل کرده است، و شیء - هوشمند - به صورت یک نهاد مجازی، دیجیتالی یا فیزیکی - هوشمند - تعریف میشود که به طور منحصر به فرد قابل شناسایی است.
بنابراین اینترنت اشیاء را می توان به صورت یک شبکه بسیار وسیع نیز تعریف کرد که همه اشیاء موجود در جهان را تحت قواعدی خاص به یکدیگر متصل میکند. در واقع، اینترنت اشیاء مفهومی است که در آن اشیاء هوشمند با حسگرها، محرک ها، میکروپروسسورهای کوچک، واسطه های ارتباطی و منابع انرژی مجهز شده اند و قابلیت انجام پردازش های متعدد و برقراری ارتباط با یکدیگر را دارند .بنابراین فناوری اینترنت اشیا روش های ارتباطی مختلف مانند: RFID, Wi-Fi، Zigbee، G/4G/5G دستگاه های فشرده و حسگرها را با یکدیگر ترکیب می کند.
-2رایانش ابری
طبق تعریف موسسه ملی استاندارد و فناوری، رایانش ابری مدلی است برای فراهم کردن دسترسی آسان و بر اساس تقاضای کاربر از طریق شبکه به مجموعه ای از منابع محاسباتی قابل تغییر و پیکربندی مانند شبکه ها، سرورها، منابع ذخیره سازی، برنامه های کاربردی و خدماتی که این دسترسی بتواند با کمترین نیاز به مدیریت منابع و یا نیاز به دخالت مستقیم ارائه دهنده خدمات . منابع این مدل به سرعت فراهم شده یا عرضه گردد محاسباتی توسط ارائه دهندگان حرفه ای ارائه و مدیریت میشوند درنتیجه عملیات نصب، راه اندازی و نگهداری خدمات ارائه شده توسط آنها آسان و نیز هزینه ها کاهش می یابند.
رایانش ابری معمولا براساس مدلهای سرویس دهی شان طبقه بندی می شوند. مدلهای استقرار رایانش ابری به صورت ابر خصوصی، عمومی، گروهی و ترکیبی طبقه بندی میشوند. تعاریف این مدل ها به شرح زیر هستند: ابر خصوصی: مالکیت ابر خصوصی بر عهده ی یک سازمان و یا در اجاره ی آن قرار دارد و تمامی منابع اصلی ابر برای استفاده خصوصی به آن سازمان واگذار میشوند. نصب ابر خصوصی در سازمان جنبه های مثبت مختلفی خواهد داشت مانند بهینه سازی و به حداکثر رساندن بهره وری از منابع، حفظ حریم خصوصی داده ها، کاهش هزینه انتقال داده ها نسبت به ابر عمومی و کنترل کامل فعالیت های بحرانی در پشت دیوارهای آتش ابرگروهی: زمانی که چندین سازمان منابع ابری، نیازمندی ها و سیاست هایشان را با یکدیگر به اشتراک می گذارند، مدل ابر گروهی پدیدار می شود.
این اب ر میتواند توسط یکی از سازمان نمونه ای های موجود در گروه ویا سازمان ثالثی اداره شو د از یک ابر گروهی، است که توسط شرکت زیمنس Media Cloud ایجاد شده است. ابر عمومی: زیر ساخت ابری برای عموم استفاده کنندگان است. کاربران نهایی میتوانند بخش هایی از منابع را اجاره و مدیریت کنند. مالکیت، مدیریت و اجرای آن ممکن است توسط یک سازمان دولتی، تجاری، علمی و یا ترکیبی از آنها فراهم شود. آمازون، گوگل و مایکروسافت نمونه هایی از ارائه دهندگان ابر عمومی می باشند. ابر ترکیبی: این ابر، ترکیبی از دو یا چند زیرساخت ابری خصوصی، عمومی و یا گروهی می باشد. هدف اصلی ابر ترکیبیمعمولاٌ اختصاص منابع اضافی در تقاضاهای بالا است که برای مثال می توان به امکان مهاجرت برخی وظایف از ابر خصوصی به ابر عمومی در مواقع نیاز اشاره کرد.
