مقدمه

 واژه هوشمندسازی به شیوایی گویای یک مفهوم و عملکرد تکنیکال است. اما از آنجایی که تقریبا تمام المان ها و عناصر مختلف تکنولوژی برای فرهنگ ما، عناصری وارداتی تلقی می شوند، این زمینه علمی نیز مستثنی نبوده و عملا به عمد یا به سهو با مترادف های زیادی وارد بازار کسب و کار کشور ما به ویژه صنعت ساخت و ساز گردیده است. نگارنده قصد آن را ندارد، که برند های رنگارنگ فعال در بازار شام ایران را نقد و بررسی کند و یا بر له و علیه، نام و نشانی خاص سخن بگوید. در این مقاله تلاش بر این بوده است که با نگاهی کوتاه و گذرا به خواستگاه صنعت خانه هوشمند ، برخی از معانی و مترادف های رایج در بازار ایران واکاوی شود.

 

 

میکرو پروسسور و میکرو کنترلر

میکرو پروسسور (Micro processor ) یا ریزپردازنده ، یک پردازنده همه کاره قابل برنامه ریزی است که داده های دیجیتال را از ورودی می خواند و بر اساس دستور العمل هایی که در حافظه دارد، داده ها را پردازش می کند و نتایج را در خروجی به صورت دیجیتال ارائه می دهد. میکرو پروسسور در واقع یک IC  است که در داخل آن یک CPU برای پردازش اطلاعات قرار دارد.

میکرو کنترلرها (Micro controller ) هم مانند همتای خود دارای یک CPU هستند با این تفاوت که برای کارهای مشخصی طراحی می شوند. یعنی روابط بین پین های ورودی و خروجی همواره مشخص است. در دستگاه هایی مثل ماشین لباس شویی، دوربین های عکاسی، تلفن ها و … از آنجایی که این دستگاه ها کاربرد مشخص و محدود دارند و به تعداد مشخصی پورت ورودی و خروجی نیاز دارند، می توان از میکرو کنترلرهایی که دارای منابعی به صورت On chip هستند استفاده نمود. این امر موجب ساده تر شدن طراحی مدار و کاهش قیمت تمام شده مدار خواهد شد.

در واقع زمانی از میکروپروسسورها استفاده می شود که امکانات، نیازها و ویژگی ها به طور کامل مشخص نیست به عنوان مثال در یک کامپیوتر رومیزی، کاربر گاهی آهنگ گوش می دهد، گاهی بازی می کند، گاهی از نرم افزار های صفحه گسترده استفاده می کند، گاهی عکس را ویرایش می کند و … به دلیل اینکه روابط بین ورودی ها و خروجی ها با توجه به عملیاتی که کاربر در حال انجام آن است متغیر می باشد، مشخصا نمی توان از یک ماژول الکترونیکی با ورودی و خروجی های از پیش تعیین شده استفاده نمود. ماژول ها قطعات نسبتا فشرده ای هستند که بر پایه میکروکنترلرها که پیشتر از آنها صحبت شد، ساخته می شوند به عنوان مثال اگر بخواهیم مداری طراحی کنیم که از طریق ارتباط با بلوتوث عمل خاصی را انجام دهد، می توانیم از ماژول بلوتوث که قبلا ساخته شده در مدار خود بهره ببریم و به عبارتی ” چرخ را دوباره اختراع نکنیم…” .

 

میکروپروسسور

 

نگاهی به PLC و ساختار آن

PLC مخفف Programmable Logic Controller  و در فارسی به معنی  کنترل گر منطقی برنامه پذیر می باشد. در واقع PLC همان میکروپروسسوری است که به مرور و بر حسب نیاز ارتقا یافته وهم می تواند مانند مدارهای فرمان الکتریکی نقش کنترل کننده و پردازنده را ایفا کند.

برای مطالعه بیشتر: PLC در خانه هوشمند چه کاربردهایی دارد؟

با گسترش موارد مصرف میکروپروسسورها و نیاز به بهتر شدن و ارتقای امکانات آنها نیاز به قطعه کاملتری حس شد. اولین PLC در سال 1968 ساخته شد و در دهه 80 پروتکل های ارتباطی، استاندارد شد و در دهه 90 برای استاندارد زبان های برنامه نویسی PLC ارائه گردید. در حال حاضر PLC ها به واسطه ی مزایایی چون:

الف) ایمنی نسبت به نویز و نوسانات برق ( ایزولاسیون)

ب) ساختار قابل گسترش و نامحدود

ج) امکان برنامه ریزی و تغییر برنامه

د) امکان کار در شرایط دشوار مانند غبار، رطوبت، گرما و سرما

به عنوان کنترل کننده مرکزی سیستم های اتوماسیون و هوشمندسازی در جهان مورد استفاده قرار می گیرند.

منظور از واژه اتوماسیون همان ترجمه لغوی Automation است. Automation ترکیبی است از واژه های Automatic  و Operation  که به معنی اجرای فرآیند بدون دخالت مستقیم عامل انسانی است، می باشد. از Automation  یا خودکارسازی اگر در صنعت استفاده کنیم، پسوند اتوماسیون صنعتی را به همراه خواهد داشت، اگر در بخش خانگی به کار رود با اتوماسیون خانگی (Home Automation) و یا نام علمی آن یعنی سیستم مدیریت ساختمان BMS شناخته می شود.

BMS مخفف Building Management Systemو به معنی سیستمی است که ساختمان را مدیریت خواهد کرد و بدیهی است که برای کنترل امکانات ساختمان، مدیریت ماژول ها و سخت افزار ها و…  به یک پردازنده مرکزی مناسب نیاز است.

سپردن کنترل تمام زیر ساخت های مکانیکی، الکترونیکی ساختمان و به اصطلاح هوشمند کردن آنها ابتدا به ساکن از طریق پیاده سازی در برج ها و مجتمع های مسکونی بزرگ آغاز گردید. کنترل هواسازها و چیلرها، موتورخانه سانترال، پارکینگ ها و … .

سیستم مدیریت ساختمان در واقع شامل دو بخش نرم افزار و سخت افزار است. سخت افزارها به صورت تجهیزات متنوعی شامل سنسورها، ترموستات ها، شیرهای برقی، مانیتور لمسی و … عرضه می شوند و نرم افزار توسط یکی از پروتکل های Bacnet ، xml ، MOD Bus، Lan، R S 232، Ether net و … پیاده سازی می گردند.

به مرور و با پیشرفت این سیستم ها امکانات BMS شخصی سازی شد و بخش هایی از آن در خانه های آپارتمانی و ویلایی اجرا گردید، خانه هایی که با وجود اینکه هواساز  و چیلر و پارکینگ های طبقاتی نداشتند، اما نیازمند امکانات برای کاهش مصرف، افزایش ایمنی  و همچنین افزایش رفاه ساکنین خود بودند.

 

اسامی مترادف

اتوماتیک کردن و خودکار کردن امکانات به معنی واگذاری همه چیز به یک CPU  یا هوش مصنوعی است. که هوشمندانه و به جای انسان اطلاعات ورودی را پردازش کند و دستورات مقتضی را صادر نماید.

در زبان انگلیسی واژگان مترادفی برای این زمینه وجود دارد، مواردی مانند: Smart Home  ،  Intelligent Home ، Clever Home، Genieus Home، AutomationHome تماما واژه های مترادفی هستند که تحت عنوان خانه هوشمند به فارسی ترجمه  شده اند.

اما در مفهوم، همه این موارد یکی بوده و به خانه ای اتلاق می شود که از طریق مجموعه ای از تجهیزات سخت افزاری و نرم افزاری، بسیاری از امکانات را به صورت خود به خود و هوشمند مدیریت و کنترل می نماید. به سخن دیگر، این خانه از طریق ماژول ها و سخت افزارهای خود و به کمک پردازنده مرکزی خود برنامه ریزی می شود که می تواند بر اساس سلیقه ساکنان آن خانه نسبت به بسیاری از اتفاقات واکنش نشان دهد.

اتفاقاتی نظیر افزایش یا کاهش دما، ورود سارقان به منزل، نشت گاز، بروز حریق، قطع برق، نشت آب و افزایش مصرف انرژی ….

 

سخن پایانی

پایه و اساس همه تکنولوژی ها و برند های فعال در این صنعت بر پایه همان میکرو کنترلرها و میکرو پروسسورها بنا شده است. که شرکت های فعال در این حوزه، با توجه به اهداف تجاری خود والبته با علم به شرایط و استانداردهای منطقه ای، کار بر روی یکی از طیف های فوق را انتخاب می کنند. بدیهی است که برای کنترل کارهای محدود و مشخص می توان از ماژول های آماده با قیمت ارزانتر بهره برد و برای مصارفی با دامنه کاربردی گسترده تر و نامحدودتر باید از پردازنده های مرکزی مانند لوگو Mini PLC و یا Plc ها بهره جست.

منابع

  1. digiRIC.ir
  2. wikipedia.org
  3. www.saba.org