اسکرین تاچ یا فناوری صفحه لمسی، یکی از فناوری های مدرنی است که در این مقاله به آن پرداخته ایم. در طراحی سیستم های رایانه ای که دارای صفحه نمایش هستند، استفاده آسان از سیستم توسط کاربر و ایجاد یک ارتباط ساده و سریع بدون صرف وقت و هزینه زیاد برای آموزش آنها ازجمله موارد مهمی است که همواره باید به آن توجه داشت.

از مانیتور همیشه به عنوان یک دستگاه خروجی یاد می شود، اما امروزه با گسترش تکنولوژی و با افزودن صفحه لمسی(Touch Screen)  به آن، می توان گفت که کاربری این دستگاه به یک سیستم ورودی/خروجی تغییر یافته و صفحه لمسی به عنوان موس یا صفحه کلید نیز فعالیت می نماید. این صفحه نمایش برای تشخیص محل یک تماس بر روی سطح خود نیز طراحی شده است. صفحه لمسی یک دستگاه ورودی مشابه موس و trackpad است و کارکردهایی مشابه موس، با زدن کلیک چپ یا کلیک دوبل و … را شبیه سازی می نماید.

واسط کاربری، لمس الکترونیکی در سال ۱۹۷۱ توسط Dr.samuel C.Hurst اختراع شد و HP-150 یکی از قدیمی ترین کامپیوترهای دارای صفحه لمسی محسوب می شد.

از ویژگی های مثبت صفحه لمسی می توان به این موارد اشاره نمود:
۱) فضای کمتری را اشغال می نمایند.
۲) بخش های متحرک کمتری دارند.

باید توجه داشت که مانیتورهای معمولی توانایی تشخیص لمس صفحه را نداشته، بنابراین از طریق نرم افزار نمی توان این قابلیت را ایجاد نمود، بلکه باید قطعه سخت افزاری بر روی آن نصب گردد.

در روش Built-in  هنگامی که مانیتور در کارخانه تولید می شود، صفحه لمسی را به طور سازمانی در آن جای می دهند اما در روش Add-on صفحه لمسی را می توان بعدا روی مانیتور اضافه نمود. این گونه صفحه لمسی ها قاب هایی شفاف هستند که، کنترلر آنها در داخل قاب جاسازی شده و بر روی صفحه مانیتور نصب می گردد

  اجزای تشکیل دهنده یک صفحه لمسی

صفحه حساس به لمس (A touch sensor)

که قاب شیشه ای شفاف با سطحی حساس به لمس می باشد و نحوه قرار گیری قاب لمسی برروی صفحه نمایش به صورتی است که ناحیه حساس قاب، با بخش قابل مشاهده صفحه نمایش همپوشانی داشته باشد.گیرنده ای حساس عموما به یک جریان الکتریکی می باشد که لمس باعث تغییر سیگنال ها در آن می گردد. تغییر ولتاژ جهت تشخیص محل لمس روی صفحه نمایش مورد استفاده قرار می گیرد.

۲(کنترلر(controller) : یک pc card کوچک می باشدکه ارتباط میان گیرنده لمس و رایانه را برقرار می نماید. با دریافت سیگنال های مخصوص از صفحه لمسی، آنها را به علائمی معنادار برای پردازنده تبدیل نموده و از طریق پورت USBیا serial به رایانه منتقل می کند . 
۳ (درایو نرم افزاری (software driver) : چگونگی تفسیر اطلاعات دریافت شده از کنترلر را برای سیستم عامل مشخص می کند.

 در کلیه فناوری های موجود اطلاعات از گیرنده حساس به کنترلر منتقل شده و کنترلر آنها را به علائم معنادار برای رایانه تبدیل نموده و درایو نرم افزاری چگونگی تفسیر اطلاعات فرستاده شده از کنترلر را مشخص می کند.

فناوری های ساخت صفحه لمسی

بسته به کاربرد سیستم های مجهز به صفحه لمسی فناوری های مختلفی وجود دارد که به ترتیب به ساختار آنها می پردازیم :

صفحه لمسی با ساختار مقاومتی

متشکل از قابی شیشه ای است که با لایه هایی از مواد هادی و مقاومتی پوشیده شده اند. این دولایه توسط نقاط غیرقابل مشاهده ای از هم جدا می شوند. در حالت عادی هیچ گونه تماسی بین دو لایه ی هادی و مقاومتی وجود نداشته وهیچ جریانی بین آن دو منتقل نمی گردد. وقتیکه لمسی اتفاق می افتد، در آن نقطه خاص دو لایه به هم برخورد می کنند و باعث ایجاد تغییر در مقدار عبوری جریان الکتریکی میگردند. این تغییر توسط کنترلر کشف شده و با اندکی پردازش روی اطلاعات حاصل از لمس، آنها را تبدیل به یک مختصات افقی و عمودی می نماید و به عنوان یک رویداد لمس آن را ثبت می کند. 

نوع مقاومتی صفحه لمسی به هر نوع فشاری حساس می باشد و ساخت ساده ای دارند اما وضوح تصویری که به کاربران ارائه می دهند نسبت به دیگر انواع کمتر است ، این عدد در حدود ۷۵ درصد می باشد و لایه های مقاومتی در مقابل اشیاء تیز و نوک دار آسیب پذیرند. این نوع از صفحه لمسی ها کارآیی خود را به واسطه وجود عناصری چون رطوبت و گرد و غبار از دست نمی دهند و به دلیل قیمت کم، دقت بالا و قابل دسترس بودن امروزه از پراستفاده ترین فناوری ها محسوب می گردند. 

صفحه لمسی خازنی

متشکل از قاب شیشه ای حاوی عنصر خازنی ذخیره کننده بار الکتریکی می باشد. زمانی که صفحه نمایش با یک شیء هادی مناسب مثل سرانگشت لمس گردد، مقداری از بار الکتریکی به کاربر منتقل شده و بار الکتریکی بر روی عنصر خازنی کاهش می یابد. این کاهش توسط مدارهایی که در گوشه های صفحه نمایش قرار دارند، اندازه گیری می شوند. رایانه از تغییرات نسبی بار در هر گوشه مکان دقیق لمس را محاسبه می نماید و اطلاعات را به درایو نرم افزاری می فرستد.

در این فناوری شیء لمس کننده باید هادی جریان الکتریکی باشد، مانند سرانگشت بدون پوشش، یا یک قلمی که هادی الکتریسیته باشد. این گونه صفحه لمسی ها در برابر عواملی چون رطوبت و گرد و غبار بسیار مقاوم هستند و وضوح تصویر ارائه شده توسط آنها عالی می باشد (در حدود ۹۰ درصد)، از این رو درکاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند.

مادون قرمز

از یک آرایش افقی و عمودی از گیرنده های مادون قرمز تشکیل شده است. در یک طرف دیودهای ساطع کننده نور و در طرف دیگر تعدادی سنسورهای دریافت کننده نور قرار دارند. زمانی که رویداد لمس اتفاق می افتد، در محل لمس شده یک وقفه در دریافت نور ایجاد شده که در صورت ایجاد این تغییر در سنسورهای دریافت کننده کشف مختصات مکان لمس شده اتفاق می افتد. صفحه لمسی هایی که نوری هستند از جهت طول عمر و پایداری در برابر محیط خارج مقاوم می باشند و سنسورهای آنها فقط در صورت بروز آسیب فیزیکی از کار می افتد، بنابراین در بسیاری از کاربردهای نظامی که نیاز به صفحه لمسی دارند از این تکنولوژی برای ساخت صفحه ها بهره می برند.

 صفحه لمسی (Surface Acoustic Wave (SWA

یکی از پیشرفته ترین فناوری های صفحه لمسی بوده و بسیار شبیه به انواع نوری می باشد ولی به جای پرتوهای نور از امواج صوتی بهره می برد. دو موج صوتی از امتداد محورهای x و y سرچشمه می گیرند و روی صفحه نمایش حرکت می نمایند و در طرف مقابل، هر موج توسط سنسورهای گیرنده دریافت می شود. زمانی که صفحه لمس می گردد، در نقطه لمس شده امواج جذب خواهند شد و باعث ایجاد تاخیر در دریافت موج توسط گیرنده می گردند که این مدت زمان تاخیر به وجود آمده ، نشان دهنده عمق فشار وارد شده می باشد . این گونه صفحه لمسی ها بر خلاف انواع دیگر قادر به تشخیص میزان فشار وارده یا عمق لمس شده z-axis هستند. این سیستم فاقد لایه های فلزی روی صفحه نمایش است و ۱۰۰درصد نور را عبور می دهد و در نتیجه تصویری با وضوح کامل نمایان می گردد. لمس با هر وسیله ای (به جز وسایل تیز و کوچک مثل سرخودکار) تشخیص داده می شود، اما ممکن است توسط عناصری چون گرد و غبار و رطوبت آسیب ببیند SAW بهترین گزینه موجود برای نمایش تصاویر با جزئیات زیاد در نظر گرفته می شود. از این فناوری برای کیوسک های اطلاعاتی که در محیط های شلوغ هستند و در ساخت رایانه های آموزشی کاربرد فراوانی دارد.

سیستم آبیاری هوشمند، سیستمی است که به کمک آن می توان با برنامه هایی از پیش تعیین شده،که بطور ثابت یا از طریق کاربر تعریف میشوند، گیاهان مختلفی را در هر نوع توپوگرافی زمین متناسب با نوع نیاز آن گیاه آبیاری نمود. از عوامل تاثیرگذاری که باعث گرایش به بهره گیری از سیستم آبیاری هوشمند در، گلخانه ها و در زمینه ی کشاورزی و یا در هوشمند سازی ساختمان می گردد، اولاً صرفه جویی بالا در میزان آب مصرفی در استفاده از این سیستم ها بوده و ثانیاً انعطاف پذیری این نوع سیستم ها با شرایط گوناگون زمین و منطبق شدن با نوع نیاز گیاه در مصرف آب می باشد. امکان کنترل آبیاری به روش های (سیستم قطره ای ، بارانی و ….) در فضای سبز، با نصب سیستم هوشمند در محیط هایی که دارای پخش کننده های آب نصب شده در فضاهای سبز می باشند.

با توجه به وضعیت فعلی بحران آب درکشور و این نکته که تقریبا ۸۰ درصد از میزان هدر رفت آب در بخش کشاورزی است، استفاده از راه حل های هوشمندسازی می تواند یک راه حل مطمئن و مطلوب برای خارج شدن از بحران آب و ایجاد یک مدیریت مناسب در این زمینه باشد.  

سیستم آبیاری هوشمند دارای چه امکاناتی است؟

• سناریوهای پیشنهادی جهت مدیریت سیستم آبیاری هوشمند
• سنجش رطوبت و تشخیص اینکه آبیاری بر مبنای رطوبت خاک چه هنگامی صورت می پذیرد.
• تنظیم دبی و فشار مناسب جریان آب در مناطق مختلف.
• زمان بندی انجام آبیاری برای ساعات خنک تر جهت صرفه جویی در مصرف آب.
• تنظیم قطع و وصل جریان آب در بازه های زمانی مختلف

با نصب ایستگاه های سیستم هوشمند آبیاری و تقسیم زمین های مورد نظرتحت کشت به چندین بخش جهت آبیاری، میتوان پروسه آبیاری را حتی با سرانه پایین آب نیز انجام داد. بوسیله سامانه وایرلس سیستم هوشمند آبیاری و برقراری ارتباط بی سیم امن و بدون اختلال هیچگونه محدودیتی در مساحت و متراژ زمین یا باغ تحت پوشش سیستم هوشمند آبیاری بوجود نخواهدآمد.

این سیستم ها اشخاص را قادر خواهند ساخت تا به راحتی فضای سبز خود را در هر زمان و مکانی که تمایل دارند آبیاری نموده و از بروز آسیب در روند رشد گیاهان بر اثر بی آبی یا کم آبی جلوگیری به عمل می آورد. بدلیل شیوه ی آبیاری منظمی که این سیستم در اختیار می گذارد، با کمترین میزان آب مصرفی بیشترین میزان بهره وری را خواهیم داشت.

آبیاری هوشمند گیاهان آپارتمانی، گل‌ها و درختچه‌های موجود در حیات خانه‌ها، یکی از دغدغه‌های افرادی است که به نگهداری گل ها و گیاهان علاقه فراوانی دارند. مهم‌ترین مشکل در این زمینه، تامین نیاز آبی این گیاهان در هنگام مسافرت است. بسیار اتفاق می‌افتد که افراد فرصت نمی‌کنند که برای آبیاری گیاهان خود پیش از مسافرت تدبیری بیاندیشند و این مسئله باعث خشک شدن گل‌های زیبایشان شده‌است، که مدتها  از آن‌ نگه‌داری کرده‌اند. این مشکل را می‌توانیم با هوشمند کردن سیستم آبیاری نیز برطرف نماییم.

پس از کسب تجربه‌های فراوان، یک مجموعه از ابزار آبیاری اتوماتیک گیاهان برای شما آماده شده است. با استفاده از این سیستم می‌توانید بدون نیاز به حضور در محل، گیاهان خود را آبیاری کنید.

سیستم آبیاری هوشمند چگونه فعالیت می نماید؟

در این مجموعه ابزاری مانند سیستم آبیاری قطره‌ای، لوله آبیاری و اتصالات مورد نیاز وجود دارد. بخش ویژه این مجموعه سیستم آبیاری قابل تنظیم آن است که می‌تواند برای گیاهان‌تان، آبیاری را به صورت خودکار انجام دهید.

شیر برقی موجود در پکیج محصولات هوشمندسازی جهت آبیاری مناسب گیاهان شما، متناسب با یک برنامه زمان بندی تعریف می‌شود. به عنوان مثال در طی روز به مدت یک دقیقه آبیاری را انجام داده و با استفاده از قطره‌ چکان‌های موجود در سیستم آبیاری هوشمند، می‌توانید به راحتی و متناسب با هر گلدان، آبیاری به شیوه منظم تری صورت پذیرد.

چه عواملی در سیستم آبیاری هوشمند موثر هستند؟

بررسی داده های اقلیمی در آبیاری هوشمند در آمار چندین ساله هواشناسی مانند دما، بارندگی، رطوبت، سرعت باد، تابش آفتاب برای محاسبه نیاز روزانه آبیاری هوشمند محصولات مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. در صورتی که برای محاسبه ET از روش خاصی استفاده شود، داده های مورد نیاز آن روش را نیز جمع آوری نمایید.

بررسی داده های زراعی در سیستم آبیاری هوشمند

الگو و تراکم کشت مورد نظر و مناسب بودن گیاهان انتخاب شده برای طرح از دیدگاه اقلیمی.

بررسی خاک عملیات زراعی و آبیاری اتوماتیک.

اطلاعات مورد نیاز برای محاسبه ضریب گیاهی Kc در هر محصول آبیاری اتوماتیک.

خصوصیات فنولوژیکی و مرفولوژیکی گیاه بذر کاری شده.

 ارتفاع گیاه مراحل حساس به تنش آبی. ضرایب حساسیت به شوری و کم آبی ، حساسیت به کاتیون ها وآنیون های مختلف.

داده های مربوط به خاک آبیاری هوشمند.

بافت و ساختمان خاک،عمق خاک،نقاط پتانسیلی خاک.

ظرفیت زراعی، وزن مخصوص منحنی رطوبت خاک در آبیاری هوشمند نقطه پژمردگی و حد اشباع قابل استخراج توسط گیاه، میزان شوری و سدیمی بودن خاک.

 ظرفیت نگهداری آب در خاک، نفوذپذیری و شماره منحنی نفوذ و محل خروجی زه آب ها .

آبیاری هوشمند، داده های مربوط به آب در محل اصلی برداشت. مقدار حجمی آب در طول سالی که آبیاری هوشمند انجام شده است.

دبی جریان آب و تغییرات احتمالی آن، شوری آب ارتفاع منبع آب نسبت به زمین، فاصله منبع آب تا زمین. درجه تناسب آب با گیاهانی که در طرح وجود دارند. حقابه ها و مسایل قانونی و حقوقی آب.

نقشه های توپوگرافی زمین. نقشه های موقعیت. راهها موارد ترجیحی زراع و وضعیت مالی او. سایر عوامل فیزیکی که به نحوه ای در اجرا آبیاری هوشمند موثر است.

روش های تحلیل اطلاعات مربوط به خاک و گیاه و آب و همچنین تحلیل های اقتصادی طرح آبیاری هوشمند و به دست آوردن حداکثر نیاز روزانه آبیاری هوشمند طرح DDIR  مورد بحث قرار گرفت. همچنین معیارهای عملکرد سیستم آبیاری مانند راندمان های آبیاری هوشمند، کفایت آبیاری، یکنواختی پخش آب و سایر مورادی که در مقایسه از آن استفاده می شود، مورد بحث واقع شده است. جنبه های فنی طراحی در آبیاری هوشمند نیز مورد بحث قرار می گیرد.

سیستم آبیاری هوشمند فضای سبز

 برای انجام آبیاری فضای سبز ابتدا باید از آب موجود آزمایش گرفت، جهت انجام آبیاری فضای سبز اطلاعات آب مورد نیاز از قبیل میزان دبی آب و فشار آب مهم است، چرا که بدون این اطلاعات ممکن است در انتهای کار دچار مشکل شویم و سیستم آبیاری فضای سبز از کارایی مناسبی برخوردار نباشد.

نوع گیاه و پوشش فضای سبز برای تعیین نوع آبیاری فضای سبز نیز مهم می باشد. چرا که هدف آبیاری فضای سبز برای انجام آبیاری به بهترین شکل ممکن است ، اگر قرار باشد قسمتی از فضای سبز خشک یا پژمرده شود پس سیستم ما ناکارآمد می باشد و در عین حال باید در نظر داشت که هیچ پوششی در آبیاری فضای سبز صد درصد نمی باشد ولی باید، عدم پوشش به حداقل میزان خود برسد.

برای انجام صحیح اجرای آبیاری فضای سبز باید محاسبات اصطکاک لوله و افت فشار در آب شهری باید در نظر گرفته شود، چرا که سیستم هوشمند آبیاری فضای سبز با آب شهری دارای حداقل فشار ممکن است، اگر فشار آب در آبیاری فضای سبز به زیر ۱ بار برسد، عملا این سیستم کارآمد نبوده و فاقد بازدهی می گردد.

تکنولوژی خانه هوشمند اطلاعات مربوط به حضور افراد را جمع آوری نموده و با افراد خانواده و همچنین افرادی که به ارائه مراقبت های اولیه پزشکی می پردازند به اشتراک می گذارد. در یک تعریف دیگر، استفاده از وسایل ساده و کمکی برای فراهم کردن محیطی که در آن قابلیت های تجهیزات خودکار شده است و وسایل با یکدیگر مرتبط شده اند. از تکنولوژی خانه هوشمند جهت بهبود بخشیدن به کیفیت زندگیتان در دوران سالمندی استفاده نمایید. هر چه پیرتر می‌شوید زندگی بیشترچالش برانگیز خواهد شد. دراین مقاله به بررسی راهکارهای ویژه ای که استفاده از تکنولوژی خانه هوشمند به منظور بهبود زندگی سالمندان ارائه می دهد می پردازیم. خانه هوشمند، داده های فیزیولوژیکی، موقعیتی و حرکتی را جمع آوری می نمایند و جمع آوری این اطلاعات می تواند برای تشخیص زود هنگام و مداخله ارائه دهندگان مراقبت سلامت، پزشک فرد و خانواده های آنها نیز مورد استفاده قرار بگیرد.

سالمندان درحال حاضر به علت آسیب پذیری بالا، چالش بزرگی برای دولت ها به شمار می روند، برخی عوارض طبیعی سالخوردگی عبارتند از: کاهش حواس، ضعف حرکتی، استقامتی و انعطاف… با همه این موارد، با اینکه سالمندان و خانواده هایشان از خطرات احتمالی آگاهی دارند، اما تعداد زیادی از سالمندان بیش از ۹۵ % سالمندان آمریکایی یعنی نصف افراد ۷۵سال به بالا، تمایل دارند تنها زندگی کردن را انتخاب کنند.

بیشتر سالمندان ترجیح می دهند، در جایی زندگی کنند که تولد ۶۵ سالگیشان را آنجا جشن گرفته اند. به این علت که احساس آشنایی، راحتی و امنیت توام با احساس عدم وابستگی را برایشان فراهم می کند؛ اما این وضعیت به دلیل آمار افتادن ۱ نفر از هر ۳ نفر سالمند، می تواند خطرناک باشد، مطالعات پذیرش های بیمارستان نشان می دهد که علت اغلب آسیب های سالمندان، افتادن (به زمین خوردن) در منزل به دلیل عدم تناسب محیط اطراف سالمند با نیازش است؛ دو علت دیگر آسیب های خانگی سالمندان سوختگی با آتش که بیشتر به علت فراموش کردن خاموش کردن اجاق گاز یا شعله هاست و (مسمومیت دارویی) به دلیل اینکه سالمندان بیشتر از سایر افراد در معرض واکنش های مضر دارویی قرار گرفته اند.

دستگاه های غیر مداخله ای

وضعیت سلامتی و امنیتی را بدون دخالت در مراقبت فرد نمایش می دهند مانند دستگاهی که می تواند روی تشک قرارگرفته و ضربان قلب، وضعیت تنفس و آرامش فرد را مشخص نماید. این حسگرها می توانند داده های موقعیت فرد در یک بازه ی زمانی را مشخص کنند، مانند تعداد مراجعات به سرویس بهداشتی یا اینکه می تواند همراه با حسگرهای دیگر برای توسعه دستیابی به الگوهای فعالیتی استفاده شوند، بعنوان مثال اگر یک سالمند مستقر در خانه هوشمند، زمان زیادی را در سرویس بهداشتی بگذراند و حسگر هیچ حرکتی را شناسایی نکند، به پرستار آن سالمند هشدار داده خواهد شد. حسگرها می توانند تغییرات رفتاری متغیری از نحوه خوابیدن تا اینکه آیا سالمند هنوز قادر به شستن ظرفهایش هست یا نه را نشان می دهند. حسگرهای رطوبت استفاده منظم از سینک یا دوش را چک می کنند. حسگر گام که در زمین تعبیه شده، تغییرات توانایی درراه رفتن سالمند مانند به زمین خوردن را مشخص می کند. این دستگاه ها در زمینه کسب اطلاعات در جهت کاهش سلامت افراد سالمند یا مشکلاتی که ممکن است رخ دهد اطلاعات مفیدی برای کمک به افراد خانواده و پرستاران جهت انجام اقدامات پیشگیرانه از حوادث مخاطره آمیز، تشخیص می دهند.

از کلید لمسی برنامه پذیر چه می دانید؟

دستگاه های مداخله ای در تکنولوژی خانه هوشمند

این دستگاه ها نقش فعال تری را در مراقبت ایفا میکنند، مانند حسگرهایی که مجهز به هشدار هستند، سیستم های یادآور و دستیار دارو.

تکنولوژی حسگرهای خانه هوشمند

به صورت فعال اطلاعات را ارسال نموده و در صورت لزوم، امکان مداخله را فراهم می نمایند. برخی از این حسگرها علائم حیاتی را همراه با الگوی حرکت فرد نمایش می دهند، که برای اطلاع از زمین خوردن یا برنخاستن سالمند از خواب مناسب می باشند. لباس های هوشمندی هم وجود دارند که مجهز به حسگرهای شرایط فیزیولوژیکی هستند و علائم حیاتی، نتایج الکتروکاردیوگرام و جریان خون را نمایش می دهند، که این اطلاعات میتوانند برای تشخیص یا درمان به نزد پزشک فرستاده شوند.

سیستم های یادآور تکنولوژی خانه هوشمند

برخی از اینها شامل اطلاعاتی هستند، مانند ساعت، تاریخ، کارهایی که باید انجام شود و مناسبت های پیش رو و برخی دیگر برای هشدار در صورت سوختن اجاق گاز و خطرات احتمالی می باشند. بیشتر این سیستم های یادآور در صورتی که پرستار کارهایی مانند خاموش کردن گاز، بستن در و… را فراموش کند، انجام می دهند.

تکنولوژی هوشمند سازی ساختمان با رویکرد نقش یک دستیار دارویی

دستگاه های متعددی برای دستیاری مدیریت دارویی وجود دارند، مانند نسخه پیچی های خودکار، پدهای حسگری که زیر شیشه های دارو برای تشخیص برداشتن و استفاده و دریافت آنها تعبیه شده اند، رباتهایی که سالمند را در زمینه داروهای مورد نیازش پیگیری می کند، حیوانات مجازیی که سالمند به آنها غذا داده و از آنها مراقبت می کند، دکمه ای را برای گزارش دریافت دارو فشار داده و اگر با رژیم داروییشان مطابقت نداشته باشد، حیوان آنها بیمار می شود؛ بعضی تکنولوژی های خانه هوشمند به سالمند ساکن یادآوری می کنند تا جعبه ی داروی خود را (جهت اطمینان از صحت دارو) اسکن کنند، این سیستم ها لیستی از داروها را نگهداری کرده و هنگام تمام شدن داروهای سالمند، به داروخانه آنها را تجویز می کنند.

مسئولیت های تکنولوژی خانه هوشمند

کاهش حوادث مضر، فراهم کردن حمایت و مداخله در شرایطی مانند بیماری های قلبی، سقوط، دمانس، مشکلات دارویی، سرگردانی و انزوا.

مشکلات تکنولوژی خانه هوشمند

برخی از مواردی که باید پیش از استفاده از سیستم ها در نظر گرفته شود عبارت اند از: تناسب سیستم با نیاز فرد، دوستانه تر نمودن سیستم هوشمند در راستای استفاده آسان سالمندان از این دستگاه، مقرون به صرفه نمودن هزینه های تجهیز خانه ها به این تکنولوژی؛ از نظر برخی از منتقدین، با نگهداشتن افراد در خانه هایشان ارتباط آنها با اجتماع کم شده و ما آنها را محبوس می کنیم در صورتی که هدف اصلی از طراحی خانه هوشمند ایجاد حس استقلال و خودمختاری در سالمند می باشد. از دیگر مشکلات این تکنولوژی تمایل افراد به استفاده از این تکنولوژی و میزان تهاجمی بودن تکنولوژی است، هرچه تکنولوژی احساس دخالت در امور بیشتری را به سالمند منتقل کند، در نتیجه تمایل فرد به استفاده از آن کمتر خواهد شد.

قصد ما در این مقاله بررسی مزایا و امکاناتی است که در یک خانه هوشمند نسبت به یک خانه معمولی وجود دارد. خانه هوشمند امروزه به عنوان یکی از بخش های مهم سیستم کلی مدیریت ساختمان bms  محسوب می گردد، که تمرکز در زمینه های بهینه سازی در مصرف انرژی، ایجاد آرامش و امنیت و ایجاد بستری مبتنی برآسایش و فراهم کردن شرایطی که سهولت درکنترل از پیامدهای آن است، از اهداف اصلی این سیسستم است.

مجموع اقداماتی که در راستای ایجاد آرامش و امنیت برای کاربران خانه هوشمند انجام می پذیرد:

• کنترل هوشمند روشنایی‌ها و سیستم سرمایش، گرمایش و تهویه مطبوع با توجه به حضور افراد در محیط
• فراهم آوردن نور، دما و رطوبت مطلوب بوسیله مدیریت بهینه تجهیزات
• شناسایی تجهیزاتی که معیوب هستند و یا میزان مصرف آنها زیاد است
• مانیتورینگ مصرف انرژی تجهیزات
• پیک سایی
• مدیریت هوشمند تجهیزات بر اساس عرضه و تقاضای انرژی

سیستم هوشمند برای ساکنان این امکان را فراهم می­ کند که از تجهیزات به صورت کاربردی تر استفاده نموده و احساس امنیت و آسایش را در آنها افزایش می ­دهد و همچنین می ­تواند موجب صرفه ­جویی در مصرف انرژی گردد. ساختمان های هوشمند با استفاده از یکپارچه نمودن چهار عنصر اصلی مانند سیستم­ ها، ساختار، سرویس و مدیریت همچنین با برقراری ارتباطی پویا میان آنها محیطی مقرون به صرفه را بوجود می آورند.

مجموع اقداماتی که در جهت ایجاد آرامش و امنیت در خانه هوشمند انجام می گردد:

• افزایش ایمنی ساختمان با استفاده از سیستم‌های اعلام و اطفای حریق
• افزایش امنیت ساختمان با بهره گیری از سیستم‌های امنیتی و کنترل تردد پیشرفته
• پایش دقیق فضاهای مهم ساختمان بوسبله استفاده از دوربین‌های مدار بسته و سیستم‌های دزدگیر
• کنترل خسارات ثانوی ناشی از قطع خودکار گاز، آب و برق ساختمان در هنگام وقوع زلزله

مجموع اقداماتی که در راستای سهولت در کنترل خانه هوشمند انجام می گردد:

• بالا بردن کیفیت زندگی و راندمان کاری با فراهم نمودن نور، دما و رطوبت دلخواه ساکنین
• کنترل تجهیزات بوسیله گوشی موبایل، تبلت، ریموت کنترل و اینترنت
• کنترل تجهیزات خانه هوشمند با استفاده از سناریوهای دلخواه
• امکان مشاهده و نظارت بر وضعیت تجهیزات از طریق نرم افزار
• فعال و غیر فعال سازی تجهیزات مطابق برنامه زمان بندی

خانه‌های هوشمند با هدف ایجاد آسایش و امنیت برای کاربران به سرعت در حال توسعه می باشند. امروزه تکنیک‌های مختلفی برای اتوماسیون ساختمان‌های بزرگ بکار گرفته‌می‌شود از قبیل کنترل نور، کنترل دما، کنترل درها و پنجره‌ها و پرده‌ها و یا سیستم‌های امنیتی و مدار بسته و غیره. علاوه برموارد یاد شده، در خانه‌های هوشمند، کاربرد‌های دیگری نیز از قبیل کنترل سیستم Multimedia، آبیاری گیاهان و حتی غذا دادن به حیوانات خانگی نیز قابل تعریف می باشد.
سیستم ‌های خانه ی هوشمند علاوه بر ایجاد آسایش و امنیت مضاعف درخانه به بهینه‌ سازی مصرف انرژی و صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌های نگهداری ساختمان نیز کمک شایانی ‌می‌نمایند. ضمناً این سیستم‌ها علاوه بر مخاطبین معمول خود می‌توانند در بهبود کیفیت زندگی سالمندان و معلولان نیز کمک قابل توجهی نمایند.

معرفی برخی از مزایای خانه هوشمند

1–روشنایی هوشمند

روشنایی بخش ­های مختلف ساختمان با استفاده از سیستم BMS  هوشمند می گردد. که این کنترل روشنایی شامل روشن و خاموش نمودن خودکار آنها، تنظیم سطح نور، کاهش یا افزایش و همچنین تعیین و مشاهده وضعیت آنها و امکان روشن و خاموش نمودن آنها از راه دور و در بیرون از ساختمان می­ باشد.

۲ –سیستم­ های حفاظتی و امنیتی

می توان سیستم ­های اعلام و اطفاء حریق، ورود و خروج پرسنل، دوربین مدار بسته و نشتی آب و آب گرفتگی و حفاظت از برق گرفتگی را نیز به سیستم BMS متصل نمود و کنترل آن را به عهده داشت.

۳ –در ، پنجره ، پرده و سایبان

به وسیله سیستم BMS می­ توان این تجهیزات را کنترل و وضعیت آنها را مشاهده نمود و فرمان های لازم را در این خصوص صادر نمود و حتی می­ توان با استفاده از حسگر اثر انگشت یا کارت مغناطیسی علاوه بر ایجاد ایمنی بیشتر به امکان طبقه ­بندی و زمان­ بندی دسترسی نیز اعمال نمود.

۴ –سیستم­های سرمایشی و گرمایشی (تهویه مطبوع)

سیستم­ های سرمایشی و گرمایشی می­ توانند شامل تجهیزات مرکزی و تجهیزات محلی باشند، تجهیزات مرکزی که در موتورخانه واقع­ اند مانند چیلر، دیگ آبگرم، پمپ ­های سیستم، برج خنک­ کن و غیره می­ باشد و تجهیزات محلی نیز مانند فن کوئل ها، کولرها و هواسازها می ­باشند. از طریق سیستم BMS می­ توان تجهیزات مرکزی را در زمان های مشخص و از راه دور روشن و خاموش نمود و همچنین با تغییرات شرایط محیطی تغییرات لازم مورد نیاز را اعمال نمود و همچنین این سیستم می­ تواند دمای اتاق ها را بصورت هوشمند کنترل نمود و در صورت عدم حضور افراد نسبت به خاموش نمودن تجهیزات اقدام نماید.

۵ –سیستم­های صوتی و تصویری ، تجهیزات اداری

با استفاده از BMS می­ توان امکان استفاده از یک آرشیو مرکزی صوتی را انتخاب و یا جهت اجرای مراسم­ های مختلف حالت­ های از قبل تعریف شده را انتخاب و اجرا نمود و یا تجهیزات اداری را نیز از طریق این سیستم کنترل نمود.

۶ – کنترل سیستم  ورود و خروج

در مورد ساختمان های اداری این سیستم می ­تواند ورود و خروج کلیه مهمانان را ثبت و حتی تصویر آنها را ضبط نمود و در ساختمان های مسکونی نیز امکان دریافت تصویر مراجعه کننده بر روی نمایشگر و در صورت عدم حضور ثبت تصویر به همراه زمان مراجعه وجود داشته و حتی در صورت وجود اینترنت امکان برقراری ارتباط با مهمان از راه دور را مهیا سازد.

۷ –کنترل تأسیسات استخر،  سونا و جکوزی

این سیستم می­ توانند بطور هوشمند تجهیزات را خاموش و روشن نموده و دستگاه های تصفیه، دما را کنترل کند و در صورت لزومدیگر کنترل های برنامه ریزی شده را نیز صورت دهد.

۸ –سیستم­های ارتباطی

پشتیبانی خطوط تلفنی ، پیامگیر و تلفن سانترال نیز از ویژگی­ های این سیستم به شمار می­ رود .

۹ –وسایل الکتریکی ساختمان

در ساختمان هوشمند امکان اطلاع یافتن از وضعیت کلیه وسایل الکتریکی ساختمان و کنترل آنها وجود دارد .

۱۰-سیستم آبیاری

آبیاری گیاهان موجود در حیاط و یا داخل ساختمان را بطور خودکار طبق برنامه از پیش تعیین شده انجام شود. در نتیجه با استفاده از سیستم مدیریت ساختمان می­ توان ساختمان ها را تا سطح مورد نظر هوشمند نمود هزینه این کار نیز بسته به سطح هوشمند سازی می ­تواند بسیار متفاوت بوده ولی امکان­ پذیر می­ باشد.

معرفی برخی مزایای خانه هوشمند

• کنترل هوشمند و خودکار موجب افزایش امنیت کودکان و رفاه خانواده می گردد.
• قابلیت کنترل همه چیز از طریق یک مانیتور لمسی
• ساخت نمایی مدرن و شیک از ساختمان، متناسب با علایق و سلایق شخصی کاربران در هر پروژه
• ارسال اطلاعات کنترل زمان ورود و خروج کودکان به تلفن همراه والدین در هنگام عدم حضور آن ها
• کنترل هوشمند میزان نور و روشنایی و طراحی هوشمند نورپردازی ، موسیقی، سرمایش و گرمایش و… برای هر اتاق متناسب با شرایط کاربری آن اتاق
• امکان طراحی و تعریف سناریوی مختلف برای اتاق ها (اتاق خواب، اتاق کودک، اتاق پذیرایی، آشپزخانه و...)
• کنترل پرده ها و کرکره ها با سناریو و به صورت ریموت از روی مانیتور لمسی یا اپلیکیشن

گوشی همراه.

• خاموش و روشن کنترل چراغ ها و تجهیزات و دستگاه های مختلف فقط با یک کنترل از راه دور
• تغییرسیستم های سنتی ساختمان ها با مدرنترین تکنولوژی روز دنیا بدون تغییر در ساختارکنونی ساختمان.
• ایجاد محیطی بسیار لوکس و زیبا توام با راحتی و آسایش و اطمینان
• استفاده از زیباترین تجهیزات، متناسب با نما و دکوراسیون داخلی ساختمان
• کنترل از راه دور تاسیسات و دستگاه ها توسط موبایل (راه اندازی قبل از حضور) ایجاد سناریوهای انجام همزمان چند کار تنها با فشار دادن یک کلید (سناریوی بیداری،خاموشی،مهمان،تماشای تلویزیون) و...
• امکان تغییر سیستم، همزمان با تغییر نیازهای ساکنین ، سن افراد و کاربری اتاقها در کمترین زمان و بدون هزینه های اضافی
• چند برابر کردن ارزش افزوده ساختمان و پاسخگویی به تمام نیاز های ساکنان ساختمان
• جایگزین نمودن کلیدهای لمسی به جای و کلیدهای سنتی و قدیمی

اینترنت اشیا به‌ طور کلی به بسیاری از چیزها شامل اشیا و وسایلی که در محیط پیرامون ‌ما وجود دارد، اطلاق می گردد که به شبکه اینترنت متصل شده و می تواند به وسیله اپلیکیشن‌های موجود در تلفن‌های هوشمند و تبلت کنترل و مدیریت گردد، اشاره دارد. اینترنت اشیا به زبان ساده، به ارتباط بین سنسورها و دستگاه‌ها با شبکه‌ای است که از طریق آن می‌توانند با یکدیگر و یا با کاربرانشان تعامل ایجاد نمایند. این مفهوم می‌تواند به سادگی ارتباط یک گوشی هوشمند با تلویزیون باشد، یا به پیچیدگی نظارت بر زیرساخت‌های شهری و ترافیکی. این شبکه بسیاری از دستگاه‌های اطراف ما را از ماشین لباسشویی و یخچال گرفته تا لباس هایمان؛ در برمی‌گیرد.

اتحادیه بین‌المللی مخابرات، اینترنت اشیا را زیرساختی جهانی برای جامعه اطلاعاتی که بر اساس فناوری‌های ارتباطی و اطلاعاتی دارای قابلیت تعامل پذیری از قبل موجود و رو به رشد از طریق اتصال (فیزیکی و مجازی) اشیا که خدمات پیشرفته ای را ممکن می‌سازد، تعریف نموده ‌است. به کمک اینترنت اشیا در سراسر زیرساخت‌های شبکه موجود، امکان کنترل اشیا از راه دور فراهم می شود و همچنین فرصت برای ادغام مستقیم از جهان فیزیکی به سیستم‌های مبتنی بر کامپیوتر ایجاد نموده ‌است و در ایجاد بهبود در میزان بهره‌ وری، دقت و سود اقتصادی علاوه برکاهش دخالت انسان منجر گردیده است. تا زمانی که اینترنت اشیا با سنسورها و محرک‌ها تکمیل ‌شود، هر چیز منحصر به فردی از طریق سیستم‌های محاسباتی جاسازی می شود و قابل شناسایی می گردد. بر اساس تخمین کارشناسان اینترنت اشیاتا سال ۲۰۲۰ در حدود سی میلیارد شی را در بر خواهد گرفت.

تعاریف زیادی از اینترنت اشیا (IOT) internet of things توسط انجمن‌های مختلف تحقیقاتی بر اساس نوع نگرش آن‌ها به نقاط قوت این ایده بیان شده‌است. دلیل چند وجهی بودن این مفهوم ریشه در نام گذاری این ایده یعنی «اینترنت اشیا» دارد. این نام از دو کلمه تشکیل شده‌است، کلمه اول به دیدگاه شبکه گرایی این مفهوم تأکید دارد، درحالی که کلمه دوم به حرکت به سمت اشیاء عمومی که در یک بسته مشترک قرار گرفته‌اند تأکید می‌ نماید. اینکه به اینترنت اشیا با دید اینترنت گرا یا موجودیت گرا نگاه کنیم، موجب به وجود آمدن تغییراتی در قراردادهای تجاری، تحقیق‌ها و استانداردهای موجود خواهد شد.

چند دهه است که اینترنت برای ما نامی آشناست. مجموعه‌ای از کامپیوترها که به یکدیگر متصل هستند و توانایی تبادل اطلاعات را با همدیگر دارند. البته چند دهه قبل، منظور از کامپیوترها، کامپیوترهای لابراتوراهای بزرگ تحقیقاتی و بعدها کامپیوترهای رومیزی بوده است.

مدت زیادی است که لپ‌تاپ‌ها هم، به جمع کامپیوترهای موجود در بستر اینترنت افزوده شده‌اند. موبایل‌ها هم، وسایل دیگری بودند که مهمان بستر اینترنت شدند. هر روز وسایل جدیدی، در حال اتصال به اینترنت هستند. ساعت‌های هوشمند هم، نمونه‌ای از این وسایل محسوب می‌ گردند. خودروها، سیستم روشنایی خانه‌ها، یخچال‌ها، چراغ‌های راهنمایی و رانندگی، همگی وسایلی هستند که به عنوان یک واحد مستقل به اینترنت افزوده می‌شوند. با این‌‎که فعالیت در حوزه‌ی فناوری اینترنت اشیاء از اوایل دهه ۹۰ میلادی آغاز شد، اما تاریخچه آن بر می گردد به کوین اشتون مؤسس و مدیر اجرایی مرکز Auto-ID در دانشگاه MIT  که برای اولین بار در سال ۱۹۹۹ در یکی از ارائه های خود، از اینترنت اشیاء نام برده است. اشتون عضو تیمی بود که توانستند با تگ های RFID، اشیاء را به اینترنت متصل کنند.

امروزه، کامپیوترها و در نهایت اینترنت، تقریبا به صورت کامل برای تولید محتوا، به انسان ها وابسته هستند. نزدیک به حدود ۵۰ پتابایت (هر پتابایت معادل ۱۰۲۴ ترابایت است) دیتایی که در اینترنت موجود است، از طریق انسان با تایپ کردن، رکورد کردن، عکس گرفتن و اسکن بارکد تولید شده است.

افزایش روز افزون استفاده از آدرس IPv6، یک فاکتور مهم در توسعه اینترنت اشیاء است. به گفته‌ی آقای استیو لیبسون، این گسترش فضای آدرس به معنی این می باشد که می توان، به هر اتم روی سطح زمین، یک آدرس  IPv6  اختصاص داد و هنوز هم به اندازه کافی، تعداد آدرس IPv6 برای بیش از ۱۰۰ کره زمین هم وجود دارد. به عبارت دیگر، انسان ها به راحتی می توانند به هر شیء روی کره زمین، آدرس IP اختصاص دهند. افزایش تعداد تجهیزات هوشمند و همچنین مقدار داده ای که این تجهیزات تولید می نمایند، نگرانی های جدیدی از جمله حریم خصوصی، قدرت در داده ها و امنیت را بوجود می آورد.

اینترنت اشیا، سیستمی از کامپیوترها، ماشین‌های محاسبه، دستگاه‌های دیجیتال و مکانیکی، انسان‌ها و حیوانات است که هر کدام با یک کد مستقل و به عنوان یک وسیله‌ی متمایز، در شبکه حضور دارند و سهم قابل توجهی از تبادل اطلاعات و رفتار و رابطه میان آنها، بدون دخالت و نظارت مستقیم انسان انجام می‌شود.

 برای خرید کلید لمسی کلیک کنید

چگونگی فرآیند ارسال داده ها

فرآیند ارسال داده‌ها در فناوری اینترنت اشیاء بدین ترتیب است که به سوژه‌ی مورد نظر یک شناسه‌ی یکتا و یک پروتکل اینترنتی (IP) تعلق می‌گیرد که داده‌های لازم را برای پایگاه داده‌‌ی مربوطه ارسال می‌کند. داده‌هایی که توسط ابزارهای مختلف از قبیل گوشی‌های تلفن همراه و انواع رایانه‌ها و تبلت‌ها قابل مشاهده خواهند بود.

این داده‌ها به چه کار می‌آید؟ چرا باید از اینترنت اشیاء استفاده کنیم؟!

روزگاری جورج اورول نوشت آن‌که گذشته را کنترل می‌کند، آینده را کنترل خواهد کرد. دنیای مدرن و فناوری ارتباطات نشان داده‌است که در دنیای کسب و کار "آن‌هایی که به داده‌ها و اطلاعات بیشتر و بهتری دسترسی دارند آینده را کنترل خواهند کرد" داشتن اطلاعات در دنیای جدید حکم سقوط سیب در روزگار نیوتون را دارد! اطلاعات به‌روز و مفید آن‌گاه که در زمان مناسب در اختیار اهل فن قرار گیرد، منجر به تولید محصولات و خدماتی می‌شود که زندگی بشر را هر روز بیش از پیش آسان و آسوده می‌کند؛ آسان و آسوده، با همه‌ی پیچیدگی‌ها و سختی های جهان امروز.

گسترش فلسفه فناوری اینترنت اشیا

فناوری اینترنت اشیاء نیز با همین فلسفه توسعه یافته‌است. دریافت، ثبت و ارسال اطلاعات ِبه روز و لحظه‌ای برای استفاده، تحلیل و بهبود محصولات و خدمات و البته در نهایت جهت استفاده‌ی مصرف‌کنندگان انجام می‌گیرد. برای مثال ورزشکاری که در طول یک برنامه‌ی تمرینی حرکات فیزیکی و تغییرات داخلی بدنش مورد مطالعه قرار می‌گیرد؛ شامپانزه‌ای که سوژه‌ یک تحقیق علمی است و یا قفسه‌ مخصوص کنسروهای ماهی در یک خواروبارفروشی یا باک بنزین‌ هوشمند یک خودروی سواری که خالی شدن خود را گزارش می‌دهند! این‌ها همگی مثال هایی از دامنه گسترده کاربردی فناوری اینترنت اشیاء می باشد. که به کمک آن اطلاعات لازم را به صورت لحظه‌ای به هر پایگاه داده‌ای که به آن متصل شده باشند، در هر نقطه‌ای از دنیا ارسال می نمایند.

فرآیند ارسال داده‌ها در فناوری اینترنت اشیاء نیازی به تعامل «انسان با انسان» یا «انسان با رایانه» نخواهد داشت و کلیه داده‌ها به صورت اتوماتیک و بر اساس تنظیمات انجام شده و در زمان‌های مشخص (معمولاً به‌صورت دائم و لحظه‌ای) ارسال می‌گردند. ظهور پدیده‌ اینترنت اشیاء یکی از هزاران نتیجه‌ گسترش اینترنت و البته توسعه‌ فناوری‌ های بی سیم (Wireless Technologies) و سامانه‌های میکرو-الکترومکانیکی (Micro-electromechanical Systems) می باشد. به‌دلیل قابلیت‌های فراوانی که در تعاملات «ماشین با ماشین» در فناوری اینترنت اشیاء موجود است، این پدیده تا به امروز در بخش‌های‌ صنعت (به خصوص در انواع کارخانجات تولیدی)، انرژی و گاز کاربرد فراوانی داشته‌است. سایر محصولات هوشمند، محصولاتی که قابلیت‌ برقراری ارتباط «ماشین با ماشین» را دارا هستند، از قبیل لیبلهای هوشمند، کنتورهای هوشمند نیز از فناوری اینترنت اشیاء استفاده می کنند.

اینترنت اشیا و چالش در دامنه حریم خصوصی

موضوع امنیت و حریم خصوصی، به عنوان یک مشکل اساسی بر سر راه "اینترنت اشیاء"به شمار می‌رود. به عنوان نمونه، احتمال حمله­ اینترنتی به اطلاعات شخصی افراد و هک کردن آن، یکی از این چالش‌ها می باشد. نکته‌ای که در این زمینه جالب به ‌نظر می‌رسد، توجه کنگره آمریکا به مباحث حقوقی و مقررات در رابطه با این فناوری جدید، آن هم در زمانی که استفاده از آن هنوز فراگیر نشده است. به نظر می‌رسد مشکلات و اخبار مربوط به جاسوسی و ورود به حریم خصوصی کاربران در شبکه‌های اجتماعی، موتورهای جستجو و... موجب آن شده تا کنگره گام‌های نخستین خود در رابطه با این فناوری جدید را مطمئن‌تر بردارد.