Sunday, 24 September , 2023
امروز : یکشنبه, ۲ مهر , ۱۴۰۲
شناسه خبر : 38295
  پرینتخانه » مقالات خارجی شهرسازی تاریخ انتشار : 22 جولای 2023 - 4:30 | 14 بازدید | ارسال توسط :

پایان نامه ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۸۵۹: معماری به سمت فناوری—طراحی نمونه اولیه یک خانه هوشمند

ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۸۵۹: معماری به سمت فناوری—طراحی نمونه اولیه یک خانه هوشمند | ۲۰۲۳-۰۷-۲۲ ۰۴:۳۰:۰۰ دسترسی آزادمقاله معماری به سمت فناوری – نمونه اولیه طراحی خانه هوشمند توسط پدرو راچا-پاچکو پدرو راچا-پاچکو Scilit Preprints.org Google Scholar ۱، خورخه تی ریبیرو خورخه تی ریبیرو Scilit Preprints.org Google Scholar ۱،۲،۳،* و خوزه آفونسو خوزه آفونسو […]

 ساختمانها، جلد.  13، صفحات 1859: معماری به سمت فناوری—طراحی نمونه اولیه یک خانه هوشمند

ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۸۵۹: معماری به سمت فناوری—طراحی نمونه اولیه یک خانه هوشمند
| ۲۰۲۳-۰۷-۲۲ ۰۴:۳۰:۰۰

مقاله

معماری به سمت فناوری – نمونه اولیه طراحی خانه هوشمند

۱
دانشکده معماری لیسبون، دانشگاه لیسبون، ۰۶۳-۱۳۴۹ لیسبون، پرتغال
۲
CERENA، مرکز منابع طبیعی و محیط زیست، ۱۰۴۹-۰۰۱ لیسبون، پرتغال
۳
CIAUD، مرکز تحقیقات معماری، شهرسازی و طراحی، ۱۳۴۹-۰۶۳ لیسبون، پرتغال
*
نویسنده ای که مسئول است باید ذکر شود.
ساختمان ها ۲۰۲۳، ۱۳(۷)، ۱۸۵۹; https://doi.org/10.3390/buildings13071859 (ثبت DOI)
دریافت: ۱۶ ژوئن ۲۰۲۳
/
بازبینی شده: ۵ ژوئیه ۲۰۲۳
/
پذیرش: ۲۰ ژوئیه ۲۰۲۳
/
تاریخ انتشار: ۲۲ جولای ۲۰۲۳

خلاصه

:

شیوه زندگی بشریت در دهه‌های گذشته با پیشرفت‌های فناوری جدید تغییر ناپذیری پیدا کرده است. اگرچه چنین نوآوری های تکنولوژیکی به تدریج به معماری منتقل شده اند، یکپارچگی کامل آنها هنوز به دست نیامده است. این مقاله به موضوع ترکیب فناوری‌های پیشرفته (مانند ترموستات‌های هوشمند، حسگرهای روشنایی، دوربین‌های امنیتی، فرمان‌های از راه دور، رابط‌های کاربری گرافیکی، گوشی‌های هوشمند، برنامه‌های تلفن همراه، حرکات، فرمان‌های صوتی و غیره) در معماری مسکونی در مقیاس کوچک شهری، در زمینه تکامل آینده می‌پردازد. برای این منظور، روشی در نظر گرفته شد که مفاهیم اصلی مربوط به اتوماسیون و شبکه های اطلاعاتی و همچنین عملکرد آنها در برخی موارد معماری مرجع مورد بررسی قرار گرفت. رهنمودهای طرح اولیه معماری بر اساس دانش قبلی به دست آمده تعریف شده است. سپس، یک طرح اولیه از یک خانه هوشمند به طور مکرر به عنوان ماشینی برای زندگی در تغییرات دائمی توسعه یافت. انتظار می رفت که به افزایش و انتشار دانش در این زمینه ها کمک کند و مزایا و محدودیت های آنها را توضیح دهد. طرح اولیه ارائه شده در این مقاله به حساس کردن متخصصان معماری به اهمیت تفکر یکپارچه و سیستماتیک در تمام مراحل طراحی خانه هوشمند کمک می کند.

۱٫ معرفی

توسعه فن آوری ارائه شده توسط دو انقلاب صنعتی اول شناخته شده، به ویژه از نیمه دوم قرن بیستم، شتاب فوق العاده و سریع بود. [۱]، که به انقلاب الکترونیک (یعنی انقلاب صنعتی سوم) و انقلاب ارتباطات (یعنی انقلاب صنعتی چهارم) ترجمه شد.
انقلاب الکترونیکی در پایان دهه ۱۹۶۰ رخ داد و با معرفی کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) که ارزان و آسان برای برنامه‌ریزی بودند، فناوری کنترل سیستم‌های الکتریکی و حرارتی را به شدت تغییر داد. بعداً، در دهه ۱۹۹۰، کنترل دیجیتال مستقیم (DDC) – یک ریزپردازنده که در زمان واقعی پایگاه داده اطلاعات داخلی را با نظارت بر اطلاعات یک محیط به روز می کند و به طور مداوم دستورات خروجی اصلاحی را به عنوان پاسخی به شرایط تغییر کنترل تولید می کند. [۲]- برای اولین بار در سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) استفاده شد. [۳] ساختمان های تجاری برای فعال کردن عملکردها برای اجرای خودکار. هسته سیستم های اتوماسیون و کنترل ساختمان مدرن (BACS) مبتنی بر PLC ها و دستگاه های حالت جامد است – یک جزء/سیستم الکتریکی که عمدتاً یا به طور کامل بر روی یک نیمه هادی استوار است. [۴]. اگرچه BACS اغلب با ساختمان های تجاری و خدماتی مرتبط است، اما می توان آنها را به عنوان سیستم های الکترونیکی خانه و ساختمان (HBES) نیز تعریف کرد. BACS یکی از حیاتی ترین فناوری های توانمند برای ایجاد ریزشبکه برای ساختمان های هوشمند و جوامع انرژی است. [۵].
ظهور (اوایل دهه ۱۹۶۰ [۶]اینترنت و توسعه تصاعدی آن (مرحله تجاری ۱۹۸۴-۱۹۸۹). [۶]) ریشه های انقلاب ارتباطات دهه ۲۰۰۰ هستند. تخمین زده می شود تا سال ۲۰۲۰ بیش از نیمی از جمعیت جهان به اینترنت دسترسی داشته باشند [۷]. علاوه بر این، این تعداد عمدتاً به دلیل رواج فناوری هوشمند و اینترنت اشیا (IoT) در حال افزایش است، جایی که دستگاه‌های کامپیوتر مانند به اینترنت متصل می‌شوند یا از طریق شبکه‌های بی‌سیم تعامل دارند. [۷]. این «چیزها»، به ویژه با خانه‌ها، شامل گوشی‌های هوشمند، اپلیکیشن‌ها، ترموستات‌ها، سیستم‌های روشنایی، سیستم‌های آبیاری، دوربین‌های امنیتی، وسایل نقلیه و حتی شهرها هستند. [۷]. به طور همزمان، انقلاب ارتباطات BACS/HBES را بیشتر تغییر داده است.
اگرچه اولین تصورات تصور شده از یک خانه هوشمند از اوایل قرن بیستم بود [۸]و اولین ارجاعات ثابت از دهه ۱۹۶۰ به دست آمد [۹]اولین خانه هوشمند توسط پیر ساردا در سال ۱۹۷۴ طراحی شد.https://youtu.be/cqPsI1YBSgc (دسترسی در ۲۱ مارس ۲۰۲۳). خانه هوشمند در واقع خانه‌ای است که در آن یک سیستم اتوماسیون سازمان‌یافته، تمام دستگاه‌های الکتریکی را توسط حسگرها و سیستم‌های مخابراتی (دکمه‌ها، صفحه‌نمایش‌های لمسی، صفحه‌کلید، و تشخیص صدا و ژست‌ها) برای کنترل از راه دور یا کمک به یکدیگر متصل می‌کند. مدیریت روشنایی، گرمایش، تهویه مطبوع، تهویه، سیستم هشدار امنیتی، سیستم صوتی و تصویری، دستگاه های تماس، تجهیزات کنترل انرژی، حضور، اتوماسیون (درها، پنجره ها، کرکره ها، دروازه ها)، آلارم های فنی (مثلاً در صورت ریزش آب ناخواسته)، لوازم خانگی و غیره را بر عهده دارد. [۱۰].
در حال حاضر، اصطلاح Domotics – که در اصل از کلمه لاتین “domus” به معنای خانه و “تیک” که شامل رباتیک، تله‌ماتیک و علوم محاسباتی است، آمده است. [۱۱]- همچنین با اتوماسیون ساختمان مرتبط است. این یک فناوری برای اتوماسیون خانه خصوصی است که خدمات متعددی را برای راحتی و امنیت ساکنان ارائه می دهد. اگرچه بسیاری از سیستم‌های اتوماسیون در BACS یا خانه‌های هوشمند و خانه‌های هوشمند نیز مورد استفاده قرار گرفتند، Domotics همچنین به عملکردهای اضافی مانند سیستم‌های سرگرمی خانگی چندرسانه‌ای، آبیاری خودکار گیاهان و تغذیه حیوانات خانگی، و صحنه‌های خودکار برای شام و مهمانی اشاره دارد.
امروزه سیستم های هوشمند به عنوان سیستم های آگاه از زمینه برای افزایش مهارت های ساختمانی دیده می شوند. آنها باید زمانی که چیزی مطابق با مشخصات کاربر یا از طریق اطلاعات محیطی اتفاق نمی افتد آگاه باشند – به عنوان مثال، هدفشان این است که بدانند چه اتفاقی می افتد و اهداف و نیازهای کاربران چیست تا یک عمل یا شرایط نامطلوب را پیش بینی کنند. [۱۲]. انتظارات آینده در مورد اتوماسیون خانگی به اطلاعات زمینه ای مرتبط است که می تواند برای هر کاربر تطبیق داده شود، که برای درک مدل های رفتاری کاربر ضروری است. معماري بايد طراحي فضايي را ترويج كند كه بيشترين مقدار اطلاعات را جمع آوري كند، بدون اينكه آسايش ساكنان را به خطر اندازد، و به طور همزمان آن را از طريق استفاده كارآمدتر ترويج كند.
علیرغم آن پیشرفت‌های تکنولوژیکی، سیستم‌های اتوماسیون ساختمانی که عمدتاً به بازار عرضه می‌شوند، به مدیریت مصرف انرژی و کنترل آسایش حرارتی مربوط می‌شوند [۱۳]. بنابراین، هنوز راه طولانی تا کاربرد تعمیم یافته ویژگی های جدید BACS وجود دارد و این مقاله گامی کوچک در این مسیر است.
در واقع، پیشرفت‌های ذکر شده در بالا اهداف اصلی این مقاله را ایجاد کرد: (الف) سیستم‌بندی و انتشار دانش اتوماسیون ساختمان، به‌ویژه برای متخصصان معماری سنتی، که اهمیت روزافزون اتوماسیون را برای دنیای معاصر و برای روش‌های جدید زندگی برجسته می‌کند. (ب) نشان دادن طراحی یک خانه هوشمند – نمونه اولیه مسکن – تعریف مفاهیم اصلی تکنولوژیکی مفید برای طراحی معماری، و تفکر یکپارچه و سیستماتیک در همه فرآیندها کمک دیگری است. و (ج) متخصصان معماری را نسبت به چالش های جدید آینده نزدیک در زمینه معماری حساس کند.
این مقاله دارای پنج بخش است. پس از مقدمه، بخش ۲ روشی را که برای توسعه طراحی معماری نمونه اولیه مسکن در نظر گرفته شده است، توصیف می کند. اجزای اصلی یک سیستم اتوماسیون ساختمان در ارائه شده است بخش ۳. بخش ۴ نمونه اولیه مسکن توسعه یافته را به تفصیل شرح می دهد و آن را در زمینه معاصر مورد بحث قرار می دهد. بخش ۵ نتیجه گیری های اصلی را ارائه می دهد.

۲٫ روش شناسی

روش ابداع شده برای طراحی نمونه اولیه مسکن که سیستم های هوشمند را ادغام می کند از گومز و همکاران اقتباس شده است. [۱۴].
این با تحقیق ادبیات در مورد مفاهیم و سیستم های هوشمند به کار رفته در معماری شروع می شود. در حالی که تحقیقات ادبیات فشرده انجام شد، چندین مورد مرجع نیز برای تثبیت دانش به دست آمده مورد مطالعه قرار گرفت. یک برنامه تجربی که سیستم های هوشمند را یکپارچه می کرد، تعریف شد و دو وظیفه قبلی را متعادل می کرد. سپس، به طور مکرر، یک نمونه اولیه مسکن تا زمان مطابقت با تمام الزامات توسعه یافت. تمامی مدل های تکراری در نرم افزار Blender 2.7 انجام شده است [۱۵]، از جمله نتیجه نهایی ارائه شده در بخش ۴ به عنوان نمونه اولیه مسکن برای یک ساکن. شکل ۱ فرآیند روش شناختی برای دستیابی به هدف اصلی – طراحی معماری مسکن با ادغام اتوماسیون خانگی را تشریح می کند.

۳٫ سیستم اتوماسیون ساختمان

یک سیستم اتوماسیون ساختمان عمدتاً به دستگاه هایی نیاز دارد که بین آنها، با کاربر و پروتکل های ارتباطی ارتباط برقرار کنند. معمولاً در سه سطح سازماندهی شده است (شکل ۲): زمینه، اتوماسیون و مدیریت [۳,۱۶]. سطح میدان با دنیای فیزیکی، معمولاً با حسگرها و محرک‌ها، تعامل دارد. در سطح اتوماسیون، عملیات منطقی کنترل، توسط کنترل کننده ها، برای اجرای اقدامات مناسب، توسعه می یابد. سطح مدیریت توسط اپراتورها برای نظارت، پیکربندی و کنترل کل سیستم استفاده می شود.

۳٫۱٫ سنسورها و محرک ها

سنسورها و محرک ها اغلب در تجهیزات یکسانی قرار دارند. حسگرها وسایلی هستند که واقعیت فیزیکی را به سیگنال قابل اندازه گیری تبدیل می کنند [۱۷]. رایج ترین آنها حسگرهای حرکت، فشار یا تماس هستند که به طور گسترده در نظارت و امنیت فضا استفاده می شوند. محرک ها نیز وسایلی مانند پرده های پنجره یا لامپ های سقفی هستند [۱۷]، که با بسته شدن مدارها یا تغییر شدت بارهای الکتریکی به سیگنال ها واکنش نشان می دهند. عملگرها با تنظیم مکانیکی یک سیستم معین، سنسورها را تکمیل می‌کنند – به عنوان مثال، سیستم سایه‌زنی موتوری، دیوارهای قابل جابجایی، ایستگاه‌های کاری با قابلیت تنظیم ارتفاع، و غیره.

۳٫۲٫ کنترل کننده ها

کنترل‌کننده‌ها برای تنظیم عملکرد سوپاپ‌ها یا سایر دستگاه‌ها به همراه محرک‌ها عمل می‌کنند – به عنوان مثال، یک لامپ هوشمند که می‌داند وقتی سطح نور طبیعی آن را از طریق یک سنسور روشنایی توجیه می‌کند، روشن می‌شود. این کنترل از طریق شبکه ای انجام می شود که تمامی ابزارهای الکتریکی یا مکانیکی را توسط DDC به هم متصل می کند [۳].
برای ایجاد اتصالات، هر فروشنده درایورهای خاصی را برای سیستم‌ها و برنامه‌های پروتکل مختلف، مانند Konnexbus (KNX)، LonWorks، BACnet و غیره توسعه می‌دهد. [۱۷].

۳٫۳٫ رابط ها

رابط ها را می توان به عنوان دستگاه هایی درک کرد که امکان ارتباط بین دو سیستم مختلف را فراهم می کند. رابط های کاربر ارتباط بین کاربر و سیستم را برقرار می کند که بسته به پیچیدگی می تواند با دستورات از راه دور، برنامه های کاربردی تلفن همراه، حرکات و فرمان های صوتی رخ دهد. این دستگاه ها اغلب از GUI (رابط کاربری گرافیکی) برای ترجمه دستورالعمل ها به پشتیبانی گرافیکی و کاربر پسند استفاده می کنند.
رابط های سیستم، علاوه بر تعامل مستقیم با سیستم، امکان تشخیص و نگهداری را نیز فراهم می کند [۳,۱۲].

۳٫۴٫ پروتکل های ارتباطی

ارتباط بین دستگاه ها از طریق یک رابط برنامه نویسی کاربردی (API) انجام می شود که “زبان صحبت شده” هر یک از آنها را ترجمه می کند. در واقع، یکی از بزرگترین چالش ها نیاز به بیان بسیاری از پروتکل ها و استانداردهای ارتباطی بدون به خطر انداختن سازگاری است. [۱۲,۱۸]. علیرغم آگاهی کارشناسان، کمبود ادبیات معتبر و قوانین بین المللی در مورد موضوع، جنبه شگفت انگیز اتوماسیون ساختمان است. این وضعیت ارتباط بین توسعه دهندگان را مختل می کند و به بدتر شدن مشکل ناهمگونی کمک می کند و بیان و یکپارچگی سیستم های سازنده های مختلف را دشوار می کند. [۱۷].
تا زمان ایجاد استانداردهای بین المللی، سیستم های اتوماسیون ساختمان عمدتاً بر اساس مستندات فنی تامین کنندگان هر سیستم اتوماسیون هدایت می شدند. سیستم های KNX، LonWorks و BACnet نمونه هایی از پروتکل های استاندارد باز هستند [۱۷,۱۹].
در زمینه اروپایی، پروتکل Konnexbus (KNX) برجسته است – استاندارد شده از طریق استاندارد EN 50090 – و در حال حاضر در سطح بین المللی به عنوان ISO/IEC 14543-3 شناخته می شود. [۱۷]. این بیشتر در سطوح میدانی و اتوماسیون گرا است و می تواند برای اتوماسیون هر نوع و اندازه ساختمان – از خانه های خانوادگی گرفته تا مجتمع های اداری و فرودگاه ها استفاده شود. [۱۹]. “هوش” خود هر دستگاه به آن اجازه می دهد تا بداند چه چیزی را از / به اتوبوس دریافت / ارسال کند و چگونه داده های دریافتی را پردازش کند. [۱۹]. این مهارت آن سیستم پیچیده اتوماسیون خانه و ساختمان را کاملاً غیرمتمرکز می کند.
LonWorks یا Local Operating Network (LON)، همچنین به عنوان استاندارد اروپایی EN 14908 و به عنوان استاندارد بین المللی ISO/EIC-14908 در دسترس است. [۱۷]. LonWorks در آمریکای شمالی محبوبتر از اروپا است، عمدتاً بر روی اتوماسیون و سطوح میدانی متمرکز است. در حال حاضر، با توجه به انعطاف پذیری و پیچیدگی زیاد آن، تنها برای اتوماسیون ساختمان استفاده نمی شود [۱۹].
پروتکل شبکه اتوماسیون و کنترل ساختمان (BACnet) به عنوان استاندارد ANSI/ASHRAE 135 منتشر شد و بعداً به یک استاندارد CEN و ISO در سری ISO 16484 تبدیل شد. [۱۷]. این بر سطوح مدیریت و اتوماسیون متمرکز است و عمدتاً در ساختمان های غیر مسکونی به عنوان یک سیستم مدیریت ساختمان (BMS) استفاده می شود. اطلاعات مبادله شده بین دستگاه ها در BACnet اساساً از اشیاء و خدمات استفاده می کند. به گزارش نیولت [۱۹]علاوه بر وظایف سنتی (تهویه مطبوع و کنترل نور)، BACnet قادر به نظارت بر BMS و وظایف پیچیده ساختمان (به عنوان مثال، سیستم های امنیتی و ایمنی آتش، سیستم های کنترل دسترسی، سیستم های حمل و نقل عمودی، کنترل آسانسور، نگهداری یا مدیریت زباله) است.

۳٫۵٫ توپولوژی های شبکه

ارتباط بین دستگاه‌ها از طریق سیمی (مثلاً کابل‌های کواکسیال، شبکه الکتریکی، کابل‌های اترنت و غیره) یا بی‌سیم (مثلاً بلوتوث و غیره)، شبکه‌ای را ایجاد می‌کند که توپولوژی‌های اصلی آن [۲۰] خلاصه شده اند در میز ۱.
بسیاری از شبکه ها به عنوان توپولوژی های ترکیبی توصیف می شوند که ویژگی های دو یا چند شبکه فوق را ترکیب می کنند [۲۰].

۳٫۶٫ قطعات و دستگاه های شبکه

شبکه ها از اجزا و دستگاه های مختلفی استفاده می کنند که در زیر بر اساس Bird & Hartwood توضیح داده شده است [۲۱].
Repeater ها که عمدتاً به پیکربندی های شبکه کواکسیال متصل می شدند، در گذشته برای افزایش طول کابل قابل استفاده استفاده می شدند. از آنجایی که شبکه‌های کواکسیال در حال حاضر کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند و عملکرد تکرارکننده‌ها در دستگاه‌های دیگر، مانند هاب‌ها و سوئیچ‌ها گنجانده شده است، تکرارکننده‌ها اکنون به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
هاب یک تکرار کننده چند پورت است. این بدان معناست که هاب وظیفه اصلی جمع آوری داده ها از یکی از دستگاه های متصل و ارسال آنها به همه پورت های دیگر را دارد. این یک دستگاه لایه-یک است که سیگنال ها را بازسازی می کند. در حال حاضر، هاب ها به آرامی با سوئیچ ها جایگزین می شوند، عمدتاً به دلیل افزایش مداوم تقاضا برای پهنای باند بیشتر و همچنین به دلیل ناکارآمدی آنها.
پل ها دستگاه های لایه پیوند داده هستند که برای اتصال زیرشبکه ها و مدیریت جریان ترافیک بین آنها استفاده می شوند. در واقع گاهی اوقات برای کاهش ترافیک یا به دلایل امنیتی، شبکه ها باید به زیر شبکه تقسیم شوند. درایو فریم های داده از یک بخش به بخش دیگر بر اساس آدرس MAC (کنترل دسترسی رسانه) تصمیم گیری می شود، یک عدد منحصر به فرد که در هر فریم داده مهر می شود. امروزه سوئیچ های شبکه تا حد زیادی جایگزین پل ها شده اند.
سوئیچ یک پل چند پورت است و یک لایه دو دستگاه است. فریم های ورودی را دریافت می کند و بر خلاف هاب، از آدرس های MAC متصل به دستگاه ها برای تعیین آدرس های خاص استفاده می کند و فریم ها را به پورت صحیح ارسال می کند. مانند یک پل، یک سوئیچ برای افزایش قابلیت شبکه محلی اترنت (شبکه محلی) با تقسیم شبکه به چندین حوزه برخورد استفاده می شود. این امر باعث کاهش ترافیک داده در هر زیر شبکه و افزایش پهنای باند قابل استفاده می شود. هنگامی که شبکه های بزرگتر مورد نیاز است، می توان آنها را از طریق اتصال سوئیچ های متعدد ایجاد کرد.
همانطور که از نام آن پیداست روترها دستگاه های شبکه ای هستند که داده ها را در اطراف شبکه هدایت می کنند. روتر می تواند آدرس مقصد داده را تعریف کند و در بدو ورود آن را بررسی کند. از جداول مسیر تعریف شده (پیکربندی شده توسط نرم افزار) برای تصمیم گیری استفاده می کند – یعنی تعیین بهترین راه برای داده ها برای دنبال کردن تور خود. این رویکرد، برخلاف پل‌ها و سوئیچ‌هایی که از آدرس MAC (پیکربندی سخت‌افزاری) برای تعیین مقصد داده استفاده می‌کنند، روترها را کاربردی‌تر می‌کند. همچنین آنها را پیچیده تر می کند زیرا آنها باید برای تعیین مقصد اطلاعات بیشتر تلاش کنند.
دروازه هر دستگاه، سیستم یا نرم افزاری است که می تواند وظیفه ترجمه داده ها را از یک فرمت به فرمت دیگر انجام دهد. ویژگی کلیدی یک دروازه این است که فرمت داده را تبدیل می کند، نه خود داده را.
یک واحد خدمات کانال/واحد خدمات داده (CSU/DSU) فرمت دیجیتال سیگنال ها را تغییر می دهد – سیگنال های کامپیوتری به سیگنال های ارتباطی. به عنوان مترجمی بین فناوری‌های مختلف پیوندهای LAN و WAN (شبکه گسترده) استفاده می‌شود. استفاده روزافزون از پیوندهای WAN به این معنی است که برخی از تولیدکنندگان روتر در حال حاضر عملکرد CSU/DSU را در مسیریاب‌ها گنجانده‌اند یا قابلیت توسعه را برای انجام این کار فراهم می‌کنند.
کارت رابط شبکه (NIC) مکانیزمی است که توسط آن کامپیوترها به یک شبکه متصل می شوند.
آداپتور ترمینال ISDN (شبکه دیجیتال خدمات یکپارچه) یک دستگاه خارجی است که این نوع ارتباط دیجیتال را با استفاده از یک خط تلفن معمولی امکان پذیر می کند. این کارت به‌عنوان کارت‌های توسعه افزودنی نصب شده در رایانه‌ها، که به رابط‌های سریال رایانه‌های شخصی – یا ماژول‌ها – در روتر متصل می‌شوند، موجود است.
Wireless Access Point (WAP) یک دستگاه شبکه فرستنده گیرنده (توضیح مختصر زیر را ببینید) است که برای سیگنال های رادیویی LAN بی سیم (WLAN) استفاده می شود. WAP معمولاً یک دستگاه جداگانه با یک آنتن، فرستنده و آداپتور داخلی است. این می تواند به عنوان یک پل اتصال یک شبکه سیمی استاندارد به دستگاه های بی سیم یا به عنوان روتر برای انتقال داده ها عمل کند. در شبکه های بی سیم، ممکن است چندین نقطه دسترسی برای پوشش یک منطقه بزرگ یا فقط یک نقطه دسترسی واحد برای یک منطقه کوچک، مانند یک خانه یا ساختمان کوچک وجود داشته باشد.
مودم انقباضی از اصطلاحات مدولاتور و دمودولاتور است. مودم‌ها سیگنال‌های دیجیتال را از رایانه به سیگنال‌های آنالوگ ترجمه می‌کنند که می‌توانند در خطوط تلفن معمولی حرکت کنند. با این حال، به دلیل ارتباط نسبتاً کند، سایر انواع دسترسی از راه دور (به عنوان مثال، ISDN) معمولاً ترجیح داده می شوند.
یک فرستنده گیرنده (انقباض اصطلاحات فرستنده و گیرنده) وظیفه ارسال و دریافت سیگنال های آنالوگ یا دیجیتال را دارد. می توان آن را در دستگاه هایی مانند کارت های شبکه و همچنین دستگاه های خارجی تعبیه شده یافت.
فایروال یک دستگاه شبکه است که دسترسی خود را (چه بر اساس سخت افزار یا نرم افزار) کنترل می کند، از داده ها و منابع در برابر تهدیدات خارجی محافظت می کند و معمولاً از شبکه های داخلی در برابر شبکه های عمومی محافظت می کند. به همین دلیل، معمولاً در نقاط ورودی/خروجی یک شبکه قرار دارد. در دفاتر و خانه های کوچک، معمولاً یک فایروال بر روی سیستم محلی نصب می شود و برای کنترل ترافیک پیکربندی می شود.

۴٫ نتایج و بحث

۴٫۱٫ نمونه اولیه مسکن

نمونه اولیه مسکن که در زیر توضیح داده شده است، مقیاس شده برای یک کاربر، شامل سیستم های اتوماسیون است، اما یک طراحی معماری اجرایی نیست. در نظر داشت که شکل معماری را در عناصر متعارف خود ادغام کند و با اجزای تکنولوژیکی ترکیب شود و یک کپسول خودکار با چهار ناحیه کاربردی ایجاد کند: اتاق خواب، بهداشت شخصی، آشپزی و کار. [۲۲]. طراحی معماری با ساختار پیش ساخته مدولار مطابقت داشت و تحت تأثیر متابولیسم قرار گرفت، حرکتی که توسط کیشو کوروکاوا هدایت می شد و از ایده معماری به عنوان یک موجود زنده در حال تغییر و سازگاری مداوم حمایت می کرد. اشاره قوی به کپسول های Kurokawa به دلیل وضعیت آنها به عنوان خانه آینده (طراحی شده در حدود ۵۰ سال پیش) و به دلیل اینکه آنها ترکیبی بودند برای ساده کردن مفهوم خانه مفید بودند.
گونه‌شناسی کپسول، ذکر حداقل فضای قابل سکونت توسط نویسندگانی مانند والتر گروپیوس و لوکوربوزیه را توجیه می‌کند و از عملکرد فضا حمایت می‌کند. [۲۳]. این خط فکری دفاع می کرد که انسان باید خود را با معماری تطبیق دهد – نمونه اولیه مسکن با هدف نشان دادن راه حلی فرضی برای نیازها و انتظارات تعامل با محیط دیجیتال، بر اساس بدیهیات مفهومی یک فضای معماری محدود.
برای رویارویی با نیازهای انبوه مسکن، نویسندگانی مانند باکمینستر فولر، ژان پروو یا پیر کونیگ از استراتژی‌های ساخت و ساز مدولار با الهام از فرآیندهای صنعتی پیش‌ساخته‌سازی و تولید انبوه دفاع کردند و برای خود یک وجدان اخلاقی در ایجاد پایدارتر، مقرون به صرفه‌تر و سازگارتر فراهم کردند.
به طور کلی، نویسندگان تأثیرگذار مدرنیست، در پرتو عقل و منطق، از تقلیل معماری به امر ضروری دفاع می‌کنند و معماری را پیشنهاد می‌کنند که حداقل شرایط را ارتقا می‌دهد و یک معیار رفتاری را در عمل ساکن تعریف می‌کند. با این حال، کمبود فضا و منابع همچنین می‌تواند موتوری برای خلاقیت باشد، محدودیت‌هایی را ایجاد می‌کند، اما طراحی معماری را هدایت می‌کند که تجربه ارنست می از معماری اجتماعی در فرانکفورت – که منشأ مفهوم آن است. سطح معیشتی– که یک نمونه است [۲۴]. لوکوربوزیه پیشنهاد داد برعکس، خانه حداکثر مفهوم به عنوان یک پاسخ معکوس مشابه به همان مسئله، پیشنهاد حداکثر فضایی که باید در آن ساکن شود. [۲۲].
با توجه به اهمیت فعلی و فزاینده فناوری در جامعه و توسعه دیجیتالی آن، نمونه اولیه مسکن ارتباط بیشتری را به فناوری نسبت داد تا به فرآیند ساخت و ساز یا راحتی، که به زمینه (فرهنگی، زمانی، مکانی و غیره) بستگی داشت.
شکل کپسول با توجه به وسایلی که بخشی از تجربه روزانه انسان در قرن بیست و یکم بود طراحی شده بود. با توجه به هوش یک محیط تکنولوژیکی به عنوان اطلاعات زمینه‌ای آن، می‌توان گفت که خلق ماشین ساکن با توجه به اصول متابولیسم مشابه خلقت موجود زنده است. طراحی محیط معماری که از اطلاعات معرفی و جمع آوری شده تغذیه می شود، قادر است با متغیرهای انسانی واکنش نشان داده و تطبیق دهد. فرد امتداد خانه خود است و بالعکس. با در نظر گرفتن پتانسیل‌های قابلیت همکاری تلفن هوشمند و رایانه شخصی، شیوه‌ای از زندگی که با هماهنگی بین تمام دستگاه‌های تکنولوژیکی یک فرد، از جمله خانه و اجزای مربوطه مشخص می‌شود، در نمونه اولیه مسکن فرض می‌شود.
این کپسول با الهام از برج ناکاگین کوروکاوا ساخته شده است [۲۵]، یک سازه فولادی پیش ساخته است که از پانل های فولادی گالوانیزه با پوشش عایق رطوبتی بیرونی پوشیده شده است. در قالب‌های تزریقی، به منظور کاهش اتصالات، فرآیند تولید شامل طراحی پوشش ساختاری برای تجمع قطعات قالب‌گیری شده است.شکل ۳).
سیستم‌های فنی مانند آب، کیفیت هوا، رابط‌ها، حسگرها/عملگرها، روشنایی، امنیت/حریم خصوصی و صدا (شکل ۴)-که توسط کارشناسان بیشتر توسعه خواهد یافت، از داخل و/یا خارج قابل دسترسی بوده و در مکان‌های مشخصی که توسط تیم فنی تعیین شده است قرار گرفته‌اند. کمک های فنی از داخل انجام می شود. پانل های فتوولتائیک روی سقف کپسول نصب می شود. اتصالات کپسول در یک برج نیز پیش‌بینی شده بود که نیاز به تطبیق‌هایی در برخی از کپسول‌ها داشت، مانند حذف تکی آنها برای کمک‌های فنی و نصب پانل‌های فتوولتائیک فقط در کپسول‌های بالایی.
همانطور که در خانه تکنو رفاه (WTH) [12,26]، پروژه اتاق هوشمند [۲۷]و MavHome [28]، کپسول دارای مجموعه ای از حسگرها خواهد بود (مثلاً روی زمین [۲۹] یا روی تشک هوشمند)، میکروفون ها و دوربین ها برای ضبط اطلاعات در سطوح مختلف، به عنوان مثال، نوار قلب (الکتروکاردیوگرام) و ضبط توده بدن. این اطلاعات از طریق سیستم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای ساختن مدل رفتاری ساکنان استفاده می‌شود. [۲۷] و برای پیشگیری از حوادث، همچنین امکان نظارت و اتصال به سیستم های اضطراری را فراهم می کند. اگرچه تصاویر و صداهای گرفته شده از نظر حفظ حریم خصوصی و امنیت ساکنان موارد حساسی هستند. بنابراین، آن مسائل باید در سطح فردی توسط مالک و تیم فنی حل شود.
اطلاعات آب و هوا توسط یک سنسور واقع در خارج از کپسول نظارت می شود.
در ورودی دارای کنترل دسترسی از طریق قفل هوشمند با خواننده بیومتریک و ترموستات هوشمند برای کنترل مستقیم سیستم HVAC خواهد بود. سنسور اتمسفر روی سقف کیفیت هوا را ثبت و نظارت می کند و آتش سوزی را تشخیص می دهد.
یک استراتژی انتشار سیگنال اتخاذ شده با سیمی ترکیب شده با بی سیم، سازماندهی شده در یک شبکه برای جلوگیری از برخورد سیگنال (تداخل) است. شبکه ای از دستگاه های KNX و دروازه آن نیز برای فعال کردن کنترل توسط دستگاه های خارجی-مثلاً تلفن هوشمند، دستیار هوشمند و غیره پیش بینی می شود. این شبکه شامل مجموعه ای از حسگرهای لمسی برای ارائه کنترل مستقیم سیستم روشنایی است. دستگاه های بدون هوش بومی از طریق دوشاخه های هوشمند در سیستم استفاده خواهند شد.
همانطور که در ناکاگین [۲۵]، آب از کلکتورها در سطح کف تخلیه می شود. اگر کپسول را بتوان به یک شبکه فاضلاب خارجی متصل کرد، سیستم مشابه سیستم سنتی خواهد بود. اگر این اتفاق نیفتد، سیستم خشک پیش بینی شده بود. علاوه بر این، یک مخزن برای جمع آوری آب باران، مشابه EcoCapsule، اجرا خواهد شد. [۳۰].
طراحی پلان بر اساس کپسول برج ناکاگین کوروکاوا بود، زیرا یک مرجع معماری است که قبلاً از نظر کارایی آزمایش شده است و بر هوش خانه متمرکز شده است.شکل ۵ و شکل ۶).
فضای منفی، مربوط به ساختار و زیرساخت فنی، به عنوان کل فضای بینابینی بین روکش داخلی و خارجی در نظر گرفته شد که نقش برجسته ای در طراحی این کپسول به عهده گرفت. انعطاف پذیری بین فضاهای ذخیره سازی و زیرساخت های فنی بسته به نیاز در نظر گرفته شد که امکان اندازه های مختلف برای هر فضا و در نتیجه نوع و تنوع سیستم های تکنولوژیکی را فراهم می کرد. نقطه دسترسی به زیرساخت سیستم اتوماسیون در یک کابینت فنی واقع در حد بالایی کپسول قرار داشت (شکل ۶آ). این مکان به دلیل ارتباط آن با طراحی حجم هندسی، مطابق با فضای منفی کپسول انتخاب شد. این در داخل کپسول، مماس بر محیط آن گسترش می یابد، به طوری که فضای مفید برای گردش و ماندگاری آزاد بود.

۴٫۱٫۱٫ اتاق خواب

اتاق خواب برای اهداف استراحت و سرگرمی طراحی شده است (شکل ۷آ). تشک (#۱ اینچ شکل ۷الف)، با گرمایش داخلی، دارای مفصل بندی ارگونومیک است که به آن اجازه می دهد مطابق با ترجیحات، با پیکربندی و پیکربندی سفتی کاربر سازگار شود. دو بلندگو که به صورت جانبی نزدیک به بالشتک قرار دارند (#۲ اینچ شکل ۷الف) و یک صفحه نمایش (#۴ اینچ شکل ۷الف) سیستم سرگرمی بود. پشت صفحه، ستون فنی (فضای منفی) شامل اتصالات لازم و سیستم تهویه (شماره ۳ اینچ) بود. شکل ۷آ). همچنین یک شارژر القایی داخلی، نزدیک به قسمت استراحت، برای شارژ دستگاه های تلفن همراه وجود داشت. علاوه بر این، یک محفظه هوشمند (#۵ اینچ شکل ۷الف) برای تنظیم شفافیت از طریق شیشه الکتروکرومیک و نمایش اطلاعات مربوط به کپسول پیشنهاد شد. این یک صفحه نمایش لمسی LCD شفاف (نمایش کریستال مایع) بود که به کل کپسول، به استثنای اتاق بهداشتی، خدمت می کرد و می تواند به عنوان رابط سیستم اتوماسیون در نظر گرفته شود.

۴٫۱٫۲٫ منطقه نساجی و لباسشویی

در ورودی محوطه نساجی و لباسشویی قرار داشت (شکل ۷ب). مشخصه آن چهار محفظه بود: ذخیره سازی لباس (#۶ اینچ شکل ۷ب) یک سیستم لباسشویی که در کمد تعبیه شده است، با استفاده از بخار و نیروی جاذبه برای شستن و اتو کردن لباس ها (شماره ۷ اینچ) شکل ۷ب)، ماشین لباسشویی و خشک کن (#۸ اینچ شکل ۷ب) و نقطه دسترسی به سیستم کنترل داخلی مرکزی (#۹ اینچ شکل ۷ب) که از آن نصب فنی (#۱۰ اینچ شکل ۷ب) توسعه یافته است. اندازه هر یک از این محفظه ها را می توان با توجه به نیازهای خاص هر کاربر تنظیم کرد، به عنوان مثال، شماره ۷ و ۸ را می توان برای افزایش فضای ذخیره سازی نادیده گرفت (#۶).
شکل ۷٫
(آ) اتاق خواب [۲۰]; (ب) منطقه نساجی و خشکشویی. منبع: نویسنده اول

شکل ۷٫
(آ) اتاق خواب [۲۰]; (ب) منطقه نساجی و خشکشویی. منبع: نویسنده اول
Buildings 13 01859 g007

۴٫۱٫۳٫ منطقه بهداشت فردی

منطقه بهداشت فردی (شکل ۸الف) توسط تنها مانع بصری کپسول محافظت می شد که می توانست با شیشه الکتروکرومیک جایگزین شود. این منطقه یک توالت هوشمند داشت (#۱۱ اینچ شکل ۸الف) و یک منطقه دوش. سینک ظرفشویی (#۱۲ اینچ شکل ۸الف) مجهز به مکانیزم کنترل با ژست بود. پایه حوضچه به صورت عمودی بین دو موقعیت حرکت می کرد: هم تراز با ارتفاع دستشویی، یا ایجاد حفره ای که حوض را محدود می کرد. آینه هوشمند (#۱۳ اینچ شکل ۸الف) مجهز به فناوری مشابه با پنجره کپسول، همانطور که در بالا توضیح داده شد، امکان تعامل لمسی با سیستم کنترل و همچنین ارائه اطلاعات در مورد آن را فراهم می کرد. منطقه دوش (#۱۴ اینچ شکل ۸الف) دارای یک پانل مقاوم در برابر آب بود که در دیوار دوش تعبیه شده بود که با سیستم کنترل تعامل داشت و جایگزین مکانیزم شیر آب شد. این دستگاه می تواند به صورت مرکزی از طریق تلفن هوشمند یا دستیار هوشمند کنترل شود، انواع مختلف دوش ها را برنامه ریزی کرده و با آبگرمکن و شیرهای هوشمند در شبکه آب در تعامل باشد.

۴٫۱٫۴٫ منطقه پخت و پز

منطقه پخت و پز (شکل ۸ب) برای پختن غذا بود و روبات های آشپز حذف شدند. راه حلی پیشنهاد شد که مرکزیت را به هاب آشپزخانه نسبت می دهد (#۱۶ in شکل ۸ب) که به عنوان رابط اصلی کپسول عمل می کرد. غذاها را می‌توان در فر/مایکروویو ترکیبی (#۱۷ اینچ) طبخ کرد شکل ۸ب) یا روی اجاق القایی (#۲۰ اینچ شکل ۸ب). اجاق گاز دارای دو سطح با برش های دایره ای بود که به عنوان پایه های القایی برای پخت و پز استفاده می شد، بریدگی دیگر به عنوان ترازو و سطح چهارم به عنوان شارژر القایی استفاده می شد. منطقه مجاور (#۲۱ اینچ شکل ۸ب) توسط یک حوضه با مکانیسمی مشابه با حوض در منطقه بهداشت شخصی اشغال شده بود. ماشین ظرفشویی (#۱۹ اینچ شکل ۸ب) تعبیه شده و از بالای میز کار قابل دسترسی است. فضای پایینی نیمکت حاوی انباری برای ظروف آشپزخانه بود (#۲۲ اینچ شکل ۸ب) و یک یخچال هوشمند (#۲۳ اینچ شکل ۸ب) با قابلیت موجودی اقلام موجود و ارتباط با خدمات سفارش. همچنین فضایی برای دفع زباله وجود داشت (#۲۴ in شکل ۸ب). فضاهای کناری میز کار (#۱۸ اینچ شکل ۸ب) مجهز به پریز برق هوشمند برای تجهیزات پیش بینی نشده بودند. اینها، همانطور که قبلاً ذکر شد، امکان کنترل اساسی تجهیزات اضافی را که به طور بومی هوشمند نبودند، فراهم کردند.

۴٫۱٫۵٫ منطقه کار

منطقه کار (شکل ۹) چند منظوره بود، زیرا کارکردهای کار، معاشرت و غذا را انجام می داد. مجهز به صفحه نمایش (#۲۵ اینچ) بود شکل ۹) که به عنوان مانیتور دوم برای لپ تاپ مورد استفاده در دسکتاپ عمل می کرد. سه ستون صوتی (#۲۶ اینچ) وجود داشت شکل ۹) در محل کار. یکی در حد بالایی کپسول قرار داشت و با اتاق خواب کار می کرد. دو بلندگوی باقی مانده در دو طرف کاربر ایستگاه کاری قرار داشتند. همچنین دو دیفیوزر سیستم HVAC (#27 اینچ) وجود داشت شکل ۹) روی دیوار کناری محل کار به منظور کمک به کنترل حرارتی عمومی یا منطقه ای کپسول.

۴٫۲٫ بحث

مطابق با [۳]انتظار می رفت که یک ساختمان هوشمند بتواند نیازهای کاربران خود را در چهار حوزه امنیتی، چند رسانه ای، دما و کنترل روشنایی که می تواند به صورت دستی یا خودکار کنترل کند، برآورده کند.
با این وجود، سیستم‌های اتوماسیون هنوز ارزش قابل‌توجهی نمی‌افزایند و راه‌حل‌هایی برای مشکلاتی ارائه نمی‌کنند که نیازی به حل ندارند (بیشتر افراد برای جایگزینی دستگاه‌های دستی و/یا مکانیکی خود که در اکثر موارد هنوز منسوخ نشده بودند، به ترموستات جدید، یخچال Wi-Fi یا قفل هوشمند نیاز ندارند). تغییر این دستگاه‌ها با دستگاه‌های گران‌تر و بالقوه پیچیده‌تر چیزی نبود که بیشتر مردم مایل به انجام آن باشند و در عوض از وضعیت فعلی خود راضی بودند. فراتر از هزینه های بالای تجهیزات، نگرانی در مورد حفظ حریم خصوصی و امنیت، عدم وجود تجهیزات استاندارد و مسائل مربوط به سازگاری نیز محدودیت هایی برای گسترش بازار سیستم های هوشمند بود. [۸,۱۲]. امروزه، قابلیت همکاری به عنوان چالش اصلی نه تنها برای اتوماسیون ساختمان، بلکه برای فناوری‌های IoT مطرح شده است. [۱۷]. بنابراین، شاید نصب سیستم های هوشمند در ساختمان های از پیش موجود هنوز توصیه نمی شد.
با این حال، BACS امکان بهینه سازی هزینه های انرژی عملیاتی یک ساختمان، حفظ راحتی و دسترسی کاربران را فراهم می کند. [۱۷]، و آینده ساختمان های جدید خواهد بود.
خانه هوشمند همچنین می تواند نقش فعال و تعیین کننده ای در پیشگیری از حوادث خانگی و حمایت از افراد ضعیف (روانی یا جسمی) داشته باشد. اطلاعات متنی، همراه با نظارت و پیش‌بینی فعالیت افراد آسیب‌دیده، می‌تواند کلید رسمی‌سازی فضای امن و در دسترس باشد.

۵٫ نتیجه گیری ها

کروگر [۳۱] در سال ۲۰۰۶ معتقد بود که معماری امکانات ارائه شده توسط فناوری های جدید را نادیده گرفته است. برای کنار آمدن با بیان قبلی، افزایش و انتشار دانش در این زمینه ها مورد نیاز بود. این مقاله آن حوزه‌های دانش را به هم نزدیک‌تر کرد و روابط آن‌ها را تشویق کرد تا در آینده‌ای نزدیک، منافع و پیشرفت‌های متقابل را فراهم کنند.
پتانسیل ارائه شده توسط فناوری های جدید توسط معماری در این مقاله از طریق جمع بندی دانش فنی مورد بررسی قرار گرفت که برای پروژه معماری اتوماسیون ساختمان مفید بود. نه اینکه موضوع را خسته کند، بلکه قصد داشت نقطه شروعی برای طراحی یک سیستم هوشمند زنده و دائماً در حال تکامل باشد – خانه به عنوان یک سلول اطلاعاتی که بافت شهری را ادغام می کند و تا شهر و مقیاس جهانی گسترش می یابد.
نمونه اولیه مسکن توسعه‌یافته، که یک طرح پروژه قابل اجرا نیست، باید به عنوان یک راه‌حل معماری اکتشافی و فرضی برای آنچه که آینده می‌تواند باشد در نظر گرفته شود. طراحی پروژه به روشی مشترک و با کارشناسان در چندین جنبه فنی توسعه خواهد یافت.
نمونه اولیه مسکن قصد دارد طراحی معماری اتوماسیون خانه را به عنوان یک محصول تکنولوژیکی در خدمت کاربر نشان دهد. درک این موضوع که خانه می تواند یک محصول دیگر باشد که می تواند یک شبکه هوشمند را یکپارچه (یا هماهنگ کند)، می تواند به طور قاطع زمینه معماری را تغییر دهد و محدودیت های آن را به چالش بکشد. کپسول را می توان به عنوان زندگی کمکی استفاده کرد، با این حال، چالش هایی را ارائه می دهد که باید از نظر تحرک داخلی بر آن غلبه کرد.
قابل پیش بینی بود که رقابت فعلی بازار BACS سیستم عامل های یکپارچه ای را ایجاد می کند که ارتباط بین تمام دستگاه های هوشمند خانه را فراهم می کند. معماری، به دلیل ماهیت خود و از طریق طراحی خود، ممکن است مسئولیت بیشتری در پذیرش و انتشار این سیستم ها داشته باشد. خانه آینده بارها و بارها از نو اختراع می شود و معماران باید بدانند چگونه خود را در یک بازار بی ثبات قرار دهند.
می‌توان یک مدل تجاری برای معماری ایجاد کرد، شبیه به مدلی که توسط شرکت‌های فناوری بزرگ استفاده می‌شود – به عنوان مثال، گوگل، فیس‌بوک و غیره – که خدمات رایگان مرتبط با داده‌های کاربر نظارت شده را ترویج می‌کنند. این داده ها و اطلاعات دارای ارزش ذاتی برای نهادها و شرکت های علاقه مند به ارتقای هدفمند محصولات یا خدمات خود هستند. این امکان وجود دارد که این داد و ستد داده بتواند انقلابی در بازار مسکن امروز باشد و مفاهیم ارزش و مالکیت را متحول کند.

مشارکت های نویسنده

مفهوم سازی، JTR و JA. روش، JTR; تجزیه و تحلیل رسمی، JTR و JA. تحقیق، PR-P. و JTR; منابع، PR-P. و JTR; نوشتن – آماده سازی پیش نویس اصلی، JTR; نوشتن-بررسی و ویرایش، JA، PR-P. و JTR همه نویسندگان نسخه منتشر شده نسخه خطی را خوانده و با آن موافقت کرده اند.

منابع مالی

این تحقیق هیچ بودجه خارجی دریافت نکرد.

بیانیه در دسترس بودن داده ها

اشتراک گذاری داده در این مقاله کاربرد ندارد.

تضاد علاقه

نویسندگان هیچ تضاد منافع را اعلام نمی کنند.

منابع

  1. Roser, M. Technology در درازمدت: بزرگ‌نمایی کنید تا ببینید جهان چقدر می‌تواند در طول عمر تغییر کند. در دسترس آنلاین: https://ourworldindata.org/technology-long-run (دسترسی در ۳۱ مارس ۲۰۲۳).
  2. Coffin، MJ مقدمه ای بر سیستم های کنترل دیجیتال مستقیم. که در کنترل دیجیتال مستقیم برای سیستم های HVAC ساختمان; Springer: بوستون، MA، ایالات متحده آمریکا، ۱۹۹۹٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  3. مرز، ح. هانسمان، تی. هوبنر، سی. اتوماسیون ساختمان – سیستم های ارتباطی با EIB/KNX، LON و BACnet، ویرایش دوم؛ Springer Nature: Mannheim، آلمان، ۲۰۱۸٫ [Google Scholar]
  4. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Technology Navigator 2023. دستگاه های حالت جامد. در دسترس آنلاین: https://technav.ieee.org/topic/solid-state-devices (دسترسی در ۳۱ مارس ۲۰۲۳).
  5. مارتیرانو، ال. میتولو، ام. سیستم های اتوماسیون و کنترل ساختمان (BACS): بررسی. در مجموعه مقالات کنفرانس بین المللی IEEE 2020 در مورد محیط زیست و مهندسی برق و سیستم های قدرت صنعتی و تجاری IEEE 2020 اروپا (EEIC/I&CPS اروپا)، مادرید، اسپانیا، ۹ تا ۱۲ ژوئن ۲۰۲۰٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  6. کوهن-آلماگور، آر. تاریخچه اینترنت. بین المللی J. Technoethics 2011، ۲، ۴۵-۶۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  7. دنیس، MA; کان، آر. شبکه کامپیوتری اینترنتی. ۲۰۲۳٫ در دسترس آنلاین: https://www.britannica.com/technology/Internet (دسترسی در ۳ آوریل ۲۰۲۳).
  8. سرنیو، تی. برتولدی، پی (۱۹۹۹). یورو ۲۹۷۵۰ EN; خانه هوشمند و لوازم خانگی: وضعیت هنر-انرژی، ارتباطات، پروتکل ها، استانداردها. دفتر انتشارات اتحادیه اروپا: لوکزامبورگ، ۲۰۱۹٫ [CrossRef]
  9. هارپر، آر. درون خانه هوشمند: ایده ها، امکانات و روش ها. که در داخل خانه هوشمند; هارپر، آر.، اد. Springer: لندن، انگلستان، ۲۰۰۳; صص ۱-۱۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  10. دوورشاک، بی. هاولکا، جی. مایناردی، ای. پاندژیچ، اچ. سلیچ، تی. Tretinjak، M. سیستم های خانه هوشمند. این نشریه بخشی از پروژه SHVET است که با حمایت کمیسیون اروپا تامین شده است. در دسترس آنلاین: https://ec.europa.eu/programmes/erasmus-plus/project-result-content/4df4e928-8958-4552-80da-146977e666b9/Smart_Home_systems_FINAL.pdf (دسترسی در ۲۲ آوریل ۲۰۲۳).
  11. سیمونت، سی. Noyce، AJ Domotics، خانه های هوشمند، و بیماری پارکینسون. جی پارک. دیس ۲۰۲۱، ۱۱، S55–S63. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  12. بجارانو، آ. فرناندز، بی. جیمنو، ام. سالازار، ا. وایتمن، P. به سوی تکامل محیط‌های خانه هوشمند: نظرسنجی. بین المللی جی. اتوم. فناوری هوشمند ۲۰۱۶، ۶، ۱۰۵-۱۳۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  13. دی گروت، ام. ولت، ج. بین، اف. آیا اروپا برای انقلاب ساختمان های هوشمند آماده است؟; موسسه عملکرد ساختمان اروپا (BPIE): بروکسل، بلژیک، ۲۰۱۷٫ [Google Scholar]
  14. گومز، آی بی; ریبیرو، جی تی. Macedo, CL Lisbon’s Águias Villa’s Águias Villa’s Lisbon’s Águias’s تبدیل به هتل: ادغام مفاهیم پایداری، بازسازی معماری و گردشگری. بین المللی J. Architecton. تف کردن تقریبا. از. ۲۰۲۱، ۱۵، ۸۵-۱۰۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  15. پایه بلندر. نرم افزار Blender 2.7. در دسترس آنلاین: https://www.blender.org/ (در ۲۲ نوامبر ۲۰۲۰ قابل دسترسی است).
  16. کاستنر، دبلیو. نوگشواندتنر، جی. سوچک، اس. نیومن، HM سیستم های ارتباطی برای اتوماسیون و کنترل ساختمان. Proc. IEEE 2005، ۹۳، ۱۱۷۸-۱۲۰۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  17. دومینگز، پ. کریرا، پی. ویرا، آر. Kastner, W. سیستم های اتوماسیون ساختمان: مفاهیم و بررسی فناوری. محاسبه کنید. ایستادن. رابط ها ۲۰۱۶، ۴۵، ۱۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  18. میوری، وی. Russo, D. تکامل Domotic به سمت IoT. که در کنفرانس بین المللی کارگاه های آموزشی شبکه های اطلاعاتی پیشرفته و برنامه های کاربردی; IEEE: Victoria, BC, Canada, 2014; ص ۸۰۹-۸۱۴٫ [Google Scholar]
  19. نیولت، اُ. اتوبوس ها، پروتکل ها و سیستم های اتوماسیون خانه و ساختمان; گروه مهندسی کنترل دانشکده مهندسی برق دانشگاه فنی چک در پراگ: پراگ، جمهوری چک، ۲۰۰۹-۲۰۱۱٫ [Google Scholar]
  20. تاکور، م. Verma, P. مروری بر نمونه‌های توپولوژی و تحلیل شبکه‌های کامپیوتری. بین المللی J. Adv. مهندس مدیریت ۲۰۲۲، ۴، ۱۵۲۳-۱۵۳۰٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  21. پرنده، دی. هاروود، ام. راهنمای آموزشی Network+; Que Publishing: ایندیاناپولیس، IN، کانادا، ۲۰۰۳٫ [Google Scholar]
  22. کوربوزیه، ال. به سوی معماری جدید; انتشارات دوور: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، ۱۹۸۶٫ [Google Scholar]
  23. Seelow، عملکرد و فرم AM: تغییرات در تفکر طراحی معماران مدرنیست. هنرها ۲۰۱۷، ۶، ۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  24. بریش، اس. تفسیر مجدد سطح معیشتی در راه حل های مسکن مقرون به صرفه معاصر. طرح شهری. ۲۰۱۹، ۴، ۱-۲۰٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  25. ایشیدا، الف. ناپایداری متابولیک: برج کپسولی ناکاگین. عطف J. 2017، ۴، ۳۲-۴۳٫ [Google Scholar]
  26. Kawarada، A.؛ Nambu، M.؛ Tsukada، A.؛ ساساکی، K.؛ Yamakoshi، K.-I. مراقبت های بهداشتی الکترونیکی در یک خانه تکنو رفاهی تجربی در ژاپن. Med را باز کنید. آگاه کردن. جی. ۲۰۰۷، ۱، ۱-۷٫ [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  27. بروکس، RA پروژه اتاق هوشمند. در مجموعه مقالات دومین کنفرانس بین المللی فناوری شناختی انسان سازی عصر اطلاعات، آیزو-واکاماتسو، ژاپن، ۲۵ تا ۲۸ اوت ۱۹۹۷٫ IEEE: Piscataway، نیوجرسی، ایالات متحده آمریکا، ۱۹۹۹٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  28. آشپز، دی جی؛ یانگ بلاد، م. هیرمن، EO; گوپالراتنام، ک. رائو، اس. لیتوین، ا. خواجه، F. MavHome: خانه هوشمند مبتنی بر عامل. در مجموعه مقالات اولین کنفرانس بین المللی IEEE در مورد محاسبات و ارتباطات فراگیر، فورت ورث، TX، ایالات متحده، ۲۶ مارس ۲۰۰۳٫ IEEE: Piscataway، NJ، USA، ۲۰۰۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
  29. یامازاکی، تی. خانه همه جا حاضر. بین المللی J. خانه هوشمند ۲۰۰۷، ۱، ۱۷-۲۲٫ [Google Scholar]
  30. Pospisil، M. EcoCapsule، میکروخانه خودپایدار. در مجموعه مقالات اولین کنفرانس بین المللی معماری و طراحی DARCH 2021. مرکز تحقیقات آکادمیک سازمان بین المللی، آنلاین، ۱۲ تا ۱۳ ژوئیه ۲۰۲۱؛ صص ۸۵-۹۱٫ [Google Scholar]
  31. کروگر، تی متادرمیس: مانند پوست دوم. که در معماری – ماشین و بدنه: یادداشت هایی در مورد فناوری جدید در معماری; Afonso, RB, Furtado, G., Eds. بره، ا. پک، بی. آلوز، آی.، مترجمان; FAUP: پورتو، پرتغال، ۲۰۰۶; صص ۱۰۰-۱ ۸۷-۹۸٫ [Google Scholar]
شکل ۱٫
روش اقتباس شده از گومز و همکاران. [۱۴].

شکل ۱٫
روش اقتباس شده از گومز و همکاران. [۱۴].
Buildings 13 01859 g001
شکل ۲٫
سه سطح از سلسله مراتب عملکردی یک سیستم اتوماسیون ساختمان. منبع: نویسنده دوم

شکل ۲٫
سه سطح از سلسله مراتب عملکردی یک سیستم اتوماسیون ساختمان. منبع: نویسنده دوم
Buildings 13 01859 g002
شکل ۳٫
طرح ساختار. منبع: نویسنده اول

شکل ۳٫
طرح ساختار. منبع: نویسنده اول
Buildings 13 01859 g003
شکل ۴٫
سیستم های فنی منبع: نویسنده اول

شکل ۴٫
سیستم های فنی منبع: نویسنده اول
Buildings 13 01859 g004
شکل ۵٫
طرح کپسول. منبع: نویسنده اول

شکل ۵٫
طرح کپسول. منبع: نویسنده اول
Buildings 13 01859 g005
شکل ۶٫
مقاطع عرضی واقع در شکل ۵: (آ) مقطع AA′; (ب) مقطع BB′; (ج) مقطع CC′ و (د) مقطع DD′. منبع: نویسنده اول

شکل ۶٫
مقاطع عرضی واقع در شکل ۵: (آ) مقطع AA′; (ب) مقطع BB′; (ج) مقطع CC′ و (د) مقطع DD′. منبع: نویسنده اول
Buildings 13 01859 g006
شکل ۸٫
(آ) منطقه بهداشت شخصی؛ (ب) منطقه پخت و پز. منبع: نویسنده اول

شکل ۸٫
(آ) منطقه بهداشت شخصی؛ (ب) منطقه پخت و پز. منبع: نویسنده اول
Buildings 13 01859 g008
شکل ۹٫
منطقه کار. منبع: نویسنده اول

شکل ۹٫
منطقه کار. منبع: نویسنده اول
Buildings 13 01859 g009
میز ۱٫
توپولوژی های شبکه
میز ۱٫
توپولوژی های شبکه
توپولوژی شبکه شرح مزایای معایب
اتوبوس از یک کابل برای اتصال تمام دستگاه های موجود در شبکه استفاده می شود نصب آسان و حداقل کابل کشی مورد نیاز محدودیت های عملکرد در تعداد گره های شبکه؛
شکست یک گره بر سایر گره ها تأثیر نمی گذارد. اتصال شبکه با قطع کابل قطع می شود.
پیام های یک گره را می توان به طور همزمان توسط سایر گره ها مشاهده کرد.
حلقه هر گره به دو گره دیگر و آخرین گره به گره اول متصل است زمان انتقال نسبتا طولانی بین گره ها؛
پیام های ارسال شده در یک جهت یا هر دو جهت (با استفاده از دو کابل بین هر گره متصل). خرابی کابل کشی بین دو گره تأثیر گسترده تری بر کل شبکه دارد.
معمولاً در شبکه هایی با ترافیک بین گره ای کم استفاده می شود تاخیرهای ارتباطی نسبی بین گره ها؛
گسترش یا پیکربندی مجدد شبکه نیاز به کابل کشی جدید دارد
ستاره نیاز به استفاده از یک گره مرکزی سطح بالا دارد که تمام گره های دیگر به آن متصل هستند کاهش تاخیر پیام رسانی بین گره ها؛ نیاز به سیم بیشتر؛
شکست اتصال بین یک گره سطح بالاتر و هر یک از گره های تابع آن، یا شکست یک گره تابع، کل شبکه را تحت تأثیر قرار نمی دهد. خرابی گره سطح بالا تمام ارتباطات شبکه را مختل می کند
محل خرابی کابل کشی؛ تعداد محدودی از اتصالات گره سطح بالاتر
اغلب در شبکه های محلی با مساحت هندسی بزرگتر استفاده می شود
درخت با ایجاد مجموعه ای از توپولوژی های ستاره ای در زیر یک گره مرکزی یا با اتصال مجموعه ای از توپولوژی های ستاره ای به طور مستقیم از طریق یک اتوبوس ساخته شده است. مقیاس شبکه آسان.
محل خطای کابل کشی؛ خرابی گره سطح بالاتر یا خرابی اتصال کابل، شبکه جزئی برای ارتباط از بین خواهد رفت.
گسترش می تواند به سادگی اتصال توپولوژی شبکه ستاره ای اضافی به اتوبوس باشد
مش کامل – هر گره مستقیماً به تمام گره های دیگر متصل است.
بخش – دارای تعدادی گره شبکه است که به طور غیر مستقیم به گره های دیگر متصل هستند
افزونگی مسیر؛
برای ترافیک زیاد بین گره ها؛ هزینه بالای راه اندازی شبکه؛
کاهش احتمال خرابی شبکه تک نقطه ای؛ هر گره برای محاسبه مسیر به یک الگوریتم مسیریابی نیاز دارد
گره های مبدا بهترین مسیر را از فرستنده تا مقصد تعریف می کنند
بی سیم مناسب
سلب مسئولیت/یادداشت ناشر: اظهارات، نظرات و داده‌های موجود در همه نشریات صرفاً متعلق به نویسنده (ها) و مشارکت‌کننده (ها) است و نه MDPI و/یا ویرایشگر. MDPI و/یا ویراستار(های) مسئولیت هرگونه آسیب به افراد یا دارایی ناشی از هر ایده، روش، دستورالعمل یا محصولات اشاره شده در محتوا را رد می کنند.

منابع:
۱- shahrsaz.ir , ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۸۵۹: معماری به سمت فناوری—طراحی نمونه اولیه یک خانه هوشمند
,۱۶۹۰۰۳۷۷۰۴
۲- https://www.mdpi.com/2075-5309/13/7/1859 | 2023-07-22 04:30:00

به اشتراک بگذارید
تعداد دیدگاه : 0
  • دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط تیم مدیریت در وب منتشر خواهد شد.
  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.
با فعال سازی نوتیفیکیشن سایت به روز بمانید! آیا میخواهید جدید ترین مطالب سایت را به صورت نوتیفیکیشن دریافت کنید؟ خیر بله