Hệ thống nhà thông minh (căn hộ thông minh)

Quay trở lại năm 1923, kiến trúc sư Thụy Sĩ Le Corbusier (1887-1965) đã miêu tả về một ngôi nhà giống như “một cỗ máy có thể sinh sống”. Cho đến thế kỉ 20, những miêu tả đó đã biến thành hiện thực. Đầu tiên là sự xuất hiện của điện, nhờ có điện mà con người dần bớt vất vả hơn trong việc nhà như giặt đồ, rửa bát hay hút bụi. Đến giữa thế kỉ 20, khi vật liệu bán dẫn được chế tạo, các thiết bị điện có giá thành phải chăng hơn, chúng bắt đầu được kiểm soát thông qua các cảm biến và những lập trình đã tích hợp sẵn. Nhưng cho đến thế kỉ 21, hình ảnh về ngôi nhà thông minh, hoàn toàn tự động mới được hiện thực hóa. Nhờ vào Internet, mọi thiết bị điện trong ngôi nhà của bạn đều có thể được điều khiển dễ dàng, dù cho bạn đang ở bất cứ nơi đâu. Và không lâu nữa, nhờ vào sự phát triển của mạng lưới IoT (mạng lưới vạn vật kết nối Internet) tất cả các máy móc được kết nối mạng sẽ có thể “giao tiếp” với nhau, giúp ích rất nhiều cho cuộc sống của con người. Bạn nghĩ sao về việc sống trong một ngôi nhà thông minh? Hãy cũng tìm hiểu kĩ hơn về điều này nhé!

Thế nào là một ngôi nhà thông minh là gì?

Một ngôi nhà thông minh là nơi có các thiết bị điện và điện tử được kết nối với một hệ thống điều khiển trung tâm, giúp chúng có thể bật và tắt chúng vào một thời điểm nhất định (ví dụ: bạn có thể thiết lập cho hệ thống sưởi bật vào mỗi 6 giờ mỗi sáng mùa đông) hoặc một khoảng thời gian nhất định (đèn chỉ bật khi máy cảm biến quang điện phát hiện ra trời tối)

Nhiều gia đình hiện tại cũng đã có cho mình một vài “thiết bị thông minh” tích hợp sẵn cảm biến và bộ điều khiển. Hầu hết các máy giặt đều có sẵn các lập trình và các nút điều khiển để chúng tự động giặt, xả, quay theo yêu cầu bạn. Nếu nhà bạn có một hệ thống sưởi chạy bằng khí ga tự nhiên, bạn sẽ thấy bộ điều chỉnh nhiệt gắn trên tường giúp bạn bật tắt, tăng giảm nhiệt độ phòng theo ý muốn, nhưng nhờ vào các thiết bị điều điển tân tiến nhất, ngay cả khi bạn không có ở nhà, hệ thống sưởi vẫn có thể tự động được kích hoạt. Và khi bạn đang ngồi đọc những dòng này, chiếc máy hút bụi nhà bạn có thể đang liên tục hút bụi trên sàn nhà bạn!

Đó là những ví dụ về sự tự động hóa trong ngôi nhà, nhưng chúng không hẳn là điều tôi muốn nói về một ngôi nhà thông minh. Khái niệm “ngôi nhà thông minh” đưa mọi thứ vượt tầm xa hơn bằng một hệ thống điều khiển tập trung với hình thức tiên tiến nhất, giúp đỡ bạn trong công việc hàng ngày như theo dõi trạng thái của ngôi nhà và bật tắt các thiết bị điện. Lấy ví dụ, các thiết bị cảm biến sẽ theo dõi mức độ ánh sáng đi qua cửa sổ và tự động kéo mở rèm, hay bật đèn vào lúc trời chạng vạng. Hay khi cảm biến  xác định được các chuyển động trên sàn và biết chính xác đó là bạn, điện và nhạc sẽ được bật ở những nơi bạn đi qua, ngược lại, khi cảm biến tiếp nhận bạn đã ra ngoài, các xâm nhập bất hợp pháp sẽ bị báo động.

Nhà thông minh hoạt động như thế nào?

Giả sử như bạn chưa từng biết đến ngôi nhà trị giá hàng triệu đô của Bill Gate, chắc hẳn bạn sẽ nghĩ việc thêm các thiết bị tự động hóa vào các thiết bị trong nhà là không quá cần thiết. Nhưng thực sự những ngôi nhà trông có vẻ bình thường ấy lại có một sự hấp dẫn kì lạ đến từ các hệ thống điều khiển rất phức tạp gồm các mô đun, dây nối đến các hệ thống cảm biến không dây tinh vi được lập trình nhờ Internet. Chúng ta cùng tìm hiểu về ba loại phổ biến nhất:

Mô đun X-10

Được phát triển vào năm 1975, X-10 (hay X10) được coi là hệ thống nhà thông minh sử dụng công nghệ tự động hóa lâu đời nhất và nổi tiếng nhất. X10 sử dụng hệ thống điện gia dụng thông thường để điều khiển 256 thiết bị mà không cần thêm dây cáp nối để kết nối trực tiếp mô đun với từng thiết bị.

Hãy cắm các thiết bị bạn muốn điều khiển tự động vào một bộ mô đun, sau đó kết nối mô đun ấy vào sau ổ điện. Với một tuốc-nơ-vít nhỏ, bạn sẽ điều chỉnh được 2 mã số trên mỗi mô-đun. Mã đầu tiên được gọi là mã nhà, được đánh thứ tự từ A đến P, đây là mã sử dụng để liên kết các thiết bị với nhau (ví dụ: liên kết tất cả đèn ở tầng một vào một nhóm để có thể bật tắt đồng thời). Mã còn lại được đánh số từ 1 đến 16, gọi là mã thiết bị (mỗi thiết bị trong nhà chỉ có một mã số duy nhất). Tiếp theo, cắm bộ điều khiển trung tâm vào ổ cắm, và tiến hành lập trình bật tắt các thiết bị theo mã đã cấp, bất cứ khi nào bạn muốn thông qua bộ điều khiển từ xa hoặc công tắc thông thường.

Bộ điều khiển trung tâm sẽ gửi đi các tín hiệu thông qua mạng lưới điện dân dụng trong nhà, tương tự như một mạng máy tính. Do các tín hiệu này hoạt động ở mức gần gấp đôi tần số của hệ thống điện xoay chiều thông thường (50-60 Hz), nên chúng hoàn toàn không bị ảnh hưởng gì từ lưới điện trong nhà. Mỗi tín hiệu mang một mã đơn vị của một thiết bị xác định (như đèn trong phòng khách, radio trong phòng ngủ) để có thể bật hoặc tắt chúng, hoặc tăng giảm độ sáng (với đèn), mã chính xác thì thiết bị mới được điều khiển. Ngoài việc nhận tín hiệu từ mô đun điều khiển, chúng ta cũng có thể lắp thêm các máy cảm biến chuyển động, cảm biến nhiệt,… qua đó hệ thống sẽ tự động hóa điều khiển theo ánh sáng bên ngoài, nhiệt độ, và phát hiện để cảnh báo khi có người lạ đột nhập. Hầu hết các hệ thống này đều có một điều khiển từ xa (giống điều khiển TV) để giúp bạn có thể gửi các yêu cầu đến các mô đun hay liên lạc với bộ điều khiển trung tâm, tất cả nhờ vào sóng radio (RF).

X-10 hiện tại trở thành một tiêu chuẩn quốc tế về tự động hóa trong điều khiển thiết bị điện gia dụng, tuy nhiên đây không phải là hệ thống duy nhất hoạt động theo cách thức này.

Hệ thống X-10 được điều khiển bằng máy tính

Nếu bạn chỉ muốn tự động hóa một vài loại đèn an ninh thì hệ thống X10 cơ bản và bộ điều khiển đã là quá đủ. Tuy nhiên, nếu bạn muốn tạo ra những thiết lập khác phức tạp hơn, với nhiều thiết bị khác nhau bật tắt theo nhiều kiểu khác nhau, vậy hãy cân nhắc dùng hệ thống điều khiển X10 trên máy tính. Rất dễ dàng, đầu tiên hãy mua bộ kit của hệ thống X10 điều khiển bằng máy tính gồm 1 mô đun, 1 cáp giao diện để kết nối mô đun với máy tính, và 1 phần mềm. Phần mềm này hiển thị đồ họa tất cả các thiết bị được kết nối với mô đun, cho phép bạn điều khiển bật tắt chúng một cách dễ dàng hơn, lên lịch trong một ngày, một tuần hoặc thậm chí lâu hơn. Phần mềm X10 có cả trên hệ điều hành Window và Linux.

Hệ thống Internet không dây

Đảm bảo an ninh là một trong những lý do lớn nhất khiến nhiều người quan tâm đến hệ thống nhà thông minh. Khi bạn đi làm hoặc nghỉ dưỡng, bạn thực sự muốn căn nhà mình hoàn toàn an toàn và không có ai có thể đột nhập. Hệ thống X-10 như chúng tôi đã đề cập có thể bật tắt đèn hay TV vào những thời điển chúng ta không đoán trước, và nếu bạn thực sự muốn bỏ ra một số tiền lớn cho việc đảm bảo an ninh thì việc sử dụng hệ thống mạng không dây sẽ là lựa chọn phù hợp. Thực tế thì hệ thống này tương tự như hệ thống X-10 điều khiển trên máy tính, nhưng bạn có thể kết nối webcam để xem tình trạng nhà cửa, thú cưng,… đang như thế nào, bật tắt các thiết bị ngay lập tức hoặc thậm chí thiết lập lại toàn bộ hệ thống một cách đơn giản. Harmony Home Automatic là một ví dụ điển hình cho hệ thống này.

Nhà thông minh DIY

Rất nhiều người thích sử dụng các hệ thống đơn giản, có sẵn giống như bộ điều khiển X-10. Nhưng một vài người có sở thích rất đặc biệt, những hacker, lập trình viên máy tính,… lại luôn muốn thực hiện các thao tác bảo vệ tỉ mỉ và cẩn trọng hơn nữa. Nếu bạn cũng thuộc kiểu người như thế, hãy tìm hiểu về nền tảng Arduino, nền tảng giúp liên kết máy tính của bạn với các thiết bị quanh nhà, hãy tìm hiểu thông qua các nhà sản xuất hoặc cộng đồng DIY. Có khá nhiều dự án loại này được giới thiệu trên các trang web mà bạn có thể tìm đọc.

Nhưng liệu bạn có thực sự cần một ngôi nhà thông minh?

Bạn có thể nghĩ rằng ý tưởng về một ngôi nhà thông minh là phù phiếm và ngớ ngẩn. Có phải thật sự bạn đã quá lười biếng và nuông chiều bản thân khi bạn có thể tự bật và tắt điện nhưng lại vẫn sử dụng các thiết bị điều khiển từ xa? Dù cho vậy, hãy nhớ về những người già và người tàn tật, những người có nhu cầu đặc biệt, muốn đóng góp công sức giúp đỡ nhưng mỗi lần giúp đỡ lại như một cuộc vật lộn. Sự ra đời của ngôi nhà tự động hóa thông minh đã giúp đỡ họ rất nhiều trong việc nhà, đồng thời giúp họ sống thoải mái và hạnh phúc, độc lập hơn trong chính căn nhà của mình.

Với lượng dân số ngày càng già, chính phủ và các tổ chức y tế thiện nguyện đang rất quan tâm đến những ngôi nhà tự động hóa, họ đặt ra câu hỏi là tại sao không sử dụng máy tính, robot và các công nghệ hiện đại khác để hỗ trợ cho những người dễ bị tổn thương này, giúp họ sống hạnh phúc, khỏe mạnh và độc lập hơn? Ví dụ như những người mắc chứng mất trí nhớ, họ có thể gắn hệ thống cảm biến trong nhà để tự động kiểm tra xem liệu bếp đã được tắt hay chưa, vòi nước có đang bị tràn hay không. Ở những người cao tuổi, nếu nhà được trang bị cảm biến chuyển động thì ban đêm, hệ thống đèn sẽ tự động bật khi họ thức dậy, hạn chế bị vấp ngã. Người mù thì cuối cùng có thể mua các thiết bị gia dụng thông thường, thông qua một bảng điều khiển đơn giản vẫn có thể quản lí được tất cả mọi thứ trong nhà.

Hệ thống tự động hóa này hoàn toàn có thể tạo nên sự khác biệt cho chất lượng cuộc sống, đặc biệt là đối với người già hoặc tàn tật. Chúng mang lại nhiều lợi ích, cải thiện an ninh, mang lại sự thoải mái, thuận tiện và quan trọng hơn, nếu được kết hợp với các bộ theo dõi năng lượng như trên máy điều nhiệt hoặc cảm biến tắt đèn ở phòng không có người sẽ giúp bạn tiết kiệm được một khoản trong hóa đơn điện; với hệ thống tự hóa như Bye Bye Standby, chúng sẽ thay bạn cắt điện ở các thiệt bị khi không sử dụng, giảm tối đa nguồn năng lượng lãng phí.

Có lẽ bạn vẫn chưa bị thuyết phục? Tôi hiểu. Thực sự chúng ta có cần những thứ này hay không? Chúng ta có cần mua thêm nhiều thiết bị hơn chỉ để kiểm soát những thiết bị đã có sẵn? Thói quen tự tắt mọi thứ quá khó khăn lắm hay sao? Rút phích cắm TV khó đến mức nào? Và thay vì phải tốn thời gian đi dây để theo dõi nhà mình vào kì nghĩ lễ, có lẽ việc kết bạn với hàng xóm và nhờ họ trông chừng có vẻ tốt hơn mà? Đối với mỗi chúng ta, nhà là nơi để sống, là nơi để nghỉ ngơi sau những giờ làm việc vất vả, vậy nên dù sao đi chăng nữa, hãy chọn cách sống nào mình thấy thoải mái nhất. Nếu nhỏ là đẹp, đơn giản là tốt thì có lẽ ngôi nhà thông minh nhất chắc là ngôi nhà không có tiện ích nào!

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Chat hỗ trợ
Chat ngay