CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU NHÀ THÔNG MINH I.1 Tầm quan trọ ng củ a nhà th ông m inh tr on g cuộ c sống hiện đạ i Khái niệm ngôi nhà dùng để che mưa che nắng, là nơi trú ẩn cho con người trong những tình trạng thời tiết khó khăn đã đi vào quá khứ từ rất lâu, ngôi nhà hiện nay còn là nơi nghỉ ngơi, thư giãn những lúc mệt mỏi, là nơi thể hiện tính sáng tạo, óc thẩm mỹ của con người. Chính vì thế mà ta có thể thấy ngành xây dựng luôn luôn phát triển trên toàn thế giới về mọi mặt, quy mô, thẩm mỹ, công nghệ,. Ngôi nhà hiện nay của con người đã to hơn, đẹp hơn, tiện nghi hơn, và những tiêu chí ấy luôn được nâng cao nhằm phục vụ con người một cách hiệu quả nhất. Trong tương lai, những tiêu chí trên sẽ không bao giờ dừng lại, trong đó phương diện công nghệ luôn được đề cao và là phương diện đi đầu trong công cuộc phát triển ngành xây dựng.
Khi các công trình nhà ở đã phát triển mạnh theo quy mô và kiến trúc thì người ta quan tâm hơn đến tính thoải mái của con người khi sử dụng nó, và họ kết hợp tất cả chức năng có thể có của ngôi nhà để mang lại cho con người một cuộc sống tiện nghi, không lo nghĩ. Ngôi nhà càng ngày càng trở nên thông minh, thân thiện với con người, hiểu được những suy nghĩ của chủ nhà và thực hiện các ý nghĩ của chủ nhà một cách tự động, chính xác. Từ đó khái niệm nhà thông minh đã được đưa ra để các nhà khoa học nghiên cứu. Ngôi nhà thông minh là khái niệm sẽ giải quyết các vấn đề như: tiện nghi, thoải mái, an toàn, tiết kiêm, an tâm v.
1 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trường Đại Học Mở Hà Nội 1.2 Ý nghĩa khoa học Nhà thông minh mang một ý nghĩa rất lớn cho khoa học, bởi nó đưa ra giải pháp mới cho ngành điện tử, giải pháp truyền dẫn và quản lý tài nguyên điện trong thiết kế xây dựng. Một giải pháp hoàn toàn khác biệt so với giải pháp truyền thống sử dụng mạng lưới điện 220V hay 110V trên toàn hệ thống đường dây diện, làm cho người dùng có thể gặp nguy hiểm, đặc biệt với trẻ nhỏ. Giờ đây mạng lưới điện giao tiếp với người dùng chỉ còn 24V không thể gây nguy hiểm tính mạng cho con người. Các sản phẩm trong công trình xây dựng không còn là các sản phẩm hoạt động riêng rẽ nữa, mà chúng được phối hợp với nhau tạo thành một hệ thống thống nhất, để đạt hiệu quả sử dụng cao nhất, với chi phí thấp nhất.
Ngoài ra, giải pháp này ra đời đã đưa đến công nghệ mới, công nghệ chế tạo sản phẩm thông minh, các phần mềm quản lý hệ thống, với tính thẩm mỹ cao, nhiều tính năng mới, ưu việt hơn, dễ sử dụng, nhưng vẫn tiết kiệm chi phí, năng lượng, v. Tóm lại, công nghệ nhà thông minh đã lời giải cho nhiều vấn đề trong nghiên cứu khoa học đồng thời cũng tạo nên một công cuộc nghiên cứu mới, phạm vi ứng dụng không chỉ trong xây dựng nữa mà còn tạo ra làn sóng công nghệ cho các lĩnh vực khác, lĩnh vực thông tin, điện tử, tự động hóa, v.3 Ý nghĩa thực tiễn. Chúng ta không thể phủ nhận lợi ích của việc nghiên cứu và phát triển nhà thông minh tới đời sống hiện tại, nó mang lại tính tiện nghi, thoải mái, sang trọng, an toàn cho cuộc sống nhiều âu lo, vất vả hàng ngày. Không những vậy nhà thông minh còn là giải pháp tiết kiệm nguồn năng lượng, đang là vấn đề làm đau đầu các nhà khoa học.
2 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trường Đại Học Mở Hà Nội Con người sẽ có một cuộc sống tốt đẹp hơn, không phải dành quá nhiều tâm trí trong việc quản lý ngôi nhà, mà con người có thể dành thời giờ cho nhiều việc khác. Chúng ta gần như tương tác được với những vật liệu mà trước đây gần như là không thể. Và ngôi nhà của chúng ta cũng có một cái nhìn hoàn toàn mới, thực sự như một vật thể có thể tự vận hành để phục vụ con người. Giờ đây ta hoàn toàn hãnh diện với một ngôi nhà thể hiện đẳng cấp của sự chuyên nghiệp, sang trọng, phong cách, cá tính hay bất cứ đặc trưng nào mà chúng ta muốn có.4 Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu là các hệ thống nhà thông minh, trong báo cáo này sẽ điểm qua các công nghệ khác như X10, PLC, UPB và tập trung nghiên cứu công nghệ mới là EIB. TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH 2.1 Xu hướng phát triển nhà thông minh trên thế giới. Nhiều người cho rằng, một trong những điều thú vị nhất khi dùng Internet là nó rất phổ biến trong cuộc sống. Một phòng ngủ, một cái tủ lạnh hay một ngôi nhà bình thường cũng đều được nối mạng.
Những “ngôi nhà thông minh” giờ đã trở nên quen thuộc, trong đó Internet không những chỉ được truy cập từ một máy tính cá nhân bình thường, mà còn là một phương tiện điều khiển các chức năng trong nhà. Hàng nghìn ngôi nhà nối mạng như vây đã có trong thực tế. Phó chủ tịch Intel – ông Louis Burns đã từng đưa ra nhận định tại diễn đàn các nhà phát triển Intel, diễn ra tại Mỹ năm 2004: “ Ngành công nghiệp điện toán, điện tử tiêu dùng và viễn thông đang kết hợp thành một ngành công nghiệp mới nhằm 3 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trường Đại Học Mở Hà Nội đưa ra các giải pháp thống nhất tạo ra những ngôi nhà số, giúp con người sử dụng nối mạng ở bất cứ nơi nào mà họ đặt chân tới.” Ngôi nhà thông minh đang là ngôi nhà thể hiện phong cách chuyên nghiệp tại Mỹ. Theo tập đoàn thương mại Internet Home Alliance cho biết, trong 1,5 triệu ngôi nhà được xây dựng mới ở Mỹ năm 2005, thì 20% nhà có “cấu trúc nối mạng” để liên kết điều khiển từ xa.2 Xu hướng phát triển nhà thông minh ở Việt Nam.
Một vài thập kỷ trước đây, ai cũng nghĩ rằng chỉ ông chủ ngành công nghệ thông tin như Bill Gate mới có thể có được ngôi nhà mơ ước của mình, một ngôi nhà thông minh có thể ghi nhớ từng thói quen, sở thích của các vị khách đến chơi nhà. Nhưng ý nghĩ đó đã dần trôi qua theo thời gian, hiện nay, hàng loạt các hãng xây dựng, các nhà tích hợp mạng nội bộ, các công ty cung cấp đồ gia dụng luôn chào mời những sản phẩm, dịch vụ nhà thông minh, mang lại sự thoải mái và tiện nghi cho ngôi nhà của chúng ta. Cùng với sự phát triển kinh tế của xã hội là sự nâng cao đời sống hàng ngày, ta có thể thấy rõ công nghệ nhà thông minh luôn gây được sự chú ý của người dân Việt Nam, đã có hơn 50 ngàn người đến tham quan và sử dụng thử các thiết bị kỹ thuật số được nối mạng thành hệ thống thống nhất tại Trung tâm kỹ thuật số LG tại thành phố Hồ Chí Minh sau hơn một năm hoạt động. Trung tâm kỹ thuật số nằm tại khuôn viên khách sạn New World, với hơn 1000m2, có thể xem là nơi giới thiệu thiết kế kiểu mẫu mô hình của một ngôi nhà thông minh với các thiết bị kỹ thuật số mà dù đứng ở bất kỳ nơi đâu trong ngôi nhà, ta cũng có thể điều khiển tất cả các thiết bị qua mạng “gia đình” LG home network, đồng thời có thể sử dụng thử các thiết bị, sản phẩm 4 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trường Đại Học Mở Hà Nội đặc biệt sẽ có mặt trong một ngôi nhà thông minh như điều khiển máy lạnh bằng điện thoại, nghe radio bằng lò vi ba v.
Ngoài ra trung tâm còn có chương trình đào tạo và hướng dẫn người sử dụng có thể làm quen, không bỡ ngỡ với việc sử dụng các thiết bị thường có trong nhà thông minh, như quản lý ngôi nhà qua máy tính để bàn, hay quản lý hệ thống đèn qua điện thoại v. Theo điều tra của ngành xây dựng, càng ngày số lượng ngôi nhà lắp đặt hệ thống nhà thông minh ngày càng tăng, song song với nó, tiện nghi của các ngôi nhà cũng được nâng cao, bởi vậy mà các công ty giải pháp nhà thông minh đã được thành lập rất nhiều nhằm đáp ứng nhu cầu lắp đặt của khách hàng.3 Thế nào là một ngôi nhà thông minh. Một ngôi nhà thông minh có thể đơn giản hay phức tạp tùy theo tính năng mà chủ nhà mong muốn. Có thể chỉ là một thiết bị điều chỉnh độ sáng cho đèn ngủ nhưng cũng có thể là các tính năng cao cấp hơn, phức tạp hơn như tự động hóa hoàn toàn các thiết bị có trong gia đình theo lịch hoạt động tương ứng với thói quen sinh hoạt hàng ngày của các thành viên trong gia đình.
Bất cứ những gì chúng ta cần ở một ngôi nhà thông minh với các thiết bị hiện đại đều có thể được mang đến. Chúng ta hãy tưởng tượng hoạt động của một hệ thống nhà thông minh được minh họa dưới đây: - Buổi sáng: Vào 5h30’ sáng hệ thống bắt đầu tự động điều chỉnh các thiết bị trong khi chúng ta vẫn đang ngon giấc. Sau một đêm dài, hệ thống điều hòa được giảm công suất hoạt động để tiết kiệm năng lượng, hệ thống điều khiển trung tâm sẽ dựa trên nhiệt độ thực tế ngoài trời và gửi tín hiệu điều khiển 5 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trường Đại Học Mở Hà Nội tới bộ điều khiển điều hòa, để kích hoạt hệ thống làm ấm không khí nếu nhiệt độ trong phòng thấp hoặc làm mát không khí nếu nhiệt độ trong phòng cao hơn nhiệt độ đặt trước. Đến 6h00’ không khí trong nhà đã trở nên dễ chịu sẵn sàng đón ta thức dậy.
Hệ thống an ninh tự động trở lại trạng thái bình thường, đèn phòng ngủ chính bật sáng với độ sáng thấp để ta không bị chói mắt khi mới thức giấc. Sau đó vài phút đèn phòng ngủ chính sẽ tăng độ sáng để ta quan sát mọi vật. Ngay lúc đó, một bản nhạc nhẹ chào đón ngày mới được bật lên. Hình 2/1: Bộ điều khiển điều hòa Máy pha cà phê tự động được bật lên để sẵn sàng cho ta ly cà phê thơm ngon vào buổi sáng Ngoài trời, hệ thống bơm nước tưới thảm cỏ tự động bật lên để thảm cỏ luôn được giữ ẩm và sau một vài phút khi thảm cỏ đó được tưới đủ nước hệ thống bơm sẽ tự động tắt.