أتمتة المنزل

أتمتة المنزل أو أنظمة المنزل الذكية ^{[ 1 ]} هي نظام أتمتة يُطبّق على المنزل . يقوم نظام أتمتة المنزل بمراقبة و/أو التحكم في خصائص المنزل مثل الإضاءة، والتكييف، وأنظمة الترفيه، والأجهزة المنزلية. وقد يشمل أيضًا أنظمة أمن المنزل مثل أنظمة التحكم في الدخول وأنظمة الإنذار.

يشير مصطلح "المنزل الذكي" إلى أجهزة التشغيل الآلي للمنزل المتصلة بالإنترنت . ويشمل التشغيل الآلي للمنزل، وهو فئة أوسع، أي جهاز يمكن مراقبته أو التحكم فيه عبر إشارات الراديو اللاسلكية، وليس فقط الأجهزة المتصلة بالإنترنت. وعند اتصالها بالإنترنت ، تُعدّ أجهزة الاستشعار وأجهزة التفعيل المنزلية عنصرًا أساسيًا في إنترنت الأشياء (IoT). ^{[ 2 ]}

يربط نظام أتمتة المنزل عادةً الأجهزة الخاضعة للتحكم بمركز تحكم مركزي للمنزل الذكي (يُسمى أحيانًا " بوابة "). وتستخدم واجهة المستخدم للتحكم في النظام إما أجهزة طرفية مثبتة على الحائط، أو أجهزة لوحية أو أجهزة كمبيوتر مكتبية، أو تطبيقًا للهواتف المحمولة، أو واجهة ويب يمكن الوصول إليها أيضًا عن بُعد عبر الإنترنت.

بدأت أتمتة المنازل المبكرة بآلات موفرة للجهد. أصبحت الأجهزة المنزلية المستقلة التي تعمل بالكهرباء أو الغاز قابلة للتطبيق في القرن العشرين مع إدخال توزيع الطاقة الكهربائية ^{[ 3 ]} وأدت إلى إدخال الغسالات (1904)، وسخانات المياه (1889)، والثلاجات (1913)، وآلات الخياطة ، وغسالات الأطباق ، ومجففات الملابس .

في عام 1975، طُوِّرت أول تقنية شبكة أتمتة منزلية للأغراض العامة، وهي X10 . وهي بروتوكول اتصال للأجهزة الإلكترونية. وتستخدم بشكل أساسي أسلاك نقل الطاقة الكهربائية للإشارة والتحكم، حيث تتضمن الإشارات نبضات قصيرة من البيانات الرقمية بترددات الراديو ، ولا تزال الأكثر انتشارًا. ^{[ 4 ]}

بحلول عام 2012، ووفقًا لشركة ABI Research، تم تركيب 1.5 مليون نظام أتمتة منزلية في الولايات المتحدة. ^{[ 5 ]} وبحسب شركة الأبحاث Statista ^{[ 6 ]،} سيتم تركيب أكثر من 45 مليون جهاز منزلي ذكي في المنازل الأمريكية بحلول نهاية عام 2018. ^{[ 7 ]} ومن عام 2018 إلى عام 2023، نما عدد المنازل الأمريكية المجهزة بأجهزة ذكية بنسبة 10.2% سنويًا ليصل إلى 63.43 مليون منزل بحلول عام 2023. ^{[ 8 ]}

كلمة " دوموتيكس " هي اختصار للكلمة اللاتينية التي تعني المنزل ( domus ) وكلمة "روبوتكس" . ^{[ 1 ]} أما كلمة "ذكي" في "المنزل الذكي" فتشير إلى أن النظام على دراية بحالة أجهزته، وذلك من خلال بروتوكول تكنولوجيا المعلومات والاتصالات (ICT) وإنترنت الأشياء (IoT). ^{[ 9 ]}

تنتشر أنظمة التشغيل الآلي للمنازل في مجالات متنوعة، بما في ذلك:

• التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC): من الممكن التحكم عن بُعد في جميع أجهزة مراقبة استهلاك الطاقة المنزلية عبر الإنترنت من خلال واجهة مستخدم بسيطة وسهلة الاستخدام. ^{[ 10 ] [ 11 ]}
• نظام التحكم في الإضاءة : شبكة "ذكية" تتضمن الاتصال بين مدخلات ومخرجات نظام الإضاءة المختلفة، باستخدام جهاز حاسوب مركزي واحد أو أكثر.
• نظام التحكم الواعي بالإشغال: من الممكن استشعار إشغال المنزل باستخدام العدادات الذكية ^{[ 12 ]} وأجهزة الاستشعار البيئية مثل أجهزة استشعار _ثاني أكسيد الكربون [ ^{13 ]} والتي يمكن دمجها في نظام أتمتة المباني لتشغيل الاستجابات التلقائية لتطبيقات ^كفاءة الطاقة وراحة المبنى.
• التحكم بالأجهزة ودمجها مع الشبكة الذكية والعداد الذكي ، مع الاستفادة، على سبيل المثال، من إنتاج الألواح الشمسية العالي في منتصف النهار لتشغيل الغسالات. ^{[ 14 ] [ 15 ]}
• الروبوتات المنزلية والأمن: يمكن لنظام أمني منزلي متكامل مع نظام أتمتة منزلية أن يوفر خدمات إضافية مثل المراقبة عن بعد لكاميرات المراقبة عبر الإنترنت، أو التحكم في الوصول والقفل المركزي لجميع الأبواب والنوافذ المحيطة. ^{[ 16 ]}
• أجهزة كشف التسرب، وأجهزة كشف الدخان وأول أكسيد الكربون ^{[ 17 ] [ 18 ]}
• آلة طي الملابس ، سرير ذاتي الترتيب
• أنظمة تحديد المواقع الداخلية (IPS).
• أنظمة التشغيل الآلي للمنازل لكبار السن وذوي الاحتياجات الخاصة .
• رعاية الحيوانات الأليفة والأطفال ، على سبيل المثال تتبع تحركات الحيوانات الأليفة والأطفال والتحكم في حقوق وصول الحيوانات الأليفة. ^{[ 19 ]}
• مراقبة جودة الهواء ( داخل المنزل وخارجه ) . على سبيل المثال، يستخدم الناس تطبيق Air Quality Egg في منازلهم لمراقبة جودة الهواء ومستوى التلوث في المدينة وإنشاء خريطة للتلوث. ^{[ 20 ]}
• مطبخ ذكي، مزود بقائمة محتويات الثلاجة ، وبرامج طهي مُعدة مسبقاً، ونظام مراقبة الطهي، وما إلى ذلك.
• أجهزة التحكم الصوتي مثل أمازون أليكسا أو جوجل نيست تُستخدم للتحكم في الأجهزة أو الأنظمة المنزلية.

في عام 2011، وجدت دراسة أجرتها مايكروسوفت للأبحاث أن أنظمة التشغيل الآلي للمنازل قد تنطوي على تكلفة اقتناء مرتفعة، وعدم مرونة في الأجهزة المتصلة، وضعف في الإدارة. ^{[ 21 ]} عند تصميم وإنشاء نظام تشغيل آلي للمنزل، يأخذ المهندسون في الاعتبار عدة عوامل، منها قابلية التوسع، وكفاءة مراقبة الأجهزة والتحكم بها، وسهولة التركيب والاستخدام للمستهلك، والتكلفة المعقولة، والسرعة، والأمان، والقدرة على تشخيص المشكلات. ^{[ 22 ]} أظهرت نتائج دراسة iControl أن المستهلكين يُفضلون سهولة الاستخدام على الابتكار التقني، وعلى الرغم من إدراكهم أن الأجهزة المتصلة الجديدة تتمتع بجاذبية لا مثيل لها، إلا أنهم ليسوا مستعدين تمامًا لاستخدامها في منازلهم بعد. ^{[ 23 ]}

تاريخيًا، كانت الأنظمة تُباع كأنظمة متكاملة، حيث يعتمد المستهلك على مورد واحد لتوفير النظام بأكمله، بما في ذلك المكونات المادية، وبروتوكول الاتصال، والمركز الرئيسي، وواجهة المستخدم. مع ذلك، توجد الآن أنظمة برمجية مفتوحة المصدر ومكونات مادية مفتوحة المصدر ، يمكن استخدامها بدلاً من المكونات المادية الاحتكارية أو معها. ^{[ 21 ]} تتصل العديد من هذه الأنظمة بأجهزة إلكترونية استهلاكية مثل أردوينو أو راسبيري باي، والتي يسهل الوصول إليها عبر الإنترنت وفي معظم متاجر الإلكترونيات. ^{[ 24 ]} إضافةً إلى ذلك، تتزايد إمكانية ربط أجهزة التشغيل الآلي للمنزل بالهواتف المحمولة عبر البلوتوث، مما يتيح للمستخدم خيارات أكثر سهولة في الاستخدام وتخصيصًا أكبر. ^{[ 9 ]}

تعاني أنظمة التشغيل الآلي للمنازل من تشتت المنصات ونقص المعايير التقنية ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]،} مما يجعل تطوير تطبيقات تعمل بكفاءة بين مختلف الأنظمة التقنية المتباينة أمرًا صعبًا نظرًا لتنوع أجهزة التشغيل الآلي للمنازل، سواءً من حيث اختلاف مكوناتها المادية أو البرامج التي تعمل عليها . ^{[ 31 ]} وقد يتردد العملاء في الاعتماد على برامج أو أجهزة خاصة بمستقبل إنترنت الأشياء، والتي تستخدم بروتوكولات خاصة قد تتلاشى أو يصعب تخصيصها وربطها ببعضها. ^{[ 32 ]}

قد تُشكل طبيعة أجهزة التشغيل الآلي للمنزل مشكلةً فيما يتعلق بالأمن ، وأمن البيانات ، وخصوصية البيانات ، إذ غالبًا ما لا تصل التحديثات الأمنية المُعالجة للثغرات الموجودة في نظام التشغيل الأساسي إلى مستخدمي الأجهزة القديمة والمنخفضة السعر. ^{[ 33 ] [ 34 ]} ويشير فريق من الباحثين إلى أن عدم دعم الشركات المصنعة للأجهزة القديمة بالتحديثات الأمنية يجعل أكثر من 87% من الأجهزة النشطة عرضةً للاختراق. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

أبدى المستأجرون الذين يستأجرون من ملاك العقارات الذين يقررون تحديث وحداتهم بتقنيات المنزل الذكي مخاوفهم. ^{[ 37 ]} وتشمل هذه المخاوف ضعف الاتصالات اللاسلكية التي تجعل الباب أو الجهاز غير قابل للاستخدام أو غير عملي؛ وأمان كلمات مرور الأبواب التي يحتفظ بها المالك؛ والانتهاك المحتمل للخصوصية الذي يصاحب ربط تقنيات المنزل الذكي بشبكات المنزل.

أجرى الباحثون أيضًا دراساتٍ على المستخدمين لتحديد العقبات التي تواجه المستهلكين عند دمج أجهزة أو أنظمة التشغيل الآلي للمنزل في حياتهم اليومية. وكان من أبرز النتائج سهولة الاستخدام، حيث يميل المستهلكون إلى تفضيل الحلول سهلة الاستخدام على الأنظمة الأكثر تعقيدًا. ^{[ 38 ]} ووجدت إحدى الدراسات فجواتٍ كبيرة في التصورات الذهنية للمستخدمين حول كيفية عمل هذه الأجهزة. ^{[ 38 ]} وعلى وجه التحديد، أظهرت النتائج وجود سوء فهم كبير يتعلق بمكان تخزين البيانات التي تجمعها الأجهزة الذكية وكيفية استخدامها. ^{[ 38 ]} فعلى سبيل المثال، في نظام إضاءة ذكي، اعتقدت إحدى المشاركات أن جهاز الآيباد الخاص بها يتواصل مباشرةً مع الإضاءة، ويأمرها إما بإطفائها أو تشغيلها. ^{[ 38 ]} في الواقع، يرسل الآيباد إشارةً إلى نظام الحوسبة السحابية الذي تستخدمه الشركة (في هذه الحالة، جسر Hue) والذي بدوره يرسل إشارةً مباشرةً إلى الجهاز. ^{[ 38 ]}

بشكل عام، لا يزال هذا المجال في طور التطور، وتتغير طبيعة كل جهاز باستمرار. وبينما يعمل التقنيون على ابتكار بروتوكولات أمنية أكثر أمانًا وكفاءة وتوحيدًا، يحتاج المستهلكون أيضًا إلى معرفة المزيد عن كيفية عمل هذه الأجهزة وما قد يترتب على استخدامها في منازلهم. ولا يقتصر نمو هذا المجال حاليًا على التكنولوجيا فحسب، بل يشمل أيضًا قدرة المستخدم على الوثوق بالجهاز ودمجه بنجاح في حياته اليومية.

قد يُسهم استخدام أنظمة التشغيل الآلي للمنازل في تطوير تقنيات أكثر كفاءة وذكاءً لتوفير الطاقة. ^{[ 39 ]} فمن خلال دمج تكنولوجيا المعلومات والاتصالات مع أنظمة الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، يُمكن للمنازل اتخاذ قرارات مستقلة بشأن تخزين الطاقة أو استهلاكها لتشغيل جهاز معين، ^{[ 39 ]} مما يُؤدي إلى آثار بيئية إيجابية شاملة وفواتير كهرباء أقل للمستهلكين. ولتحقيق ذلك، يقترح الباحثون استخدام بيانات من أجهزة الاستشعار حول أنشطة المستهلكين داخل المنزل لتوقع احتياجاتهم وموازنتها مع استهلاك الطاقة. ^{[ 40 ]}

علاوة على ذلك، تتمتع أنظمة التشغيل الآلي للمنازل بإمكانيات هائلة فيما يتعلق بسلامة وأمن الأسرة. فبحسب دراسة استقصائية أجرتها شركة iControl عام ٢٠١٥، فإن الدافعين الرئيسيين وراء الطلب على الأجهزة الذكية والمتصلة بالإنترنت هما أولاً "الأمن الشخصي والعائلي"، وثانياً "الرغبة في توفير الطاقة". ^{[ ٤١ ]} تشمل أنظمة التشغيل الآلي للمنازل مجموعة متنوعة من أنظمة الأمان الذكية وأنظمة المراقبة. وهذا يتيح للمستهلكين مراقبة منازلهم أثناء غيابهم، ومنح أفراد الأسرة الموثوق بهم إمكانية الوصول إلى هذه المعلومات في حال حدوث أي طارئ.

رغم وجود العديد من الموردين المتنافسين، تتزايد الجهود المبذولة نحو أنظمة المصادر المفتوحة . ومع ذلك، توجد مشكلات في الوضع الحالي لأتمتة المنازل، بما في ذلك نقص معايير الأمان الموحدة وإهمال الأجهزة القديمة لعدم توافقها مع الإصدارات السابقة.

تتمتع أنظمة التشغيل الآلي للمنازل بإمكانات عالية لتبادل البيانات بين أفراد الأسرة أو الأفراد الموثوق بهم لأغراض الأمن الشخصي، ويمكن أن تؤدي إلى تدابير لتوفير الطاقة ذات تأثير بيئي إيجابي في المستقبل.

بلغت قيمة سوق أتمتة المنازل 64 مليار دولار أمريكي في عام 2022، ومن المتوقع أن تنمو إلى أكثر من 163 مليار دولار في عام 2028.

• 
  لوحة توصيل محلية، غير منظمة
• 
  أتمتة الآبار ومضخات التعزيز

• شركات أتمتة المنازل
• قائمة برامج التشغيل الآلي للمنزل
• فهرس مقالات أتمتة المنازل
• شبكة منزلية
• قائمة حافلات الشبكة
• ذراع مناولة متنقلة وروبوت متنقل
• جهاز ذكي ومكبر صوت ذكي
• شبكة الأشياء

• الوسائط المتعلقة بأتمتة المنازل على ويكيميديا ​​كومنز