Xülasə: 1980-ci ildən bəri inkişaf etməkdə olan ağıllı ev sistemləri (AES) bir çox imkanları ilə artıq dövrümüzdə çox geniş istifadə olunur. Ağıllı ev sistemləri evinizdə və ya iş yerinizdə təhlükəsizliyin, rahatlığın və enerji səmərəliliyinin təmin edilməsi üçün ən praktik yoldur. Ağılınıza gələ biləcək bütün cihazlar tək bir platforma üzərindən bir-birləri ilə interaktiv olaraq çalışaraq, evinizdəki həyat keyfiyyətini yüksəldirlər. AES təhlükəsizliklə yanaşı, evinizdəki bütün işıqlandırma, istilik, soyutma sistemlərini, pərdə, televizor və s. kimi elektriklə işləyən bütün cihazların uzaqdan idarəsini sizə təqdim edir. Üstəlik, istədiyiniz hesabat və xəbərdarlıqları sizə göndərərək gərəksiz enerji itkisinin qarşısını alıb və enerjiyə qənaət edir. Bütün bu yüksək təhlükəsizlik və rahatlıq xidmətlərinin idarəsi, internetə daxil ola bildiyiniz hər yerdən mobil telefon və ya kompüter vasitəsilə təmin olunur və siz evinizdən uzaqda olduqda belə evinizə nəzarət edə bilərsiz. Bu gün ölkəmizdə də AES-nin inkişaf etməsi üçün əlimizdən gələni edirik. Bu məqalədə yaratdığımız ağıllı ev sistemlərindən məlumat vermişik. Ağıllı ev sistemi mərkəzi idarəetmə sistemi olan şlüzdən və onun ətrafındakı temperatur-nəmlik, hərəkət, qapı-pəncərə və ağıllı kub sensorlarında ibarətdir. Digər sistemlərdən bir neçə üstün cəhətləri vardır. Bunlar mərkəzi sistemə qoşulacaq cihaz sayının və sensorların şəbəkə radiusunun çoxluğudur.
Açar sözlər: Ağıllı ev sistemi, aparat təminatı, program təminatı, şlüz, sensor
GİRİŞ
Ağıllı ev sistemi, işıqlandırma və istilik kimi alətlər və sistemlərin uzaqdan monitorinqini və idarə edilməsini təmin etmək üçün bir-biri ilə əlaqəli cihazlardan ibarət bir sistemdir. Ev avtomatlaşdırılması kimi tanınan Smart Home texnologiyası ev sahiblərinin ağıllı telefonlar və ya tabletlərdə quraşdırılmış program təminatının köməyi ilə evlərinin təhlükəsizliyini, rahatlığını və enerji səmərəliliyini təmin edən sistemlərdir. Qaraj qapısının, həyəcan siqnalı sistemlərinin, qəhvə hazırlama cihazının açılması və bağlanmsı kimi sistemlər ağıllı ev sistemlərinin sadə nümunələridi. Ancaq ev avtomatlaşdırılmasından danışarkən, istedad və nümunələr daha da irəli səviyyələrə çıxır. Ayrı-ayrı çalışan qurğuların əvəzinə ağıllı ev bir əsas ev avtomatlaşdırma nəzarətçisi tərəfindən idarə olunan bir çox alt sistemini özündə birləşdirir. Bu nəzarətçi ev avtomatlaşdırma sistemində idarəçi kimi ev ətrafında olan bütün qurğulara daxil olur, əmrlər verir və hər şeyə nəzarət edir. İsitmə və soyutma sisteminizdəki kondisioner, kombi, radiator, günəş enerjisi, isti su və s. bütün enerji sistemlərini uzaqdan və proqramlı şəkildə idarə edə bilərsiniz. Bu sistem ev sahibinin istənilən vaxt evindən uzaqda olsada, evin çoğrafi mövqeyindən və hava şəraitindən aslı olmayaraq öz evinə nəzarət imkanı yaradır. Bu xüsusiyyət sayəsində ev hər gün təyin olunan saatlara xüsusi əməliyyatlar həyata keçirir. Məsələn; səhər otağının pəncərələrini açaraq otağı havalandırır, gün batımına və ya doğumuna görə evin kənarında işıqları açır və bağlayır. Bir düyməni basmaq, bir qapı açmaq, bir hərəkəti aşkar etmək və bir sensordan xəbərdarlıq etmək kimi hadisələri yerinə yetirmək imkanına malikdir. Hər hansı bir otaqda uzun müddət ərzində heç bir hərəkət aşkar edilmirsə, otağın işığlarını söndürür. Evdəki istənilən otaqda duman aşkar edilərsə, sistem ev sahibinə SMS göndərə və ya zəng edə bilər. Sizin mobil telefonunuza SMS vasitəsi ilə evdəki prosesləri və havanın temperaturunu, suyun temperaturunu, ehtiyat su miqdarını, enerji və enerji kəsilmələrini ümümiyətlə evdə gedən bütün prosesləri sizə çatdıran ev köməkçiniz olacaq. Artıq bütün yolu qət edib həyət darvazasına çatmısınız. Qapıdakı oxuyucu sistem maşınınızı tanıyıb darvazanı açacaq, həyətdəki gecə işıqlanmaları həyəti və qaraja qədər yolu işiqlandıracaq, evin təhlükəsizlik sistemini növbətçi rejimdən adi rejimə keçirəcək. Budur qaraj qapılarıda açıldı, qaraja daxil oldunuz. Sistem qapıları bağlayıb Sizin maşından düşməyinizi, növbəti komandaları vermək üşün öz idarətmə pultunuzu götürməyinizi gözləyəcək. Evə daxil olub bir əl hərəkətiniz və ya səsli komanda ilə evin işıqlanma sistemini qoşacaqsınız. Ev istədiyiniz temparaturu alıb artıq. Bir düymə ilə musiqi sistemini qoşub Azərbaycan Xalq mahnılarını dinləyib rahat istirahət edərək ağır iş günü stersindən azad olacaqsınız. Telefonunuzda gün ərzində mərkəzi sistem tərəfindən göndərilən məlumatları və evdə gedən proseslərin təqvimli cədvəlini nəzərdən keçidikdən sonra rahat istirahətə davam edəcəksiniz. Bu proselərin təhlükəsizliyini təmin edən sizin ev dostunuz olan mərkəzi sistem, öz üzərinə götürərək sizin əmrlərinizə tabe olacaq. Siz hər bir avadanlığı idarə etmək üçün ona yaxınlaşmaq məcburiyyətiniz qalmayacaqsınız. Hər bir şey vahid kontrol interfeysi ilə idarə ediləcəkdir. Bu sistem tamamilə sizə xas bir avtomatlaşdırma dizayn edə bilərsiniz. Yüksək səviyyə proqramlaşdırıma sayəsində evinizin sizin yerinizə düşünməsini və idarə etməsini təmin edə bilərsiniz. Ağıllı evin bacarıqları və məntiqi çox yüksəkdir. Ağıllı sistem bizə istənilən senarini qurmağa imkan yaradır. Məsələn: Program təminatı vasitəsilə gecə yarısından səhər saat 5-ə qədər işığın intensivliyin 50%-dən — 90%-ə kimi təyin edə bilərsiz bilər. Evin və ya ofisin şəraitindən aslı olmayaraq istehsal edilən məhsulları həyatımızın hər sahəsində rahatlığı təmin etmək imkanındadır. Bunlara nümunə olaraq göstərə bilərik ki, bəzi ağıllı televizorlar səsləri və ya hərəkətləri tanıya bilirlər. Bunlar sayəsində televizorunuzda səs və ya bəzi jest və hərəkətlər ilə komanda verərək istədiyiniz musiqini dinləyə və ya videoları birbaşa göstərməyə imkan yaradır. Həmçinin bu funksiyanı idarəetmə yəni açma və bağlanma kimi də istifadə etmək mümkündür. Ağıllı evdə ən əsas ehtiyac duyulan sistem təhlükəsizlik sistemidir[1–2].
AĞILLI EVLƏRDƏ TƏHLÜKƏSİZLİK
· Limitsiz sayda virtual həyəcan dəstəyi
· Dilədiyiniz qədər simsiz təhlükəsizlik sahəsi / zonası meydana gətirə bilmə bacarıqları.
· Simli və simsiz həyəcan sistemləri
· Hərəkət və qapı/pəncərə sensorlarının köməyi ilə oğurluğa qarşı xəbərdarlıq sistemi.
· Duman sensorları vasitəsilə yanğın xəbərdarlığı etmə və qarşısını alma sistemi.
· İnternet girişi olan hər hansı bir ağıllı telefon ilə həyəcan sistemini aktiv / passiv etmə və hansı vəziyyətdə olduğu haqqda məlumatı ala bilmə imkanları.
· Karbonmonoksit və qaz sızmalarına qarşı sensorlar.
· Həyəcan düyməsi ilə təcili zəng başlatmaq.
· Ailə fərdlərinin sağlamlıq vəziyyətləri ilə əlaqədar 7/24 məlumat sahibi olma.
· Təhlükəsizlik təşkilatlarına (polis, xilasetmə, və s.) təcili zəng edilməsi.
· Təhlükəsizlik və avtomatlaşdırmada eyni sensorları istifadə edə bilmə imkanı.
· Hər hansı bir sızıntı halında avtomatik olaraq su və ya qaz axışını kəsmə.
· Evinizdə hamamınızı,mətbəxinizi, iş yerinizdə məlumat əməliyyat otağınızı su basmasına qarşı yoxlayır, su təyin edildiyində xəbərdarlıq edir və müdaxilə etmə imkanı təqdim edir.
· Ağıllı ev sistemi, öz təyinatınıza uyğun məlumatlandırma məqsədi ilə sms göndərə, e-poçt ata bilər, sizin təyin etdiyiniz telefon nömrələrinə zəng edə bilər və ya öz təyinatınıza uyğun kamera qeydi apara bilər[3].
APARAT TƏMİNATI
Şlüz ( Gateway/Hub): 220 Volt (kabelsiz, ağıllı tıxac prinsipi ilə) enerji mənbəyinə qoşulur.Mobil telefon,tablet və s. ilə Wi-Fi üzərindən şlüzlə əlaqə yaradılır və bağlantı rejiminə keçirilir. Bu andan sonra qoşulacaq sensorların üzərindəki bağlantı(connecting) düyməsi basılaraq növbə ilə şlüz tərəfindən qəbul edilənə qədər proses davam etdirilir. Ümumi şəbəkədə bir şlüz olması kifayət edir. Linux 4.14.52 Ubuntu 16.04 LTS əməliyyat sistemi, Quad-core 64-bit Cortex A53 1GHs, 4 nüvəli prosessor, 1GB RAM, Ethernet, 3G, 4G şəbəkə, giriş-çıxış protları UART ×1, I2C ×1, analoq giriş ×5, rəqəmsal giriş ×4, rəqəmsal çıxış ×3, RS232 ×1, RS485 ×1, şəbəkə radiousu 1000 metr, idarə edə biləcəyi nod sayı 1–1000 ədəd.
Şlüz digər sensorlardan “Zigbee” protokolu vasitəsilə gələn məlumatları Wi-Fi vasitəsi ilə bulud servisinə yönləndirir və həmçinin bulud üzərindən göndərilən əmrlər və ya digər məlumatları uyğun sensor və ya avadanlıqlara yönləndirir. Zigbee ev avtomatlaşdırılması, və aşağı güclü rəqəmsal radiostansiyaları olan şəxsi şəbəkələri yaratmaq üçün istifadə olunan yüksək səviyyəli “IEEE 802.15.4” standartlı kommunikasiya protokoludur. Zigbee texnalogiyası Bluetooth kimi digər simsiz şəbəkələrə nisbətən daha sadə və daha ucuzdur.Az güc istehlakı və enerji sərfiyyatına və ətraf mühitin xüsusiyyətlərinə görə 10–100 metr məsafəyə ötürməni təmin edir. Zigbee şəbəkəsi həm ulduz və ağac, həm də ümumi tipli şəbəkələri dəstəkləyir. Hər şəbəkənin bir əlaqələndirici qurğu olması lazımdır. Zigbee cihazları 2,4 GHz tezlikdə işləyə bilir.[4]
Temperatur-nəmlik sensoru: Bu sensor sağlamlığmızı qorumaq üçün ən çox ehtiyac duyulacaq sensorlardandır. Ağıllı evinizdə temperatur-nəmlik sensoru vasitəsilə müəyyən temperatur və nəmlik dərəcəsini tənzimlədikdən sonra həmin həddi aşıldıqda telefonunuza bildirim daxil olur və beləcə siz evinizin nəmliyinə və temperaturuna nəzarət edirsiz.
Hərəkət sensoru: Bu sensor vasitəsilə evinizdə həm təhlükəsizlik həm də enerjiyə nəzarət edə bilərsiz. Hərəkət sensoru evin bir neçə hissəsində olur. Siz evdə olmadıqda sensorlar evdə hərəkətlilik hiss etdikdə birbaşa şlüzə məlumat ötürür və telefon və ya tabletinizə bildirim göndərilir.Həmçinin evdə hərəkətlilik hiss etmədikdə istitmə və soyutma sistemini,işıqları və s. digər cihazları söndürür. Beləliklə enerjiyə qənaət etmiş olursunuz. Sensoru qapıya və ya pəncərəyə yaxın hissədə yerləşdirib hərəkət hiss etdikdə avtomatik olaraq həyəcan siqnal verir və qapı zəngi funksiyasını yerinə yetirir.
Qapı-pəncərə sensoru: Ağıllı ev sensorları arasında ən çox ehtiyac duyulan sensorlardan biri də qapı-pəncərə sensorudur.Bu sensor vasitəsilə qapı(pəncərə) açıldıqda sizə telefon vasitəsilə bildirim göndərilir,həmçinin qapı zəngi kimi istifadə olunur. Pəncərədən evinizə oğru girməyə çalışarsa sensor üzərindəki maqnitli açar avtomatik olaraq qapanır və mərkəzi sistemə bildiriş göndərərək siqnalizasiya sistemini işə salır.
Ağıllı kub: Evinizdə,ofisinizdə,istədiyiniz hər bir yerdə köhnə idarəetmə cihazlarını hamısını bir cihazda əvəzəmək üçün hazırlanmış ağıllı kontrollerdir. Kubda 6 müxtəlif hərəkət vardır ki, ağıllı evinizdəki cihazları bu kubla əlaqələndirərək müxtəlif komandalar ver və cihazlarınızı idarə edə bilərsiz. Məsələn: Kubu 2 dəfə düz səhtə toxunduraraq işıqları yandıra, kubu 90 dərəcə fırladaraq kondisoneri işə sala, kubu 1 dəfə silkələyərək pərdələrinizi qapama(açma), 2 dəfə silkələyərək pərdələrinizi qapama(açma), qarşıya itələyərək televizorunuzu yandırmaq və s. Bu kimi əməliyyatları yerinə yetirmək imkanındadır.
XÜSUSİYYƏTLƏRİ
Bütün bu sensorların işləmə prinsipi Zigbee texnalogiyası vasitəsilə şlüzə qoşulduqdan sonra Wi-Fi üzərindən yaratdığımız əlavə vasitəsilə idarə olunur.Qoşulma prosesi üzərilərindəki bağlantı düyməsinə 5 saniyə basılı tutduqdan sonra baş verir. Beləlikə telefonunuzdakı əlavə ilə rahatlıqla sensoru idarə edə bilirsiz. Üzərlərindəki istifadə olunan mikrokontroller Texas Instruments firmasının 32bitlik CC2530 mikrokontrolleridir. Bu mikrokontrollerdən istifadə səbəbi ondan ibarətdir ki mikorkontroller həm zigbee protokolunu dəstəkləyir həm də enerji sərfiyyatı daha azdır və programlşadırma cəhətdəndə səmərəlidir. Antenanın mənzilinin uzadılması üçün CC2592 Extender-dən istifadə olunmuşdur. 3.3 Volt dəyişdirilən CR2032 batareya vasitəsilə qidalanır. Şəbəkə radiusları 30 metr civarındadır.
PROGRAM TƏMİNATI
Haqqında danışdığımız telefon və ya tablet əlavəsinin görünüşü aşağıdakı kimi olacaqdır.
Sistemin işləməsi üçün program təminatı C programlaşdırma dilində istifadə edilərək yazılıb.
NƏTİCƏ
Ağıllı ev sistemləri günümüzdə populyar olan IoT(İnternet of Things) — Əşyaların İnterneti texnologiyalarının bir hissəsidir. Əşyaların interneti (İoT) — fiziki cihazların, maşınların, məişət cizahlarının və başqa digər əşyaların üzərinə quraşdırılmış elektronika elementləri, proqram təminatları, senorlar və qəbuledicələrlə bu əşyaların biri-birinə bağlanması və verilənləri ötürməsini təmin edir. Əşyaların birbaşa kompüter sistemlərinə çıxışı effektivliyin artmasına, yeni iqtisadi üstünlüklərin yaranmasına və insan əməyinə qənaətə gətirib çıxarır. Əşyaların İnterneti cihazlarının sayı 2017-ci ildə 33% artaraq 8.4 milyarda çatmış və 2021-ci ildə bu sayın 30 milyarda çatacağı gözlənilir. Əşyaların İnternetinin bazar dəyəri 2021-ci ildə 7.1 trilyon dollara çatacağı proqrnozlaşdırılır. Bunların böyük hissəsini ağıllı ev sistemləri tutur. Hazırladığımız ağıllı ev sistemi həm insanların rahatlığını, həm cihazların uzun ömürlüyünü həm təhlükəsizliyi, həm də günümüzdə ən çox ehtiyac duyulan enerjiyə qənaəti təmin edir. Haqqında danışdığımız bütün bu sistemin ən yaxşı cəhəti həyatımızın ayrılmaz hissəsi olan ağıllı telefon və komputerlər vasitəsilə cəmi bir neçə toxunuşla idarə olunmasıdır. Nəticədə evinizin həm, təhlükəsizliyini həm, rahatlığını təmin etmək çox asanlaşır. Bu sistemin digər sistemlərdən üstün cəhəti ondan ibarətdir ki, ağıllı evdə istifadə olunan sensorların həm ölçüləri, həm də enerji sərfiyyatı kiçikdir. Bununla yanaşı mərkəzi sistemə qoşulacaq cihaz sayıda digər sistemlərdən dəfələrcə çoxdur. Mərkəzi sistem yalnız ağıllı ev sistemlərində deyil ağıllı şəhərlər və kənd təsərrüfatı sistemlərində istifadə imkanına malikdir.
ƏDƏBİYYAT
[1]. Andrew Howe, The Smart Home Book (2018), pp 1–15
[2].http://mlgroup.az/ml_tehlukesizlik/agilli_ev.html
[3].Robert C. Elsenpeter Toby J. Velte, Build Your Own Smart Home (2001), pp 3–231
[4].https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780750685979000094
ÇAP OLUNUB: Azərbaycan Texniki Universiteti – Dördüncü sənaye inqilabının texnoloji perspektivləri: sənaye interneti, kiberfiziki sistemlər və intellektual texnologiyalar konfrans materialları. İntellektual texnologiyalar
Bölmə 3.pdf səh 37.
Müəllif: Nurlan Rəhimli