Η φράση "έξυπνο σπίτι" είναι αρκετά διαδεδομένη, αφού χρησιμοποιείται για οποιαδήποτε οικία ενσωματώνει - σε μικρότερο ή μεγαλύτερο βαθμό - τη δυνατότητα ρύθμισης ορισμένων παραμέτρων. Στα αγγλικά η συγκεκριμένη τεχνολογία συναντάται με τους όρους "smart hοme" ή "hοme autοmation" και χρησιμοποιείται για να χαρακτηρίσει οποιοδήποτε σπίτι διαθέτει κάποιου είδους "τεχνητή νοημοσύνη". Μέσω αυτής, το εγκατεστημένο σύστημα έχει τη δυνατότητα να ρυθμίζει αυτόματα το οικιακό περιβάλλον, σύμφωνα με τις προκαθορισμένες επιθυμίες του ιδιοκτήτη. Για να επιτευχθεί ο στόχος αυτός, θα πρέπει να βρεθεί κάποιος τρόπος ώστε το σύνολο των ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συσκευών - ή τουλάχιστον ένα μεγάλο μέρος τους - να επικοινωνούν μεταξύ τους, λαμβάνοντας και αποστέλλοντας εντολές. Στο σημείο αυτό, η τεχνολογία έχει αναπτύξει πολλά ανταγωνιστικά πρότυπα, τα οποία παρουσιάζουν διαφορετικό συνδυασμό πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων. Με την αναλυτική παρουσίασή τους θα ασχοληθούμε στην επόμενη ενότητα, ενώ αξίζει να σημειώσουμε ότι στο ορατό μέλλον οι οικιακές συσκευές θα ενσωματώνουν εκ κατασκευής κάποιο μικροεπεξεργαστή, που θα τους επιτρέπει την επικοινωνία και αλληλεπίδραση με τον υπόλοιπο εξοπλισμό.
Οι λειτουργίες που μπορεί να ενσωματώνει ένα "έξυπνο" σπίτι αφορούν στο σύνολο των ανθρώπινων δραστηριοτήτων (διασκέδαση, εργασία, καθημερινές ασχολίες), αφού το μοναδικό ουσιαστικό όριο είναι η ίδια η φαντασία μας. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια του ύπνου το "έξυπνο" σπίτι θα μπορούσε να ελέγχει τη θερμοκρασία και να τη ρυθμίζει στη βέλτιστη για τον ιδιοκτήτη τιμή, να παρακολουθεί μέσω Internet το δελτίο καιρού ώστε να σχεδιάζει το πότισμα ή μη του κήπου, να ρυθμίζει το ξυπνητήρι ανάλογα με το πρόγραμμα κάθε ατόμου, ακόμη και να λειτουργεί ενεργειοβόρες οικιακές συσκευές κατά το βραδινό, φθηνό τιμολόγιο ηλεκτρικού ρεύματος. Κατά την ώρα της αφύπνισης των ενοίκων, θα μπορούσε να δυναμώνει σταδιακά την ένταση του φωτισμού, να ρυθμίζει την τηλεόραση στο αγαπημένο τους πρωινό κανάλι και να προβάλλει τα νέα που τους ενδιαφέρουν και τα οποία εντόπισε κατά τη διάρκεια της νύκτας στο Internet. Όταν το σπίτι είναι άδειο, θα μπορούσε να σβήνει τα φώτα και να ρυθμίζει κατάλληλα τη θέρμανση ώστε να εξοικονομείται ενέργεια, αλλά και να ενεργοποιεί το σύστημα συναγερμού. Τέλος, όταν οι ιδιοκτήτες λείπουν για διακοπές, θα μπορούσε να ελέγχει την ομαλή λειτουργία κάθε υποσυστήματος και να αποστέλλει λεπτομερή μηνύματα μέσω e-mail στους ιδιοκτήτες, περιγράφοντας κάθε πρόβλημα που μπορεί να προκύψει.
Σημαντικό, επίσης, στοιχείο της τεχνολογίας είναι ο απομακρυσμένος έλεγχος που προσφέρει, επιτρέποντας έτσι στους ενοίκους να επεμβαίνουν στη λειτουργία του από οποιοδήποτε σημείο του κόσμου. Ο έλεγχος αυτός μπορεί να επιτευχθεί μέσω τηλεφώνου με αναγνώριση των φωνητικών εντολών που δίνονται ή με τη χρήση του αριθμητικού πληκτρολόγιου στις ψηφιακές τηλεφωνικές συσκευές. Εναλλακτικά, πολλά συστήματα προσφέρουν τον απόλυτο έλεγχο του σπιτιού μέσω του Διαδικτύου, με τη δημιουργία ενός εύχρηστου γραφικού περιβάλλοντος που αντιπροσωπεύει το σύνολο του οικιακού εξοπλισμού.
Σε γενικές γραμμές, η τεχνολογία Smart Hοme μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αυτοματοποίηση ορισμένων καθημερινών λειτουργιών του απιτιού ή για την επίτευξη βελτιωμένης ευχρηστίας και αυξημένων δυνατοτήτων στις υπάρχουσες οικιακές συσκευές. Παράλληλα, επιτρέπει την πλήρη εκμετάλλευση του υφιστάμενου εξοπλισμού, αφού, για παράδειγμα, μία ταινία που εισάγεται σε κάποιο DVDPlayer στο σαλόνι, μπορεί να προβληθεί σε οποιαδήποτε συσκευή τηλεόρασης στο σπίτι. Ο κατάλογος με ανάλογα προϊόντα και υπηρεσίες είναι ήδη εντυπωσιακός, ενώ καθημερινά προστίθενται νέα που επεκτείνουν ακόμη περισσότερο τις δυνατότητες του συστήματος.
Η ΣΗΜΕΡΙΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ: Όσο περίεργο κι αν φαίνεται, η τεχνολογία Smart Hοme δεν είναι κάτι καινούριο, ενώ οι περισσότεροι άνθρωποι - κυρίως στο εξωτερικό επωφελούνται ήδη από τα πλεονεκτήματα που προσφέρει. Χαρακτηριστικά παραδείγματα αποτελούν οι διάφοροι χρονοδιακόπτες για τον έλεγχο του φωτισμού και άλλων συσκευών καθώς και οι θερμοστάτες, που στόχο έχουν τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σπιτιού στα επιθυμητά επίπεδα. Το "έξυπνο" σπίτι αποτελεί ουσιαστικά βελτίωση και ενοποίηση όλων των μεμονωμένων εφαρμογών, επιτρέποντας, για παράδειγμα, στο θερμοστάτη να ρυθμίζει τη θερμοκρασία λαμβάνοντας υπόψη του και τις εξωτερικές καιρικές συνθήκες. Ενα εξίσου σημαντικό παράδειγμα που αποδεικνύει την επαύξηση των δυνατοτήτων του υφιστάμενου εξοπλισμού αφορά στους χρονοδιακόπτες του φωτισμού. Πολλές οικογένειες που βρίσκονται σήμερα σε διακοπές, χρησιμοποιούν στα σπίτια τους χρονοδιακόπτες που αναβοσβήνουν τυχαία τα φώτα, σε μία προσπάθεια αποθάρρυνσης των επίδοξων διαρρηκτών. Η νέα τεχνολογία μπορεί να προσθέσει "λογική" μέσω κατάλληλων macrοs, προσομοιώνοντας ένα άτομο που κινείται συνεχώς μέσα στο σπίτι ανάβοντας και σβήνοντας τα φώτα σε κάθε δωμάτιο που εισέρχεται και εξέρχεται αντίστοιχα. Μερικοί ακόμη πιο "έξυπνοι" χρονοδιακόπτες μπορούν να καταγράφουν και να "μάθουν" τις κινήσεις των ανθρώπων μέσα στο σπίτι, προσομοιώνοντας έτσι με κάθε λεπτομέρεια την κίνησή τους.
ΤΑ ΟΦΕΛΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ: Η ευκολία, η απομακρυσμένη πρόσβαση, η άνεση και ο προσωπικός έλεγχος επί του οικιακού περιβάλλοντος αποτελούν τους κυριότερους τομείς όπου θα πρέπει να αναζητηθούν τα πλεονεκτήματα της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Η συντήρηση, η εξυπηρέτηση των τηλεπικοινωνιών, η κεντρική διαχείριση όλων των οικιακών συσκευών και η ασφάλεια είναι ορισμένοι επτπρόσθετοι λόγοι για τους οποίους οι καταναλωτές θα προθυμοποιούνταν να ξοδέψουν ένα σημαντικό ποσό χρημάτων για τη μετατροπή ή εξαρχής κστασκευή του ιδανικού "έξυπνου" σπιτιού τους. Όμως, για τη δημιουργία της ανάλογης αγοράς και την καθολική αποδοχή της τεχνολογίας από τους τελικούς αγοραστές, σημαντικό ρόλο διαδραματίζουν τόσο η ανάγκη για τα οφέλη που προσφέρει όσο και τα οικονομικά δεδομένα αλλά και οι εκάστοτε κοινωνικές επιρροές.
Καθώς, λοιπόν, ο τρόπος ζωής των ανθρώπων μεταβάλλεται και χαρακτηρίζεται από μοναδική ποικιλία ενδιαφερόντων και αναγκών, ο οικιακός εξοπλισμός γίνεται ολοένα περιπλοκότερος, δημιουργώντας την ανάγκη νέων υποδομών που θα μπορούν να εξυπηρετήσουν τις νέες συσκευές. Η υπάρχουσα καλωδιακή υποδομή κρίνεται ήδη ανεπαρκής, ενώ στο μέλλον το χάσμα μεταξύ των δυνατοτήτων που μπορούν να προσφέρουν οι οικιακές συσκευές και των δυνστοτήτων που είναι δυνατόν να ενσωματωθούν στις υπάρχουσες καλωδιώσεις θα αυξάνεται συνεχώς. Για το λόγο αυτόν, πολλές εταιρείες ήδη αναπτύσσουν και παρουσιάζουν στην παγκόσμια αγορά μία σειρά νέων τεχνολογιών, που αφορούν τόσο στην υλική υποδομή των νέων δικτύων που θα προκύψουν όσο και στα πρωτόκολλα επικοινωνίας που θα χρησιμοποιηθούν. Ηχρονική συγκυρία δεν θα μπορούσε να είναι καλύτερη, αφού το βιοτικό επίπεδο των ανθρώπων έχει αυξηθεί σημανπκά κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, με αποτέλεσμα η μετάβαση στη νέα εποχή των αυτομστοποιημένων οικιών να φαντάζει φυσιολογική ακόμη και για τους πιο μετριοπαθείς - τεχνολογικά - ανθρώπους.
Μία από τις σημαντικότερες αποφάσεις που θα πρέπει να ληφθούν για την κατασκευή ενός "έξυπνου" σπιτιού ή την αναβάθμιση ενός υφιστάμενου συμβατικού είναι η επιλογή της κατάλληλης τεχνολογίας για την αποστολή και λήψη δεδομένων. Η αγορά προσφέρει σήμερα πολλές εναλλακτικές λύσεις, ενσύρματες ή ασύρματες, με διαφορετικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα κάθε φορά. Οι παράγοντες που θα πρέπει να εκτιμήσει κάθε καταναλωτής είναι αρκετοί, αφού εκτείνονται από το ρυθμό διαμεταγωγής και την ευχρηστία που προσφέρει κάθε τεχνολογία, μέχρι το κόστος και την ευκολία εγκατάστασης που τη συνοδεύουν. Ο συνυπολογισμός όλων των ανωτέρω παραμέτρων θα μας οδηγήσει στη σωστή επιλογή καλωδίων, ανάλογα με τις προτεραιότητες και τις ανάγκες του καθενός, απόφαση από την οποία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό η συνολική επιτυχία του εγχειρήματος.
Σήμερα, ο πιο διαδεδομένος τρόπος σύνδεσης είναι μέσω του πρωτοκόλλου Χ10 που επιτρέπει την αποστολή δεδομένων μέσω των συμβατικών γραμμών ηλεκτρικού ρεύματος. Οπως είναι φυσικό, στο σημείο αυτό επικεντρώνεται το μεγαλύτερο πλεονέκτημά του, αφού εκμεταλλεύεται την υφιστάμενη υποδομή κάθε σπιτιού για να επιτύχει την επικοινωνία με όλες τις ηλεκτρικές συσκευές που το υποστηρίζουν. Οι ρυθμοί μετάδοσης δεδομένων που προσφέρει ποικίλλουν, αφού
η ποιότητα των ηλεκτρικών καλωδιώσεων
επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τη συνολική απόδοση του δικτύου. Μία τυπική υλοποίησή του επιτρέπει την επικοινωνία σε ρυθμούς της τάξεως των 60 bps, ενώ η αμφίδρομη επικοινωνία είναι εφικτή αλλά προσφέρει ακόμη χαμηλότερες ταχύτητες. Αντίθετα, το πρωτόκολλο HοmePlug 1.0 υπόσχεται ταχύτητες που φθάνουν τα 14 Μbps, απόδοση που εξαρτάται ευθέως από την ποιότητα των καλωδιώσεων αλλά και την ύπαρξη συσκευών όπως τα πλυντήρια, που προκαλούν παράσιτα και μειώνουν τη συνολική απόδοση του συστήματος.
Σημαντικές ομοιότητες με το πρωτόκολλο Χ-10 παρουσιάζει και η δημιουργία ενός οικιακού δικτύου μέσω των τηλεφωνικών γραμμών. Η εκμετάλλευση της υφιστάμενης τηλεφωνικής υποδομής προσφέρεται από τη δεκαετία του '80 στους χρήστες υπολογιστών Μacintοsh, που χρησιμοποιούσαν τους δέκτες Phοnenet για επικοινωνία. Παρά τα πλεονεκτήματα, όμως, που παρουσιάζει η συγκεκριμένη τεχνολογία, ο ρυθμός διαμεταγωγής που προσφέρει κρίνεται επίσης ανεπαρκής, αφού το πρωτόκολλο Home Phoneline Netwοrking Αlliance 1.0 προσφέρει ταχύτητες της τάξεως του 1 μόλις Μbps, ενώ η έκδοση 2.0 ανεβάζει τον πήχη στα 10 Μbps.
Μία τρίτη, ευρέως διαδεδομένη επιλογή, αφορά στη χρήση ομοαξονικού καλωδίου που συνήθως προτιμάται για τη μεταφορά βιντεοσήματος και δεδομένων. Το πλεονέκτημα στη συγκεκριμένη περίπτωση εστιάζεται στην ευκολία εγκστάστασης και επέκτασης του δικτύου, όμως, ο ρυθμός διαμεταγωγής δεν ξεφεύγει από τα στενά όρια των προηγουμένων υλοποιήσεων, αφού αγγίζει τα 10 Μbps. Παρ' όλο που η επίδοση αυτή φαντάζει ικανοποιητική, δεν θα πρέπει να ξεχνάμε ότι η συνολική χωρητικότητα διαμοιράζεται σε μία ποικιλία ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συσκευών, που περιλαμβάνουν υπολογιστές, ηχοσυστήματα, τηλεοράσεις, ανιχνευτές, φωτισμό και δεκάδες ή εκατοντάδες ακόμη αντικείμενα.
Οσοι, λοιπόν, ενδιαφέρονται για την εγκατάσταση ενός οικιακού δικτύου υψηλών επιδόσεων που θα επιτρέψει την πλήρη υποστήριξη της υποδομής του "έξυπνου" σπιτιού που ονειρεύονται, θα πρέπει να στραφούν προς τα καλώδια Category 5Ε ή τις οπτικές ίνες. Οι τεχνολογίες αυτές επιτρέπουν την επικοινωνία με ρυθμούς που ανέρχονται σε αρκετά Gigabit, επίδοση που αποδεικνύεται επαρκής ακόμη και για τη μετάδοσή βίντεο υψηλής ποιότητας και τη μεταφορά δεδομένων σε πολύ μεγάλες ταχύτητες.
Τέλος, υπάρχουν και οι ασύρματες λύσεις, οι οποίες όμως δεν έχουν εξελιχθεί σε τέτοιο βαθμό ώστε το προσφερόμενο bandwidth να ικανοποιεί. Το πρωτόκολλο 802.11b για παράδειγμα, παρέχει ένα θεωρητικό μέγιστο της τάξεως των 11 Mbps, που κρίνεται αρκετά χαμηλό για τις ανάγκες ενός "έξυπνου" σπιτιού. Παράλληλα, εκφράζονται προβληματισμοί και για την ασφάλεια που παρέχουν τα ασύρματο πρωτόκολλα επικοινωνίας, αφού στην περίπτωση που η προστασία τους δεν είναι επαρκής, κάθε διερχόμενος θα μπορεί να αποκτά πρόσβαση στο οικιακό δίκτυο.
Οπως ήδη αναφέραμε, η πιο διαδεδομένη λύση για τη δημιουργία του "έξυπνου" σπιτιού ακούει στο όνομα Χ-10. Πρόκειται για ένα πρωτόκολλο που λειτουργεί αποστέλλοντας μέσω της γραμμής ηλεκτρικού ρεύματος παλμούς των 120ΚHz, ενώ για να αντεπεξέλθει στα παράσιτα και τις παρεμβολές που διατρέχουν τις καλωδιώσεις, αποστέλλει κάθε εντολή δύο φορές. Κάθε συσκευή που υποστηρίζει το πρωτόκολλο Χ-10 διαθέτει δύο διευθύνσεις μεγέθους 4 bit, με αποτέλεσμα να μπορούν να συνδεθούν συνολικά 28 ή 256 συσκευές. Η πρώτη διεύθυνση χρησιμοποιείται για την ταξινόμηση των συσκευών σε ομάδες, ενώ η δεύτερη για τον εντοπισμό της συσκευής μέσα στην ομάδα. Για παράδειγμα, όλες οι συσκευές που βρίσκονται στο καθιστικό μπορούν να ανήκουν στην ομάδα Α, ενώ όσες βρίσκονται στο υπνοδωμάτιο στην ομάδα Β. Η τεχνική αυτή επιτρέπει τον ευκολότερο εντοπισμό και διαχείριση των συσκευών, ενώ πολλές συσκευές μπορούν να μοιράζονται τον ίδιο κωδικό και να λαμβάνουν έτσι τις ίδιες εντολές. Η αμφίδρομη επικοινωνία είναι επίσης εφικτή, παρέχοντας έτσι τη δυνατότητα σε κάποια συσκευή να αποστείλει εντολές σε κάποια άλλη. Για παράδειγμα, ένας θερμοστάτης μπορεί να ελέγχει τη λειτουργία του καυστήρα, ρυθμίζοντας έτσι τη θερμοκρασία του σπιτιού σύμφωνα με τις επιθυμίες του ιδιοκτήτη.
Το πρωτόκολλο Χ-10 αναπτύχθηκε το 1970 και κρίνοντας από τα χαρακτηριστικά που προσφέρει, αποδεικνύεται ως μία χαμηλού κόστους, ευέλικτη λύση για όλες τις ανάγκες που απαιτούν χαμηλό bandwidth. Η πιο διαδεδομένη μορφή χρήσης του είναι για τον έλεγχο του φωτισμού, χωρίς όμως οι δυνατότητές του να περιορίζονται σε αυτήν. Ο τρόπος λειτουργίας του βασίζεται στην αποστολή δεδομένων σε "πακέτα" των 8 bits, τα οποία διαδέχονται ένα αρχικό σήμα που ονομάζεται "start cοde". Για την αποστολή και λήψη δεδομένων οι πομποί και οι δέκτες συγχρονίζονται με βάση την κυματομορφή του ηλεκτρικού ρεύματος. Η αποστολή δεδομένων γίνεται κάθε φορά που η κυματομορφή τέμνει τον οριζόντιο άξονα (σημείο που ονομάζεται zerο crossing), δηλαδή 120 φορές το δευτερόλεπτο για ηλεκτρικό ρεύμα συχνότητας 60Hz που χρησιμοποιείται στις ΗΠΑ. Στην Ευρώπη η αντίστοιχη συχνότητα ανέρχεται σε 50Hz, και για το λόγο αυτό έχουν κστασκευαστεί ειδικά προϊόντα και συσκευές που είναι συμβατές με τη χαμηλότερη συχνότητα. Επειδή οι παλμοί - και επομένως οι εντολές- αποστέλλονται μέσω των ηλεκτρικών καλωδίων προς το σύνολο των συσκευών, τα δεδομένα περιλαμβάνουν το αρχικό σήμα (start code), ακολουθούμενο από τη διεύθυνση της συσκευής που θέλουμε να ελέγξουμε και, τέλος, την εντολή που θέλουμε να δώσουμε. Δεν θα πρέπει, επίσης, να παραλείψουμε ότι επειδή αρκετές οικιακές συσκευές χρησιμοποιούν τριφασικό ρεύμα, όλοι οι πομποί που υποστηρίζουν το πρωτόκολλο Χ-10 αποστέλλουν 3 παλμούς με κατάλληλη διαφορά φάσης.
Η ΝΕΑ ΓΕΝΙΑ: Οι τεχνολογίες δικτύωσης που βρίσκονται υπό ανάπτυξη, φυσικά, δεν εξαντλούνται στα προαναφερθέντα διαδεδομένα πρωτόκολλα επικοινωνίας, αντίθετα ένας μεγάλος αριθμός εταιρειών ενδιαφέρεται για τη συγκεκριμένη αγορά και έχει παρουσιάσει τις δικές του ολοκληρωμένες προτάσεις. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η Cisco, η οποία σε ειδικές εγκαταστάσεις που διαθέτει στη Μεγάλη Βρετανία, στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής και στη Σιγκαπούρη, επιδεικνύει τη δική της τεχνολογία οικιακής δικτύωσης υπό τον τίτλο iHome. Σύμφωνα με το όραμα της εταιρείας, το ιδανικό σπίτι θα μπορεί να ελέγχει τόσο το φωτισμό όσο και τις επικοινωνίας και τη θερμοκρασία του οικιακού περιβάλλοντος, ενώ ένα σύνολο από αισθητήρες και κάμερες θα τροφοδοτούν με δεδομένα τον κεντρικό υπολογιστή που θα λαμβάνει κστάλληλες ενέργειες. Για παράδειγμα, θα μπορεί να ειδοποιεί τους ενοίκους όταν κάποιος είναι οτην πόρτα ή θα ελέγχει τη λειτουργία όλων των συσκευών. Ενα demo του σπιτιού μπορείτε να παρακολουθήσετε στη διεύθυνση httρ://www.ihome.com.au/html/have/.
Εξίσου σημαντική μπορούμε να χαρακτηρίσουμε την πρόταση των εταιρειών Εricsson και Εlectrolux, οι οποίες τον Δεκέμβριο του 1999 προχώρησαν στην ανάπτυξη της δικής τους τεχνολογίας με την ονομασία e2Home. Στόχος τους είναι η διευκόλυνση των ιδιοκτητών του "έξυπνου" σπιτιού στον έλεγχο των λειτουργιών του, ενώ τα κυριότερα σημεία ενδιαφέρoντος είναι η προστασία, η ευκολία και η επεκτασιμότητα του συστήμστος που θα επιτρέπει τη σταδιακή αναβάθμισή του με νέες συσκευές και δυνστότητες. Περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να αναζητήσετε στη διεύθυνση httρ://www.e2-home.com/.
Τέλος, και η Μiele σε συνεργασία με ένα πλήθος άλλων εταιρειών έχει ασχοληθεί με την ανάπτυξη της σχετικής τεχνολογίας, την οποία παρουσίασε στην έκθεση Domotechnica 2001. Η πρότασή της ακούει στο όνομα Μiele@Home και υλοποιείται γύρω από έναν κεντρικό πίνακα ελέγχου, ο οποίος ευθύνεται για το σύνολο των λειτουργιών.