Bu teknoloji, 1900'lerin başındaki başlangıcından bu yana, kendi kendine yeten elektrikli ve gazla çalışan cihazların piyasaya sürülmesiyle önemli ölçüde gelişti. Günümüzde akıllı ev sistemleri, ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme (HVAC) kontrolü, aydınlatma kontrol sistemleri, doluluk farkında kontrol sistemleri, cihaz kontrolü ve akıllı şebekelerle entegrasyon, ev güvenlik ve gözetim sistemleri dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesini kapsamaktadır. diğerleri arasında yaşlılar, engelliler ve evcil hayvan bakımı için özel uygulamalar. Bu sistemler tipik olarak kontrol edilen cihazları merkezi bir akıllı ev hub'ına bağlayarak kullanıcıların duvara monte terminaller, mobil uygulamalar veya hem yerinde hem de internet üzerinden uzaktan erişilebilen web arayüzleri gibi çeşitli arayüzler aracılığıyla evlerini izlemelerine ve kontrol etmelerine olanak tanır (Statista, 2018; ABI Araştırması, 2012). Akıllı ev teknolojisinin benimsenmesi artmaya devam ettikçe, konut yaşamının ve enerji yönetiminin geleceğini şekillendirmede giderek daha önemli bir rol oynaması bekleniyor.

Ev Otomasyonunun Tarihi

Ev otomasyonunun tarihi, çamaşır makineleri, su ısıtıcıları ve buzdolapları gibi kendi kendine yeten elektrikli ve gazla çalışan cihazların piyasaya sürülmesiyle 1900'lerin başına kadar izlenebilir. Ancak, ilk genel amaçlı ev otomasyon ağı teknolojisi olan X1975, 10 yılına kadar geliştirilmedi. X10, dijital verilerin kısa radyo frekansı patlamalarını içeren, öncelikle sinyal ve kontrol için elektrik gücü iletim kablolarını kullanan elektronik cihazlar için bir iletişim protokolüdür (Wikipedia, t). 2012 yılına kadar Amerika Birleşik Devletleri'nde yaklaşık 1.5 milyon ev otomasyon sistemi kurulmuştur (ABI Research, 2012). Araştırma şirketi Statista'nın 45'in sonuna kadar ABD'deki evlere 2018 milyondan fazla akıllı ev cihazının kurulacağını tahmin etmesiyle ev otomasyonunun hızlı büyümesi devam etti (Statista, 2018). "Domotik" terimi Latince ev (domus) ve robotik kelimesinden türetilmiştir, "akıllı ev"deki "akıllı" ise sistemin bilgi ve iletişim teknolojileri (ICT) protokolü aracılığıyla cihazlarının durumu hakkında farkındalığını ifade eder. ve Nesnelerin İnterneti (IoT) (Wikipedia, t).

Akıllı Ev Cihazları ve Bileşenleri

Akıllı ev cihazları ve bileşenleri, ev otomasyon sistemlerinde çok önemli bir rol oynayarak rahatlığı, enerji verimliliğini ve güvenliği artırır. Isıtma, Havalandırma ve İklimlendirme (HVAC) kontrol sistemleri, optimum konfor ve enerji tasarrufu sağlayarak sıcaklık ve hava kalitesinin uzaktan izlenmesine ve yönetilmesine olanak tanır. Aydınlatma kontrol sistemleri, kullanıcıların hem ambiyans hem de enerji tasarrufu için aydınlatmayı ayarlamasına ve programlamasına olanak tanır. Doluluğa duyarlı kontrol sistemleri, enerji verimliliği ve konfor için otomatik tepkileri tetikleyerek, binada oturanların varlığını algılamak için akıllı sayaçları ve çevresel sensörleri kullanır.

Cihaz kontrolü ve akıllı şebekelerle entegrasyon, çamaşır makinesi gibi cihazları çalıştırmak için güneş enerjisi gibi enerji kaynaklarının verimli kullanılmasını kolaylaştırır. Ev güvenlik ve gözetim sistemleri, hanenin güvenliğini sağlayarak uzaktan izleme ve erişim kontrolü sağlar. Özel uygulamalar, yaşlıların, engellilerin ve evcil hayvan bakımının ihtiyaçlarını karşılar ve onların iyiliği için özel çözümler sunar. İç ve dış hava kalitesi kontrol sistemleri, kirlilik seviyelerini izleyip yönetirken akıllı mutfak teknolojileri, pişirme süreçlerini ve envanter yönetimini kolaylaştırır (Statista, 2018; ABI Research, 2012).

Ev Otomasyonu İletişim Protokolleri

İletişim protokolleri, çeşitli akıllı cihazların birbirleriyle ve merkezi merkezle etkileşime girmesini sağladığından, ev otomasyon sistemlerinde çok önemli bir rol oynar. Her biri kendi avantajlarına ve sınırlamalarına sahip, yaygın olarak kullanılan birkaç protokol vardır. En eski ve en yaygın protokollerden biri, dijital verilerin kısa radyo frekansı patlamalarını içeren, öncelikle sinyal ve kontrol için elektrik güç iletim kablolarını kullanan X10'dur (Wikipedia, t). Diğer bir popüler protokol, akıllı ev uygulamaları için tasarlanmış, ağ oluşturma yetenekleri ve sağlam güvenlik özellikleri sunan, düşük güçlü, düşük veri hızlı bir kablosuz iletişim standardı olan Zigbee'dir (Zigbee Alliance, nd). Z-Wave, Zigbee'ye benzer şekilde çalışan, ancak farklı bir radyo frekansı bandı kullanan ve daha büyük bir ağ boyutuna (Z-Wave Alliance, nd) sahip başka bir kablosuz protokoldür. Insteon, hem güç hattını hem de kablosuz iletişimi birleştirerek akıllı ev ağlarında (Insteon, nd) artırılmış güvenilirlik ve esneklik sağlar. Son olarak, Wi-Fi ve Bluetooth da ev otomasyon sistemlerinde yaygın olarak kullanılır ve çeşitli cihazlarla yüksek veri hızları ve yaygın uyumluluk sunar (Bluetooth SIG, nd; Wi-Fi Alliance, nd).

Isıtma, havalandırma, ve klima

Isıtma, Havalandırma ve İklimlendirme (HVAC) kontrolü, ev sahiplerinin iç ortam iklimini ve enerji tüketimini verimli bir şekilde yönetmelerini sağladığı için akıllı ev teknolojisinin çok önemli bir yönüdür. IoT cihazlarının ve sensörlerin entegrasyonu ile HVAC sistemleri, mobil uygulamalar veya web platformları gibi kullanıcı dostu arayüzler aracılığıyla uzaktan kontrol edilebilir ve izlenebilir (Prez-Lombard ve diğerleri, 2008). Bu sistemler aynı zamanda doluluk, günün saati veya dış hava koşullarına göre sıcaklık ayarlarını otomatik olarak ayarlayacak şekilde programlanabilir, bu da optimize edilmiş enerji kullanımı ve yolcular için gelişmiş konfor sağlar (Shaikh ve diğerleri, 2014). Ayrıca akıllı HVAC sistemleri, ev için kapsamlı bir enerji yönetimi stratejisi oluşturmak üzere aydınlatma kontrolü ve cihaz yönetimi gibi diğer ev otomasyonu bileşenleriyle entegre edilebilir (Siano, 2014). Gelişmiş iletişim protokollerinden ve veri analitiğinden yararlanan akıllı HVAC kontrolü, sürdürülebilir, enerji açısından verimli ve konforlu yaşam ortamları yaratma genel hedefine katkıda bulunur.

Aydınlatma Kontrol Sistemleri

Akıllı evlerdeki aydınlatma kontrol sistemleri, enerji verimliliği, rahatlık ve gelişmiş güvenlik sunan ev otomasyonunun ayrılmaz bir parçasıdır. Bu sistemler, bir veya daha fazla merkezi bilgi işlem cihazı tarafından yönetilen çeşitli aydınlatma girişleri ve çıkışları arasında bir iletişim ağı kullanır. Akıllı aydınlatma sistemleri, günün saati, doluluk veya ortam ışık seviyeleri gibi çeşitli tetikleyicilere yanıt verecek şekilde programlanarak, enerji kullanımını optimize etmek ve konforlu bir yaşam ortamı yaratmak için otomatik ayarlamalara olanak tanır. Sensörler ve sesli asistanlar gibi diğer akıllı ev cihazlarıyla entegrasyon, kullanıcıların aydınlatmayı sesli komutlarla veya mobil uygulamalar ve web arayüzleri aracılığıyla uzaktan kontrol etmelerini sağlar. Ek olarak, akıllı aydınlatma sistemleri, kişiselleştirilmiş aydınlatma sahneleri oluşturmak için özelleştirilebilir, bu da bir yaşam alanının estetik çekiciliğini ve ambiyansını geliştirir. Akıllı ev teknolojisinin benimsenmesi artmaya devam ederken, aydınlatma kontrol sistemlerinin ev otomasyonunun geleceğini şekillendirmede önemli bir rol oynaması bekleniyor (Liang & Xie, 2017; Prez-Lombard et al., 2008).

Doluluk Duyarlı Kontrol Sistemleri

Akıllı evlerdeki kullanıcı farkındalığına sahip kontrol sistemleri, bir yaşam alanındaki kullanıcıların varlığını algılamak için akıllı sayaçlar ve çevresel sensörlerin bir kombinasyonunu kullanır. Bu sistemler, ortamın doluluk durumuna göre çeşitli yönlerini otomatik olarak ayarlayarak evdeki enerji verimliliğini ve genel konforu artırmak için tasarlanmıştır. Örneğin, hava kalitesini izlemek ve havalandırma veya iklimlendirme ayarlarını yapmak gibi uygun tepkileri tetiklemek için bina otomasyon sistemine CO2 sensörleri entegre edilebilir (Prez-Lombard ve diğerleri, 2008). Ek olarak, akıllı sayaçlar, enerji tüketim kalıpları hakkında gerçek zamanlı veriler sağlayarak, sistemin kullanıcıların ihtiyaç ve tercihlerine göre cihazların ve aydınlatmanın kullanımını optimize etmesini sağlar (Darby, 2010). Doluluğa duyarlı kontrol sistemleri, bu teknolojileri entegre ederek daha sürdürülebilir ve kullanıcı dostu yaşam ortamlarının geliştirilmesine katkıda bulunur.

Akıllı Şebeke ile Cihaz Kontrolü ve Entegrasyonu

Cihaz kontrolü ve akıllı şebekelerle entegrasyon, akıllı evlerin geliştirilmesinde ve işlevselliğinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Akıllı bir evde, cihazlar merkezi bir ev otomasyon sistemine bağlanarak çamaşır makineleri, buzdolapları ve klimalar gibi çeşitli cihazların uzaktan izlenmesine ve kontrol edilmesine olanak tanır. Bu entegrasyon, ev sahiplerinin gün boyunca güneş enerjisi üretimi gibi düşük enerji talebi veya yüksek yenilenebilir enerji üretimi dönemlerinde cihaz kullanımını planlayarak enerji tüketimini optimize etmelerini sağlar.

Akıllı şebekeler ise, elektrik akışını daha verimli ve güvenilir bir şekilde yönetmek için bilgi ve iletişim teknolojilerini kullanan gelişmiş elektrik şebekeleridir. Akıllı ev aletlerini akıllı şebekelerle entegre ederek ev sahipleri, elektrik fiyatlarındaki veya şebeke koşullarındaki gerçek zamanlı değişikliklere yanıt olarak enerji tüketimlerini ayarlayabilecekleri talep yanıt programlarına katılabilirler. Bu sadece ev sahibi için enerji maliyetlerini düşürmeye yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda elektrik şebekesinin genel kararlılığına ve verimliliğine de katkıda bulunur. Özetle, akıllı evlerde cihaz kontrolü ve akıllı şebekelerle entegrasyon, enerji yönetimini, maliyet tasarrufunu ve çevresel sürdürülebilirliği kolaylaştırır (Balijepalli ve diğerleri, 2011; Güngör ve diğerleri, 2011).

Ev Güvenlik ve Gözetleme Sistemleri

Akıllı evler bağlamında, ev güvenlik ve gözetim sistemleri, sakinlerin güvenliğini ve esenliğini sağlamada çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu sistemler tipik olarak erişim kontrolü, alarm sistemleri ve güvenlik kameraları aracılığıyla uzaktan gözetim gibi çeşitli bileşenleri entegre eder. Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte akıllı ev güvenlik sistemleri, yüz tanıma, hareket algılama ve gerçek zamanlı uyarılar gibi özellikler sunarak daha sofistike hale geldi (Liu ve diğerleri, 2016).

Akıllı ev güvenlik sistemlerinin en önemli yönlerinden biri, mobil uygulamalar veya web arayüzleri aracılığıyla uzaktan kontrol edilebilmesi ve izlenebilmesidir. Bu, ev sahiplerinin uzaktayken bile mülklerine göz kulak olmalarını sağlayarak onlara gönül rahatlığı sağlar. Ayrıca, akıllı ev güvenlik sistemleri, kapsamlı bir güvenlik çözümü oluşturmak için akıllı kilitler ve aydınlatma sistemleri gibi diğer ev otomasyon cihazlarıyla entegre edilebilir (Alam ve diğerleri, 2015).

Sonuç olarak, akıllı evlerdeki ev güvenlik ve gözetim sistemleri, gelişmiş özellikler ve diğer ev otomasyon cihazlarıyla sorunsuz entegrasyon sunarak sakinlerin emniyetini ve güvenliğini sağlar.

Yaşlı, Engelli ve Evcil Hayvan Bakımı İçin Özel Uygulamalar

Yaşlılar, engelliler ve evcil hayvan bakımı için akıllı evlerde özel uygulamalar, ev otomasyonunda önemli bir odak alanı olarak ortaya çıkmıştır. Bu uygulamalar, özel ihtiyaçları olan bireylerin yaşam kalitesini, güvenliğini ve bağımsızlığını artırmayı amaçlamaktadır. Yaşlılar ve engelliler için akıllı ev teknolojileri, uzaktan sağlık izleme, düşme tespiti ve otomatik ilaç dağıtıcıları gibi özellikleri içerebilir (Mann, 2018). Ek olarak, sesle etkinleştirilen sistemler, ev ortamının aydınlatma, sıcaklık ve eğlence sistemleri gibi çeşitli yönlerinin kontrol edilmesine yardımcı olarak günlük görevleri daha yönetilebilir hale getirebilir (Demiris ve diğerleri, 2008).

Evcil hayvan bakımı alanında, akıllı ev uygulamaları, evcil hayvan sahiplerine evcil hayvanlarının hareketlerini ve sağlıklarını güvenlik kameraları ve GPS izleme cihazları aracılığıyla izleme olanağı sağlayabilir (Garcia ve diğerleri, 2017). Ayrıca, otomatik evcil hayvan besleyicileri ve kapıları, ev otomasyon sistemlerine entegre edilerek evcil hayvanların evin belirli alanlarına erişimi üzerinde daha fazla kontrol sağlanmasına ve doğru beslenmelerinin sağlanmasına olanak tanır (Kooser, 2013). Bu özel uygulamalar, akıllı ev teknolojilerinin çeşitli popülasyonların benzersiz ihtiyaçlarını karşılama ve nihayetinde genel yaşam kalitelerini iyileştirme potansiyelini göstermektedir.

İç ve Dış Hava Kalitesi Kontrolü

Akıllı evlerdeki iç ve dış hava kalitesi kontrol sistemleri, sağlıklı bir yaşam ortamının sürdürülmesinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu sistemler, kirleticileri, alerjenleri ve diğer zararlı maddeleri tespit ederek hava kalitesini izleyen ve düzenleyen çeşitli sensör ve cihazlardan oluşur. Örneğin, iç mekan hava kalitesi kontrol sistemleri, ev içinde optimum hava kalitesini sağlamak için birlikte çalışan CO2 sensörlerini, partikül madde dedektörlerini ve nem sensörlerini içerebilir (Liu ve diğerleri, 2018). Dış hava kalitesi kontrol sistemleri ise çevredeki kirlilik seviyeleri hakkında gerçek zamanlı veriler sunarak ev sahiplerinin havalandırma ve hava temizleme stratejileri hakkında bilinçli kararlar vermelerini sağlar (Air Quality Egg, 2018).

Akıllı ev hava kalitesi kontrol sistemleri, ayarları algılanan hava kalitesi seviyelerine göre otomatik olarak ayarlamak için HVAC ve havalandırma sistemleri gibi diğer ev otomasyon teknolojileriyle de entegre edilebilir. Bu, yalnızca bina sakinlerinin genel konforunu ve esenliğini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda ısıtma, soğutma ve havalandırma kaynaklarının kullanımını optimize ederek enerji verimliliğine ve sürdürülebilirliğe de katkıda bulunur (Wang ve diğerleri, 2016).

Akıllı Mutfak Teknolojileri

Akıllı mutfak teknolojileri, yiyecekleri hazırlama ve tüketme şeklimizde devrim yaratarak verimliliği, rahatlığı ve sürdürülebilirliği artırdı. Bir örnek, envanteri takip edebilen, mevcut malzemelere göre tarifler önerebilen ve hatta malzemeler azaldığında yiyecek siparişi verebilen akıllı buzdolabıdır (Statista, 2018). Bir başka yenilik de, mobil uygulama aracılığıyla uzaktan kontrol edilebilen ve kullanıcıların herhangi bir yerden fırını önceden ısıtmasına veya pişirme sürelerini ayarlamasına olanak tanıyan akıllı fırındır (ABI Research, 2012). Ek olarak, sous-vide makineleri ve çoklu pişiriciler gibi akıllı pişirme cihazları hassas sıcaklık kontrolü ve pişirme modları sunarak tutarlı ve lezzetli sonuçlar sağlar (CO2 Sensörü, 2011). Ayrıca akıllı mutfak teknolojileri, ev otomasyon sistemleriyle entegre olabilir ve güneş paneli çıkışının yüksek olduğu veya elektrik talebinin düşük olduğu dönemlerde enerji tasarruflu cihaz kullanımına olanak tanır (Smart Grid, 2013). Bu gelişmeler sadece pişirme sürecini kolaylaştırmakla kalmıyor, aynı zamanda daha sürdürülebilir ve çevre dostu bir yaşam tarzına da katkıda bulunuyor.