Nhà Thông Minh - Smarthome rốt cuộc là gi?

Ai cũng hiểu Smarthome là gì. Là nhà thông minh. Thế nào là nhà thông minh? Có mấy cấp độ như sau:

   - Cấp độ thấp nhất, đơn giản là 1 cái nhà biết làm theo lệnh của chủ nhà, bảo bật/tắt đèn thì bật/tắt đèn, bảo mở cửa thì mở cửa.

   - Cấp độ cao hơn là biết làm "tai mắt" cho chủ nhà, ví dụ khi có người trong nhà thì báo, có cháy, khói thì báo cháy báo khói, rồi hiển thị nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, tiếng ồn...Nói 1 cách kỹ thuật thì là có khả năng Theo dõi (monitoring). Cao cấp hơn là khả năng đưa ra những thông tin, thay vì chỉ là dữ liệu thô. Ví dụ báo có trộm đột nhập, báo động mất điện, tiêu thụ điện năng quá mức cho phép...

   - Cấp độ thứ 3, nhà thông minh cần phải có khả năng "tự động", tức là đưa ra quyết định điều khiển giúp chủ nhà. Ví dụ khi "tai mắt" thấy chủ về thì sẽ tự động bật điều hòa, bình nước nóng. Khi thấy sắp ăn cơm thì bật đèn bếp, khi có trẻ con thì điều chỉnh nhiệt độ phù hợp, khi có trộm thì bật chuông báo trộm, đóng 1 số cửa ra vào, rồi tự động tưới cây, quạt mát... Các tính năng này có thể được cài đặt trước, hoặc do chính chủ nhà cài đặt khi sử dụng. Hiện nay hầu hết các hệ thống smarthome đều cho phép cài đặt "ngữ cảnh" hay scene, tức là 1 loạt các quyết định điều khiển dựa trên 1 số thông số đầu vào nhất định.

   - Và ở mức tối cao, nhà thông minh cần phải thực sự "thông minh", tức là hiểu được chủ nhà. Phải hiểu được thói quen, tập quán, sở thích của chủ. Nest thermostat là Thiết bị điều khiển nhiệt độ(thermostat) của Nest lab có khả năng "học" được nhiệt độ ưa thích của chủ để tự điều chỉnh cho phù hợp. Nest Lab đã được Google mua lại với giá 3.2 tỉ đô. Trong khi đó Phillips cũng có sản phẩm bóng đèn thông minh của riêng mình, với khả năng điều chỉnh cường độ và màu sắc ánh sáng theo sở thích chủ nhà, đang cực kỳ hot trên thị trường thiết bị smarthome.

   - Thực ra vẫn còn 1 cấp độ nữa của hệ thống Smarthome, vượt ra khỏi chính phạm vi của hệ thống này, đó là cấp độ IoT, cho phép các ngôi nhà thông minh "kết nối" với nhau và với hệ thống Cloud để đem lại cho ngôi nhà những tính năng tương tác cao cấp hơn, ví dụ có thể phát hiện nhu cầu mua sắm của chủ nhà để ra quyết định đặt hàng, hoặc nhiều tính năng khác. Nhưng đây là cấp độ IoT, điều mà có lẽ hơi xa khỏi chủ đề.

XÂY DỰNG HỆ THỐNG SMARTHOME NHƯ THẾ NÀO?

Vấn đề là bạn muốn ngôi nhà thông minh của mình thỏa mãn những cấp độ nào trên đây?

   - Nếu chỉ dừng lại ở cấp độ 1, tức là ngôi nhà thực hiện các tác vụ theo ý của chủ nhà, việc này có vẻ khá là đơn giản. Như bạn thấy các thiết bị trong nhà phần rất lớn điều khiển thực ra rất đơn giản, chủ yếu là bật tắt: Máy bơm, Bóng đèn (thiết bị chiếu sáng thường chiếm đến trên 50% các thiết bị trong nhà), cửa tự động, quạt thông gió... ; Một phần khác là các thiết bị điều khiển theo mức, ví dụ quạt (thường có 3-5 mức), đèn có điều chỉnh độ sáng (ví dụ dùng dimmer có dải giá trị điều khiển từ 0-100%); Một số lượng không nhiều thiết bị có chế độ điều khiển phức tạp, như TV, điều hòa, quạt được điều khiển bằng hồng ngoại, thì có tập lệnh khá là phức tạp, tuy nhiên những đối tượng này có tần suất sử dụng khá thường xuyên và cũng cần có bộ điều khiển chuyên biệt.

   - Đối với các loại thiết bị dạng bật-tắt, tức là chỉ 2 trạng thái, thông thường nhất ta cần có 1 module điều khiển Relay (Rơ le). Trên đó tích hợp các Relay xoay chiều 220V có thể được điều khiển riêng biệt hay cả chùm (ví dụ từ 4 đến 8 relay trên 1 module) có thể được điều khiển bằng tín hiệu hay lệnh điều khiển. Hiện trên thị trường có rất nhiều module dạng này, xu hướng là điều khiển bằng lệnh (command) sử dụng các giao thức thông thường như Zigbee, Wifi, Z-wave (không dây). Tìm hiểu về Zigbee.

   - Các bạn chú ý là mặc dù có thể điều khiển các module này bằng tín hiệu (ví dụ xuất tín hiệu từ chân GPIO của bộ điều khiển trung tâm dạng 0-5V hoặc 0-3.3V) nhưng trong 1 hệ smarthome hoàn toàn không nên làm như vậy, sử dụng chuẩn truyền thông luôn linh hoạt, khả năng mở rộng cao và gọn nhẹ hơn nhiều.

   - Đối với các loại thiết bị dạng điều khiển theo mức, tức là có nhiều trạng thái, chúng ta cũng có các module điều khiển chuyên dụng, như các module điều khiển độ sáng đèn của dimmer. Các module này điều khiển góc mở của dimmer để áp đặt điện áp lên thiết bị điện cần điều khiển. Hiện tại XIVISOFT đang có 1 module này điều khiển qua chuẩn truyền thông S-bus.

   - Đối với các loại thiết bị điều khiển từ xa bằng remote hồng ngoại hay sóng Radio (RF), vấn đề phức tạp hơn 1 chút. Trước tiên chúng ta cần phải chế ra những bộ điều khiển có khả năng tương tác với hệ thống Smarthome, đồng thời xuất được tín hiệu Hồng ngoại hay RF ra để điều khiển các thiết bị trên. Các thiết bị này sẽ phải "học" tập lệnh để có thể điều khiển được thiết bị, ví dụ với TV sẽ có các tập lệnh cho các dòng như Samsung, LG, Panasonic, ... mỗi dòng có 1 tập lệnh, rồi điều hòa, quạt,... cũng như vậy.