Cách vận hành một ngôi nhà thông minh, bạn đã biết chưa

Trong thời đại công nghệ, các thiết bị điện tử không chỉ còn phục vụ chức năng chính mà còn trở nên “ngày càng thông minh”. Nó tạo nên một xu hướng mới trong việc sử dụng các thiết bị điện tử và điện gia dụng thông minh trong mỗi ngôi nhà. Từ đó xu thế “nhà thông minh” tất yếu cũng ra đời.

Khái niệm nhà thông minh là gì cũng chính là thắc mắc của nhiều người hiện nay vì đây đang là công nghệ hấp dẫn với đông đảo mọi người nhờ tiện ích và trải nghiệm mà nó đem lại. Sau đây chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết hơn về khái niệm nhà thông minh là gì để cân nhắc đầu tư hoặc làm chủ nhà thông minh.

Nhà thông minh là gì?

Có thể bạn đã từng nghe đến thuật ngữ nhà thông minh hoặc smarthome vì đây là một công nghệ mới xuất hiện trong thời gian gần đây. Nhưng nhà thông minh là gì và lợi ích của smarthome là gì. Nó có đủ sức hút để khiến bạn phải đầu tư hay không?

Nhà thông minh là một ngôi nhà có hệ thống thông minh kết nối với các thiết bị thông qua kết nối Internet để tự động hóa các tác vụ cụ thể và thường được điều khiển từ xa bằng điện thoại, laptop hoặc các thiết bị kết nối mạng khác.

Bạn có thể sử dụng hệ thống nhà thông minh để lập trình đèn điện, công tắc thông minh, TV, thiết lập và giám sát hệ thống an ninh và camera hoặc điều khiển các thiết bị như tủ lạnh, máy điều hòa không khí và máy sưởi.

Hiểu một cách đơn giản thì smarthome không khác biệt mấy với một ngôi nhà “thông thường”. Sự khác biệt chính đến từ sự cải tiến của các thiết bị bên trong ngôi nhà đó.

Nhà thông minh chứa các phiên bản “thông minh” của các thiết bị gia dụng thông thường: bóng đèn, công tắc thông minh, đèn, ổ cắm điện, bộ điều nhiệt, ổ khóa, chuông cửa, máy hút bụi, tủ lạnh, máy giặt và máy sấy,…

Điều làm cho một thiết bị trở nên thông minh là khả năng kết nối với Internet. Khi chúng ta đưa chip kết nối Internet vào các thiết bị, sáng kiến Internet of Things (IoT) từ đó cũng ra đời. Khả năng kết nối Internet đặc biệt của các thiết bị điện thông dụng cho phép chúng thực hiện được ba điều: điều khiển từ xa, liên lạc với các thiết bị khác và cập nhật tính năng qua Internet.

Các thiết bị thông minh khi được kết nối Internet có một số lợi ích so với các thiết bị không được kết nối. Khóa cửa thông minh vẫn khóa cửa nhưng giờ đây, bạn có thể khóa và mở khóa khi bạn không ở nhà. Công tắc đèn thông minh vẫn sẽ bật và tắt khi bạn bật nhưng nó cũng có thể tự động bật bằng cảm biến chuyển động và thậm chí bật đèn ở các phòng khác nhau.

Một điểm khác biệt giữa các thiết bị nhà thông minh và các thiết bị thông thường, đó là tính thông minh. Nhờ các cảm biến tích hợp trí tuệ nhân tạo chạy bằng phần mềm và máy học, một số thiết bị trong nhà thông minh còn có thể hiểu được môi trường mà chúng đang tồn tại và phản ứng theo môi trường. Một chiếc rèm thông minh có tích hợp cảm biến nhiệt độ và ánh sáng có thể tự động kéo lại khi trời bắt đầu nóng lên và có nắng gắt chiếu vào nhà.

Các thiết bị nhà thông minh thậm chí có thể “nói chuyện” với nhau. Cảm biến tiếp xúc trên cửa sổ có thể ra lệnh cho bộ điều nhiệt tắt khi cửa sổ mở, máy lọc không khí có thể yêu cầu quạt bắt đầu chạy khi chất lượng không khí kém và cảm biến chuyển động có thể yêu cầu đèn tắt khi không có ai trong phòng,…

Cuối cùng và quan trọng nhất, các thiết bị thông minh có thể nhận được các bản cập nhật qua mạng.

Chức năng của nhà thông minh là gì?

An ninh và hiệu quả là những lý do chính đằng sau sự gia tăng sử dụng công nghệ nhà thông minh. Các chức năng chính của một ngôi nhà thông minh được phân chia ra thành từng chức năng cụ thể và riêng biệt.

• Điều khiển và kiểm soát hệ thống ánh sáng trong nhà một cách tự động
• Điều khiển các thiết bị điện gia dụng có trang bị điều khiển từ xa: Các thiết bị điện gia dụng thông minh và là yếu tố chính trong một ngôi nhà thông minh có thể kể đến: điều hòa, bình nóng lạnh, TV, rèm cửa, loa, máy giặt, máy rửa bát, tủ lạnh
• Điều khiển, kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí trong nhà
• Giám sát an toàn cho bạn và gia đình thông qua hệ thống camera, khóa

Mỗi thiết bị phục vụ một mục đích riêng nhưng đều góp phần vào hệ sinh thái tổng thể của một ngôi nhà thông minh, phối hợp với nhau để mang lại trải nghiệm sống thông minh và liền mạch.

Lợi ích của nhà thông minh là gì? Tại sao bạn cần một ngôi nhà thông minh?

Một số lợi ích có thể kể đến của nhà thông minh là:

• Một ngôi nhà an toàn hơn: Hệ thống báo động, camera, ổ khóa và đèn được kết nối trong nhà có thể điều khiển và giám sát từ xa bằng điện thoại hoặc máy tính bảng, laptop. Vì vậy bạn có thể biết những gì đang diễn ra ở trong nhà dù bạn có đang ở đâu. Hệ thống chiếu sáng thông minh có thể được đặt theo lịch trình để tạo cảm giác như có người đang ở nhà. Khóa thông minh cho phép bạn cấp cho ai đó quyền vào nhà mà không cần phải gửi chìa khóa hoặc giấu ở vị trí dễ bị phát hiện.
• Một ngôi nhà tiết kiệm năng lượng hơn: Nhà thông minh cho phép bạn kiểm soát tốt hơn việc sử dụng năng lượng, đồng thời tự động hóa các công việc hàng ngày như điều chỉnh nhiệt độ, bật và tắt đèn, điều chỉnh cửa sổ mở và đóng. Nhà thông minh cung cấp những hiểu biết sâu sắc về cách sử dụng năng lượng, nhờ đó giúp bạn sử dụng năng lượng hiệu quả hơn và lưu tâm đến các yếu tố sinh thái.

Nhà thông minh có thể xác định chính xác những khu vực bạn đang sử dụng nhiều năng lượng hơn mức cần thiết, cho phép bạn cắt giảm những khu vực đó và tiết kiệm tiền điện.

Một ngôi nhà tiện lợi hơn: Thiết bị nhà thông minh mà mọi người mua sẽ là thứ có thể giải quyết được một vấn đề cụ thể. Nếu bạn luôn quên chìa khóa, bạn có thể mua khóa thông minh mở bằng điện thoại hoặc dấu vân tay.

Nếu bạn không thể với tới cửa sổ để đóng rèm, rèm có động cơ kết hợp với loa thông minh sẽ cho phép bạn điều khiển nó bằng giọng nói của mình. Nếu bạn không muốn chuông cửa reo khi bé đang ngủ, chuông cửa thông minh sẽ cho phép bạn tắt chuông.

Một ngôi nhà hữu ích hơn: Các thiết bị thông minh như máy hút bụi, tủ lạnh thông minh, máy giặt và lò nướng có thể giúp bạn làm một số công việc nhà và giúp bạn làm việc khác tốt hơn.

Một tủ lạnh thông minh có thể theo dõi lượng thực phẩm và nhắc nhở bạn khi sắp hết. Hay một máy giặt thông minh có thể cho máy sấy biết cần bật cài đặt nào cho mẻ đồ vừa giặt xong và một lò nướng thông minh có thể điều chỉnh thời gian nấu sao cho phù hợp để thức ăn không bị quá chín.

Một ngôi nhà dễ tiếp cận hơn cho tất cả mọi người: Giả sử trong nhà bạn có người bị hạn chế khả năng di chuyển thì các thiết bị trong nhà thông minh sẽ giúp xóa bỏ đi rào cản đó nhờ khả năng điều khiển bằng giọng nói hoặc các thiết bị thông minh.

Nhược điểm của nhà thông minh là gì?

Bất cứ một thứ gì cũng sẽ có ưu và nhược điểm và nhà thông minh không ngoại lệ.

• Không phải tất cả thiết bị đều tương thích: Chiếc đèn thông minh bạn mua có thể hoạt động với Apple Home và iPhone của bạn nhưng không hoạt động với điện thoại Android. Điều này làm hạn chế khá nhiều khả năng sử dụng thiết bị vì điện thoại Android cũng khá phổ biến trong nhiều gia đình. Đây chỉ là một ví dụ về lý do tại sao khả năng tương thích là một vấn đề lớn.
• Rủi ro bảo mật vì nhà thông minh vận hành thông qua kết nối Internet nên nó có thể trở thành mục tiêu tấn công của kẻ xấu
• Không có kết nối Internet cũng đồng nghĩa với việc “nhà thông minh” trở nên vô dụng
• Yêu cầu chủ nhà phải thường xuyên theo dõi mật khẩu và giám sát bảo mật
• Chi phí đầu tư cho nhà thông minh thường đắt hơn các thiết bị điện thông thường
• Gây khó khăn đối với những người không có kiến thức và hiểu biết về công nghệ

Nhà thông minh được vận hành như thế nào?

Điều kiện cần để vận hành nhà thông minh

Về cốt lõi, một ngôi nhà thông minh được xây dựng dựa trên kết nối. Để có một ngôi nhà thông minh, bạn cần những thứ sau:

• Kết nối Internet
• Bộ định tuyến Wi-Fi hay router
• Các thiết bị nhà thông minh như bóng đèn, ổ khóa, loa và camera an ninh có hỗ trợ khả năng kết nối Internet
• Ứng dụng và/hoặc nền tảng nhà thông minh để thiết lập và lập trình các thiết bị.
• Có các thiết bị để điều khiển nhà thông minh như điện thoại, máy tính bảng, laptop hoặc loa thông minh

Các thiết bị smarthome sử dụng giao thức không dây để kết nối. Ngày nay có một số giao thức và bạn có thể kết hợp các giao thức trong nhà miễn là nền tảng nhà thông minh bạn chọn hỗ trợ chúng. Có một số giao thức độc quyền nhưng hầu hết các thiết bị nhà thông minh đều sử dụng một trong năm giao thức sau: Z-Wave, Zigbee, Wi-Fi (2.4Ghz and 5Ghz), Bluetooth LE, Thread.

Một số giao thức yêu cầu hub (thiết bị trung tâm) hoặc cầu nối để hoạt động nhưng một số thiết bị thông minh khác chỉ dựa vào router Wi-Fi hoặc điện thoại thông minh. Tất cả đều có thể hoạt động với Matter, một tiêu chuẩn kết nối nguồn mở mới cung cấp tiêu chuẩn giao tiếp chung cho các thiết bị và được coi là công nghệ thống nhất cho ngôi nhà thông minh.

Điều này có nghĩa là bất kỳ giao thức nào mà thiết bị thông minh sử dụng (trừ khi đó là Bluetooth, chỉ được sử dụng để tích hợp trong Matter), chúng đều có khả năng hoạt động với Matter. Tuy nhiên, việc thiết bị có thực sự hoạt động hay không là tùy thuộc vào từng nhà sản xuất.

Cách vận hành của nhà thông minh

Các thiết bị của ngôi nhà thông minh được kết nối với nhau và có thể được truy cập thông qua một hub kết nối chung. Từ đây, bạn có thể dùng ứng dụng trên điện thoại, máy tính bảng, laptop,…để sử dụng và thiết lập các thiết bị thông minh.

Gần như tất cả các thiết bị đều có ứng dụng riêng nhưng khi bạn thêm nhiều thiết bị vào nhà thông minh, bạn sẽ thấy sự cần thiết của một nền tảng nhà thông minh duy nhất để kiểm soát chúng. Điều này cũng cho phép bạn kết nối các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau thành một hệ thống chung và tự động hóa.

Các thiết bị gia dụng thông minh còn có kỹ năng tự học để tìm hiểu lịch trình của chủ nhà và điều chỉnh khi cần thiết. Nhà thông minh được trang bị điều khiển ánh sáng cho phép chủ nhà giảm mức sử dụng điện và tiết kiệm năng lượng.

Sau khi được kết nối, các dịch vụ như chuông cửa thông minh, hệ thống an ninh và thiết bị thông minh đều là một phần của công nghệ IoT, một mạng lưới các đối tượng vật lý có thể thu thập và chia sẻ thông tin điện tử.

Hệ thống nhà thông minh có những loại nào?

Nhà thông minh có thể có hệ thống không dây hoặc có dây hoặc cả hai. Hệ thống không dây dễ cài đặt hơn. Việc lắp đặt một hệ thống tự động hóa gia đình không dây với các tính năng như chiếu sáng thông minh, kiểm soát nhiệt độ và an ninh có thể tiêu tốn vài không quá nhiều tiền.

Nhược điểm của hệ thống không dây là cần vùng phủ sóng Wi-Fi mạnh và dịch vụ băng thông rộng trong toàn bộ ngôi nhà. Bạn sẽ cần đầu tư nhiều hơn để mở rộng các điểm truy cập không dây trong nhà. Hệ thống nhà thông minh không dây thường thích hợp hơn cho những ngôi nhà có diện tích không quá lớn.

Trong khi đó hệ thống nhà thông minh sử dụng kết nối dây có phần đáng tin cậy và khó bị tấn công hơn. Ngoài ra, hệ thống nhà thông minh có dây có thể dễ dàng mở rộng quy mô. Do đó nó khá phù hợp với các công trình và nhà có diện tích lớn.

Có một nhược điểm là nó khá đắt. Việc lắp đặt một hệ thống nhà thông minh sang trọng và có dây có thể khiến chủ nhà tốn hàng chục ngàn đô la. Ngoài ra, bạn phải có không gian dành cho thiết bị phần cứng mạng bao gồm cả cáp ethernet.

Ngôi nhà thông minh có thể bị hack không?

Có thể! Vì cơ chế hoạt động của nhà thông minh là tự động hóa và phải yêu cầu kết nối Internet trực tiếp nên nhà thông minh hoàn toàn có thể bị tấn công nếu giao thức bảo mật của sản phẩm nhà thông minh không đủ an toàn. Ngoài ra, mỗi cá nhân trong gia đình phải cẩn thận hơn để không chia sẻ hoặc tiết lộ thông tin đăng nhập nhạy cảm vì các thiết bị này có thể yêu cầu mật khẩu hoặc quyền truy cập thiết bị cá nhân để kiểm soát.

Chi phí xây dựng nhà thông minh

Việc ngày càng có nhiều sản phẩm nhà thông minh trên thị trường sẽ liên tục gây áp lực cạnh tranh lên các nhà sản xuất, từ đó giúp hạ giá thành sản phẩm. Mặt khác những đổi mới, cải tiến công nghệ mới đang liên tục được cập nhật hàng ngày giúp giá bán ngày càng hấp dẫn hơn.

Khi xem xét các sản phẩm nhà thông minh, hãy thực hiện bài toán phân tích chi phí và lợi ích để xác định xem giá có vượt quá mức độ tiện lợi hay không.

Nói chung, để biết chi phí đầu tư cho một ngôi nhà thông minh bằng bao nhiêu, hãy bắt đầu bằng việc tập trung vào một sản phẩm hoặc căn phòng cụ thể. Chiến lược này cho phép việc đầu tư vào công nghệ thông minh với số vốn tối thiểu.

Chi phí xây dựng, lắp đặt nhà thông minh có thể dao động từ vài triệu đến hàng chục triệu, tùy thương hiệu và số lượng thiết bị, không gian phòng.

Một ngôi nhà thông minh có đáng để đầu tư không?

Đầu tư vào một ngôi nhà thông minh là một quá trình phân tích chi phí-lợi ích và thường đòi hỏi một khoản đầu tư trả trước để trang bị những sản phẩm phù hợp. Ngoài ra, bạn còn phải tự rèn luyện bản thân và thành thạo cách sử dụng thiết bị thông minh. Tuy nhiên, lợi ích của việc tiết kiệm thời gian, điện năng, chi phí tiện ích có thể khiến một ngôi nhà thông minh xứng đáng với số tiền đầu tư.

Tương lai của nhà thông minh

Ngôi nhà thông minh ngày nay chủ yếu tập trung vào các thiết bị điều khiển từ xa và lập trình sẵn để giúp bạn. Bạn có thể sử dụng điều khiển bằng giọng nói để tắt đèn khi nằm trên giường để không phải dậy. Bạn có thể lên lịch cho robot hút bụi chạy hàng ngày vào lúc 10 giờ sáng để không phải suy nghĩ đến việc quét nhà.

Những ngôi nhà thông minh trong tương lai có khả năng chủ động làm mọi việc cho chúng ta mà không cần sự nhắc nhở của chính chủ nhân ngôi nhà.

Tất cả là nhờ sự tham gia của trí tuệ nhân tạo và công nghệ máy học. Trong tương lai, bộ điều chỉnh nhiệt thông minh sẽ biết khi không có người ở nhà để chỉnh nhiệt độ sao cho tiết kiệm năng lượng nhất. Nhưng nhiều trải nghiệm trong số này bị cô lập, phụ thuộc vào phần cứng và phần mềm.

Bằng cách triển khai khả năng dự đoán trên các nền tảng nhà thông minh thống nhất, AI có thể được sử dụng để thu thập, phân tích và giải thích dữ liệu từ các thiết bị nhà thông minh khác nhau.

Một ngôi nhà thông minh chỉ thông minh khi nó có thông tin mà nó cần. Ngày nay, chúng ta phải gắn các cảm biến chuyển động và cảm biến tiếp xúc trong phòng để cho chúng ta biết khi nào mọi thứ di chuyển hoặc mở và đóng. Nhưng các công nghệ mới hơn, ít xâm phạm hơn trong tương lai chẳng hạn như radar mmWave, siêu âm và cảm biến Wi-Fi sẽ cung cấp thông tin cho các thiết bị thông minh theo ngữ cảnh. Từ đó các thiết bị có thể hoạt động thực sự thông minh so với việc con người phải can thiệp và điều khiển từ xa như hiện nay.