خانه‌های هوشمند امروزه به عنوان یکی از بخش‌های مهم سیستم‌های مدیریت جامع ساختمان یا همان BMS  مورد توجه واقع شده‌اند. خانه‌های هوشمند با هدف ایجاد آسایش و امنیت برای کاربران به سرعت در حال توسعه می باشند.امروزه تکنیک‌های مختلفی برای اتوماسیون ساختمان‌های بزرگ بکار گرفته‌می‌شود از قبیل کنترل نور ،کنترل دما، کنترل درها و پنجره‌ها و پرده‌ها و یا سیستم‌های امنیتی و مدار بسته و غیره. علاوه برموارد یاد شده، در خانه‌های هوشمند، کاربرد‌های دیگری نیز از قبیل کنترل Multimedia، آبیاری گیاهان و غذا دادن به حیوانات خانگی نیز قابل تعریف است.

سیستم‌های خانه ی هوشمند علاوه بر ایجاد آسایش و امنیت مضاعف در خانه به بهینه‌سازی مصرف انرژی و صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌های نگهداری ساختمان نیز کمک شایانی ‌می‌نماید. ضمناً این سیستم‌ها علاوه بر مخاطبین معمول خود می‌توانند در بهبود کیفیت زندگی معلولین و سالمندان نیز کمک شایانی نمایند. بسته‌های موجود در خانه‌های هوشمند می‌توانند موارد زیر را تحت کنترل قرار دهند:

1. کنترل دما
2. کنترل روشنایی
3. کنترل نور طبیعی (به کمک باز و بسته کردن خودکار پرده و کرکره ها)
4. سیستم های صوتی و تصویری
5. سیستم های اعلام حریق
6. سیستم‌های حفاظتی وامنیتی
7. آبیاری گیاهان و تغذیه حیوانات

تکنیک های به کار رفته جهت هوشمند سازی بنا به دو دسته کلی تقسیم می گردند:

1. روش هایی که در آنها نیازی به کابل کشی مجزا برای کنترل ادوات مختلف وجود ندارد. در این روش ها سیگنالهای تولید شده توسط وسایل کنترل کننده ، از طریق شبکه برق موجود در این ساختمان ها و یا با کمک سیگنالهای RF منتقل شده و در مقصد ، دستگاه مورد نظر را کنترل می نماید. مشهورترین تکنولوژی در این دسته X10 و Z-Wave می باشد.
2. روش هایی که در آنها برای کنترل وسایل و ادوات مختلف علاوه بر سیم کشی برق ساختمان نیاز به برپایی یک شبکه کابلی مجزای دیگر به جهت انتقال سیگنالهای تولید شده توسط وسایل کنترل کننده داریم. در این دسته نیز معتبر ترین تکنولوژی KNX می باشد.

شایان ذکر است که به غیر از موارد مذکور کلیه تجهیزاتی که به نحوی با برق کار کرده و یا قابلیت تبدیل به سیستم برقی در آنها وجود دارد در این مجموعه قرار خواهد گرفت. تکنولوژی های متفاوتی جهت اجرای سیستم های مذکور در خانه ها موجود است که در ذیل به برخی از آنها اشاره گردیده است در کلیه تکنولوژی ها تمامی امکانات قابل اجرا و بهره برداری می باشند.

پروتکلZ-Wave  :

-Z-Wave یک پروتکل ارتباطی دوطرفه بی‌سیم است که با اتحاد شرکت دانمارکی Zensys و Z-Wave  ارائه شد. این تکنولوژی برای توان‌ها و پهنای باند‌های کم طراحی شده‌است. یعنی برای استفاده در کاربرد هایی مانند Home Automation و یا Sensor Network ها. Z-Wave  یک شبکه با کیفیت بالا را در برابرقیمتی که معادل بخشی از قیمت تکنولوژهای مشابه آن می باشد در اختیار کاربران می‌گذارد که این امر با تمرکز برروی استفاده از پهای باند کم و جایگزینی سخت‌افزارهای گران قیمت با روشهای نرم‌افزاری امری ابتکاری است. گفتنی است که در این تکنولوژی از هیچگونه سیم کشی برای انتقال سیگنالهای کنترلی استفاده نشده و این امر فقط به کمک سیگنالهای RF صورت می پذیرد.

محدوده استفاده از Z-Wave

 Z-Wave  عمدتاً‌ از تکنولوژی RF برای Remote control ها استفاده می‌نماید. تکنولوژی Z- Wave  با مصرف انرژی کم، انتقال دوطرفه ، تکنولوژی شبکه Mesh و پشتیبانی از “باطری به باطری” گزینه مناسبی برای سنسورها و دستگاه‌‌های کنترلی می‌باشد. تکنولوژی شبکه Mesh برای Z-Wave می‌تواند دستورات را به‌صورت دو طرفه از یک وسیله به وسیله دیگری منتقل نماید درحالیکه ممکن است موانع و یا نقاط کور رادیویی در محل موجود باشد.

تکنولوژی Z-Wave به‌صورت چیپ ست‌هایی به تنهایی دردسترس است. پروتکل Z-Wave درون چیپ‌ها جاسازی شده‌است. و حافظه Flash جهت تولیدکنندگان این محصولات برای بارگذاری نرم‌افزارهایشان تعبیه شده‌است. برای راحتی ارائه محصولات طرح‌های از پیش آماده‌ای بر روی برد‌های PCB درکنار چیپ‌های تکی Z-Wave ارائه می‌شود که می توان به برد‌های آنتن‌ و فیلتر‌ها اشاره نمود.

شما می‌توانید به ‌کمک Z-Wave تمامی وسایل خود را حتی زمانی که در خانه نیستید تحت کنترل داشته باشید.  و این امر از طریق یک PC و با کمک اینترنت از هر نقطه از دنیا میسر خواهد بود . حتی با کمک موبایل نیز قادر به انجام بسیاری از این امور خواهید بود. به‌دلیل اینکه Z-Wave روی فرکانس خاص خود کار می‌کند (که مخصوص به خود می باشد) با هیچیک از دیگر وسایل بی‌سیم مثل تلفن‌های بی‌سیم، روترها و مودم‌ها و… تداخل نخواهد داشت. از نکته قابل تأمل درخصوص Z-Wave این است که بر روی کلیه سیستم‌های “با سیم” خانه‌ها موجود قابل اجرا بوده و امکانات جدید موجود درخانه‌های نسل بعد را برای شما مهیا می‌سازد.

مزایا:

• این پروتکل با مصرف انرژی کم، هزینه کم، انتقال دو طرفه، تکنولوژی شبکه MESH و پشتیبانی از باطری به باطری گزینه مناسبی برای سنسور دما و دستگاه های کنترلی می باشد.
• بسیار کوچک از نظر اندازه ی سخت افزار که آنرا برای مجتمع شدن با دیگر وسایل مناسب می کند.
• چون این پروتکل روی فرکانس خاص کار می کند با هیچ یک از وسایل بیسیم تداخل ندارد.

پروتکلKNX   :

- KNX یک استاندارد بر مبنای مدل OSI بوده و یک پروتکل ارتباطی شبکه است و پروتکل اصلی اتحادیه اروپاست که در خانه‌های هوشمند به‌کار می‌رود. KNX یک جانشین و در ضمن یک یکسو کننده برای سه استاندارد قدیمی زیر می‌باشد:

European Home System Protocol (EHS)

Bati BUS

European Installation BUS (EIB)

در حال حاضر استاندارد KNX توسط انجمن Konnex مدیریت می‌شود. این استاندارد بر پایه سیستم ارتباطی EIB بوده که با لایه‌های فیزیکی ، شیوه‌های Config و تجارب کاربردی Bati BUS و EHS گسترش یافته‌است. KNX بستر‌های ارتباطی فیزیکی زیادی را تعریف می‌کند:

1. سیم‌کشی با کمک زوج بهم تابیده ( برگرفته از استانداردهای EIB و Bati BUS )
2. شبکه برق ساختمان (برگرفته از استانداردهای EIB و EHS،‌شبیه آن چیزی که X1O عمل می‌نماید).
3. استفاده از امواج رادیویی
4.   ( Ethernet) که با عناوین EIB net/IP و یا KNX net/IP نیز شناخته می‌شود.

 KNX فارغ از هرگونه Platform سخت‌افزاری طراحی شده‌است. یک وسیله در شبکه KNX می‌تواند توسط هرچیزی کنترل شود، از یک میکرو کنترلر ۸ بیتی تا یک PC، که این امر را نیاز خاص آن مقطع تعیین می نماید. در برخی از نقاط دنیا امروزه KNX درحال رقابت با C-BUS طراحی شده توسط شرکت Clipsal است. اما بیشترین نوع نصب KNX نصب برروی بستر ارتباطی زوج سیم می‌باشد.

حالات برنامه‌ریزی :

1. وضعیتA-Mode  یا همان “Automatic Mode” یا حالت خودکار که تجهیزاتی هستند که به‌صورت خودکار خودشان را برنامه‌ریزی می‌نمایند  و طراحی شده‌اند تا کاربران نهایی خرید و تصب آنها را انجام دهند.
2. وضعیت E-Mode یا همان “Easy Mode” یا حالت آسان که تجهیزاتی هستند که آموزش‌های ابتدایی را برای تصب نیاز دارند. رفتار آنها از  پیش برنامه‌ریزی شده‌ است. با این وجود پارامترهای قابل برنامه‌ریزی نیز دارند که متناسب با نیاز کاربر تعریف می‌شوند. 
3. S-Mode یاهمان “System Mode” یا حالت سیستمی که تجهیزاتی هستند که در ساخت سیستم‌های اتوماسیون سفارشی به‌کار گرفته می‌شوند. تجهیزات S-Mode هیچ پیش‌فرض اولیه‌ای نداشته و بایستی توسط تکنسین‌های مجرب نصب و برنامه‌ریزی شوند.​

مزایا:

• پروتکل باز (امکان ارتباط با دیگر تامین کنندگان تجهیزات BMS).
• عمر تجهیزات اش در رله های مکانیکی تا سه میلیون بار و سایر تجهیزات الکتریکی تا یک میلیون بار در عملکرد .
• سایز کلید ها طبق استاندارد.
• امنیت شبکه( امکان عبور کابل از کنار کابل قدرت وجود دارد).
• قابل کنترل با نرم افزار گرافیکی توسط کامپیوتر که کلیه فضاها به صورت گرافیکی نمایش داده می شوند.
• ایمنی بالا در استفاده ( فقط v29 برق در محل کلیدهای کنترلی وجود دارد).
• هیچ گونه نویزپذیری یا نویزگذاری چون از کابل مجزا و شیلد دار استفاده می کنند.
• هر سیسنور یک میکروپروسسور دارد( باعث انعطاف پذیری سیستم در تغییر یک سنسور به جای دیگری).
• امکان کنترل وضعیت هواشناسی، کنترل رطوبت، مصرف حریان الکتریکی، کلید روشنایی و سیستم سرمایشی گرمایشی .