امروزه با توجه به پیشرفتی كه در عرصه فن‌آوری دیجیتال و فن‌آوری اطلاعات صورت گرفته است، این امکان به وجود آمده كه کاربردهای مختلف مبتنی بر استفاده از تجهیزات الکترونیکی و نرم افزاری در جهت جمع‌آوری اطلاعات، پردازش آن ها و تصمیم‌گیری بر اساس خروجی های تولید شده، معرفی گردند. این كاربردها در صنایع مختلف، رشد قابل توجهی داشته‌اند. با توجه به بحث اساسی دنیای امروز كه بهبود وضع اقتصادی جوامع و بازارهای مختلف می باشد، دو هدف اساسی تعریف می شود، اول پایین آوردن هزینه ها و دوم بالا بردن سطح رفاه.
همان طور که می دانیم در جهت حصول به دو هدف بالا طرز استفاده از انرژی دارای اهمیت بسزائی است، چرا که استفاده از انرژی به صورت بی رویه هزینه های جاری سازمان ها و موسسات را به شدت افزایش می دهد و تولید بیش از حد آن، منجر به استفاده از منابع محیط زیست و آلودگی آن می شود. با توجه به اینکه اتلاف انرژی به شکل های مختلف در سازمان ها بسیار زیاد می باشد، بهینه سازی سیستم های مصرف کننده انرژی و طراحی و پیاده سازی سیستم هایی با امکان کنترل بیشتر و راندمان بالاتر شدیداً مد نظر قرار گرفته اند.
لازم به ذکر است که در سازمان ها علاوه بر سیستم های مصرف کننده انرژی، به دلیل وجود کاربران انسانی، حصول به راندمان بالاتر، در بر گیرنده شرایط استفاده کاربران نیز می شود. در این راستا لازم است محیطی آرام، ایمن همراه با آسودگی خاطر را مهیا نمود. به این ترتیب می توان از بهره وری بالاتری بهره برد.
به همین جهت با تعریف استانداردهای ارتباطی یکپارچه در دنیا سعی شده است که تجهیزات الکترونیکی و نرم افزاری مختلف در سازمان ها را به گونه ای طراحی و تولید نمود که بتوانند از اطلاعات یکدیگر استفاده نمایند و امکان جمع آوری اطلاعات مجموعه در جهت تصمیم گیری موثر را فراهم نمایند. این طرز تفکر و عملکرد باعث تعریف جدیدی به نام ساختارهای هوشمند شده است.
این سیستم ها از دو بخش فعال و غیرفعال تشکیل شده اند. قسمت فعال همان تجهیزات به وجود آورنده سیستم و مصرف کننده توان الکتریکی می باشند (مانند سوئیچ ها، کنترلرها، سنسورها، ترموستات ها و...). تجهیزات غیرفعال، محمل عبوری جریان الکتریکی می باشند و مصرف و یا تولید کننده توان الکتریکی نیستند (مانند کابل ها، اتصالات، کلیدها، پریزها، مسیرهای عبوری کابل ها و ...). برای این که بتوان سیستم متناسب و قابل استفاده ای داشته باشیم، لازم است بستر مناسبی برای انتقال سیگنال های الکتریکی (دیتا) به وجود آوریم. همان طور که از تعریف این دو قسمت پیدا است، این ها می توانند به صورت مجزا طراحی و پیاده سازی شوند. از لحاظ هزینه ای قسمت غیر فعال بسیار ارزان تر از قسمت فعال می باشند. در خیلی از پروژه های اجرا شده، ترجیح داده می شود، قسمت پسیو در زمان طراحی سازه سازمان اجرا گردد و در صورت درخواست مصرف کننده یا صرف و صلاحی که در آینده به وجود می آید تجهیزات فعال نصب شوند. نکته قابل توجه این است که اجرای قسمت غیرفعال، به دو دلیل زیبایی و سهولت اجرا، در زمان ساخت سازه، دفن می شوند. بعد از زمان ساخت سازه به دلیل اینکه اجرای دفنی هزینه بالایی دارد، سیستم غیر فعال، به صورت رو کار اجرا می گردند که دو عامل زیبایی و سهولت استفاده فدای هزینه اجرای می گردند.

اهداف اصلی:
طراحی، پیاده سازی و كاربری از كلیه زیر سیستم های مكانیكی، الكتریكی و نرم افزاری، به صورت یكپارچه جهت موارد ذیل می باشد:
- استفاده بهینه از منابع انرزی و آب
- كنترل فضاها به وسیله کاربران از داخل و خارج از سازه
- بالابردن ضریب امنیتی،‌ رفاهی و آسایشی
- بالابردن ارزش افزوده و در نتیجه ارزش سازه
- مدیریت یكپارچه سازه به صورت محلی و یا از راه دور
- استفاده و توزیع سرویس های مخابراتی صوتی و دیتا (اینترنت)
امكانات:
سیستم های قابل ارایه از قرار زیر می‌باشند:
- خانه هوشمند (Smart Home)
- سیستم گرمایش/ سرمایش (Comfort HVAC)
- ایمنی (Safety)
- امنیتی (Security)
- كنترل نور (Lighting Control)
- مخابرات (Telecommunication)
- كنترل وسایل منزل (Appliances)
خانه هوشمند:
این عمل به وسیله استفاده از یك مدار كنترل و نرم افزار مربوطه صورت می‌گیرد. كنترلر مورد استفاده این امكان را در اختیار قرار می‌دهد تا زیر سیستم های مختلف با یكدیگر ارتباط برقرار نمایند. این امر باعث می‌شود تا پدیده‌ای كه به وسیله یكی از زیر سیستم ها درك می‌گردد مورد استفاده زیر سیستم های دیگر قرار گیرد. امكان مدیریت و تنظیم شرایط كنترلی از راه های كامپیوتر، صفحه كلیدی كه در ورودی آپارتمان قرار دارد، تلفن و Remote Control قابل انجام است.
ترمینال های كنترلی جهت قطع و وصل سیستم های الكتریكی به یك مدول رله متصل می‌گردد كه بر اساس نیاز قابل كم یا زیاد شدن می‌باشد. جهت عملیاتی كنترلی به صورت سهل‌الوصول و بدون استفاده از كامپیوتر، یك صفحه روكار با نمایشگر LCD در محل ورودی قرار می‌گیرد. بنابه نیاز تعداد و یا نوع ارتباط دهنده‌های كنترلی قابل افزایش است به طور مثال در اتاق خواب اصلی یك مدول دیگر نصب شود.
قابلیت هایی كه این سیستم مهیا می‌سازد عبارتند از:
- مجتمع سازی (هوشمندی) كلیه عملیات كنترلی
- قابلیت های كنترلی از قبیل: كنترل رله‌های خروجی، ورودی كنترل دما، كنترل اسباب منزل، كنترل نور، امكان انجام سلسله دستورات از قبل تعیین شده در زمان رخدادی خاص با فشار یك دكمه و...
- قابلیت های امنیتی از قبیل دزدی، وجود دود و گاز، ارسال آلارم برای دستگاه های امنیتی دیگر، اتصال به درهای ورودی اصلی و پاركینگ و ...
- قابلیت های كنترل تلفن از قبیل شماره گیری آنالوگ و دیجیتال، امكان تغییرات كنترلی از طریق تلفن مانند روشن نمودن دستگاه خاص، مسلح و غیر مسلح كردن سیستم امنیتی، تغییر دما غیره
- قابلیت های خطاپذیری بسیار بالا
- استفاده آسان و امكان پذیر برای همه اعضای خانواده
- امكان برقراری ارتباط با كامپیوتر و اینترنت
كنترل گرمایش/ سرمایش (Comfort HVAC):
این سیستم به صورت مجزا برای هر واحد آپارتمانی طراحی می‌شود. نوع عملكرد آن به این صورت است كه به وسیله سنسورهای حرارتی كه به در داخل ساختمان قرار گذاشته شده است دمای محیط بر اساس دمای آسایشی كه ساكنین آن واحد برای سیستم معرفی كرده‌اند، كنترل می‌شود. یك سنسور در خارج از آپارتمان و در محیط بیرونی ساختمان تعبیه می‌گردد تا تصمیم گیری در زمان های مختلف روز و سال به صورت موثری صورت پذیرد.
روش كاركرد به این صورت است كه برای آسایش دمای محیط باید در فاصله یك حداقل و حداكثر دما باشد. در زمستان در صورتی كه دمای محیط از حداقل معرفی شده به سیستم كمتر شود، به وسیله فعال سازه هایی كه به خروجی كنترلر متصل هستند، شیرهای آب گرم فن كویل ها باز شده و فن‌های آن ها با سرعتی كه سیستم مشخص می‌نماید شروع به كار می‌نماید. این عمل تا آنجا صورت می‌گیرد كه دمای آن محیط مورد نظر از دمای حداقل بیشتر شود. سپس ابتدا دور فن كم و خاموش می‌شود. هم زمان فعال سازها شیرهای آب تغذیه فن كویل را به صورت دیفرانسیلی قطع می‌نمایند.
در تابستان در صورتی كه دمای محیط از حداكثر تنظیمی بالاتر رود، فعال سازهای شیرهای آب سرد را باز نموده و فن مربوطه با سرعت دستور داده شده به وی روشن می‌شود. این عمل تا زمانی كه دما به حداكثر مطلوب برسد ادامه می‌یابد. در این زمان نیز دور فن كم و خاموش و شیر آب سرد قطع می‌گردد.
شاید این سئوال مطرح گردد كه تفاوت چیست؟
تفاوت بسیار اساسی می‌باشد. در سیستم های قدیمی دمای بیرونی مورد اندازه‌گیری قرار نمی‌گرفت. بعد از گذشت مدتی از تابستان و یا زمستان سیستم هنوز در حال گرم یا سرد نمودن فضاها می‌نمود. تفاوت دیگر این است كه در زمستان به همان اندازه‌ای كه یك شب سرد سیستم گرم می‌شد با یك شب گرم نیز برخورد می‌شد. اما تفاوت اساسی این است كه در سیستم های سنتی پس از خاموش شدن فن‌ها، هنوز آب گرم یا سرد در لوله‌ها در گردش بود. این عمل باعث می‌شود سیستم مركزی سیكل فعالیت خود را ادامه داده و بی جهت انرژی مصرف نماید. اما با این روش چیلرها، دیگها، هواسازها و پمپ ها در زمان بار كم كار می‌كنند.
علاوه به این ها، اگر فراموش كنید سیستم گرمایشی آپارتمان را خاموش نمایید، با یك تلفن مسئله حل می‌شود و بر عكس می‌توان قبل از ورود به محل سیستم ها را فعال نمود. دیگر نگران خراب شدن گل‌هایتان نباشید...
كنترل ایمنی:
ایمنی با تركیب تجهیزات مختلف و زیر سیستم های مختلف صورت می‌گیرد.
در محل ورودی‌ها و خروجیها قفل های اتوماتیك قرار می‌گیرد كه در حالت عادی قفل می‌باشند. خروجی ها در هنگام بروز پدیده‌ای خاص مانند حریق باز می‌شوند. ورودی ها بر اساس نوع دسترسی مجاز یا باز شونده به صورت كسب اجازه باز می‌شوند.
تردد افراد به وسیله سنسورهای حركتی جایگزین صورت می‌گیرد. این سنسورها هم در كنترل نور و هم سیستم امنیتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور مثال در محل دستشویی‌ها، سنسورهای حركتی قرار می‌گیرند كه در صورت ورود چراغ و فن تخلیه را روشن نمایند و در زمان عدم حضور با تاخیر قابل تعریف چراغ ها و فن را خاموش نمایند.
در محل آشپزخانه نیز دو عدد سنسور تعبیه می‌گردد. یكی برای بالا رفتن دما و دیگری در زمان بالا رفتن مقدار گاز داخل آشپزخانه مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور مثال زمانی را در نظر بگیرید كه گاز قطع نشده ولی به دلیلی آتشی آن خاموش شده است. سنسور گاز این موضوع را متوجه می‌شود و با سناریویی كه برایش تعریف شده عمل می‌نماید. به طور مثال شیر گاز را می‌بندد و برق اصلی ساختمان را از محل تابلو قطع می‌كند.
سیستم امنیتی:
این سیستم تركیبی از در بازكن، قفل ها، زبانه‌های كنترل شونده الكتریلی، بلندگو/ میكروفن، دوربین قابل اتصال به اینترنت و نرم‌ افزار مربوطه می‌باشد. به این صورت كه درهای ورودی در حالت عادی قفل می‌باشند. راهروی ورودی آپارتمان نیز به وسیله دوربین مانیتور می‌گردد. در صورتی كه كسی درخواست ورود به ساختمان را داشته باشد از نقاط مختلف ساختمان می‌توان اجازه ورود را صادر كرد. این عمل حتی از بیرون نیز امكان پذیر است.
می‌توان برای سیستم تعریف كرد كه در حالت هایی خاص در صورتی كه كسی زنگ در را به صدا در آورد، موبایل یا تلفنی خاصی گرفته شود و از راه دور اجازه ورود صادر نمود. كودكان شیطان همیشه فراموش می‌كنند كلید خود را ببرند. در صورتی كه رخداد خاصی نیز اتفاق بیافتد از طریق كنترلر این سیستم تحت اختیار قرار می گیرد.
كنترل نور:
به وسیله سوئیچ ها و دیمرهایی كه در جاهای مختلف قرار می‌گیرد، روشن بودن چراغ ها و شدت نور آنها كنترل می‌شود. برای هر واحد بر اساس نوع و تعداد روشنائی‌های مورد نیاز، امكان كنترل و تنظیم نور به وجود می‌آید. كنترل به دو صورت دستی و اتوماتیك صورت می‌گیرد. حتی می‌توان حالت های مختلف مانند روز، شب، بیرون از خانه و مسافرت برای آپارتمان تعریف نمود. بنابر حالتی كه سیستم در آن قرار دارد، رفتار روشنایی متفاوت است. هم چنین در داخل ساختمان می‌توان با دستگاه كنترل از راه دور در نظر گرفته شده تعاریف و روشنائی را كنترل نمود.
كنترل اسباب منزل:
دنیای دیجیتال امروز خیلی از رویاهای سابق را امكان‌پذیر نموده است. با استفاده از پروتكل X10 می‌توان از طریق سیم های برق، دستگاه ها را آدرس‌ دهی نمود. آدرس دستگاه كه مشخص باشد دیگر كنترل آن بسیار ساده خواهد بود. مانند دیگر سیستم ها تلفن، كامپیوتر، دستگاه كنترل از راه دور و اینترنت امكان ارتباطی مورد نیاز را فراهم می‌نماید. روشن و خاموش نمودن قهوه جوش، بالا و پایین بردن پرده‌ها، تلویزیون و دیگر تجهیزات منزل را می‌توان تحت فرمان درآورد.
مخابرات و سیستم صوتی و تصویری:
كلیه سیستم های فوق بعلاوه كاربرهای تلفنی، دیتا (اینترنت)، تصویری و غیره بر روی یك زیر ساختار مخابراتی بنا می‌گردد. به وسیله این زیر ساختار می‌توان به صورت محلی و از راه دور به صورت دائم و موثر با سیستم در تماس بود.
امكانات قابل بهره‌برداری استفاده از سیستم یكپارچه تلفنی، اینترنت، تجهیزات صوتی و تصویری، دسترسی به اطلاعات شخصی از راه دور، برقراری ارتباط با سیستم های كنترلی منزل به صورت دو طرفه و یا هر كاربرد مخابراتی كه ممكن است در آینده تعریف گردد. در واقع بستر مخابراتی به گونه‌ای پیاده‌سازی می‌گردد تا در آینده بتوان هر كاربرد دیجیتال جدید را در نقاط اتصالی مركزی یا محلی به سیستم موجود متصل كرد. پخش صوت و تصویر در محل های خاص و حتی مشاهده برنامه‌های مختلف در نقاط مختلف از دیگر مزایای این زیر سیستم است.