سیستم عامل Home Assistant راهکار نسل جدید خانه‌های هوشمند

سیستم‌های کنترل کننده به کمک یک بستر نرم افزاری یا سیستم عامل دار، مدیریت اجزای مختلف‌شان را انجام می‌هند. تمامی دستگاه‌های برقی که اطرف ما هستند همگی به نوعی دارای نرم افزار و یا سیستم عامل داخلی هستند. از یک دستگاه قهوه ساز گرفته تا وسایل پیچیده‌تری از جمله ماشین لباسشویی و یخچال‌های هوشمند، همگی دارای نرم افزار یا سیستم عامل داخلی هستند. که وظایف بخش به بخش آن دستگاه توسط سیستم عامل پیگیری، برنامه ریزی و اجرا می‌شود. در یک سیستم خانه هوشمند هم وجود سیستم عامل بسیار اهمیت دارد. طی چند سال گذشته و با رشد فضای اینترنت اشیا، سیستم عاملی به اسم Home Assistant به صورت متن باز توسط جامعه کاربری توسعه داده شده است. این سیستم عامل مناسب مدیریت یک ساختمان هوشمند یا خانه هوشمند است. در ادامه راجع به این سیستم عامل توضیحاتی ارایه می‌کنیم. همچنین اگر این مطلب برای شما ارزشمند بود و به اطلاعاتتان اضافه کرد، آنرا با دیگران به اشتراک بگذارید تا دانش فنی مدیرها و کاربران فارسی زبان در این حوزه و IoT رشد پیدا کند. 

معرفی سیستم عامل Home Assistant

Home Assistant یک سیستم عامل متن باز و قابل توسعه است که برای اتصال و کنترل دستگاه‌های هوشمند در خانه‌ها و ساختمان‌های هوشمند استفاده می‌شود. این سیستم عامل بر روی رایانه‌های شخصی، سرورها، رزبری‌پای و دستگاه‌های مبتنی بر لینوکس قابل نصب و اجرا است. Home Assistant تلاش می‌کند تا به عنوان یک مرکز کنترل هوشمند برای خانه شما عمل کند و به شما امکان مدیریت دستگاه‌های مختلف مانند چراغ‌ها، ترموستات‌ها، درها، دوربین‌ها، سیستم‌های امنیتی و سایر دستگاه‌های هوشمند را می‌دهد. با استفاده از Home Assistant، می‌توانید این دستگاه‌ها را با یکدیگر تعامل داده و اتصالات و اتفاقات خاص را به صورت خودکار پیکربندی کنید. یکی از ویژگی‌های برجسته Home Assistant، قابلیت یادگیری خودکار است. این بدان معنی است که با استفاده از آن، می‌توانید دستگاه‌های هوشمند خود را به روشی آموزش دهید تا عملکرد خاصی را انجام دهند. به عنوان مثال، می‌توانید تعیین کنید که وقتی شب می‌شود، چراغ‌های خانه خودکار روشن شوند یا وقتی در ورودی باز می‌شود، دستگاهی اعلام باز شدن کند.

سیستم عامل Home Assistant از طریق رابط کاربری وب قابل مدیریت است و همچنین از طریق اپلیکیشن‌های موبایل هم قابل دسترسی است. این سیستم عامل از پروتکل‌های مختلفی مانند MQTT، Zigbee، Z-Wave و Wi-Fi پشتیبانی می‌کند، بنابراین می‌توانید با اتصال به دستگاه‌های مختلف، برنامه‌ریزی و کنترل هوشمندانه خانه خود را انجام دهید. با توجه به ماهیت متن باز Home Assistant، جامعه‌ای بزرگی از توسعه دهندگان و کاربران فعال دارد که به طور مداوم افزونه‌ها و ابزارهای جدیدی را برای این سیستم عامل ایجاد و به اشتراک می‌گذارند. به این معنی است که می‌توانید سیستم خود را با استفاده از افزونه‌ها و ابزارهای جدید به شکلی کاملا شخصی‌سازی کنید. به طور خلاصه، Home Assistant یک سیستم عامل هوشمند و قابل توسعه است که امکان کنترل دستگاه‌های هوشمند خانه را فراهم می‌کند و امکاناتی را برای اتصال و خودکارسازی دستگاه‌ها ارائه می‌دهد.

سازگاری سیستم عامل Home Assistant

یک سیستم عامل به تنهایی نمی‌تواند در زمینه هوشمند سازی تمامی ویژگی‌های مورد نیاز را ارایه کند. از این رو نیاز است تا به سرویس‌هایی که توسط شرکت‌های دیگر ارایه می‌شوند، متصل شود. سیستم عامل Home Assistant قابلیت اتصال و ادغام با سرویس‌های دیگر را دارد. از جمله امکان اتصال به Google Assistant، Amazon Alexa، IFTTT و سرویس‌های ابری مانند Google Cloud و Amazon Web Services را دارد. از لحاظ نرم‌افزاری، Home Assistant بر پایه Python و Flask توسعه داده شده است و از یک بانک اطلاعاتی SQL برای ذخیره داده‌ها استفاده می‌کند. این سرویس در حالت پیش‌فرض روی یک سرور محلی یا یک دستگاه مینی‌کامپیوتر نصب می‌شود و از طریق شبکه محلی به دستگاه‌های خانه هوشمند متصل می‌شود. با استفاده از Home Assistant می‌توانید از امکانات گسترده‌ای برای کنترل و اتصال دستگاه‌های خانه هوشمند خود بهره‌برداری کنید و به صورت سفارشی تنظیمات خود را پیکربندی کنید.

سیستم عامل Home Assistant با چه بردهایی سازگاری دارد؟

سیستم عامل Home Assistant قابل پیاده‌سازی بر روی چندین برد و سخت‌افزار مختلف است. عموما بردهایی که از سیستم عامل لینوکس پشتیبانی می‌کنند قابلیت اجرای آنرا دارند. اما هوم اسیستنت برای ویندوز، لینوکس و مکینتاش در دسترس قرار دارد. در ادامه، تعدادی از بردهای محبوب که Home Assistant بر روی آنها قابل نصب و اجرا است را معرفی می‌کنیم.

1. رایانه‌های شخصی (مثل ویندوز، مک و لینوکس)
2. سرورها و سرویس‌های ابری (مانند رایانه‌های خانگی، سرورهای NAS و VPS)
3. دستگاه‌های مبتنی بر لینوکس (مانند رزبری‌پای، Odroid و BeagleBone و تینکربورد ایسوس)
4. دستگاه‌هایی با سیستم‌عامل خاص که نسخه Home Assistant برای آنها ارائه شده است (مانند Home Assistant Blue که بر پایه رزبری‌پای است)
5. سرورهای با سیستم‌عامل مبتنی بر لینوکس

این فهرست تنها برخی از بردهای قابل پشتیبانی است و لیست کامل بردها و سخت‌افزارهایی که Home Assistant روی آنها قابل نصب است، بسیار بیشتر است. Home Assistant دارای راهنمای نصب جامعی است که شما را در نصب و پیاده‌سازی آن بر روی بردهای مختلف راهنمایی می‌کند.

روش نصب سیستم عامل Home Assistant

همانطور که اشاره شد این سیستم عامل با بردهای مختلفی سازگار است. اما قصد داریم روش نصب آن به صورت خیلی کلی که فقط با مراحل آن آشنا شوید را برای بردهای رزبری پای توضیح دهیم. برای نصب سیستم عامل Home Assistant روی رزبری پای، می‌توانید از Home Assistant OS استفاده کنید. Home Assistant OS یک ایمیج سیستم عامل مبتنی بر لینوکس است که به صورت رسمی برای رزبری پای عرضه می‌شود و حاوی Home Assistant Core و محیط اجرایی مورد نیاز است. برای این منظور به ترتیب زیر بایستی عمل کنید.

• دانلود فایل ایمیج Home Assistant OS: ابتدا باید ایمیج Home Assistant OS برای رزبری پای را از وبسایت رسمی Home Assistant دریافت کنید. این ایمیج به صورت یک فایل با پسوند ".img" در دسترس است.
• نصب ایمیج بر روی کارت حافظه SD: پس از دانلود ایمیج، باید آن را بر روی یک کارت حافظه SD مناسب (حداقل 8 گیگابایت) نصب کنید. برای این کار می‌توانید از نرم‌افزار Win32 Disk Imager (برای ویندوز) یا balenaEtcher (برای ویندوز، مک و لینوکس) استفاده کنید.
• پیکربندی Home Assistant: پس از نصب ایمیج بر روی کارت حافظه SD، قرار دادن کارت حافظه در رزبری پای و راه‌اندازی آن، Home Assistant شروع به بارگیری می‌کند. می‌توانید به طور مستقیم از طریق مرورگر وب به Home Assistant دسترسی پیدا کنید.
• پیکربندی اولیه: در اولین باری که به Home Assistant دسترسی پیدا می‌کنید، باید تنظیمات اولیه را پیکربندی کنید، از جمله زبان، موقعیت جغرافیایی و اتصال به شبکه وای‌فای.
• پیکربندی اضافی: پس از پیکربندی اولیه، می‌توانید به Home Assistant Configuration (تنظیمات) دسترسی پیدا کنید و بر اساس نیاز خود تنظیمات بیشتری را اعمال کنید، از جمله اتصال به دستگاه‌های هوشمند، افزودن افزونه‌ها و تنظیمات دلخواه را انجام دهید.

این روش‌ها برای نصب Home Assistant روی رزبری پای معمولا استفاده می‌شود. توصیه می‌شود قبل از نصب، راهنمای رسمی Home Assistant OS را مطالعه کنید و دقیقا طبق آن عمل کنید.

کانفیگ سیستم عامل پس از نصب

پس از نصب سیستم عامل Home Assistant، می‌توانید به تنظیمات و پیکربندی بیشتر سیستم عامل دسترسی پیدا کنید. در ادامه، روش‌هایی را برای تنظیم و پیکربندی Home Assistant پس از نصب را بررسی می‌کنیم. مجددا دقت داشته باشید که در این پست آموزش هوم اسیستنت را ارایه نمی‌کنیم. بلکه فقط آشنایی با مراحلی است که بایستی طی شود. 

• دسترسی به Home Assistant: برای دسترسی به Home Assistant، مرورگر وب را باز کنید و آدرس IP رزبری پای خود را به همراه پورت 8123 وارد کنید. برای مثال، http://آدرس-IP-رزبری-پای:8123 (مثلاً http://192.168.1.100:8123). سپس وارد صفحه ورود به Home Assistant شوید.
• پیکربندی اولیه: در اولین باری که به Home Assistant وارد می‌شوید، باید تنظیمات اولیه را پیکربندی کنید. شما باید زبان، موقعیت جغرافیایی، نام کاربری و رمز عبور را تعیین کنید.
• Configuration.yaml: فایل Configuration.yaml محل تنظیمات اصلی Home Assistant است. می‌توانید به این فایل دسترسی پیدا کنید و تنظیمات پیشرفته‌تر را بر اساس نیاز خود اعمال کنید. این فایل معمولا در مسیر /config قرار دارد. می‌توانید از ویرایشگر متنی یا ویرایشگر Configuration UI در Home Assistant برای ویرایش این فایل استفاده کنید.
• افزونه‌ها و ادوات: Home Assistant از افزونه‌ها و ادوات برای افزودن قابلیت‌های جدید و توسعه سیستم استفاده می‌کند. می‌توانید از فروشگاه افزونه‌ها (Hass.io) یا مخزن افزونه‌های جامعه (Community Store) در Home Assistant برای نصب افزونه‌ها و ادوات استفاده کنید. با نصب افزونه‌ها و ادوات، می‌توانید تنظیمات خاصی را به سیستم اضافه کرده و قابلیت‌های بیشتری را به Home Assistant افزود.
• ساخت اتوماسیون‌ها: Home Assistant قابلیت ایجاد اتوماسیون‌ها و سناریوها را دارد. می‌توانید اتوماسیون‌های خود را براساس شرایط مختلفی که تعیین می‌کنید، پیکربندی کنید. برای مثال، تعیین یک اقدام خاص در صورت شناسایی حرکت در یک دستگاه یا تنظیم نورپردازی خاص در یک زمان خاص را انجام دهید.
  

این موارد فقط چند روش اصلی برای تنظیم و پیکربندی Home Assistant پس از نصب هستند. با پیشرفت در استفاده از سیستم و بررسی منابع و راهنماهای بیشتر Home Assistant، می‌توانید از قابلیت‌های گسترده‌تر و پیشرفته‌تر آن بهره‌برداری کنید.

پیاده سازی اتوماسیون با Home Assistant

اتوماسیون در Home Assistant امکان می‌دهد تا عملکردها و رفتارهای خودکار را بر اساس شرایط و رویدادهای مختلف پیکربندی کنید. با استفاده از اتوماسیون، می‌توانید دستگاه‌ها و سرویس‌های مختلف خود را هماهنگ کنید و واکنش‌های موردنظر را به طور خودکار انجام دهید. این اتوماسیون‌ها می‌توانند بر اساس زمان، رویدادها، شرایط از پیش تعیین شده و حتی وضعیت سایر دستگاه‌ها عمل کنند. در Home Assistant، می‌توانید از روش‌های مختلف برای تعریف اتوماسیون استفاده کنید. یکی از روش‌های شناخته شده برای تعریف اتوماسیون، استفاده از فایل YAML است. در این روش، شما یک فایل YAML به نام "automations.yaml" ایجاد می‌کنید و اتوماسیون‌های خود را در آن تعریف می‌کنید. در این تعریف، می‌توانید رویدادها، شرایط و اقدامات مورد نظر خود را بیان کنید. به طور مثال، می‌توانید اتوماسیونی را تعریف کنید که وقتی در ورودی باز شد، روشنایی خانه را روشن کند، دمای ترموستات را تنظیم کند و اعلان‌هایی را برای شما ارسال کند. همچنین، می‌توانید شرایط خاصی را در نظر بگیرید، مانند فقط در ساعت‌های خاص یا فقط اگر شرایط جوی مشخصی برقرار باشد.

علاوه بر روش YAML، Home Assistant همچنین ابزارها و واسط‌های گرافیکی ارائه می‌دهد که به شما امکان می‌دهد اتوماسیون‌ها را به طور دیداری و بدون نیاز به نوشتن کد تعریف کنید. به عنوان مثال، Automation Editor و Node-RED ابزارهای محبوبی در Home Assistant هستند که به شما کمک می‌کنند اتوماسیون‌های پیچیده را با استفاده از رابط کاربری گرافیکی پیکربندی کنید. با استفاده از اتوماسیون در Home Assistant، می‌توانید خانه‌ی هوشمند خود را به صورت هوشمندتر و خودکارتر ارتقا دهید و تعامل و هماهنگی بین دستگاه‌های مختلف را بهبود بخشید.

اسکریپت نویسی برای Home Assistant

در سیستم عامل Home Assistant، اسکریپت‌ها ابزاری قدرتمند برای انجام عملکردهای خاص و پیچیده هستند. اسکریپت‌ها به شما امکان می‌دهند تعدادی از دستورها را به صورت یکجا اجرا کنید و عملیات‌های مورد نظر را به صورت پیوسته و هماهنگ انجام دهید. با استفاده از اسکریپت‌ها می‌توانید توالی‌های پیچیده‌تر از اقدامات را تعریف کنید و آن‌ها را با یک فرمان یا رویداد خاص اجرا کنید. روش‌های مختلفی برای تعریف و پیکربندی اسکریپت‌ها در Home Assistant وجود دارد. یکی از روش‌های معمول، استفاده از فایل YAML است که در آن اسکریپت‌ها را تعریف می‌کنید. در فایل YAML مربوطه، شما می‌توانید نام اسکریپت، دستورات مورد نیاز و هر پارامتر مربوط به آن‌ها را تعیین کنید.

به عنوان مثال، فرض کنید که می‌خواهید یک اسکریپت بسازید که وقتی در ورودی باز شد، روشنایی خانه را روشن کند و اعلان‌هایی را برای شما ارسال کند. شما می‌توانید این اسکریپت را در فایل YAML تعریف کنید و با استفاده از یک رویداد، آن را فعال کنید. علاوه بر استفاده از YAML، Home Assistant همچنین ابزارها و واسط‌های گرافیکی ارائه می‌دهد که امکان می‌دهد اسکریپت‌ها را به طور دیداری و بدون نیاز به نوشتن کدهای YAML پیکربندی کنید. به عنوان مثال، Automation Editor در Home Assistant امکان می‌دهد اسکریپت‌های پیچیده را با استفاده از رابط کاربری گرافیکی پیکربندی کنید. در کل استفاده از اسکریپت‌ها در Home Assistant به شما امکان می‌دهد برنامه‌ریزی و اجرای دستورات پیچیده‌تر را براساس نیازهای خاص خود انجام دهید و عملکرد خانه‌ی هوشمند خود را بهبود بخشید.

داشبورد در Home Assistant 

در Home Assistant، داشبورد به کاربر امکان می‌دهد اطلاعات و کنترل دستگاه‌ها و سرویس‌های مختلف خانه‌ی هوشمند را در یک نمایشگر متمرکز و یکپارچه مشاهده کند. با استفاده از داشبورد، اطلاعات مهم درباره وضعیت دستگاه‌ها، حالت‌های فعال، مصرف انرژی و سایر جوانب مرتبط را به صورت گرافیکی و زیبا می‌توان مشاهده کرد و به آسانی کنترل کرد. داشبوردها در Home Assistant قابل پیکربندی هستند و کاربر می‌تواند آن‌ها را براساس نیازهای شخصی خود سفارشی‌سازی کند. ابزارها و ویرایشگرهای گرافیکی در Home Assistant وجود دارند که به کاربر امکان می‌دهند داشبوردهای خود را به دلخواه طراحی و تنظیم کند.

با استفاده از این ابزارها، کاربر می‌تواند ویجت‌ها، کارت‌ها و اجزا دیگر را به داشبورد خود اضافه کند. این اجزا می‌توانند شامل نمودارها، دکمه‌ها، وضعیت‌های فعال، تایمرها، اعلان‌ها و سایر عناصری باشند که نیاز دارد. Home Assistant همچنین امکان دسترسی به داشبورد را از طریق وب، نرم‌افزارهای موبایل و رابط‌های صوتی مانند Google Assistant یا Amazon Alexa فراهم می‌کند. این امکان به کاربر اجازه می‌دهد تا از هر جایی و با هر دستگاهی به دستگاه‌ها و سرویس‌های خانه‌ی هوشمند خود دسترسی داشته باشد و کنترل را انجام دهد.

جمع بندی

توسط این سیستم عامل می‌توانید اقدامات گسترده و کاملی را برای پیاده سازی خانه هوشمند انجام دهید. در این پس سعی کردیم که مراحل مورد نیاز برای اجرای این سیستم عامل در یک سناریو کامل خانه هوشمند را توضیح دهیم. تا به طور کلی با روند کاری آن آشنا شوید. Home Assistant یک سیستم عامل متن‌باز و منبع باز برای خانه‌های هوشمند است که امکان یکپارچه‌سازی و کنترل دستگاه‌ها و سرویس‌های مختلف خانه‌ی هوشمند را فراهم می‌کند. این سیستم عامل قدرتمند و چندمنظوره بر پایه فناوری اینترنت اشیاء (IoT) ساخته شده است و قابلیت‌های متنوعی برای اتصال و مدیریت دستگاه‌ها ارائه می‌دهد. این سیستم عامل از رزبری پای و سایر بسترهای سخت‌افزاری محبوب مانند سرورهای خانگی، نوت بوک‌ها و دستگاه‌های NAS پشتیبانی می‌کند. همچنین امکان کنترل دستگاه‌های مختلف مانند سنسورها، دوربین‌ها، کنترل‌کننده‌ها، چراغ‌ها، ترموستات‌ها و... را فراهم می‌کند. با Home Assistant می‌توانید اتوماسیون‌های پیشرفته را تعریف کنید، اطلاعات وضعیت دستگاه‌ها را در داشبورد گرافیکی مشاهده کنید، رویدادها و تریگرها را تنظیم کنید و با استفاده از یک رابط کاربری ساده و متنوع، سیستم خانه‌ی هوشمند خود را به سفارشی‌سازی کنید. به طور خلاصه، Home Assistant یک سیستم عامل قدرتمند و چندمنظوره برای خانه‌های هوشمند است که به شما امکان می‌دهد تمام اجزای خانه‌ی خود را در یک محیط یکپارچه مدیریت کنید و بهبود عملکرد، خودکارسازی و راحتی زندگی را تجربه کنید.