«Умный дом»

Технологии развиваются с огромной скоростью, уже есть умные чайники, холодильники и кофеварки. Но все это, скорее, игрушки, настоящий умный дом готов многое делать без вашего участия (включать свет в технических помещениях, когда туда кто-то входит, отключать не нужные системы, когда все покидают дом, перекрывать воду в случае протечки, сообщать о вторжении на охраняемую территорию хозяевам и на пульт охраны и т.д.), а остальное – упростить до максимально возможного уровня. Технологии становятся сложнее, но система домашней автоматизации делает их использование проще.

Эксклюзивный Mercedes Benz V class обрел не только шикарный салон первого класса с креслами, баром, сейфом и телевизором, но и благодаря нашей помощи позволил управлять всем этим богатством с iPad!

Ну чего проще — взять и закрыть шторы?

Очень часто для типовых задач предлагается типовое решение. Ну например домашний кинотеатр среднего ценового диапазона для гостиной 25 кв.м.

Действительно «умный» дом»

Настоящий «умный дом» — это не тот дом, где используются умные термостаты и колонки с голосовым управлением, а холодильник может сам заказывать недостающие продукты. Все это – частичная автоматизация, никак не связанная друг с другом. Настоящий «умный дом» — это когда все системы, все устройства связаны воедино и могут работать в тандеме, обмениваясь данными и реагируя на какие-то события внутренние или внешние. Вам не нужно запускать несколько разных приложений на телефоне, чтобы управлять кондиционером, посмотреть изображение с камер видеонаблюдения или включить телевизор – все делается с одного пульта, одного приложения или же настенной/настольной панели.

Производителей таких систем достаточно мало (AMX, Crestron, Control4, Savant, RTI, бренды, выпускающие оборудование для протокола KNX), они имеют мировую известность, очень высокую надежность и техническую поддержку. На системах этих производителей работают небоскребы и огромные промышленные здания. Некоторые производители выпускают широкий спектр устройств для выполнения множества разных функций (управление светом, AV-оборудованием, охранные функции и т.д.), другие сосредотачиваются на каких-то конкретных, обеспечивая остальные функции путем интеграции со сторонним оборудованием.

Система автоматизации управляет следующими системами вашего дома:

• Электрическим освещением и шторами
• Отоплением, конвекторами, теплыми полами
• Вентиляцией и кондиционированием
• Увлажнением и осушением воздуха
• Аудио-видеотехникой
• Охранно-противопожарной системой
• Защитой от протечек
• Видеонаблюдением и домофонией

Грубо говоря, «умный дом» становится таковым, когда объединяются основные подсистемы дома.

Персонализация

Важным отличием от традиционных систем в современном «умном доме» является возможность персонализации. Никто уже не удивляется собственным домашним экранам на телефонах и компьютерах, памятью сидений и зеркал в автомобилях. Аналогичные удобства для всех пользователей можно создать и в интерфейсах управления домом. Каждый пользователь может сделать свой экран на панелях и пультах, в мобильном приложении. На него могут быть выведены только нужные ему кнопки, сценарии, фото любимой кошки, наконец. Более того, система позволяет разграничить доступ, не позволяя, например, детям управлять температурой в доме, при этом управление музыкой и светом им будет доступно в полном объеме.

Как управлять системой

Стандартные привычные устройства управления – настенные выключатели и термостаты. Первые могут быть специализированными (например, для оборудования Lutron или KNX), а могут быть из привычных вам серий, например, от Gira, Jung, ABB и др. – с помощью специальных устройств в подрозетниках такие обычные выключатели станут «умными».

Более продвинутые устройства – настенные и настольные панели, пульты и мобильные приложения.

Более того, управлять всеми функциями и мониторить состояние дома можно из любой точки мира благодаря удаленному доступу, который есть только у вас.

Автоматизация рутинных действий

Ну и конечно, самое впечатляющее в «умном доме» — его способность делать повседневные действия совершенно автоматически без участия человека. Например, зная ваш график ухода на работу и возвращения домой, утром заранее будет повышена температура до комфортной, к моменту просыпания в нужных комнатах будет включен свет, открыты шторы. После ухода дом уйдет в режим энергосбережения, температура будет понижена на несколько градусов, а все второстепенные системы отключены от электричества – не надо помнить, выключили ли вы свет в туалете, оставили ли работающий утюг. Система встанет в режим охраны. К вашему приходу будет автоматически поднята температура до комфортной. При удаленном снятии с охраны автоматически откроются ворота и разблокируются входные двери, включится свет. Вечером с заходом солнца будет включена архитектурная подсветка, которая отключится с восходом. Все это позволяет экономить много времени, тратившейся раньше на одни и те же действия, а также денег, потому что экономия электроэнергии и теплоносителя в масштабах года выходит весьма существенной. Это – лишь простые примеры, прелесть системы в том, что ее можно настроить под конкретные потребности владельца, а при необходимости – перенастроить заново. Даже такие простые и понятные вещи, как выключатель у кровати может выполнять совершенно разные функции – сегодня включает бра, завтра – воспроизведение музыки, а послезавтра – целый сценарий под названием «Утро». Вся прелесть в том, что все органы управления можно многократно переназначать на разные функции.

Кроме того, система автоматизации даже при выполнении рутинных действий может учитывать различные внешние факторы, например, изменение температуры на улице заранее внесет поправки в алгоритм расчета работы котла отопления или в случае перехода температуры через ноль утром в сценарий работы инженерных систем будет добавлена функция подогрева ступенек. Возможности ограничены только фантазией.

Система умный дом для квартиры и загородного дома

Системы Умного дома помогают жителям квартир и загородных домов чувствовать себя максимально комфортно, беря на себя решение самых различных задач по управлению жильем. Сегодня это, пожалуй, одна из самых популярных концепций современного мира технологий. Умный позволяет сделать любое жилище более интеллектуальным, подстраивающимся под нужды его обитателей. В этой статье мы рассмотрим основные идеи, лежащие в рамках концепции,сделаем обзор ключевых элементов системы и некоторых готовых решений.

Что такое умный дом

Российское понятие «умный дом» и западное «smart house» – неравнозначные определения. В России в этот термин включаются системы управления мультимедиа устройствами (мультирум). В европейских странах мультирум и «умный дом» разделяются в соответствии с рыночными условиями.

История развития концепции умного дома

Началом развития концепции умного дома можно считать середину XX века. Именно тогда началась компьютерная эпоха, лежащая в основе системы. Тогда не было миниатюрным компонентов, выполняющих задачи, все модули были громоздкими, подключались к розеткам и работали с помощью перфокарт. Но выполнять задуманное они могли.

В 60х годах прошлого столетия Джеймс Сазерленд смог запрограммировать компьютер на включение приборов по определенному расписанию, связаться с датчиками слежения и сигнализации.

В 1978 году шотландская фирма Pico Electronics создала стандарт передачи информации, который является универсальным для домашней автоматизации. Компанией была реализована шина, которой производители могли оснастить бытовые приборы для автоматического управления. Подключалось все через розетки, дополнительно в комплектации были модули связи, пульты дистанционного управления, программы.

После создания единого стандарта началась эпоха экспериментов. Терминология «Умный дом» официально появилась в 1984 году от Американской ассоциации жилищно-строительных компаний. Далее к развитию системы присоединилась ассоциация электронной промышленности, которая помогла реализовать новый стандарт – CEBus.

Массово люди познакомились с умным домом благодаря фильму от компании Disney, в котором был показан компьютизированный дом. С нулевых годов массово стали появляться фирмы-производители. Настоящий прорыв совершила компания Apple, выпустив первый iPhone. С того времени возможности карманных компьютеров побудили инженеров произвести новые изобретения. К 2012 году в Америке было установлено свыше 1,5 миллионов систем домашнего управления.

Реальные задачи в системах умного дома

Умный дом включает в себя управление следующими системами:

• отопление, вентиляция;
• освещение;
• электричество;
• вода;
• газ;
• видеонаблюдение;
• охранная и пожарная безопасность;
• работа аудио- и видеооборудования;
• мониторинг и управление системой с помощью мобильного приложения;
• открытие и закрытие штор, окон;
• полив растений, кормление животных.

Перед системой «умный дом» ставятся реальные задачи, помогающие сделать жилье более комфортным, безопасным и экономичным. К таким задачам относятся:

• Предотвращение аварийных ситуаций. Соответствующие датчики помогают отключать электроэнергию, перекрывать газ или воду при обнаружении утечек, возгорания и задымления. В случае аварийной ситуации система сама уведомит хозяина жилья и специальные службы о возникновении поломки и риске опасности.
• Обеспечение безопасности. Современные сигнализационные системы сообщают хозяину и охранной службе о попытке несанкционированного входа в дом. С помощью систем видеонаблюдения владелец сможет следить за происходящим даже на удаленном расстоянии. Также есть функция удаленного закрытия дверей.
• Создание комфортной атмосферы, экономия. Автоматизированное управление освещением позволит не только включать свет по необходимости, но и сэкономит средства и электрическую энергию. Автоматическое регулирование микроклимата в квартире или доме также сделает пребывание в жилище более комфортным.

К преимуществам умного дома можно отнести:

• экономию средств;
• безопасность;
• простоту управления и возможность удаленного контроля;
• комфорт.

Структура системы умного дома

Система умного дома состоит из трех основных элементов:

• датчики, которые принимают и анализируют ситуацию;
• центральный контроллер, который обрабатывает полученные данные, принимает решение и посылает сигнал на прибор;
• устройства, выполняющие полученную задачу.

Все компоненты соединяются между собой с помощью проводной или беспроводной связи. Организация связи с помощью проводов является более устарелой, но подобная система меньше подвержена неполадкам и перебоям. Существуют изготовители, которые реализуют системы на основе кабельной связи. Беспроводная связь может быть менее стабильной, она осуществляется посредством Wi-Fi, Bluetooth и других стандартов. Для корректной бесперебойной работы предлагаются решения на основе проводных и беспроводных приборов одновременно.

Датчики, видеокамеры и другие элементы

Условно датчики, которые используются в умном доме, можно разделить на две группы – отслеживающие движение и реагирующие на параметры среды.

Сенсоры, которые отслеживают движение, используются в охранных целях и реализации интеллектуальной подсветки. К отслеживающим сенсорам относятся:

• Датчик движения – реализуется на технологии отслеживания изменения инфракрасного или ультразвукового поля. Используется для создания интеллектуального света.
• Датчик присутствия – похож на датчик движения, но является более чувствительным к изменению параметров. Реализованы ИК, емкостные и индуктивные сенсоры.
• Индикатор присутствия – еще более чувствительный компонент. Не используется в охранных целях, подходит для управления светильниками и бытовыми приборами.
• Извещатель разбитого стекла – прибор, который срабатывает на звук при разрушении стекол. Используется для охранных целей.
• Фотоэлектрический датчик – устанавливается в дверях, определяет, вошел или вышел человек из помещения. Удобно использовать в воротах, в которые въезжает автомобиль.
• Лазерные датчики перемещения. Более профессиональное оборудование, не ошибаются и реагируют даже на небольшой предмет. Действуют на большие расстояния. Используется в целях охраны в музеях.
• Камеры, микрофоны – позволяют хозяину дома отслеживать ситуацию даже на расстоянии.

Сенсоры, реагирующие на параметры окружающей среды, работают совместно с инженерными системами. К ним относятся:

• Внешний температурный датчик – получает данные о температуре воздуха вне помещения.
• Внутренний температурный датчик – считывает значение температуры в помещении. Помогает определять и поддерживать оптимальный режим.
• Датчик утечки газа – устройство, помогающее защититься от утечки. При аварийной ситуации подает пронзительный сигнал и, если на вводе газа имеется запорный кран с клапаном, перекрывает поступление топлива в дом.
• Противопожарный сенсор – может реагировать на превышение уровня дыма, высокую температуру.
• Сенсор протечки – если происходит утечка воды, он подает сигнал и перекрывается клапан водопровода.
• Датчик давления воды – контролирует уровень давления в трубе. В зависимости от изменения решает, нужно ли перекрытие воды.
• Датчик сырости – показывает, что в доме имеется проблема с отопительной системой, открыты окна.
• Датчик дождя – используется для полива участка. Работает совместно с метеостанцией и решает, нужен ли автополив.

Сенсоры являются обязательным рецептором умного дома. Без них работа системы невозможна.

Система управления и связи

В комплексе умного дома могут присутствовать следующие составляющие:

• Система связи. К ним же относится телефонная связь и локальная сеть. Осуществляет передачу информации и взаимодействие всех элементов в умном доме.
• Система управления. Она отвечает за работу всех устройств в помещении. Представляет собой интерфейс, который отображает все нужные данные о состоянии модулей системы. С помощью контрольного интерфейса можно самостоятельно запрограммировать различные сценарии действия – например, реагировать на голосовую инструкцию или информацию с датчика, включаться и выключаться по расписанию.
• Осветительная система. Отвечает за контроль уровня освещенности в комнате. Система освещения позволяет существенно экономить на электроэнергии благодаря рациональному использованию естественной подсветки. Дополнительно может включать в себя различные подсистемы – например, датчики движения, включающие свет при нахождении человека в помещении, автоматическое открытие и закрытие жалюзи.
• Система электрического питания. Реализует бесперебойную подачу электричества, в том числе при помощи автоматического переключения на альтернативные источники питания.
• Система контроля над микроклиматом (HVAC). Сюда включаются отопление, вентиляция, кондиционирование. Отвечает за нормализацию температурного режима, уровня влажности. Существуют подсистемы с автоматическим открытием и закрытием окон для поступления свежего воздуха в помещение, управления кондиционером через сеть.
• Система водоснабжения. Регулирует подачу воды, фильтрацию и чистку канализации.
• Система безопасности. К ним относятся система видеонаблюдения, охранная сигнализация, системы контроля доступа в помещение. Использовать только один тип сенсоров для защиты дома небезопасно, так как мошенники могут их обойти. Для лучшей защиты применяется комплекс из различных датчиков.
• Мультирум. Объединяет все аудио- и видеоустройства. Контролирует автоматическое включение и выключение радио, телевизоров, музыкальных центров.

Все системы, задействованные в технологии «умный дом» взаимосвязаны, при этом являются самостоятельными для автономной работы.

Системы Умный дом для квартиры

Реализовать систему «Умный дом» можно и в обычной квартире. Важным плюсом является компактность размеров, позволяющая сэкономить на прокладке проводов и отказ от некоторого оборудования. В квартире не требуется система, отслеживающая обстановку на улице, не нужно обслуживать системы уличного умного освещения. Проще будет и охранная система – в обычной квартире достаточно поставить датчики лишь около входной двери и на окна (по необходимости).

Особенности и примеры

В умной квартире в каждой комнате требуется свой набор сенсоров, которые будут анализировать полученные данные и производить нужное действие.

При входе в прихожую пользователь в первую очередь включает свет. Если установить датчик движения, необходимость искать выключатель на стене пропадет. На входной двери для безопасности можно установить интеллектуальный замок. Как только он будет открываться, хозяину придет сигнал о несанкционированном доступе. Также открыть дверь можно при помощи нажатия кнопки на смартфоне. Для безопасности также в коридоре можно установить систему видеонаблюдения.

На кухне, как и в прихожей, требуется автоматизировать осветительную систему. Но более важной задачей будет контроль над электроприборами, газом и водой. Требуется поставить датчики, которые будут сигнализировать об утечке газа или затоплении, а также пожарные сенсоры. Для удаленного управления бытовыми приборами можно использовать умные розетки.

В спальне должен быть контроль подсветки. Для лучшего засыпания освещение должно быть неярким, приглушенным. Для подъема можно автоматизировать систему поднятия жалюзи в установленное время. Температурные датчики в комнате помогут сделать помещение более комфортным, поддерживать необходимый режим и периодически проветривать спальню.

Ванную комнату также рекомендуется оснастить умными розетками. Из дополнительных функций можно установить систему с умным краном, благодаря которой ванна будет наполняться водой по команде.

Гостиная – место, где традиционно собирается вся семья и гости. Здесь можно ставить различные развлекательные системы – управление аудио- и видеооборудованием, включать разноцветную подсветку.

Умный дом для загородного дома

Для реализации «умного дома» в коттедже или частном доме потребуется больше оборудования и, соответственно, больше вложений. Помимо самого здания требуется контролировать дворовую территорию.

Особенности и примеры

Автоматизация света в загородном коттедже – обязательный этап. Здесь устанавливаются датчики освещенности, сенсоры движения и перемещения. Освещение программируется в разной комнате по своему, в зависимости от предназначения.

Система контроля микроклимата на даче состоит из внешнего и внутреннего термометра, метеостанции, датчика влажности. Все эти компоненты анализируют полученную информацию и принимают решение по поддержке оптимального климата. Так, например, для крепкого сна система будет поддерживать температуру в 17-18 градусов в заранее запрограммированное время. В дневные часы показатель температуры будет поддерживаться на уровне 22 градусов.

Отопительная система для коттеджа является более сложной, чем для квартиры. В загородном доме требуется установить котел для отопления. Его можно запрограммировать на включение и выключение. Это удобно, если в доме люди живут не круглый год, а только приезжают на время. Можно заранее включить обогрев к приезду.

Канализационная система не даст замерзнуть даже в мильные морозы. Это поможет исключить множество проблем.

Охранная система. В доме охранными датчиками должны быть оборудованы все входные двери, окна, ворота, гаражи и сараи. Внутренние камеры запишут все действия, совершенные в отсутствии хозяина, а сенсоры среагируют на попытку взлома. Интеллектуальная система может сымитировать присутствие человека в доме – будет включаться/отключаться свет, телевизоры, музыка.

Автоматизация двора также нужна. Газон требует систематического полива, для этого можно поставить интеллектуальную систему. Она будет включаться либо по заранее установленному графику, либо в зависимости от температуры окружающей среды. Дополнительно можно поставить подогрев газона – он не даст накапливаться снегу на поверхности.

Автоматизация уличного освещения может реализоваться с помощью датчиков освещенности, движения. Свет может включаться по таймеру в виде оригинальной иллюминации – по периметру участка или подсвечивая определенные постройки.

Обогрев крыши не допустит скопления снега и образования сосулек. Дополнительно установленные ветряки могут преобразовывать ветряную энергию в электрическую, что поможет существенно сэкономить.

Заключение

Подводя итог нашему разговору, надо заметить, что концепция Умного дома – достаточно большая и сложная тема, чтобы осветить ее в рамках одной статьи. Уже сегодня можно без труда купить для своей квартиры устройства, называющимися системами умного дома. Но в большинстве своем они решают какие-то отдельные задачи, создавая определенный уровень комфорта в тех или иных ситуациях. Многие компоненты умного дома можно создать с помощью Arduino и совместимых с этой технологией платформ.

Между тем, “Умный дом”, безусловно, будет развиваться и дальше и в будущем нас ждет много интересных новинок и тем для материалов!