Что такое умный дом? 2019 год

Что такое умный дом?

Что такое современный умный дом? За прошедшие десять лет в сети накопилось много ответов на этот вопрос. У нас тоже есть своя точка зрения. Например, десять лет назад мы ответили на него так - ЧТО ТАКОЕ УМНЫЙ ДОМ
Некоторые технологии уже изменились, появились новые возможности, поэтому можно по-новому ответить на этот вопрос.
Здесь мы будем «классическую схему» дополнять умной, чтобы было понимание целесообразности применения автоматики. Классика – это то, что работает без автоматизации, например, топили же печь без автоматики?
В качестве примера приводятся только те схемы, которые прошли стадию разработки, тестирования и находятся в режиме эксплуатации на реальных объектах. Комплектация оборудования в статье - исполнительные механизмы и датчики можно применять различных производителей, а программная платформа собственной разработки, без внедрения чужого кода.

Освещение

Умное освещение – это регулировка яркости, включение по таймерам и сценариям.
В отличие от классики, здесь имеется возможность гибкой настройки сценариев под различные события – вечеринка, отдых, рабочая подсветка. Например, заходим в помещение, включается алгоритм с последовательным включением светильников – коридор, ванная, кухня, спальня.

Самые распространенные сценарии – режим домашнего кинозала с приглушенной подсветкой или включение освещения для имитации присутствия.
В умной системе есть бесконечная возможность перенастройки режимов, конечно же, в классической схеме такого результата добиться сложно.
Вот, например, оригинальный комплект освещения на кухне «УМНАЯ КУХНЯ»
Оборудование – блок питания и светодиоды.

Выключатели

Главное отличие между «классическими» и «умными» выключателями в том, что классический выключатель управляет только той лампочкой, к которой он подключен. В умном доме выключатель может управлять всем, что подключено к системе.

Например, он может включить телевизор, кондиционер и закрыть шторы, данную цепочку можно запомнить в виде сценария.
Оборудование – обыкновенные выключатели, подключённые к системе.

Датчики и сенсоры в умном доме

Работу датчиков и сенсоров в умном доме можно сравнить с работой выключателей. Датчик в классической системе выполняет только свою заданную роль, в умной автоматизированной системе его возможности расширяются. Пока мы находимся дома, датчик движения выполняет роль выключателя освещения, мы вышли из дома, он превратился в датчик охранной безопасности.
Оборудование – различные датчики типа «сухой контакт», аналоговые датчики с токовой петлей 4-24 мА.

Отопление

Как всегда, умная система отопления позволяет создавать различные пользовательские сценарии в зависимости от времени года, дня и погоды на улице.

Умная система отопления управляет электрическим тёплым полом, котлом (газовым, электрическим) отопления, а так же электрическими сервоприводами (именно их собираются внедрить в систему «Умное ЖКХ»), перекрывающими и открывающими подачу теплоносителя в батареи и контуры отопления.
Управляющий сигнал - это или датчик температуры, или таймер времени (в загородном доме очень удобно), или сценарий.
Оборудование – нагревательный мат тёплых полов, электрические сервоприводы двухпозиционные и пропорциональные.

Электрика - розетки, электронные замки

Управление электрическими потребителями – умные розетки. Служат для отключения электрической нагрузки в целях безопасности и экономии энергоресурса.
Первое распространенное применение этой функции – это мастер ключ, отключение всех электроприборов, кроме телекоммуникации, холодильника и системы отопления.
В этом же разделе управление электрическими дверными замками. Дверной замок удобно открыть смартфоном, запустив дополнительно сценарий освещения, наполнить ванную водой, включить телевизор.

Оборудование – розетки распределяются в шкафу электрическом.

Защита от солнца – автоматизированные шторы, ворота

Управление шторами, жалюзи - это уже элементы комфорта.
Особенности управления моторами штор, ворот гаража, шлагбаумов – это наличие двух направления (ОТКРЫТЬ/ЗАКРЫТЬ), поэтому мы всё это хозяйство добавляем в одну категорию. Надо управлять воротами у загородного участка, открывать шлагбаум при въезде во двор, управлять шторами – все элементы одной цепи с одинаковым подключением и управлением.


В умном доме шторы интегрируются в сценарии с освещением, утром вместе с будильником шторы открываются, а вечером включается освещение – шторы закрываются. Заезжаем на автомобиле в гараж или на участок в тёмное время суток – включается подсветка.
Дополнительные функции – это безопасность жилья, имитация присутствия человека в доме.
Оборудование – электропривод штор.

Водоснабжение – защита от протечки воды

Классическая система контроля протечек воды представляет собой обыкновенную самоблокировку – попала вода на датчик, пошёл сигнал на перекрытие кранов.

В системе умный дом можно дистанционно перекрыть краны в доме, нажав кнопку на смартфоне, а можно запускать сценарий – НЕТ ДОМА, по которому перекрывается водоснабжение, отключается лишние потребители электроэнергии. Это один из инструментов экономии энергоресурсов.
Наполнение ванны водой нужной температуры. Здесь с помощью запоминания настроек можно создать сценарии, которые будут наполнять ванну для вас с одной температурой и для каждого члена семьи с учётом его предпочтений.
Пример комплекта УМНАЯ ВАННАЯ

Оборудование – датчики протечки, электрошаровые краны.

Полив участка, газонов

Оборудование для полива можно было бы разместить в группе водоснабжения. Но, мы можем применять полив в теплице, где работает ультрафиолетовая подсветка, поэтому огородные дела отделяем от домашних.
Отличие от классической системы полива в умном доме, как всегда, есть возможность запоминать настройки. Можно отслеживать по урожайности, когда огурцы поливать лучше.
Оборудование – насосы, бак с водой, шланги, фитинги.

Вентиляция и кондиционирование

Классическая система вентиляции и кондиционирования работает, как автономная система, без учета работы других систем. В умном доме оборудование работает, как одна система, то есть, кондиционер не будет работать вместе с тёплым полом. А собранная статистика с эксплуатации помещения позволит понять, как лучше нагреть помещение – кондиционером с подогревом или тёплым полом.

Оборудование – оборудование у разных производителей (кондиционеров, вентиляции) общается на разных протоколах, поэтому здесь нет стандартизованного подхода, для каждого проекта нужен инженерный подход.

Безопасность - охранная и пожарная сигнализация

Классическая сигнализация охраны/пожара – оповещает об аварии, пожарные извещатели перекрывают заслонки вентиляции. В умном доме по умолчанию сигнализация по продвинутости может уступать классической системе, потому что последняя создана для охраны, а умный дом является все же широкой системой, упор здесь больше делается на функционал комфорта. Хотя, если тщательно подойти к охране дома, то с интеллектуальной автоматикой можно создать действительно продвинутую безопасность.

Оборудование – любые охранные и пожарные извещатели.

Видео наблюдение и домофония

Здесь нет классики, видео наблюдение и домофония – это цифровые системы, с богатыми настройками, остается их только «подружить» с системой умного дома, которую вы будет у себя устанавливать.


Локальная сеть

Система умный дом работает через телекоммуникационное оборудование организации локальной сети. В настройках, всё оборудование умного дома выводится в отдельную подсеть. Здесь же организуется и сетевое хранилище данных.

Оборудование и протоколы умного дома

Самое главное – это не оборудование, а программное обеспечение, платформа, на которой всё работает. Для организации системы умный дом есть бесплатные облачные платформы, например, OpenHab2. Есть европейские протоколы EIB/KNX, как это настраивать – нужны специальные контроллеры для каждого исполнительного механизма, настройку производит специалист.
Наша позиция - система должна быть самоорганизующаяся.
Например, как настраиваются беспроводные датчики ZigBee, контроллер находит их и настраивает автоматически, если один из них перестанет работать, то система не ломается.

Беспроводной умный дом

Десять лет назад мы работали над проектом «умный лифт» для телевизора в экспериментально вагоне. В техническом задании заказчика было обязательное применение беспроводного протокола ZigBee. Особенностью беспроводного протокола является организация устойчивой локальной сети из устройств, если одно из них отваливается, то локальная сеть перенастраивается, пути связи устройств с центральным контроллером похожи на пчелиные соты, не зря у неё название «жужжание пчелы». Как видим, даже в условиях эксплуатации с повышенным электромагнитным фоном, шумами, вибрациями, можно применять беспроводные протоколы.
Единственный недостаток беспроводных устройств в Умном доме – это необходимость замены батареек. Хоть их и надо менять раз в несколько лет (устройства постоянно спят, просыпаются только для передачи данных), но всё равно, если есть возможность протянуть провода, то лучше сделать это и забыть про батарейки.
Очень хорошо, получается, дополнить беспроводными устройствами проводную систему. Например, беспроводными датчиками охраны, они очень маленькие, можно дом буквально усеять, причём даже в труднодоступных местах, ни кто не пройдет незамеченным мимо такой охраны.
Сейчас беспроводной умный дом – это комплект, перекрывающий основные потребности домашней автоматизации – сигнализация, защита от протечки, управление шторами, умные розетки, поэтому можно смело развёртывать полноценную автоматику на таких устройствах.

Программное обеспечение

Это платформа умного дома, у каждого производителя свои наработки, свои «секретные ингредиенты». Например, настройка таймеров, в одних приложениях они выглядят, как простые будильники. А можно сделать так - таймер запускает сценарий, а сценарий таймер, с гибким запуском алгоритмов.
Пультами управления в умном доме выступают наши смартфоны, поэтому программа, работающая на мобильнике имеет первостепенное значение.

Облачные технологии

Облачные технологии подразумевают, что все данные передаются на чужие сервера, для последующей обработки. Видео с камер видео наблюдения, с одной стороны при краже видео камеры остается запись в облаке, с другой стороны, запись хранится в открытом доступе.
Многие камеры при связи с облаком открытым кодом шлют пароль и идентификатор устройства. При потери связи с облаком (отключили интернет или электричество) многие умные устройства не работают. Есть умные дома, которые для включения сначала идут на облако, причём в Америку, синхронизируются, и только после этого могут работать.
Поэтому, у облачных технологий есть свои плюсы и минусы, ставить или не ставить – решать каждый должен сам для себя.

Вывод

Кратко мы пробежались по всем основным системам. Какое оборудование выбрать – сегодня везде стоят контроллеры с одной архитектурой, поэтому «железо» у всех одно, только в разных упаковках. А вот, оживляет систему, заставляет её работать уже программа, функционал, который у всех разный, на него и стоит ориентироваться.