11.11.2019

Система умный дом

Комплексная система оборудования умного дома – это полная автоматизация управления устройствами во всех помещениях дома квартиры или офиса. Она позволяет управлять отдельными блоками. Это может быть нажатие кнопки на сенсорной панели по месту, а возможна и дистанционная передача команд с помощью смартфона или планшета.

Кажется, еще совсем недавно мы зачитывались произведениями научных фантастов, мечтали вместе с ними и помыслить не могли, что кофеварка будет готовить нам эспрессо во время утреннего моциона, а холодильник — предупреждать о закончившемся молоке. Новости о появлении умных гаджетов заполняют сеть. От нас требуется только немного разобраться в происходящем.

Давайте будем честны: определение умный дом слышал каждый, кто-то даже следит за успехами Xiaomi и Цукерберга, но далеко не все понимают, о чем, собственно, идет речь. Для многих людей представленная концепция остается фантастичной. Кто-то и вовсе игнорирует существование концепции умных домов.

Что значит система умный дом для загородного дома?

f0e30ea1-4b2b-4da8-a35b-219ff292d8a1.jpg
Прежде всего, давайте разберемся с терминами. Технологией умного дома принято называть систему домашней автоматизации. Это комплекс устройств, которые для нашего удобства сами принимают решения и выполняют рутинные задачи по дому. Он формируется в личном домашнем хозяйстве в отдельно взятой квартире: упомянутые выше кофеварки, системы квартирного микроклимата, умные лампочки и автоматические двери — все это функции умного дома. В России в это понятие обычно включают и так называемый мультирум — систему управления мультимедиа устройствами: телевизорами, проекторами, акустическими системами. На Западе разделение терминов продиктовано рыночными условиями.

А вот термин «умное здание» (англ. smart house) относится к организации управления целым многоквартирным строением и подразумевает системы центрального отопления, водоснабжения и безопасности. Как правило, организация «умного» здания — задача застройщиков или членов совета дома. Понятия тесно связаны друг с другом, но расскажем мы только о smart home, причем в российском понимании.

Различные аудио-, свето- и видео- сценарии заранее прописываются в программе, благодаря которой работает контроллер. Какие устройства нужны для умного дома? Разнообразные устройства позволяют существенно сэкономить время. Также исключается возможность возникновения аварийных ситуаций.

Элементы системы умный дом позволяют настроить различные режимы при нахождении хозяев дома, в отпуске, приеме гостей. Сюжет сценария заключается в создании комфортных условий для человека. Это может быть проигрывание любимой музыки, изменение температурного режима в помещении, включение фильма в заданное время. Он самостоятельно отключает электроприборы, переводит их в спящий режим при отсутствии людей. При необходимости система позволяет в любое время переводить автоматическое управление оборудованием в ручной режим.

История появления

Самое первое понятие умный дом заявило о себе в 1961 году. Оно было очень примитивным, если сравнивать с современными технологиями. Люди старались совершенствовать различные устройства. Так появилась идея дистанционного управления оборудованием.

История этого явления начинается с середины двадцатого века — как раз с тех пор, когда о нем впервые заговорили фантасты. Это было начало компьютерной эпохи — а принцип работы умного дома зиждется как раз на программировании. Конечно, в то время не существовало интернета и облачных сервисов, но громоздкие неуклюжие модули, подключаемые к розеткам, и вездесущие перфокарты вполне могли осуществить задуманное.

История умного дома поначалу ограничивалась усилиями энтузиастов-изобретателей, которые либо прокладывали по всему дому кабели и монтировали в стены управляющие консоли, либо уже начинали использовать первые компьютеры. Увы, эти идеи не получили отклика у массового населения. Тем не менее, в 1966 году Джеймс Сазерленд запрограммировал компьютер Echo IV на включение приборов по расписанию, а также на связь с датчиками слежения и сигнализации.

До массовой реализации еще было далеко, но уже в 1978 году произошел своего рода прорыв, показавший потенциальные возможности умного дома: шотландская компания Pico Electronics разработала первый стандарт передачи данных, универсальный для всех приборов домашней автоматизации. Суть стандарта заключалась в создании шины. Любой производитель мог оснастить подобной шиной бытовой прибор,соковыжималку или пылесос. Это было сродни языку программирования, знакомому всем специалистам, или операционной системе, на которой могли работать все приложения. Подключение осуществлялось через обычные розетки, в дополнение шли модули связи, пульты и даже программы управления для компьютеров.

Появление единого стандарта дало толчок для новых экспериментов и рождению специализированного рынка. Вскоре дело дошло и до нового термина: в 1984 году представитель Американской ассоциации жилищно-строительных компаний впервые употребил выражение «умный дом», впоследствии ставшее общеупотребительным. Для ассоциации создание термина было маркетинговым ходом, что подтверждает интенсивность развития идеи в то время.

К развитию концепции подключилась и Ассоциация электронной промышленности, которая стала инициатором создания другого универсального стандарта. Впервые историческое развитие умного дома достигло своего результатав 1999 году. И главным посредником стала… компания Disney, выпустившая фильм о компьютеризированном доме, начавшем самостоятельную жизнь.В нулевых годах сегмент домашней автоматизации пополняется все новыми компаниями-производителями.

Однако настоящей революцией стало появление первого iPhone и других смартфонов. Человек постоянно стремился к комфорту. Плюсы и минусы умного дома изучаются давно. Одним из первых «интеллектуальных» домов было жилье богачей в Америке. Обеспеченные люди приобретали различную бытовую технику. Со временем стали реализовывать задумки по совмещенному управлению всеми устройствами из одного места. Система была построена с помощью структурированных кабельных связей.

Официальным годом появления Умного дома является 1978. Тогда же родился термин Смарт хоум (англ.). Американские системы работали на частоте 60 Гц и напряжении 110 В, поэтому они не прижились на территории России.Одним из первых примеров умного дома была плавная регулировка освещения. Изначально идея воплощалась с помощью светорегуляторов (или диммеров). Они позволяли приглушать свет в комнате, уменьшая освещенность в ней. Такой режим удобен при просмотре фильмов и в качестве экономии потребления электроэнергии.

С развитием новых технологий на смену диммерам пришли программируемые контроллеры. Именно контроллеры осуществляют автоматическое управлениеосвещением. Контроллеры управляют всеми системами. Они обеспечиваюткомфортное проживание человека.

Что включает в себя система умный дом

ced1a9e9-c097-4f90-9c85-21b403c44e38.jpg
Установка контролирует работу всех устройств в помещениях коттеджа или офиса. Комплекс управления построен на базе датчиков. Они выполняют мониторинг текущих параметров. Информация с датчиков поступает на управляющие элементы. Элементы управления дают команду исполнительным механизмам. С помощью сети интернет возможен удаленный мониторинг всего оборудования, находящегося в здании, а также дистанционное управление им.

Что входит в систему умный дом?

Управление:
  • внутренним и наружным освещением, архитектурной подсветкой, рекламой;
  • вентиляцией, кондиционированием;
  • отоплением помещений (системой теплый пол, радиаторами);
  • всеми видами сигнализаций (охранной, пожарной, аварийной);
  • разрешением доступа в здание;
  • видеонаблюдением (местным и дистанционным);
  • распределением видео- и аудио сигналов (мультирум);
  • обогревом ступеней, лестниц, дорожек и ливневых стоков;
  • альтернативными источниками электроэнергии (дизель-генераторами, аккумуляторными батареями);
  • энергопотреблением (контроль распределения нагрузок по фазам, ограничение превышения максимальных нагрузок);
  • различными насосами (дренаж, канализация, полив территории);
  • въездными воротами;
  • рольставнями, шторами, жалюзи.
Для реализации системы все используемое оборудование должно быть совместимо между собой. С этой целью был создан Альянс Электронной промышленности для разработки единого стандарта электроники. Различные компании начали производить универсальное оборудование.

По характеристикам умного дома системы бывают:
  • централизованными/ децентрализованными;
  • проводными/беспроводными;
  • с открытым/закрытым протоколом.
Готовые системы помогают экономить время при управлении различными развлекательными и инженерными системами в помещениях.

Централизованное и децентрализованное управление

Для управления может использоваться удаленный мониторинг и управление в умном доме.

Централизованное управление представляет собой один логический модуль. Программируемый контроллеримеет большое количество выходов. Под конкретный объект для такого компьютера пишется индивидуальная программа. На базе этого софта выполняется управление всеми инженерными сетями и исполнительными устройствами.

Преимуществом централизованной системы является возможность общего управления. С помощью центрального контроллера можно создать различные по сложности сценарии, привязывая их к определенным действиям, времени года или суток. Это позволяет подключать большое количество различного оборудования.

При устройстве централизованной системы работоспособность всего оборудования будет зависеть от контроллера и программы, заложенной в нем. Компьютер может выйти из строя. Тогда все модули прекратят свое функционирование. Оптимально подключение этого комплекса через источник бесперебойного питания.

Если понадобится перепрограммировать обслуживание системы умный дом, а программиста не будет рядом, то алгоритм придется писать заново.

Децентрализованную систему можно назвать еще распределенной. В этом случае каждый элемент системы (исполнительное устройство) является самостоятельным микроконтроллером, имеющим такой тип памяти, при котором информация сохраняется даже в случае потери сетевого питания.При неработоспособности какого-либо элемента вся система квартиры или дома продолжает функционировать дальше, за исключением «выпавшего» звена.

Децентрализованная концепция умного дома – надежная, с возможностью подключения дополнительных «умных» блоков для создания особых сценариев. В продаже имеются панели для управления различными приборами.
Недостатки умного дома обусловлены большим количеством оборудования. Оно периодически может ломаться, что повлечет за собой материальные расходы на замену.

Использование проводников и беспроводные технологии

Проводная система Умный дом будущего построена на принципе передачи всех сигналов от управляющих устройств к исполнительным блокам по информационной шине. Такой шиной могут служить специальные проводники или витая пара. Достоинством проводной системы является ее надежность. Благодаря использованию экранированных проводников исключаются помехи и наводки в сети. Эта система передачи данных обладает высокой скоростью отклика. При подаче команды не возникает задержек.

Так, при организации беспроводной системы, отклик команды может задерживаться. Человек повторным нажатием кнопки пытается добиться срабатывания устройства. Информационная шина забивается дублирующими сигналами. Это может привести к зависанию всего комплекса.

Для создания умного дома предлагается разнообразный выбор управляющих элементов. Такие механизмы многофункциональны и имеют стильный дизайн. В таких системах проще внедрить какой-либо новый элемент мультимедиа или климат-контроля. Проводная система имеет длительный срок эксплуатации. К недостаткам можно отнести отсутствие мобильности выключателей. Также точки вывода кабеля к панелям управления необходимо предусматривать заранее.

Важен качественный монтаж информационных сетей для надежной работы системы. Организация возможна лишь в новом жилье или вначале ремонта. При проложенной классической электропроводке организовать систему технически будет невозможно.Беспроводная система построена на принципе передачи радиосигнала от главного устройства (панели управления) к исполнительному органу.Беспроводное оборудование весьма кстати подойдет к установке в деревянном доме, где необходимо по минимуму нарушать целостность природных материалов.
  
Преимуществом умного дома является возможность монтажа в зданиях с готовым ремонтом и обычной проводкой. Каждая беспроводная панель управления имеет связь с остальными панелями и может передавать им команды. Такая взаимосвязь оборудования позволяет создавать различные световые сценарии в разных помещениях.

Мобильные панели управления можно располагать в удобных для владельцев местах. Они изготавливаются двух типов: встроенного и накладного. Радиосистема не требует специального предварительного проекта. Поэтому такая система Умный дом легко реализовывается своими руками.

Работа интеллектуальных устройств зависит от качественного радиосигнала. Недостатком беспроводного комплекса являются помехи, создаваемыемногимибытовымипотребителями. Также при работе устройств от батареек потребуется регулярная их замена.
Беспроводная планировка умного дома ограничена функциональностью из-за нестабильности передаваемых сигналов. Поэтому безопасность такого комплекса ниже, так как есть возможность глушения сигналов хакерами.

В чем польза

Каковы интеллектуальные компоненты умного дома?Рынок предлагает большой выбор многофункциональных устройств. Экономия ресурсов достигаетсяблагодаряограниченному потреблению. В остальных случаях система переводит дом в энергосберегающий режим.

Для чего нужен умный дом? Он может позаботиться и о питомцах. По заданной программе включает подача корма, воды, происходит регулировка света в аквариуме или открываются дверцы для выхода животных из дома. За четвероногими друзьями можно наблюдать на планшете. В случае наличия животных в доме, целесообразно организовать проводную сеть, спрятав всю проводку за стены. Панели управления должны быть вмонтированными. Это защитит систему от порчи.

В случае с детьми система умный дом без интернета позволит контролировать их поведение в квартире или доме. Можно ограничивать включение телевизора и компьютера или предоставлять доступ в интернет при выполнении ими определенных условий. Основным преимуществом интеллектуального дома является дистанционное наблюдение. Возможен также контроль над жильем. Система защищает от вторжения воров. Также это хороший способ предотвращения аварийных ситуаций. В критической ситуации можно перекрыть воду, отключить электропитание или передать сигнал о пожаре. Все уведомления и предупреждения приходят в виде сообщений владельцу здания.

Стоимость комплекс определяется его многофункциональностью. Для бюджетного варианта приобретаются основные логические модули. Со временем приобретают дополнительные модули.

Заключение

В целом информация про умный дом уже оформилась. Какими будут эти системы в дальнейшем? Скорее всего, умные дома уже через семь – десять лет:
  • получат полностью голосовое управление на наиболее распространенных языках;
  • будут управлять электропитанием во всем доме;
  • будут регулировать отопление и подачу воды;
  • включат в себя всю бытовую электронику;
  • будут выполнять большую часть охранных функций (в том числе видеонаблюдение);
  • заменят собой домашний персональный компьютер, слившись с ним в единое целое.

Представьте, что Марк Цукерберг, основатель Facebook, пригласил вас, чтобы познакомить, как работает система умный дом. Вы входите в просторную прихожую, умный ассистент Джарвис включает умеренно-яркий свет, чтобы вы могли разуться и повесить верхнюю одежду. В гостиной ассистент настраивает мягкий свет, комфортный для отдыха.Раздается звонок — пришли гости. Джарвис тут же сканирует пришедших и сообщает хозяину дома, кто находится у двери.

Этот лишь один из многих примеров того,зачем нужен умный дом. Жилище Билла Гейтса может удивить еще больше: оно оборудовано стеклянным лифтом с голосовым управлением; бассейном с автоматической настройкой комфортной температуры воды; системой контроля за каждым растением в саду и в доме и многим другим.Конечно, чтобы обзавестись настолько современным жилищем, нужно возглавить успешную компанию. Но в целом умные технологии и системы автоматизации больше не являются прерогативой избранных: рынок растет, на нем появляется все больше решений для потребителей. Как сделать умный дом? Нужно только желание погрузиться в тему.

Удивительная эпоха глобального взаимодействия только начинается. Новые системы позволяют управлять отдельными блоками и целыми комплексами. Это может быть нажатие кнопки на сенсорной панели по месту, а возможна и дистанционная передача команд с помощью смартфона или планшета. Важен качественный монтаж информационных сетей для надежной работы системы. Организация возможна лишь в новом жилье или вначале ремонта. Умный дом — хороший пример того, что ждет нас в будущем, но доступно уже сегодня.Умный дом – уже наступившая реальность. Комплексы smart house позволяют управлять электропитанием и бытовой техникой в квартире, выполняют функции систем охраны.