Создание умного дома: Умный дом (Самое начало) — ч.1 / Хабр

Умный дом (Самое начало) — ч.1 / Хабр

Тема «Умный дом» уже у всех на слуху. Про неё говорят, в неё вкладывают, её развивают… По этой теме к таким гигантам как Siemens, General Electric и др. присоединились, казалось бы, не совсем профильные компании, такие как Microsoft, Google, Apple.

Единого стандарта по теме нет, равно как нет инструкции, мол, «делай так и вот так», поэтому теоретически построить свой умный дом может каждый и именно так, как ему захочется и потому эту тему я не смог пропустить и активно к ней подключился. Не скажу, что с умными домами я собаку съел… нет, скорее так, понадкусывал, но тем не менее, на основе свое опыта и своих наблюдений попробую выложить развёрнутый… ммм… How-To? Нет, не потянет. Обзор? Тоже не то… Скорее это будет напутствие или некий набор советов.

Театр начинается с вешалки, а я начну с того, что сразу расставлю все точки над «И», чтобы у читателей не возникало в процессе чтения необоснованного негатива или просто какого-то недопонимания.

Самое главное — это то, что статья рассчитана на людей, которые толком ещё не поняли, нужен ли им вообще этот самый «Умный дом» и нужно ли влезать в эту тему?

Теперь термин.
Будем честны, «Умный дом» — это не только такая система с искусственным интеллектом, которая разговаривает с Вами по утрам в ванной (пока вы бреетесь) и готовит Вам ужин пока вы едете домой. Не нужно путать систему с женой.

Умный дом — это любая система автоматизации/автоматики (или комплекс систем автоматизации/автоматики), которая хоть как-то, хоть на мельчайшую долю, но облегчает Ваш быт. Не важно что это: автоматическое выключение света в туалете после выхода оттуда человека и закрытия двери, или система, которая сама поливает домашние цветы, кормит любимую кошку и перекрывает протекающую трубу водоснабжения, если вы задержались на работе допоздна. Если в Вашем доме что-то срабатывает на основе какого-то алгоритма, значит это уже можно назвать системой «Умный дом», только с ограниченным функционалом.

Так же «Умный дом» — это не только особняк, напичканный электроникой, но и квартира, в которой работает Ваша система автоматизации и/или управления, т.е. «Умная квартира» — это тоже «Умный дом» и дальше по тексту мы будем пользоваться именно этим термином.

Вообще излишнее занудство человеку ни к чему, а вдаваться в полемику по вопросу насколько умным оказался «Умный дом», который сделал студент Коля — я считаю, неуважение труда того самого Коли. Он это сделал? Оно работает и чем-то управляет? Великолепно, молодец! Пусть дальше растёт над собой.

Возвращаемся к теме.

Мы хотим построить наш «Умный дом», с чего начать? С покупки, строительства? Нет, в этом деле, как и во всех инженерных задачах, начинать нужно с бумаги, а точнее — с проекта. Будет ли это жеванная бумажка с понятными только Вам схемами и чертежами или это будет что-то нарисованное в *CAD… главное, чтобы было понятно хотя бы Вам что же там изображено.

Не бойтесь описывать «далёкие планы», записывайте и продумывайте всё, даже то, что сможете сделать в очень далёкой перспективе. Лучше всё продумать сейчас ибо потом будет уже поздно. Это опыт оплаченный кровью многих инженеров, наступивших на многочисленные грабли.

На что следует обратить внимание?

1. Пользователи

Подумайте, как с вводимой вами системой будут обращаться пользователи, т.е. жильцы Вашего дома или члены Вашей семьи. Смогут ли этим пользоваться не подкованные в техническом плане люди (старики, дети или жена — не важно кто именно). Сценарий типа: «Дорогая, свет в туалете сейчас включиться, сейчас я только прошивку в Ардуину долью.» не подходит. Представьте, что Вы сдаёте свою систему богатому «быдловатому» бандиту, который видя Ваши выключатели со светодиодной подсветкой скажет Вам: “

Эта… слыш, а чо эта за хрень? Куда тут чо жать?“. То, что очевидно Вам может быть абсолютно не понятно остальным.

2. Технология

Проводная или беспроводная. Если проводная, значит нужно строить планы прокладки всех необходимых кабелей (и лучше с большим запасом). Где штробить стены, где размещать розетки и элементы автоматизации — всё должно быть на схеме. Если система беспроводная, то продумайте где будут стоять передатчики/приёмники, где будут размещены повторители сигналов.
Сейчас Вы это помните, через месяц, когда информации будет очень много, в голове будет каша и что-то будет забываться.

3. Исполнитель

Кто будет всё это делать? Вы сами или нанятая специализирующаяся по теме фирма? Самостоятельно будет дешевле, но потребуется от Вас глубокого погружения в вопрос. Мы всё же будем полагаться на самостоятельное развёртывание, ведь категория статьи «Сделай сам», не так ли?

4. Автономность

Продумывая функционал и возможности умного дома всегда рассчитывайте на то, что в доме не будет Интернета. Конечно, многие умные дядьки возразят мне, мол, нужно продумывать возможность сопряжения с чем-то во внешнем мире… продумывайте, закладывайте, ни кто не спорит, но Ваш умный дом должен работать исправно в режиме полной автономности/изоляции. Человеку, живущему в мегаполисе, возможно будет трудно понять, как так, чтоб совсем не было Интернета… GPRS, ADSL, хоть что-то же должно быть резервное? Нет, нет и ещё раз нет! Ничего может и не быть, но работать должно всё.

Вот пример:
Вы соорудили забавную систему: говорите «Нафаня, включи мультиварку/свет в туалете» и система выключает мультиварку или свет в туалете, попутно произнося «Включаю». Но вдруг из-за злобных хакеров Аль-Каеды сеть Вашего провайдера отвались, а за ней посыпалась и сеть Вашего мобильного оператора «Рупор», который обеспечивает Вас резервным LTE каналом. Естественно Google TTS, в основе которого и лежала Ваша система голосового управления, отвалился и умный дом в мгновение ока превратился в немого тупицу, который не может ничего включить. Сделайте возможность ручного управления, а ещё лучше, сделайте систему так, чтобы она могла, например, зачитывать вслух погоду без голосового сервиса Google. Сложно, но можно. Никто не говорил, что развернуть «Умный дом» — это как MS Office установить.

Второй пример:
Вы сделали управление умным домом через приложение на Android, но после описанной выше злобной атаки хакеров ваш смартфон не смог обратиться на облачный сервис и дать команду умному дому выключить забытый утюг. Напишите своё приложение, которое сможет работать удалённо через 2G-сеть мобильного оператора или по Wi-Fi, если вы находитесь в зоне покрытия Вашей домашней точки доступа.

5. Следующий момент, который нужно помнить при проектировании, вытекает из предыдущего: «Ядро» Вашей системы автоматизации.

В Вашем доме может быть роутер (ADSL, LTE или ещё какой), свитч или ещё какое-то сетевое коммутирующее устройство, но умным домом должно управлять «ядро» — отдельное и самостоятельное устройство. Ни в коем случае не объединяйте управление сетевым трафиком и управлением домом в одной железке. Сейчас много роутеров, на которые можно установить прошивки с миниатюрной копией Linux, а многие знакомящиеся с этой темой люди пытаются на такие роутеры навешать всё что в голову приходит. Лично я люблю такие роутеры, в которых можно подстроить более точно всё то, что мне нужно, но я не считаю верным установку средств управления на устройство, изначально не рассчитанное на это.

Ваш дом может остаться полностью без сети, но должна работать домашняя автоматизация или наоборот, домашняя автоматизация может «вылететь», но это не должно утянуть на дно и работу ЛВС (локальной сети).

6. Размещение ядра

Под всю эту котовасию с роутером, свитчем, ядром системы управления, системам резервного питания и т.п. нужно выделить отдельное место: шкаф, чулан, закрытая ниша/антресоль. Что угодно, где есть вентиляция (оборудование будет греться и нужно подумать об охлаждении) и где это не будет мешаться/попадать на глаза. Ваша система не должна портить общего вида жилья и вносить негативных изменений в домашний уют.

Если у Вас есть подвал, то лучше Ваш «центр управления полётами» развернуть там.

7. Расходы

Возможно это нужно было вставить где-то ближе к началу, но если предыдущие пункты до конца не проработаны, то до расходов дело может и не дойти.

Самое главное что нужно знать, это то, что «Умный дом» — чертовски дорогая затея. Вы можете делать что-то самостоятельно (травить платы, программировать микроконтроллеры), но это только уменьшит Ваши расходы, а не исключит их совсем.
Следующее по важности, что в этом пункте нужно учесть — дубликация. Закупку всякого оборудования и исполнителей закладывайте в двойном размере и всегда округляйте в бОльшую сторону. В Вашем доме на каждого исполнителя (выключатели, датчики и т.п.) должен лежать в загашнике дублёр (если, конечно, обслуживанием Вашего дома не занимается сторонняя организация). Не рассчитывайте на то, что если что-то сломается, то Вы поедете в магазин и купите.

Пример:
Скакнуло напряжение. Защита хоть и сработала, но часть встроенных выключателей света сгорело, я Вы вчера заболели и лежите дома с температурой 39,2 градуса. Допустим, что Вы мужчина мужественный (вот ведь каламбур получился), и, наплевав на своё здоровье, решили подняться с постели и заменить все выключатели самостоятельно, но… чем? Дублёром.

Решили перед входом разместить камеру? Закупайте две. Прикинули, что по дому Вам нужно 12 «умных» выключателей? Закупайте 24. Думаете не бывает так, что вылетят сразу все 12? Бывает, к сожалению и самое первое, что у Вас должно быть продублировано — ядро системы.

Итог

Я описал ничтожно малую часть начала такого большого и интересного для большинства «технарей» проекта, как «Умный дом». Эта тема затрагивает почти все сферы в IT: сети, программирование, администрирование, автоматизация, электрика и электроника… и от этого она является темой сложной, требующей особого подхода. Это видно из того, что я написал выше, ну а если не видно, значит писатель во мне так и не созрел.

Запихать весь текст в одну статью никак не получится, я и так достаточно насокращал, потому будет, как минимум, ещё одна часть материала, которая, в принципе, будет содержать в себе советы/рекомендации по выбору программной и аппаратной части. Звучит немного странно, мол, такое разнообразие технологий, какие тут могут быть советы? Тем не менее, советы и рекомендации есть даже в такой ситуации.

Ссылка на вторую часть (когда она будет готова) вставлю в конце первой, чтобы было проще искать.

Спасибо всем за внимание, и тем, кто дочитал все это до конца.

Продолжение: Умный дом (Самое начало) — ч.2

Система Умный дом, как работает, принципы построения

Автоматизация домашних инженерных сетей обеспечивает их четкое взаимодействие для создания зоны максимальной безопасности и комфорта проживания. Все коммуникации объединены в одну сеть, элементы работают согласованно, взаимосвязано, под постоянным контролем, программируются под потребности и пожелания человека.

Содержание:

• Как работает
• Современные системы
• Принципы построения
• Что входит

Как работает система Умный дом

Основное оборудование — управляющие, исполнительные устройства, датчики/сенсоры/кнопки/выключатели, прочие компоненты. Управляющие элементы принимают сигналы с датчиков, контролируют работу исполнительных устройств. Обмен данными происходит через проводные шины или без кабеля, по радиоканалу.

Проводные технологии характеризуются быстрым откликом на команды, высокой надежностью элементов, возможностью подключения дополнительного оборудования для реализации различных сценариев. Единственно, придется продумать, где удобней расположить кнопки, заранее построить схему, определить точки вывода кабеля к панелям управления. Программист станет вашим надежным помощником, поскольку из-за сложного программирования сделать это самостоятельно будет затруднительно.

Достоинства беспроводной технологии — малое количество проводов, не нужно предварительное проектирование, сокращается время на монтажные работы. Минусы — на качество радиосвязи влияют многие бытовые приборы, из-за нестабильности передаваемых сигналов функциональность достаточно ограничена, для радиопередатчика, запитанного от сети переменного тока, нужно проложить дополнительный нулевой провод. Еще один важный недостаток — глушение хакерами радиосигнала, перевод датчиков на повышенное энергопотребление быстро выводят из строя всю систему.

Управление системой может осуществляться централизованно, путем программирования одного логического модуля, или децентрализовано, когда каждое устройство обладает энергонезависимой памятью, сохраняющейся даже при отключении энергопитания.

Компоненты в умном доме общаются по протоколу. Открытый протокол означает, что оборудование разных производителей совместимо со всеми устройствами, работающими на этом же языке. Соответственно, закрытый протокол — зависимость от одного производителя. Но в этом есть и свои плюсы — упрощается процесс программирования, снижается стоимость оборудования.

ABB-free@home — сочетание лучших характеристик

Этот уникальный продукт создан мировым технологическим лидером в области электросетей, электрооборудования, робототехники, автоматизации зданий — международным концерном ABB. Фирменное оборудование рассчитано на автоматизацию небольших загородных домов, дач, квартир, офисов, подключается посредством коммуникационной шины KNX централизованно и децентрализовано, без сложной схемы проекта, монтажа, программирования, имеет собственный протокол, свое мобильное приложение.

Преимущества современной системы автоматизации free@home:

• все коммуникации внутри и снаружи жилого дома объединяются в единую сеть;
• простая инсталляция в любое архитектурное сооружение — шинный кабель монтируется в готовые кабель-каналы;
• легкая настройка — интуитивно понятный интерфейс, автоматическое воспроизведение заданных сценариев, их произвольное изменение по желанию пользователя без привлечения установщика;
• удобный принцип управление с помощью выключателей, панели, планшета, смартфона, ПК;
• модульность схемы построения позволяет легко интегрировать дополнительное оборудование для создания различных сценариев и расширения возможностей интеллектуального жилища.

Принципы построения системы Умного дома

Какие системы входят в Умный дом ABB-free@home

Все элементы устройства имеют уровень защиты IP20, могут работать в диапазоне температур -5-+45 градусов.

Оборудование, которое входит в Smart Home, управляет:

1. Освещением — включает-выключает свет во всем здании, в отдельных комнатах, экстренное освещение, наружные фонари на участке, в гараже по определенным сценариям.
2. Отоплением, вентиляцией, кондиционированием — настройка климатического режима в зависимости от назначения помещения, сезона, времени суток, присутствия жильцов. В эко-режиме автоматически снижается температура ночью, отключается отопление при открытых окнах, работающих батареях, теплого пола.
3. Жалюзи, шторами, рольствнями, маркизами — закрываются-открываются дистанционно для создания нужного уровня освещенности помещений, подстраиваются под восход, заход солнца и другие погодные явления.
4. Системой безопасности, в которую входят — домофония, видеонаблюдение, сигнализация. Защита от протечек сообщит о необходимости вызова мастера для ремонта, включит аварийную систему перекрытия воды. Опция «имитация присутствия» отпугнет злоумышленников во время отсутствия жильцов. Свет на лестнице включится сам, чтобы лучше разглядеть посетителя, а в отсутствии хозяев камера видеонаблюдения снимет лицо гостя.
5. Мульти-медиа — возможность слушать любимую музыку в каждом уголке жилого дома, квартиры, офиса, дистанционно управлять всеми источниками звука.

Вы можете одной кнопкой выключить объединенные в сеть устройства, когда выходите из дома или ложитесь спать. Функции активируются с помощью выключателя, панели, установленной на стене в квартире или бесплатного мобильного приложения на смартфоне из любой точки мира. Удаленный мониторинг и управление инженерией здания через интернет позволят всегда держать все под контролем.

ООО «К-Электро» является официальным дилером компании ABB. У нас в продаже только фирменное современное оборудование и совместимые между собой компоненты, такие как — Philips HUE, SONOS и другие. При покупке комплекта для реализации проекта Умный дом для квартиры, офиса или частного дома рекомендуем Вам заказать проектирование у наших специалистов. Мы выполняем монтаж, технический надзор, настройку установленной системы и ее дальнейшее обслуживание.

Для дополнительной информации по ABB-free@home, ценам и услугам звоните нам ☎ +7 (495) 221-81-66.

История технологий умного дома

Каждый редакционный продукт выбирается независимо, хотя мы можем получить компенсацию или партнерскую комиссию, если вы купите что-то по нашим ссылкам. Рейтинги и цены точны, а товары есть в наличии на момент публикации.

Технологии умного дома прошли долгий путь за последние годы, но прогресс был не таким быстрым, когда на сцену вышли первые концепции.

Студия Райта/Shutterstock

Вначале умный дом был зарезервирован для первопроходцев и богатых людей. Это уже точно не тот случай! Читайте дальше, чтобы узнать историю технологии умного дома.

Первая технология умного дома

Современное начало технологии умного дома можно проследить до 1975 года, когда была выпущена X10, платформа домашней автоматизации, которая отправляет цифровую информацию через радиочастотные импульсы в существующую домашнюю электрическую проводку. Первые пользователи этой технологии могли удаленно управлять устройствами в своих домах с помощью командной консоли и модулей.

Обрезание большей части шнура

Платформа Z-Wave, которая также использует радиочастоты для технологии умного дома, была представлена ​​в 2005 году. технологий, таких как Bluetooth. Продукты со встроенным Z-Wave образуют ячеистую сеть и могут удаленно обмениваться данными с одного устройства на другое. Домовладельцы также могут добавлять в свою сеть продукты, не относящиеся к Z-Wave, подключая их к дополнительным модулям Z-Wave.

Технология умного дома, которая учится

Обучающийся термостат Nest, разработанный бывшими инженерами Apple, был представлен в 2010 году. Он изменил правила игры для технологий умного дома, сделав домашний беспроводной Интернет предпочтительным каналом для удаленного управления устройствами. Он также представил возможности сбора данных с возможностью отслеживать активность в доме и автоматически программировать настройки интеллектуального термостата на основе этих данных. В 2014 году Google приобрела Nest Labs, поставив гиганта поисковой системы в авангарде гонки технологий умного дома.

Одно приложение для всех

Компания Apple сделала ставку на технологии умного дома, представив Apple HomeKit в 2014 году. С его помощью домовладельцы могут удаленно управлять совместимыми устройствами, такими как замки, освещение, термостат, умные розетки, камеры видеонаблюдения. и многое другое через приложение Apple Home.

Умная колонка, которая говорит

Только после того, как в 2014 году на рынке появилась первая умная колонка Amazon Echo, крупный интернет-магазин осознал потенциал продукта в сфере умного дома. Alexa, виртуальный помощник для умных домашних продуктов Amazon, теперь буквально стал нарицательным. А домовладельцы могут управлять более чем 28 000 устройств с поддержкой Alexa с помощью простых голосовых команд.

Гонка началась

Играя в догонялки, Google выпустила свою первую умную колонку Google Home в 2016 году. Разработанная, чтобы конкурировать с Amazon Echo, Google Home делает гораздо больше, чем просто воспроизводит музыку. Он также имеет голосового виртуального помощника, который может управлять несколькими интеллектуальными устройствами по всему дому. По данным Google, доступно более 5000 устройств умного дома, совместимых с Google Home, и их количество постоянно растет.

Куда дальше пойдет технология «умный дом»? Возможности кажутся безграничными.

Далее прочитайте: «Google Home против Amazon Alexa: в чем разница?»

Узнайте о продуктах, которые сделают ваш дом умнее, из видеоролика ниже.

Далее узнайте о системе домашней автоматизации Apple: HomeKit.

Эволюция технологий умного дома

Ниже приводится выдержка из нашего отчета Технологии умного дома: глобальные рынки до 2022 года . Для получения дополнительной информации о рынке ознакомьтесь с нашим отчетом «Технологии умного дома: европейские рынки до 2023 года».

Технология «умный дом» обеспечивает домовладельцам безопасность, комфорт, энергоэффективность и удобство. Термин «умный дом» используется для описания жилого помещения, в котором есть освещение, бытовая техника, отопление, телевизоры, кондиционеры, развлекательные аудио- и видеосистемы, компьютеры, камеры и системы безопасности, которые могут общаться друг с другом и дистанционно управляться из любой комнаты. дома, а также удаленно из любого места через смартфон или Интернет.

Важной особенностью технологии «умный дом» является то, что она помогает сохранять ограниченные ресурсы Земли. Со временем люди все больше осознают возможности технологий умного дома, поскольку они делают свои дома умными и экологичными, используя контроллеры, интегрированные с домашними подсистемами. Технология умного дома также позволяет пользователям экономить энергию, контролируя освещение, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, оконные покрытия и ирригацию. Домовладельцы могут получить доступ к системам с помощью Интернета из любого уголка мира в любое время.

Умный дом не новое изобретение. Он был распространен в форме концепции среди потребителей и отраслевых экспертов. Концепция умного дома началась с изобретения пультов дистанционного управления, представленных Николой Теслой в 1898 году.

В начале 1900-х годов произошла промышленная революция, которая проложила путь к появлению первых бытовых приборов. В 1901 году был представлен первый пылесос, за которым последовали сушилки для белья, стиральные машины, холодильники и электрические посудомоечные машины. Это не были «умные» приборы, но их появление изменило правила игры для людей 20-го века.

В 1930-е годы изобретатели обратили внимание на технологии домашней автоматизации, но эта идея не реализовывалась до 1966 года, когда была разработана первая интеллектуальная система автоматизации Echo IV. Это устройство позволяло потребителям создавать компьютерные списки покупок, контролировать температуру дома и включать и выключать электроприборы. Созданный в 1969 году кухонный компьютер мог создавать рецепты, но устройство так и не стало коммерчески успешным из-за своей цены.

Разработка микроконтроллера в 1971 привело к снижению цен на электронные устройства, что сделало технологии более доступными. В 1991 году была введена концепция под названием «геронтехнология», которая объединила геронтологию с технологиями, направленными на облегчение жизни пожилых людей. В 1990-х годах в этом секторе было внедрено несколько новых технологий.

Начало 2000-х ознаменовалось стремительным ростом популярности технологий умного дома. Появились различные технологии, которые постепенно интегрировались в дома. Умные дома стали доступными вариантами и, следовательно, жизнеспособными технологиями для многих потребителей. Стали доступны домашние сети, бытовые технологии и различные другие потребительские гаджеты. Умная домашняя автоматизация повсеместно распространена на современном рынке. Теперь потребители могут управлять отоплением, телевизорами, освещением, дверями и сигнализацией с помощью пультов дистанционного управления и смартфонов.

Перспективы и ожидания на будущее

Технология «умный дом» позволяет использовать компьютеры для автоматического или удаленного управления основными функциями и функциями дома. Технология умного дома включает в себя либо планирование, либо автоматическую работу отопления и кондиционирования, а также систем освещения и безопасности. Эта технология позволяет пользователям управлять различными функциями с помощью дистанционного управления с помощью компьютера, подключенного к Интернету. Интернет позволяет соединять домашние устройства, что позволяет пользователям удаленно контролировать и управлять системами и устройствами.

За последние 20 лет технологии умного дома значительно развились, что позволяет пользователям контролировать и контролировать свои устройства, даже если они находятся вдали от дома. Эту технологию может использовать любой, у кого есть доступ как к Интернету, так и к взаимосвязанным бытовым приборам. Многие застройщики в настоящее время предлагают дома с функциями умного дома. ECSI использовала интеллектуальную хост-систему Savant systems для проектирования умного дома в Миннеаполисе, штат Миннесота, с полной автоматизацией.

Умные дома больше предназначены для более экологичной жизни и обеспечения безопасности.