Системы умный дом за 2700000. Создание системы умный дом

Поставщик энергии компания Npower решила запустить новое смарт-решение для дома, с помощью которого можно держать всю «умную» технику в доме под контролем при помощи всего лишь одной программы.

Для достижения поставленных целей, компания уже объединилась с такими крупными производителями M2M-оборудования, как D-link, Nest Labs и Yale. Участие в проекте известных брендов позволяет прогнозировать успех Npower в достижении своей цели – предложение каждому английскому домовладельцу возможности комфортно управлять всеми своими смарт-устройствами.

Сегодня система находится на стадии тестирования в Уэст-Мидлендсе. Эксперимент продлится около шести месяцев. Предположительно, продукт поступит в свободную продажу в скором времени после завершения тестирования.

Учитывая то, какие компании стали главными партнёрами Npower в процессе создания этой системы, можно выделить базовые аспекты, которым производитель уделяет первостепенное внимание – это безопасность и энергоэффективность.

Безопасность будет обеспечена базовым местом в сети хаба D-Link, а эффективность будет достигнута за счет совместимость сети с 3-им поколением , который позволяет экономить на энергоносителях без ущерба для удобства, а также смарт-замками Keyfree и Keyless от Yale, с помощью которых можно следить за всеми открытиями входной двери и отпирать её из любой точки мира.

Как рассказал директор по инновациям Npower Нейла Пеннингтона, дом, подключённый к Интернету вещей — сегодня как никогда близкая цель. Когда данная система пройдёт все доработки, изменится сам подход пользователей к использованию энергии в доме и ее экономии.

Известно, что разные способы сделать свой дом высокотехнологичным набирают популярность по всей Великобритании весьма стремительными темпами. В первую очередь, это связано с тем, что англичане стали более осведомлёнными в плане преимуществ, которые они могут получить.

Например, в результате проведённых недавно исследований, на данный момент, около 91% населения Великобритании знают о том, что такое . Примерно 65% знают, какие преимущества несет с собой «интеллектуализация» дома, и 47% считают, что смарт-технологии могут повлиять на их стиль жизни гораздо больше, чем носимая техника.

Базируясь на таких статистических данных, большое количество экспертов делают весьма впечатляющие прогнозы, касающиеся будущего смарт-техники.

Аналитической организацией Juniper был опубликован доклад, согласно которому в первые пять лет поступление средств в отрасль «умной» электроники для дома будет стабильно увеличиваться, и к 2020 году составит 100 млрд. долларов. Ожидается, что к тому моменту в умных домах по всему земному шару будет установлено около 20 миллионов устройств.

Зимний вечер… Вы приходите домой, а мультиварка уже готовит ужин, система отопления довела температуру до комфортного уровня, а вора, решившего обогатиться за ваш счет, уже поймали.

Вы даже можете одним нажатием клавиши опустить шторы, включить телевизор и просмотреть, как все это было.

Именно так работает «умный дом», обеспечивая безопасность и уют и позволяя управление с любой точки земного шара.

Умный дом состоит сразу из нескольких систем, взаимодействующих между собой. Каждый элемент соединен с остальными в одну программу управления, благодаря чему достигается определенный синкретизм.

Так, кондиционирование не включится во время отопления, а вентиляция прекратит работу при наличии возгораний.

При всей гармоничности, интеллектуальная система — это сборный комплект, в котором есть:

Основные способы передачи сигналов

«Умный дом» — под ключ и поэлементно

Интеллектуальное управление и автоматизацию можно заказывать «под ключ». Будущий владелец умного дома выбирает производителя оборудования, программное обеспечение и дизайн, оплачивает проект согласно смете и пользуется готовым решением.

Второй вариант — заказывать оборудование, монтаж системы и установку ПО у разных подрядчиков.

Финансовая выгода от такого сценария спорна.

Можно также самостоятельно купить и монтировать отдельные реле и датчики, отказавшись от автоматизации некоторых процессов (например, мультимедиа, освещения или водоснабжения).

Хотя в таком случае намного дешевле будет заказать под ключ бюджетный или оптимальный пакет — это позволит избежать ситуации, когда одних элементов не хватает, другие в избытке, а часть приборов вообще не интегрируется с остальными.

Программы для связи и управления «затачиваются» специально на работу с определенными приборами и поставляются самим производителем оборудования.

На любой кошелек: разновидности «умных домов»

Смета на «умный дом»: возможна ли экономия?

Итоговая стоимость проекта зависит от комплекса модулей, количества и качества выбранного оборудования, наличие ранее приобретенных мультимедийных приборов, особенности проводки и инженерных систем в доме.

На цену влияет площадь здания, количество жилых и подсобных помещений, квадратура санузлов, число окон.

Также имеет значение желаемое количество функций, производитель оборудования, модификации приборов, специфика работ по заданному проекту. Поэтому верхний порог цен неограничен.

Некоторые элементы являются обязательными (как система пожаротушения и охраны), от других можно отказаться без потери комфорта и качества системы.

Многое зависит от индивидуальных потребностей. Можно организовать опускание и поднимание штор, дистанционное включение и выключение света, автоматическое включение музыки и пр.

Если их присутствие не принципиально, то исключая их из проекта, экономится от 20−80 тысяч руб. Принцип применим к любой подсистеме умного дома, т. е. цена прямо определяется личными предпочтениями. Работы по установке стоят примерно 10−20% от цены оборудования.

Элементы системы	Цена по Москве (в рублях)	Цена по регионам
Установка системы «Умный дом» под ключ	от 1 086 000	От 294 314 (Smart-Bus HDL); 736 569 (Creston)
Автоматизация систем безопасности	От 65 400	От 27 900
Автоматизация систем освещения	От 785 715	От 778 000
Автоматизация электроснабжения	От 60 000	От 60 000
Установка развлекательных систем	От 140 000 на дом в 100 кв.м. (около 4000 /зона)	От 30 000
Автоматизация климатических систем	От 167 196- 211 200 (на 100 кв.м.)	От 140 000
Установка центрального блока управления	От 6000 / шт.	От 5000/шт.
Автоматизация канализации	От 2900 /точка	От 60 000 за проект
Автоматизация водоснабжения	Около 4200 /точка	От 30−40 тыс. за проект

Производители и технические параметры

С названными брендами конкурируют Clipsal (Австралия), Extron (США), Gira, Merten, JUNG и Hager.

Особого внимания заслуживает производитель ELKO (Чехия), предлагающий высококачественные, но при этом доступные по цене реле, регуляторы, и приемники.

В ассортименте ELKO есть как отдельные модульные устройства, так и комплексные системы автоматизации.

Что в итоге?

Умный дом обеспечивает комфортное проживание и экономное потребление ресурсов. За счет энергосбережения через несколько лет стоимость оборудования окупится, а если появится что-то новое, его легко добавить в существующую систему.

Конечно, можно все делать самостоятельно: включать и выключать каждую лампочку, регулировать температуру на термостате системы отопления, закрывать шторы и открывать ворота.

Можно самому затушить возгорание и даже поручить домашнему псу охрану своего имущества. Но стоит ли?

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.

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

С развитием технологий и различных электронных приспособлений появляется возможность полностью перевести управление системами, находящимися в квартирах и домах на автоматический автономный режим. Умный дом что это такое? Итак, для начала дадим определение, что это такое система умный дом. Это инновационная передовая система полной или частичной автоматизации различными инженерными системами жилого помещения направленная домашний уют без механического вмешательства человека. Комплексная система управления умный дом может вести контроль, а также в нужное время включать и отключать оборудование, входящее в него, а также информировать об этом хозяина.

Функции умного дома

Данный автоматический комплекс может управлять следующим оборудованием и выполнять следующие операции, иначе говоря, перечислим возможности системы:

1. Постоянное наблюдение и контроль за безопасностью жилого помещения и придомовой территории. В эту возможность можно включить системы видеонаблюдения, а также ряд мер, связанных с несанкционированным проникновением. Охранная цепь, включающая сирену, может подавать сигнал параллельно и в службу охраны;
2. Противопожарная безопасность;
3. Контроль и поддержание заданной температуры внутри отдельной комнаты или всего помещения. Это достигается правильной работой в установленных режимах отопительного оборудования, кондиционеров, вентиляции;
4. Контроль за электроснабжением и включение резервного источника в случае отключения основного. Сюда входят источники бесперебойного питания, стабилизаторы.
5. Организация правильного и экономически выгодного водоснабжения. Это касается как холодной, так и горячей воды. Данная функция может также иметь датчики, реагирующие на порыв труб водоснабжения или их протекание;
6. Управление, во время прихода, ухода или же в момент отсутствия хозяев освещением. Данная аппаратура делится на аварийное и рабочее освещение. Во время отсутствия хозяев может производить включение освещения дабы воспроизвести процесс присутствия в доме людей, и тем самым отпугнуть злоумышленников и воров от жилища;
7. Постоянный круглосуточный мониторинг функционирования всех включенных систем;
8. Перевод в автоматический режим бытовых приборов, телекоммуникаций, и различного мультимедийного оборудования;
9. Полив в жаркую погоду газонов и огородов, кормление домашних животных и рыб.

Система умный дом направлена не только на контроль и коммутацию всего находящегося в доме оборудования, но и на их экономическое использовании, то есть на снижение затрат на энергоносители. Очень актуальна работа этой системы в случае проживания в помещении человека или людей с ограниченными физическими возможностями. Для интеллектуального контроля и управления применяется компьютерная техника и специально разработанные программы для этого.

Оборудование для умного дома

Рынок современных девайсов и систем, направленных на автоматизацию наполнен как качественной продукцией, так и подделками, поэтому если человек решил сам воплотить систему в жизнь то экономить на качестве не рекомендуется. Создать краткое описание, указать на плане помещений нужные узлы в принципе не проблема.

В перечень оборудования, которое может быть использовано при организации и настройке умного дома:

• Выключатели освещения и питания розеток;
• Всевозможные диммеры для регулировки яркостью освещения;
• Оборудование для управления жалюзи и ставнями;
• Датчики движения, света, температуры, огня, атмосферного давления, протечки воды, присутствия и т. д. Датчики для умного дома стоит выбирать только надёжные, так как это главный инструмент работы системы;
• Конвертер телефонной линии;
• Конвертер домофонной линии;
• Микрофон с АРУ и с АЦП (служит как голосовое управление умным домом);
• GSM модуль;
• ИК приемник и передатчик;
• ИК RF ретранслятор;
• Измеритель напряжения;
• Стабилизатор и бесперебойный источник питания;
• Измеритель тока;
• Прибор для управления и интерфейс сенсорный или кнопочный. На управляющем оборудовании устанавливается зачастую пароль;
• Частотомер;
• Краны шаровые с электроприводом.

Как работает умный дом

Для автоматической работы всех систем входящих в комплекс умный дом используются современные электронные датчики, контроллер, а также сопутствующее оборудование. Все они соединены в одну единую цепь управления, при помощи которой и происходят вышеперечисленные процессы. То есть в зависимости от выбранного оборудования применяются те или иные датчики. Технологии умного дома могут немного отличаться друг от друга, но главная их функция - это всё же автоматизация. Например, для того чтобы включались определённые светильники, которые выбирает сам владелец, они должны быть подключены через датчики солнечной активности, то есть реагирующие на освещённость внутри или снаружи помещения. Помимо этого, осветительная аппаратура может реагировать на присутствие человека и включаться или отключаться, когда он приходит и уходит без воздействия на выключатель освещения.

Примерно по такому принципу работает и отопительная система и кондиционеры. По всему дому расположены датчики, которые реагируют на температурные изменения, владельцу стоит только выставить оптимальную для него температуру во всём помещении или в каждой из комнат, и умный дом сам будет решать и делать нужный выбор, что нужно включить охлаждение, отопление или же просто вентиляцию. Такая же ситуация и с параметрами влажности.

Вся информация с датчиков, исполнительных механизмов, энерго- и водоснабжения, а также с охранного оборудования отправляется на центральный контроллер (процессор), являющийся мозгом всей системы.

Все системы можно разделить на:

1. Информативные датчики и камеры;
2. Центральный процессор;
3. Исполнительные механизмы (всевозможные электрические вентиля и задвижки);
4. Системы контроля и управления над всеми этими процессами.

Проектирование умного дома

Конечно же, монтаж и проект умного дома дело на простое и его лучше возложить на плечи профессионалов, так как потребуется монтаж и установка большого количества датчиков по всему периметру помещения и придомовой территории. Система умный дом для квартиры менее затратная, но конечно же, всё зависит от пожеланий клиента, и его финансовых возможностей.

Монтаж можно разделить на три этапа:

1. Соединение и сопряжение в единую систему всех существующих в помещении аппаратов и оборудования. Это выполняется за счёт применения соединительных шнуров или же радиоволн, а также специального программного обеспечения;
2. Производится установка и регулировка датчиков которые будут указывать на состояние того или иного оборудования, например, закрыты ли шторы, жалюзи или же входные ворота;
3. Сопряжение всех этих систем с микроконтроллером, то есть с мозгом умного дома он будет отправлять сигнал хозяину о выполнении, получать удалённый сигнал на управление данным оборудованием, а также выполнять меры, направленные на экономию затрат. В некоторых случаях проектировщики рекомендуют устанавливать также запорные аварийные заслонки или задвижки на входные трубы водоснабжения и газоснабжения, а также на их коммуникационные отводы. При случившейся аварийной ситуации и в случае не подтверждения владельцем разрешающего сигнала на закрытие контроллер сам сможет перекрыть или отключить нужную подачу того или иного источника. Проблемная ситуация может быть и ложной, нельзя забывать об этом. В любом случае есть выбор, осуществлять управление по сети интернет или по радиосигналу, с помощью смартфона телефона или же специального пульта.

Для воплощения идеи умного дома существует несколько способов:

• Покупка готового уже проекта, а также монтаж «под ключ», который предлагают многие компании;
• Приобретение готового модульного комплекта и интегрирование в существующую систему дома;
• Создавать всю систему самому то есть выполнить разработку, проектирование, комплектацию, а также монтаж системы «с нуля» собственными силами. Это в любом случае творческая работа.

Перед принятием решения рекомендуется оценить как свои возможности и силы по установке своими рукам, так и проконсультироваться о стоимости установки «под ключ» в конкретном регионе или стране. Установка системы умный дом проектирование, и монтаж, могут выполняться как в комплексе, так и поодиночке. Цены на данные услуги и продукцию сильно может разниться, поэтому долгий выбор неизбежен. Сравнение систем умный дом направлено на гарантию его работы, а также на вероятность возникновения ошибочного или же ложного срабатывания. Это основные критерии, которые следует учесть при выборе.

Видео монтаж и настройка умного дома

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. Тем не менее, это случилось: новости о появлении умных гаджетов заполняют сеть, и все, что требуется от нас - не считая платежеспособности, разумеется, - немного разобраться в происходящем.

Давайте будем честны: про 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 концепция Smart Home по-прежнему остается фантастичной и запредельной, а кто-то и вовсе игнорирует ее существование. Наши читатели не из таких, поэтому для вас мы написали ознакомительную статью о сущности явления «умного дома».

Что значит «умный дом»?

Прежде всего давайте разберемся с терминами. Это важно, потому что близкие по значению выражения часто путаются даже в интернет-СМИ, а русскоязычный «умный дом» и американский «smart house» - не совсем равнозначные понятия.

Под «умным домом» (англ. smart home) принято понимать систему домашней автоматизации. Это комплекс устройств, которые для нашего удобства сами принимают решения и выполняют рутинные задачи по дому. Умный дом формируется в личном домашнем хозяйстве в отдельно взятой квартире: упомянутые выше кофеварки, системы квартирного микроклимата, умные лампочки и автоматические двери - все это умный дом. В России в это понятие обычно включают и так называемый мультирум - систему управления мультимедиа устройствами: телевизорами, проекторами, акустическими системами. На Западе разделение терминов «умный дом» и «мультирум» 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.

Вехи истории

Какой бы современной ни казалась концепция умного дома, история этого явления начинается с середины XX 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.

Видеофон в фильме «Космическая одиссея 2001» 1968 г.

Поначалу дело ограничилось 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. Появлением самих датчиков мы обязаны братьям Джоелю и Руту Спирам, которые в 1961 году запатентовали свой диммер - прибор, автоматически регулирующий свет. А ведь это времена, когда The Beatles еще даже не подписали свой первый контракт!

Компьютер Echo IV

До массовой реализации еще было далеко, но уже в 1978 году произошел своего рода прорыв, часто называемый рождением современного умного дома: шотландская компания Pico Electronics разработала первый стандарт передачи данных, универсальный для всех приборов домашней автоматизации. Суть стандарта заключалась в создании шины, которой любой производитель мог оснастить бытовой прибор, будь то соковыжималка 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. Эпохе стандарта X10 мы обязаны появлением таких привычных нам технологий, как свет, включающийся по хлопку, или автоматически открывающиеся двери.

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. Их протокол под названием CEBus (потребительская электронная шина) был модернизированным X10 и вскоре заменил прообраз на американском рынке.

Первое массовое знакомство людей с концепцией умного дома произошло в 1999 году. И главным посредником стала… компания Disney, выпустившая фильм о компьютеризированном доме, начавшем самостоятельную жизнь.

Кадр из фильма «Умный дом»

В нулевых годах сегмент домашней автоматизации пополняется все новыми компаниями-производителями. Однако настоящей революцией стало появление первого iPhone и других смартфонов. Возможности приложений и аппаратных средств карманных компьютеров побудили инженеров к новым изобретениям: к 2012 году, по данным ABI Research, только в США было установлено 1,5 миллиона систем домашней автоматизации.

Как все работает?

Работа умного дома основана на принципе выполнения команд, причем получать их центральный контроллер может как от человека, так и от датчиков. В первом случае вы просите систему приготовить кофе, включить кондиционер или ослабить отопление, а центральный процессор, обработав команду, отправляет ее нужному прибору. В зависимости от ваших предпочтений, общение с центральным контроллером осуществляется посредством голосовых команд, пульта управления или смартфона.

Во втором случае присутствие человека не требуется. Компьютер либо сообщает приборам команды в определенное время в соответствии с ранее заданными алгоритмами, либо сам принимает решения по показаниям датчиков в зависимости от изменения условий. Например, в системах терморегуляции датчики температуры и влажности сообщают системе данные, а та, в свою очередь, выставляет нужные параметры обогрева, кондиционирования и увлажнения. Еще пример: датчики движения обнаруживают активность в доме, когда ее быть не должно - компьютер воспринимает это как сигнал к включению сигнализации или отправке сообщения охранной службе.

Центральный контроллер для устройств умного дома Xiaomi

Вся система умного дома, таким образом, состоит из трех главных элементов:

• датчики, которые воспринимают информацию из окружающего мира;
• хаб, или центральный контроллер, который обрабатывает информацию и принимает решения;
• приборы, которые выполняют прикладные задачи и облегчают наш быт.

Все компоненты системы умного дома могут соединяться друг с другом по проводной или беспроводной связи. Первый вариант кажется более архаичным, однако таким образом система меньше подвержена сбоям. Некоторые производители по этой причине предлагают решения на основе кабельной связи; в их числе AMX, Ctestron, Evika. Радиосвязь, в свою очередь, представляет больше удобств и возможностей, таких как простота установки и удаленное управление. Беспроводная связь подразумевает использование протоколов Bluetooth, Wi-Fi или специальных стандартов, о которых мы расскажем далее в статье. Беспроводные системы автоматизации производят компании Gira, Vitrum, Z-Wave, Jung, Zamel и прочие. Чтобы обеспечить систему надежностью и удобством, некоторые производители (например, Insteon) предлагают комплексные решения на базе проводных и беспроводных устройств одновременно.

Системы умного дома могут быть централизованными или нецентрализованными. В первых управление всеми устройствами осуществляется из единого модуля, что дает возможности построения сложных схем автоматизации. Нецентрализованные системы состоят из автономных цепочек приборов или даже устройств-«одиночек». Такие решения обеспечивают большую безопасность системы.

Технологии умного дома

Что в реальности следует считать умным домом? Дом-робот Била Гейтса за 200 млн. долларов или скромную квартиру с умной системой терморегуляции и освещения? Умный дом - это образное название для всех систем домашней автоматизации, и представленное на рынке огромное количество технологий можно комбинировать и совмещать как угодно в зависимости от нужд и предпочтений. Но давайте все же попробуем привести в порядок это множество.

Системы управления освещением

Управление светом - наверное, самый популярный и доступный формат систем автоматизации дома, сегмент даже имеет свое название - «умный свет». В вашем подъезде, вероятно, уже сейчас установлена лампа, включающаяся при хлопке или движении человека. Основу таких систем составляют диммеры и умные лампы, работающие вместе с датчиками измерения освещенности и присутствия живого объекта.

Приведем примеры основных возможностей «умного света»:

• управление естественным освещением с помощью автоматизации работы жалюзи, штор, ставней и навесов (шторы и карнизы Lutron);
• включение/выключение света при появлении человека в доме или комнате (умные лампы Philips);
• автоматическая регулировка яркости в зависимости от освещенности, времени суток и количества людей в помещении;
• затемнение комнаты при включении телевизора или проектора;
• имитация присутствия хозяев в доме для обеспечения безопасности (лампа BeON);
• световое оповещение о различных событиях (лампа Xiaomi Philips EyeCare 2);
• «световые сценарии» - дизайнерские возможности светового акцентирования и затенения предметов интерьера (комплект ламп Nanoleaf Aurora Smarter Kit);
• возможность установки пользовательских алгоритмов работы - включения света на полную яркость при пробуждении, установки мягкого света во время чтения и т.д.;
• удаленное управление работой освещения через голосовые команды, программу на смартфоне или пульт управления.

Применение ламп Aurora в дизайне интерьера

Компоненты световой системы могут взаимодействовать по радиосвязи, однако такое решение не всегда самое удобное. Сбалансированной системой можно назвать комплекс, включающий привычные выключатели и диммеры с дополнительной опцией удаленного управления по беспроводной связи (выключатель Linear Z-Wave Dimmer). Или же, как это реализовано в умной лампе Xiaomi Yeelight Bedside Lamp, возможность управлять светом через смартфон и аппаратную кнопку на самом устройстве.

Xiaomi Yeelight Bedside Lamp

В качестве примеров умного света можно привести следующие технологии:

• умная лампа Elgato Avea Bulb, меняющая не только яркость, но и цветовые оттенки освещения;
• лампа с Kickstarter LIFX, работающая без контроллера или передатчика;
• светильник Xiaomi CooWoo, умеющий работать от встроенного аккумулятора;
• умный патрон для лампы Vocca, управляемый голосом и не требующий никаких дополнительных устройств.

Пример цветовых возможностей лампы LIFX

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования

Блага жизни, скрывающиеся под акронимом ОВК (англ. HVAC), призваны поддерживать комфортные для жизни температуру, влажность и чистоту воздуха, а также, что немаловажно, экономить электроэнергию. Объединение этих систем в один автоматизированный комплекс было одной из первых задач реализации концепций умного дома. От ОВК напрямую зависит здоровье человека, поэтому для этих систем наиболее актуальны не только функциональность и удобство использования, но и стабильность работы.

Обычно ОВК объединяются в единую сложную систему, работающую автономно и независимо от других компонентов умного дома. Это необходимо для того, чтобы при сбоях и неполадках какого-либо элемента системы ОВК продолжали работу.

Умные системы ОВК выполняют следующие функции:

• поддержание постоянной комфортной температуры дома при помощи автоматического регулирования работы радиаторов, электрических обогревателей и теплых полов (системы Loxone);
• экономия средств на отопление при помощи автоматического выключения или снижения интенсивности обогрева (термостат Nest Learning);
• снижение температуры помещения до комфортной ночью;
• автоматическое регулирование работы увлажнителей, осушителей и ионизаторов воздуха в зависимости от показателя влажности (увлажнитель Xiaomi Smartmi Air Humidifier);
• автоматическая работа кондиционеров, фанкойлов, вентиляторов и систем подачи свежего воздуха (Keen Smart Vens);
• автоматизация работы водопроводных систем - например, закрытие клапанов подачи воды при отсутствии человека в доме (вентили Insteon).

Управление термостатом Nest со смартфона

Конструктивно автономность работы систем ОВК обеспечивается за счет подключения устройств к отдельному главному модулю. Для системы отопления в этом качестве обычно выступает умный термостат с настенной панелью управления - такой, как умный термостат Elgato Eve Thermo. Устройство регулирует температуру комнатных батарей автоматически по заранее установленному пресету. Дополнительно контроллером можно управлять через приложение Apple Home Kit или с помощью кнопки на панели устройства.

Умный термостат Elgato Eve Thermo

Системы безопасности

Автоматическими системами безопасности оборудовано немало обычных квартир, далеких от звания умного дома. Тем не менее, умные охранные системы могут дополнить сложную систему домашней автоматизации и стать ее интегрированной частью. Системы безопасности оснащаются камерами, сигнализациями и большим количеством разнообразных датчиков: детекторами движения, присутствия, открытия двери.

Следует различать безопасность инженерную и личную. Для первой в умном доме предусмотрены:

• отслеживание протечек водопроводной системы (система NetBotz);
• автоматическая система пожаротушения (продукция ЭПОТОС);
• отслеживание перебоев в работе проводки и защита от коротких замыканий (тепловизоры Seek Thermal).

Тепловизор Seek Thermal

Системы личной безопасности выполняют следующие функции:

• внешнее наблюдение посредством видеодомофонов, камер и устройств инфракрасного излучения (датчик движения Elgato Eve Motion);
• удаленная отправка или сохранение данных (облачная камера Оco 2);
• автоматическая сигнализация или вызов охранной службы (свето-звуковые системы Schneider Electric);
• контроль целостности ограждения участка, окон и дверей (Home Monitoring Kit);
• контроль прав доступа в дом (умный замок Kwikset Kevo).

Системы личной безопасности работают автономно и управляются с центрального хаба. Дополнительно устанавливается центральная система сигнализации, которая самостоятельно взаимодействует с владельцем только для того, чтобы подтвердить необходимости вызова охранных служб.

Системы наблюдения за детьми, стариками, инвалидами и животными

Данная категория призвана обезопасить членов семьи, нуждающихся в контроле и наблюдении. Раздел мог быть разбит на 3 части, однако здесь мы ограничимся кратким обзором и классификацией. Иногда, даже если вы не намерены превращать ваше жилище в умный дом, подобные технологии могут помочь близким и снять лишний стресс во время разлуки.

• видеонаблюдение и аудиосвязь посредством камер записи и real-time мониторинга, радионянь и инфракрасных камер (видеоняни Samsung);
• дистанционные уведомления;
• автоматизированное передвижение и закрытие доступа в помещения (кресло-подъемник S-max Sella);
• мониторинг местоположения и показателей здоровья с помощью GPS-трекеров, датчиков физической активности и приборов для автоматического измерения медицинских показателей (Redmond SkyTracker).

Умный ошейник Mishiko

В России системы и приборы данной категории только набирают популярность, а вот мировой рынок не стоит на месте. Хорошим примером новых технологий в данной категории могут служить видеоняни Ramili Baby, следящие за дыханием ребенка, или разрабатываемая система Tecnalia, способная распознать нервное расстройство у домочадцев.

Радяоняня Ramili Baby RV1200

Управление умными приборами

Категория умных приборов и гаджетов - самая многочисленная и интересная. Именно сюда входят удивительные умные скороварки, холодильники, мультимедийные центры и роботы-пылесосы. Перечислять современные умные устройства можно до бесконечности, но мы попробуем их кратко классифицировать:

• Бытовая кухонная техника: холодильники, мультиварки, электроплиты, системы вытяжки, кофеварки, соковыжималки и т.д (экотестер СОЭКС);
• Прочая бытовая техника: стиральные машины, пылесосы, весы, сушильные машины, утюги и т.д (роботы-пылесосы Panda);
• Мебель и предметы интерьера: карнизы, шторы, автоматические двери, шкафы, абажуры, кресла, спальные кровати и т.п. (кровать Balluga);
• Мультимедийная техника: телевизоры, проекторы, видеоплееры, музыкальная аппаратура, акустические системы, караоке (мультирум-система Trivium);
• Игры и развлечения: развивающие игры для детей, роботы и т.д. (робот Ozobot).

Робот-компаньон Zenbo

Глаза разбегаются от количества умных вещей и их возможностей! Между тем, проблем рынок домашней автоматизации тоже не лишен, так что поговорим и о них тоже.

Фрагментированность рынка и протоколы

Главная проблема современного систем Smart Home - отсутствие универсального стандарта, который подходил бы ко всем устройствам на рынке. Обустраивая умный дом, вы, возможно, захотите укомплектовать систему продукцией различных производителей: например, охранной системой Xiaomi и камерой видеонаблюдения Apple. Однако многие компании не заботятся о совместимости своих устройств с другой продукцией. В лучшем случае, на вашем смартфоне окажется целый набор приложений - каждое для своего компонента умного дома. Согласитесь, не очень удобно. Некоторое же оборудование и вовсе оснащено проприетарным софтом с закрытым исходным кодом. Интересы компаний очевидны, но вот интересы пользователей неработающие в системе приборы определенно игнорируют.

Проблема существует давно, и мы уже рассказали в разделе истории о создании первых протоколов, призванных сделать работу всех систем универсальной. Сегодня наметилась тенденция к объединению компаний, занимающихся разработкой систем домашней автоматизации. Как следствие, все больше и больше умных устройств имеют поддержку универсальных стандартов. Наиболее перспективными и продвинутыми универсальными протоколами являются на сегодняшний день Z-Wave и ZigBee; на них и предлагаем остановиться чуть подробнее.

Z-Wave и ZigBee

Оба протокола специально разрабатывались для систем домашней автоматизации. Их цель - не только обеспечить системе универсальность, но и обезопасить ее. И Z-Wave, и ZigBee принадлежат к категории ячеистых сетей; это означает, что у сообщения внутри них есть несколько путей для достижения пункта назначения. Такое распределение снижает вероятность сбоев и гарантирует безопасность: если какой-либо узел поврежден, сообщение перенаправляется к ближайшему доступному устройству. В ячеистой сети каждый прибор связан с несколькими другими.

Z-Wave работает в низком радиочастотном диапазоне до 1ГГц, и это удобно, потому что потенциальных помех существенно меньше, чем на частоте 2,4ГГц, на которой работают Wi-Fi и Bluetooth. Дополнительным плюсом можно считать малые задержки при передаче коротких команд.

Открытые протоколы начинают поддерживать все больше компаний, причем даже такие гиганты, как Xiaomi.

Кроме преимуществ ячеистой структуры, ZigBee предоставляет возможность выбора алгоритма маршрутизации в зависимости от состояния сети и требований программы. Протокол обеспечивает повышенную безопасность и низкое энергопотребление - а значит, длительную автономную работу сетевых устройств.

Вокруг обоих протоколов уже сформировались своеобразные альянсы, в которые входят производители систем для умных домов. Список компаний чрезвычайно широк, с ним можно ознакомиться на официальных сайтах Z-Wave и ZigBee.

Умный дом - будущее или настоящее?

Представьте, что Марк Цукерберг, основатель Facebook, пригласил вас в свой 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. Марк просит Джарвиса включить приятную фоновую музыку - и из колонок раздаются звуки саксофона Майлза Девиса. Поужинав, вы решаете посмотреть фильм, и Джарвис включает для вас телевизор, а свет вокруг тускнеет до минимума. Пока вы наслаждаетесь просмотром, умный ассистент не сидит на месте: он следит за безопасностью дочерей Марка, и если дети заплачут, Джарвис голосом Моргана Фримена тут же сообщит об этом отцу. Раздается звонок - пришли гости. Джарвис тут же сканирует пришедших и сообщает хозяину дома, кто находится у двери. После приятно проведенного вечера вы ложитесь спать. Утром Джарвис готовит завтрак всем гостям, а для Марка у него припасена чистая футболка - ей он выстреливает из помпы прямо в руки Цукербергу!

Этот пример организации умного дома - лишь один из многих. 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 умным домом, 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. Чтобы настроить свой умный дом, нужно только желание погрузиться в тему и непосредственно заняться организацией. Конечно, существует и немало предложений полностью готовых решений - например, от компаний BTicino, Crestron, Legrand и других, - но начать можно и с малого. Скажем, с умной лампочки - почему нет?

Удивительная эпоха IoT, Интернета вещей - глобального взаимодействия всего со всем через сеть - по сути, только начинается, и умный дом - хороший пример того, что ждет нас в будущем, но доступно уже сегодня.