Понятие что такое умный дом. Состав системы «умный дом. Фрагментированность рынка и протоколы

Принято считать, что концепция «Умного дома» (от английского smart house) берет свое начало в середине прошлого века, но из-за высокой стоимости реализации подобные проекты не получили широкого распространения. Ситуация в корне изменилась с развитием электроники и в настоящее время такие системы хоть все еще не внедряются повсеместно, но уже и не воспринимаются как диковинка. Предлагаем рассмотреть, что представляет собой «Умный дом», его круг задач, а также возможность самостоятельной реализации такого проекта.

Что такое система «Умный дом»?

Под данным термином подразумевается программно-аппаратный комплекс, позволяющий автоматизировать и упростить управление различными системами, а также другим оборудованием дома или квартиры.

В качестве примера приведем функции, которые могут быть возложены на «Smart house» (далее SH):

Управление системой освещения, например:

включать свет по сигналу датчика движения;
имитация присутствия хозяев (периодически зажигается свет в разных комнатах);
изменение различных вариантов подсветки интерьера;
дистанционное управление светом при помощи планшета или смартфона и т.д.

Вариант функционального набора охранной системы:

получение SMS сообщений в случае включения, отключения и срабатывания системы;
отправка MMS сообщений с видеокамер при поступлении сигналов от датчиков движения;
возможность просмотра видеозаписи через Интернет и т.д.

Система климат-контроля:

поддержка температуры на заданном уровне, с возможностью его установки дистанционно (например, при помощи смартфона);
установка режима максимальной экономии при отсутствии хозяев и т.д.

Это далеко не полный функциональный набор, он может быть расширен в зависимости от пожеланий и финансовых возможностей. Благодаря развитию беспроводных технологий масштабируемость системы не требует капитального ремонта.

Какие минусы имеет «Умный Дом»:

Любая электроника не застрахована от сбоев или зависаний. Нужно быть готовым к тому, что в любой момент понадобится перенастройка отдельных электронных систем и компонентов вручную;
Дороговизна. На рынке России и СНГ производители продают системы по минимальной цене от 2000 долларов до 5000, в зависимости от «начинки» и пожеланий заказчика.

Как сделать дом «Умным»?

В идеале реализация подобных решений должна вестись на этапе строительства, но такой вариант ввиду разных причин не популярен среди застройщиков. В результате остается два способа автоматизации:

Обратиться в профильную компанию, где на основе ТЗ заказчика будет составлен проект с его последующей реализацией. Минимальная стоимость такого решения варьируется, как уже было сказано выше, в пределах $2000-$5000, максимальная зависит от функционального набора и используемого оборудования.
Самостоятельно разработать и внедрить систему «Умный дом».

В первом случае заказчик получает готовое решение, под ключ. Во втором, стоимость реализации можно существенно сократить, если не на порядок, то в несколько раз, особенно если использовать для этой цели платформу Ардуино (о ней мы расскажем немного ниже). Необходимо предупредить, для реализации проекта потребуются навыки программирования, но разработчики постарались максимально упростить эту задачу.

Кратко о платформе

Основа платформы это плата с микроконтроллером (далее МК) и электронным обвесом к нему. К контролеру выпускается множество различных датчиков и плат расширения с теми или иными функциями.

Обозначение:

Порт для перепрошивки (стандартный USB).
Кнопка аппаратного сброса.
Сигнал опорного напряжения.
Контакты для цифровых сигналов.
Сигнал ТХ.
Сигнал РХ.
Порт для подключения внешнего программатора.
Контакты для аналоговых сигналов.
Подключение внешнего питания.
+5 В.
+3,3 В.
Сигнал сброса.
Разъем для источника питания.
Микроконтроллер.

Особенность платформы заключается в том, что процесс программирования МК максимально упрощен. Прошивка при помощи встроенной программы-загрузчика через имеющийся на плате порт USB. На случай случайного «затирания» этой программы предусмотрена возможность перепрошивки стандартными программаторами.

Для программирования используется бесплатная оболочка (Arduino IDE), совместимая с наиболее распространенными операционными системами (Windows, Linux, Mac OS). В эту оболочку входит текстовый редактор для написания программ, компилятор и библиотеки. В качестве базового языка программирования используется упрощенный вариант С++. Более полную информацию о программировании МК можно получить на сайте разработчика и тематических форумах. В этих же источниках можно узнать все о визуализации управления системой.

Оболочка для программирования Ардуино

Ориентировочная стоимость оригинального базового модуля $30 — $50 (в зависимости от модификации), китайских аналогов — $10-$16.

Примеры плат расширения и датчиков

Приведем краткое описание шилдов, которые могут понадобиться при разработке собственного проекта SH.

Модуль для подключения к локальной сети или интернет по стандартному протоколу TCP/IP. В качестве основного элемента используется контроллер ENC28J60. Данное устройство позволяет организовать визуализированное управление системой с веб-сайта.

Подключение сетевого модуля к Ардуино

Модуль GPRS/GSM SIM900 позволяет осуществлять управление системой при помощи обмена данными через сеть любого мобильного оператора. Для подключения к сети используется стандартная SIM карта. Имеется возможность отправки SMS и ММС сообщений, в библиотеке модуля реализована поддержка других функций.

Реле электромеханического действия на 10 А 250 В, может использоваться для управления освещением или другой соответствующей нагрузкой. При подключении питания включается светодиод красного цвета, если реле срабатывает, то дополнительно загорается зеленый индикатор. Сигнал можно подавать от любого цифрового выхода МК.

К сожалению, при максимальной нагрузке или близкой к ней у электромеханических реле, через несколько недель работы могут начать залипать контакты, поэтому для управления работой электрокотлов системы отопления они не подходят. Но не стоит расстраиваться, для платформы Ардуино можно найти модули на все случаи жизни, в данной ситуации решить проблему можно при помощи твердотельного реле, например SSR-25DA.

Обозначения:

GND на базовой плате.
К цифровому выходу, например, D
Питание от сети 220 В.
Подключение нагрузки.

Обратим внимание, что данный модуль реализован на симисторе, а для его стабильной работы требуется отвод тепла, поэтому рекомендуем вместе с модулем приобрести и штатный радиатор.

Датчики

Теперь рассмотрим несколько типов датчиков, которые также могут быть полезны для проекта, начнем с ИК устройства HC-SR501, фиксирующего движения.

Обозначения:

Питание от источника в диапазоне 5-12 В (можно подключить к +5 В на плате контроллера).
Сигнал, исходящий от датчика (подключается к любому цифровому входу МК)
GND соединяется с соответствующим контактом базовой платы.
Время задержки (удержание логической единицы на выходе) – от 5 до 300 сек.
Чувствительность датчика (можно установить от 3 до 7 метров).
Переключатель в режим «Н» (при серии срабатываний устанавливается логическая единица).
Установка режима «L» (при активации посылается одиночный импульс).

Не менее полезным будет цифровой температурный датчик DS18B20 (изготавливается в герметичном и обычном исполнении). Их особенность заключается в том, что устройства не требуют калибровки и каждое из них имеет собственный уникальный идентификатор. То есть, датчик передает данные температуры и свой уникальный номер. Благодаря этому на один шлейф можно установить несколько датчиков и программно обрабатывать поступающую информацию. Ограничение длины сигнальных проводов – 50 метров.

Завершая тему датчиков, приведем модуль для измерения влажности, он может быть использован в качестве сигнализатора протечки воды или для организации полива комнатных или тепличных растений.

Обозначения:

Цифровой выход, подключается к любому соответствующему разъему на базовой плате МК. Сигнализирует о влажности, соответствующей порогу срабатывания.
Аналоговый выход, информирует о текущей влажности.
Питание +5 В.
Управление порогом чувствительности.

Мы привели только три типовых датчика совместимых с платформой, на самом деле их значительно больше. Ознакомиться с разнообразием данной продукции можно на сайтах производителей.

Закончив с обзором оборудования, перейдем к проектированию системы управления и автоматизации, начать необходимо с постановки задачи.

Определение начальных условий

В первую очередь необходимо определиться с постановкой задачи, то есть, с функциональностью системы. Допустим, у нас имеется однокомнатная квартира, которую можно условно разделить на следующие зоны:

Тамбур.
Прихожая.
Туалет, совмещенный с ванной комнатой.
Кухня.
Жилая комната.

Задача: автоматизировать управление освещением, бойлером и системой вентиляции.

Поставим задачи для каждой из зон.

Тамбур

В данном случае можно автоматически включать свет при приближении к входной двери. То есть, потребуется датчик движения. При этом необходимо учитывать уровень освещенности, соответственно, автоматика должна срабатывать только в темное время суток. Для этого понадобиться датчик GY302 или аналогичный (в обзоре мы не приводили его, но найти описание не составит проблем). Включение и выключение лампочки (через заданное в программе время) можно доверить твердотельному маломощному реле, например G3MB-202P, рассчитанному на ток нагрузки 2 А.

Прихожая

Управление освещением в данной зоне можно организовать по тому же принципу, что и в тамбуре. Можно добавить включение света при открытии входной двери. В качестве датчика подойдет типовой дверной геркон.

Туалет и ванная комната

Включение бойлера можно связать с наличием в квартире хозяев. Если никого нет, автоматика принудительно отключает нагреватель воды при помощи модуля SSR-25DA. Отслеживать температуру нагрева нет смысла, поскольку данные устройства самостоятельно отключаются при достижении заданного порога. Свет и вытяжка должны включаться автоматически при входе человека в эту зону, и отключаться через определенное время, если не обнаруживается движение.

Автоматизация кухни

Управление освещением данной зоны можно оставить ручным, но дублировать его автоматикой, отключающей свет, если движение не обнаруживается длительное время. При работе электро или газовой плиты должна включаться вытяжка и отключаться через некоторое время после приготовления пищи. Управлять работой вытяжки можно при помощи термодатчика, фиксирующего повышение температуры при включении плиты.

Жилая комната

В данном помещении управлять освещением лучше вручную, но можно реализовать возможность автоматического отключения света при достаточном уровне освещенности.

Приведенный пример довольно условный, поскольку алгоритм работы Умного дома каждый разрабатывает в зависимости от личных предпочтений.

Особенности терморегуляции

В заключение дадим несколько рекомендаций по управлению отоплением. Следует учитывать большую инерционность данной системы. Велика вероятность того, что управление посредством простого включения и отключения отопления, в соответствии с заданным температурным диапазоном, могут создать довольно дискомфортные условия. В данном случае следует использовать алгоритм PID-регуляции, в сети доступна библиотека с его реализацией для Ардуино.

Не вдаваясь в подробности можно описать работу данного алгоритма следующим образом:

Производится анализ между необходимой и текущей температурой в помещении, и по результату устанавливается определенная мощность отопительной системы.
Производится учет постоянных теплопотерь. Они могут зависеть от уличной температуры или других факторов. Поэтому при достижении заданной температуры, отопление не отключается полностью, а снижается до уровня необходимого для компенсации теплопотери.
Последний фактор, влияющий на работу алгоритма, учитывает инерционность системы отопления, что не допускает выход температуры за установленный диапазон.

Устройств. Под «умным домом» следует понимать систему, которая должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем в единый управляемый комплекс.

Важной особенностью и свойством «Умного дома» отличающим его от других способов организации жизненного пространства является то, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека с жилым пространством, когда человек одной командой задает желаемую обстановку, а уже автоматика в соответствии с внешними и внутренними условиями задает и отслеживает режимы работы всех инженерных систем и электроприборов .

В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопительными системами, системами видеонаблюдения и сигнализации, воротами и прочим. В доме, оборудованном системой «Умный дом», достаточно одним нажатием на настенной клавише (или пульте ДУ, сенсорной панели и т. д.) выбрать один из сценариев. Дом сам настроит работу всех систем в соответствии с пожеланием человека, временем суток, его положением в доме, погодой, внешней освещённостью и т. д. для обеспечения комфортного состояния внутри дома.

Терминология

«Умный дом» часто именуется как англ. Smart House (МФА : sma:t haus ). Используются также англоязычные термины англ. intelligent building , англ. smart home .

История

Понятие «умный дом» было сформулировано Институтом интеллектуального здания в Вашингтоне в 1970-х годах : «Здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства…»

Умный дом в России и Европе

Основное различие в системах видится скорее в их конкретном предназначении и в подходе реализации.

В Европе:

Предназначение: прежде всего энергосбережение и только потом комфорт
Подход: максимальная унификация
Установка: в Европе проекты автоматизации частных домов и квартир готовит сам разработчик и производитель систем, установкой занимаются обычные, но квалифицированные монтажники, работающие строго по схеме.

В России:

Предназначение: комфорт и имидж (для высокобюджетных проектов); простейшая охранно-пожарная сигнализация, иногда с функцией GSM-оповещения (для минимальных бюджетов).
Подход: строго индивидуальный.
Установка: установкой занимаются специалисты. Как правило, они работают со многими производителями систем автоматизации, это позволяет подбирать систему оптимально для решения поставленных задач. Эти же специалисты занимаются проектированием, монтажом, продажей и запуском построенного умного дома.

В настоящее время ситуация изменилась, появились российские разработки высокотехнологичных систем и интеллектуальных приборов, по цене и надёжности ориентированные на использование именно в России.

Технологии

Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию следующих систем в единую систему управления зданием:

Систему отопления, вентиляции и кондиционирования
Охранно-пожарную сигнализацию, систему контроля доступа в помещения, контроль протечек воды, утечек газа
Систему видеонаблюдения
Сети связи (в том числе телефон и локальная сеть здания)
Систему освещения
Систему электропитания здания (АВР , промышленные ИБП , дизель-генераторы)
Механизацию здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электроподогрев ступеней и т. п.)
Управление с одного места аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром, мультирум
Телеметрия - удалённое слежение за системами
IP-мониторинг объекта - удалённое управление системами по сети
GSM-мониторинг - удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и управление системами дома через телефон (в некоторых системах при этом можно получать голосовые инструкции по планируемым управляющим воздействиям, а также голосовые отчеты по результатам выполнения действий).
Удалённое управление электроприборами, приводами механизмов и всеми системами автоматизации.

Электронные бытовые приборы в умном доме могут быть объединены в домашнюю Universal Plug’n’Play - сеть с возможностью выхода в сети общего пользования.

На сегодняшний день технологии позволяют строить домашнюю автоматизацию покомпонентно - выбирать только те функции умного дома, которые действительно нужны. Модульная структура позволяет создавать системы невысокой стоимости.

LanDrive - наиболее доступная на сегодняшний день платформа для построения шинных распределённых систем управления внутренним и уличным освещением, силовыми нагрузками, электроприборами, а также такими системами, как отопление, кондиционирование, вентиляция, охранная сигнализация, контроль доступа и протечек воды. Также возможно управление аудио- и видеотехникой, домашними кинотеатрами, жалюзи, рольставнями, шторами, воротами, насосами, двигателями. В основном ориентирована на применение в составе «умного дома», но в последнее время всё чаще применяется в системах учёта и сбережения энергоресурсов, контроля доступа, охранно-пожарных системах.
EIB /KNX (European Installation Bus - «Европейская инсталляционная шина»).
Helvar - для систем управления освещением использует протокол DALI и DSI.
X10 - протокол управления электроприборами. Сигнал передается по электрическим проводам либо в радиодиапазоне. Недостатки - низкая скорость передачи информации и помехозащищенность, проблема ложного срабатывания, отсутствие обратной связи приёмника с передатчиком, возможны конфликты устройств X10 разных производителей и несанкционированный доступ к устройствам X10 по электросети.
Z-Wave - запатентованный беспроводный протокол связи, разработанный для домашней автоматизации, в частности для контроля и управления на жилых и коммерческих объектах. Технология использует маломощные и миниатюрные радиочастотные модули, которые встраиваются в бытовую электронику и различные устройства, такие как освещение, отопление, контроль доступа, развлекательные системы и бытовую технику.
ONE-NET - открытый протокол беспроводной сети передачи данных, разработанный для целей автоматизации зданий и управления распределёнными объектами.
1-Wire - технология, которая позволяет связать многие датчики и приборы в одну сеть, управление в которой на себя берёт персональный компьютер . Для передачи данных в такой сети используется всего один провод. Отличается дешевизной и простотой установки.

Важно отметить, что все инженерные подсистемы «умного дома» должны иметь возможность работать в автономном режиме. В случае, если какая-то из подсистем вышла из строя, то и вся система не сможет исправить проблему, поскольку «умный дом» является надстройкой над остальными инженерными системами.

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Умный дом" в других словарях:

Учреждение культуры Дом учёных Комплекс зданий: дворец графа Толстого и здание картинной галереи графа Толстого … Википедия

Разумный, благоразумный, понятливый, рассудительный, смышленый, толковый, мудрый, мыслящий, здравомыслящий. Он малый с головой. Гриб. Какая голова (башка)! Ума палата. Министр! Будьте мудры, как змии, и просты, как голуби. Матф. 10, 16. Будь ты … Словарь синонимов

The House on Maple Street Жанр: рассказ

- (англ. House of Haleth), или Халадины (англ. The Haladin) в легендариуме Дж. Р. Р. Толкина семья людей, управлявшая Вторым из трёх домов эдайн. Эти люди были потомками Халдада, но и дом, и народ был назван в честь дочери Халдада,… … Википедия

Резиденция герцогов Эсте в Ферраре. Эсте (итал. d Este) одна из древнейших княжеских фамилий Италии, ветвь дома Вельфов, на протяжении более чем 500 лет правившая Феррарой и Моденой. Отразила в себе характерные особенности итальянской цивилизации … Википедия

Умным домом называют здание, в котором все оборудование (отопительное, вентиляционное, климатическое) и различные устройства объединены в общую сеть, что позволяет жильцам использовать функции и услуги нового уровня. Система умный дом включает в себя много факторов.

В большинстве случаев этими устройствами можно управлять удаленно через интернет. Иногда для обозначения данной концепции используют словосочетания «интеллектуальное жилье», «электронный дом» и так далее (от английских smart house, smart living, e-home).

Важнейшее преимущество системы Умный дом - более эффективное использование энергоносителей - тепла, электричества и воды.

Например, если загрузить в программу управления домом информацию о стоимости энергоносителей, система может автоматически составить максимально экономичный план потребления - без какого участия владельцев дома.

Она будет при необходимости отключать котел или включать стиральную машину либо электрический бойлер в то время, когда действуют более дешевые тарифы на электроэнергию.

Еще одна полезная возможность - контроль безопасности при помощи таких средств, как мониторинг состояния дома. Концепция умного дома также позволяет создать среду для самостоятельной жизнедеятельности лиц с ограниченными возможностями, например, дом может быть адаптирован под нужды пожилых людей.

Системы умной автоматики позволят свести к минимуму усилия для обслуживания инженерных коммуникаций и оборудования дома, помогут организовать защиту от протечек воды или газа, возникновения пожара, а также вторжения грабителей.

Одним словом, умный дом способен позаботиться и о себе, и о жильцах. При этом оснастить здание интеллектом можно как на этапе строительства дома, так и после завершения капитальных работ.

Комплексная система управления умный дом

Главное достоинство умных комплексов автоматики - в способности управлять инженерными системами. Вся большая и сложная система управления сводится к одному пульту. Обычно он представляет собой сенсорный экран с логичным и доступным интерфейсом. То есть для того чтобы изменить режим кондиционирования или обогрева, не нужно выполнять сложные алгоритмы.

В системе «умный дом» используются так называемые «сценарии», где четко расписаны роли всех подключенных устройств. По нажатию всего одной кнопки срабатывает заранее запрограммированный набор действий.

Так, при выборе сценария «Вечер» закрываются шторы, верхний свет приглушается на 80 % и включается торшер. А при выходе из дома достаточно нажать кнопку «Никого нет», и свет сам везде выключится, краны закроются, климат-контроль переключится в экономичный режим, включится система охранной сигнализации.

Управлять жилищем можно удаленно. Для этого достаточно запустить специальную программу на компьютере, планшете или смартфоне, набрать пароль и получить доступ к пульту управления или, скажем, к камерам наблюдения за домом.

Ну и еще один неоспоримый плюс системы «умный дом» - это ее гибкость. Здесь не обязательно устанавливать все компоненты сразу: можно сначала организовать, например, только умное освещение, заменив многочисленные включатели одним пультом, но при этом предусмотреть возможность дальнейшего развития.

В таком случае дом будет «умнеть» постепенно, что позволит более равномерно распределять траты.

Умный дом - комплексное решение

Главным достоинством систем «умный дом» считается комплексность, интеграция всех жизненно важных инженерных сетей здания в одну интерактивную. При выборе компании, которая предлагает реализовать автоматическое управление домом, стоит обращать внимание на историю и количество выполненных проектов. Нужно учитывать и ассортимент предоставляемого продавцом оборудования.

Сети в умных домах объединяются системами логической автоматики.

Так, одна компания может вам предложить качественное управление светом, при этом у нее может отсутствовать система «мультирум» (подробнее см. блок «Власть над медиа»).

Или наоборот, фирма обеспечивает хорошее управление домашним кинотеатром и коммутацию аудио- и видеосигналов, но при этом не предоставляет полноценного управления освещением, климатом, системой зашторивания. Конечно же, удобнее и надежнее работать с теми, кто реализует все составляющие.

Технологии умного дома: основные принципы работы

Чтобы использовать интеллектуальные возможности техники, устройства должны быть объединены. На сегодня существуют десятки технологий для организации умного дома.

Среди них можно выделить:

решения с использованием системной шины - специального кабеля, который прокладывают в здании для передачи команд управления умными устройствами;
технологии, где передача управляющих команд происходит по электропроводке;
беспроводные радиосистемы.

Шинная технология обычно подразумевает использование трех типов устройств:

сенсоров и датчиков (освещенности, температуры, движения и т. д.);
исполнительных модулей, которые выполняют команды устройств первой группы;
системных устройств (блоки управления, блоки питания, модули логической автоматики).

Шинная система умного дома может постоянно или только для настройки управляться из единого центра, а может вообще не иметь центрального модуля.

Во втором случае умная система будет работать под управлением распределенного интеллекта, когда устройства сами определяют наличие других интеллектуальных устройств и предлагают определенные сценарии работы.

Шинные технологии, которые обычно применяют на этапе строительства, отличаются надежностью, простотой модернизации, но и высокой ценой. Если же необходимо оснастить интеллектом уже возведенный дом, имеет смысл использовать другие решения.

В системах, где сигналы передаются по электропроводке, есть возможность оснастить любую розетку трансивером - приемником радиосигналов от беспроводных устройств дистанционного управления.

Подключенные к розеткам трансиверы, а также автоматические или управляемые контроллеры формируют команды для исполнительных модулей, которые и приводят в действие технику умного дома.

В случае с беспроводными системами встроенные в технику умные модули (контроллеры, управляющие устройства, датчики) могут обмениваться сигналами, принимать информацию с пультов управления и ретранслировать команды.

При подготовке материала использованы фото из журнала Приватный Дом

Под термином «умный дом» понимается система автоматизации домашних процессов. Ее задача – обеспечивать безопасность и комфорт пользователей, контролировать расход ресурсов, уведомлять о текущей обстановке в жилье. В продвинутом варианте умный дом способен реагировать на те или иные ситуации в соответствии с заранее установленными сценариями. Из чего состоит такая система и в чем заключаются ее преимущества?

Техническая основа технологии

Основой умных домов в Европе, США и России выступает автоматизированная система управления домом. Часто это понятие заменяется термином АСУЗ, под которым понимается комплекс автоматизации инженерных систем.

К числу систем относится кондиционирование, энергоснабжение, отопление, вентиляция, сигнализация и ряд других. В развитых странах практически все современные здания оборудованы АСУЗ. К этому приходит и Россия.

Автоматизация в технологии умного дома подразделяется на 3 уровня. У каждого из них конкретные функции:

Верхний. На этом уровне осуществляется администрирование комплексом умного здания. На нем же осуществляется взаимодействие людей (жильцов) с системой при помощи понятного людям интерфейса.
Средний. Здесь осуществляется связь между отдельными компонентами АСУЗ. К этому уровню относится оборудование для коммутации, контроллеры, выключатели, пульты управления, в т.ч. дистанционные.
Нижний. Этот уровень включает в себя исполнительные устройства и датчики, которые реагируют на изменения показателей окружающей среды, а также средства для коммутации со средним уровнем.

С недавнего времени в России действуют стандарты, определяющие аспекты установки и настройки системы умного здания. В остальном мире эта сфера регулируется комплексом стандартов с маркировкой ISO 16484-XX.

Системы, входящие в умный дом

Как уже известно, рассматриваемый термин представляет собой комплексную работу инженерных систем дома. Благодаря масштабируемости необязательно подключать все имеющиеся в доме системы сразу. Если бюджет скромный, или нет необходимости в контроле всеми аспектами дома, можно начать автоматизацию с важных.

Современные системы «умный дом» способны объединять в единое целое перечисленные аспекты здания:

Управление. Настенные пульты дистанционного управления и настенные панели дают возможность удаленно управлять работой электрических приборов, мультирумом, исполнительными устройствами.
Климат-контроль. Автоматизированная либо автоматическая регуляция температуры, влажности и иных показателей микроклимата. Это касается как отдельных помещений, так и всей квартиры в целом.
Освещение. Контроль уровня освещенности и автоматическая корректировка осветительных приборов. Рациональный расход электроэнергии. Автоматизированное управление ставнями и жалюзями на окнах.
Энергоснабжение. Обеспечение бесперебойной поставки электричества к потребителям. Подключение резерва в случае необходимости, переключение на альтернативную энергию, экономия электроэнергии.
Безопасность. Видеонаблюдение, контроль доступа в квартиру или отдельные помещения, телеметрия. Умный дом способен имитировать присутствие хозяев в доме, чтобы предотвратить вторжение извне.
Развлечения. Мультирум, который объединяет мультимедийные устройства в доме и дает возможность управлять ими из любой комнаты. Есть функция громкой связи и удаленного использования домофона.

Примечательно, что в Европе автоматизация зданий направлена преимущественно на энергосбережение, и уже потом на обеспечение комфорта жильцов. В России ситуация с точностью до наоборот – в роли главной задачи выступает повышение комфорта и создание имиджа, и только после этого охрана, сигнализация и экономия.

Используемые технологии

Для управления умным домом широко используются различные протоколы передачи данных, контроллеры, панели управления и другие приспособления. Некоторые из них заслуживают отдельного внимания. Вот и они:

Протокол Z-Wave. Это беспроводной протокол связи, разработанный специально для домашней автоматизации. На практике протокол реализован как компактные модули радиосвязи, встроенные в электронные устройства умного дома. Протокол оптимизирован для передачи простых команд, чем обуславливается его быстродействие и минимальная задержка, а также устойчивость к помехам.
Шина KMX. Это коммуникационная шина, которая нашла широкое применение в системах домашней автоматизации. Электронные устройства умного дома подключаются к этой шине, после чего получают возможность обмениваться данными друг с другом. Передача данных по шине может осуществляться с использованием таких средств, как витая пара, силовая линия, радиоканал и интернет-соединение.
Контрольная панель Integra. Это панель пожарно-охранной сигнализации от производителя SATEL. Незаменимый элемент умного дома, оснащенного противопожарной системой. Панели такого плана используются для организации пожарной сигнализации на малых, средних и крупных объектах.

Надо понимать, что технология умного дома не стоит на месте и постоянно развивается. Одни протоколы устаревают, им на смену приходят новые. Поэтому надо следить за обновлениями, чтобы не отстать от жизни.

Состав автоматизированного дома

Мы уже разобрались в том, что такое умный дом и что можно с его помощью делать. Не менее важно понять, из каких элементов состоит такая технология – это поможет в ходе выбора, монтажа и дальнейшей эксплуатации.

В конструкцию современного комплекса автоматизации домашних процессов входят три категории устройств:

Контроллеры. Это администрирующие устройства, которые коммутируют отдельные элементы системы в единый комплекс. Также контроллеры обеспечивают жильцам возможность управления автоматизацией.
Датчики. Эти устройства считывают информацию из окружающей среды и следят за ее изменением. От сенсоров сигналы поступают на контроллер, он их обрабатывает и действует согласно сценарию АСУЗ.
Актуаторы. В эту категорию входят исполнительные устройства, которые выполняют команды системы. Это механические приводы, выключатели, пожарные сирены, клапаны на трубах и другие приборы.

Для отправки сигналов от датчиков движения и иных сенсоров до контроллера чаще всего применяется связь по радиоканалу. В домашних комплексах распространены такие стандарты, как 869 МГц, 868 МГц и 2,4 ГГц. Кроме обыкновенной радиосвязи применяется передача данных по протоколам Wi-Fi и Bluetooth. Передача сведений на пульт охраны или владельцу здания осуществляется при помощи интернет-соединения или мобильной связи.

Разновидности датчиков

В составе умного дома можно использовать десятки различных датчиков. Они классифицируются на типы по предназначению. Необязательно устанавливать сенсоры каждого типа – можно ограничиться одним-двумя, и позже добавить другие приборы, если возникнет необходимость. Чаще всего в АСУЗ используются сенсоры:

Движения. Следят за зоной действия и отслеживают появление движущихся объектов. Применяются в системах автоматизированного управления светом, кондиционированием, отоплением и сигнализацией.
Присутствия. Принцип работы аналогичен сенсору движения, однако чувствительность заметно выше. Из-за этого такие приборы не используются для охраны, но часто применяются в управлении освещением.
Температуры. Незаменимые устройства для контроля за кондиционированием и отоплением жилья. Для более продвинутой настройки микроклимата рекомендуется ставить датчики температуры и влажности.
Звука. Сенсоры реагируют на звук бьющегося стекла, отслеживая тем самым несанкционированное проникновение злоумышленников в дом. Для точного срабатывания устанавливаются рядом с окнами.
Открытия дверей. У этих датчиков аналогичная цель, что и у сенсоров звука бьющегося стекла. Когда дом поставлен на сигнализацию, открытие двери моментально приводит к срабатыванию сигнализации.

Необязательными, но рекомендованными к использованию являются сенсоры утечки газа, сырости, давления воды и протечки. Эти датчики реагируют на такие события, как возгорание, заполнение комнаты природным и другими типами газа, а также на затопление. Важность оперативного реагирования в таких случаях невозможно переоценить. Это относится и к противопожарным сенсорам, которые предупреждают о возникновении пожара.

Виды автоматики дома

Умный дом вполне может работать и без исполнительных устройств, однако их наличие значительно повышает комфорт жильцов, а также упрощает некоторые процессы. Чаще всего используются такие виды актуаторов:

Механические приводы. Они устанавливаются на гаражные ворота, двери и оконные ставни. После этого появляется возможность закрывать и открывать двери и окна, не тратя на это ни секунды времени.
Устройства пожаротушения. После обнаружения возгорания контроллер отсылает команды на актуаторы, отвечающие за тушение огня. Тушение может осуществляться как водой, так и специальным порошком.
Приводы на шторы и жалюзи. Это один из аспектов мультирума и системы управления освещением. При включении режима «Кино» умный дом автоматически закрывает шторы и жалюзи, чтобы стало темнее.

Это не весь перечень актуаторов, совместимых с домашней автоматизацией. Постоянно появляются новые виды.

Преимущества автоматизации

Рассматриваемая технология не обрела бы такую популярность и востребованность в разных странах мира, если бы не имела массу преимуществ. Стоит отметить достоинства и возможности систем домашней автоматизации:

Экономия электрической энергии за счет более рационального его расходования днем и ночью.
Удобное управление мультимедийными устройствами и электроприборами из любой точки дома.
Получение актуальных данных о состоянии жилья и находящихся в нем людях на большом удалении.
Удаленный контроль доступа людей в помещения, вызов группы реагирования при вторжении.
Возможность предотвращения пожара, затопления, взрыва бытового газа и других происшествий.
Автоматизация полива растений, проветривания, обогрева комнат, других домашних процессов.

Примечательно, что изготовить автоматизированную систему можно своими руками. Можно начать с простого контроллера на базе Ардуино, пару умных розеток и датчиков, которые реагируют на движение. Даже из этого набора реально изготовить комплекс, который значительно повысит комфорт жильцов, позволит включать и выключать электроприборы на расстоянии, снизит затраты на электроэнергию. Потом сеть можно расширить.

Сегодня системы автоматизации – уже не дорогая роскошь, а доступная для широкого потребителя технология. Если хотите сделать жизнь проще и комфортнее, задумайтесь о реализации домашней системы автоматизации.