Составляющие элементы системы умный дом, их назначение и принцип работы. «Умный дом» своими руками

Под термином «умный дом» на сегодняшний день подразумевается комплексное внедрение в быт высокотехнологичных устройств, позволяющих обеспечить высокий уровень комфорта жильцов. Отличительной чертой систем данного типа является максимальная автоматизация ряда процессов при минимальном участии человека. Кроме этого, одним из критериев «умного дома» является централизованное управление всеми задействованными в комплексе устройствами. Система «умный дом» имеет модульную конструкцию и состоит из функционально разграниченных блоков с полной или частичной их интеграцией в единую систему. Каждый модуль задействован в выполнении строго обозначенных задач, между тем, блоки могут взаимодействовать между собой.

Возможное модульное наполнение современной системы «умный дом»:

Центральный управляющий контроллер , объединяющий другие компоненты, и обеспечивающий их взаимодействие. Таким контроллером может выступать как промышленное решение в виде законченного устройства, так и обычный компьютер с соответствующим программным обеспечением.
Климатическая система . Состоит из блоков управления отоплением и вентиляцией, обеспечивает поддержание заданного микроклимата в помещении.
Управление освещением и коммутацией энергопотребителей.
КТСО (комплекс технических средств охраны). Включает в себя охранно-пожарную сигнализацию, систему видеонаблюдения и модули дистанционного уведомления владельца о тревожных ситуациях.
Система учета, сбора и хранения данных . В задачи модуля входит сбор информации с приборов учета, фиксация различных событий и предоставление данных для анализа с целью оценки эффективности всего комплекса.
Каналы связи . В качестве каналов передачи данных используются сети, работающие с протоколом TCP/IP в проводном или беспроводном исполнении. Для интеграции в сеть приборов, имеющих специализированные интерфейсы, используются соответствующие конвертеры.

Каждый из вышеописанных модулей может быть реализован при помощи различных технических средств и программного обеспечения. Наиболее распространенные и часто применяемые решения выглядят следующим образом:

Управление

В качестве управляющего контроллера системы «умный дом» наиболее оправдано применение одноплатного компьютера промышленного исполнения. Подобные компьютеры отличаются небольшим размером, малой потребляемой мощностью, отсутствием механических частей (вентиляторы, жесткие диски) и работают на программном обеспечении с открытым исходным кодом. Количество и тип имеющихся интерфейсов в большинстве случаев можно изменять и дополнять.

Логично, что самостоятельное программирование подобных устройств требует определенных навыков и знаний. Доступ к контроллеру осуществляется по сети, с использованием WEB интерфейса или клиентских приложений. Существуют и готовые решения, предназначенные для управления всем комплексом, и предоставляющие пользователю для настройки простой дружественный интерфейс.

Для управления «умным домом» удобно использовать универсальные пульты, поддерживающие выполнение макросов - упорядоченных наборов действий. Радиопульты в данном случае эффективнее ИК-пультов, так как позволяют осуществлять управление вне прямой видимости ИК-приемника. Более современным пультом управления может выступать смартфон с установленным на нем специализированным программным обеспечением.

Климат

Управление климатом реализуется при помощи оценки показаний датчиков температуры и влажности. На основании анализа этих данных производится автоматическая регулировка отопления, включение или выключение систем кондиционирования, вентиляции и увлажнения.

Освещение

Реализуется посредством установки датчиков освещенности, присутствия или же совмещенных. При необходимости управляющий контроллер позволяет управлять освещенностью по расписанию. При использовании диммерных устройств возможна не только дискретная, но и плавная регулировка яркости источников света.

Охрана и безопасность

Комплекс охранных средств может состоять из нескольких подсистем:

1. Охранно-пожарная сигнализация (ОПС). В качестве детектирующих устройств используются датчики присутствия, реагирующие на появление в контролируемой зоне ИК-излучения, присущего телу человека. Для обнаружения открытия двери устанавливаются магнитоконтактные датчики. Пожарная безопасность контролируется датчиками дыма, температуры и утечки газа. Многие современные системы охранно-пожарной сигнализации имеют модуль радиосвязи, позволяющий уведомлять владельца при помощи сетей GSM или 3G. Часто ОПС допускает подключение любых электроприборов через сухое реле, что позволяет по сигналу тревоги блокировать замок, включать освещение, сирену и т.д. Иногда в состав ОПС входит датчик влажности, позволяющий своевременно выявить факт протечки воды.

2. Система контроля доступа. Состоит из устройства идентификации, непосредственно идентификаторов (электронные ключи, радиометки, отпечаток пальца), устройства блокировки (замок, шлагбаум, автоматические ворота) и предназначена для разграничения доступа в помещение или на территорию.

3. Система видеонаблюдения. Представляет собой комплекс, состоящий из видеокамер и устройства обработки и хранения видеосигнала.

Учет и обработка данных

В большинстве случаев данный функционал реализуется при помощи управляющего контроллера с использованием соответствующего программного обеспечения.

Связь

Транспортным каналом, как правило, является локальная сеть, выполненная по проводной или беспроводной технологии. Для управление сетью используется маршрутизатор, позволяющий контролировать все сетевые устройства и обеспечивать защиту от несанкционированного доступа к каждому из них. Современные технологии высокоскоростной передачи данных позволяют одновременное использование сети для обмена информацией между компьютерами, передачи сигналов IP-телевидения, телефонии, работы компонентов «умного дома».

Помимо вышеописанного, в системах «умный дом» нередко используются устройства, не взаимодействующие со всем комплексом. Это могут быть приборы для автоматической уборки (роботы-пылесосы), системы автоматического полива растений, кормления домашних животных и многое другое. Несмотря на то, что подобные приборы автономны, их интеграция с системой вполне возможна при помощи простого включения или выключения электропитания управляющим контроллером.

Видео по теме

Возможно ли оснастить дом или квартиру полноценной системой автоматизации или, хотя бы, сделать упрощенный Умный дом своими руками, не поручая эту работу профильным компаниям?

В интернете можно найти великое множество статей на эту тему: люди рассказывают о своём опыте монтажа как простейших связок из разряда «свет по датчикам движения в зависимости от времени суток», так и более сложных, с управлением через компьютер или с мобильного устройства (например, с iPad). Многие из таких решений действительно интересны и полезны в повседневной жизни.

Что нужно для того, чтобы построить Умный дом самому?

Знание электрики. Понимание принципов управления различными электроприборами, опыт сборки электрощитов, обязательно знание техники безопасности при работе с электрическим током. Навыки надёжного соединения кабеля.
Знание принципов построения систем автоматики: типы контроллеров, входы и выходы контроллеров, виды сигналов.
Навыки программирования для настольной или мобильной операционной системы для создания интерфейса управления.
Чёткое понимание алгоритмов работы.
Хорошее знание используемого оборудования.

Зачастую Умный дом можно найти в виде достаточно простой, но ограниченной системы, например, контроль протечек воды , SMS информирование или управление светильниками с пульта. Такое оборудование существует в виде готовых «коробочных» решений, предназначенных для самостоятельной сборки.

Предлагаем вам ознакомиться с ассортиментом готовых решений - комплектов оборудования «Умный дом в коробке», которые позволят вам реализовать систему Умный дом самостоятельно.

Настоящая система Умный дом - это комплексное решение, связывающее все подсистемы в единую сеть, позволяющую контролировать весь дом с одной панели управления или планшетного компьютера.

Чтобы создать такую систему, которая будет надёжна, удобна и проста в освоении, позволит хозяевам чувствовать себя в полной безопасности, нужны годы работы в этой области: грамотный подбор оборудования, тщательная разработка программного обеспечения, опытные инженеры и проектировщики. Достойной альтернативой этому батальону специалистов станут готовые решения Умного дома .

К самым сложным работам относится сопряжение со сторонним оборудованием: кондиционером, вентиляцией, домашним кинотеатром и т.д.

В любом случае, мы всегда можем подготовить проект системы . Проект будет выполнен в полном соответствии с пожеланиями и всеми строительными нормами. Он будет включать в себя схемы монтажа кабеля, схему щитов и пояснительную записку с полной спецификацией оборудования.

Стоимость проекта невысока, но он даст возможность самостоятельно произвести все необходимые работы, связанные с монтажом кабеля и сборкой щитового оборудования без риска замкнуть «фазу на ноль».

В вопросе того, как сделать умный дом своими руками, вам также могут помочь готовые примеры проектов .

Поскольку наши системы построены на свободнопрограммируемом промышленном контроллере (Beckhoff , ОВЕН, Siemens), то, обладая знаниями в данной области, человек сможет самостоятельно произвести программирование, настройку и наладку в соответствии с собственными пожеланиями.

Предлагаемая нами сборка на базе промышленного контроллера и управляющего программного обеспечения Easy Home для Windows, Android или iOS оставляет достаточно большой простор для самостоятельного конфигурирования , так как позволяет легко менять интерфейс, добавлять новые элементы, изменять сценарии и ассоциации выключателей группам света, используя уже заложенные принципы.

Самостоятельно внедренная система Умный дом для квартиры или частного жилого здания, безусловно, подарит хозяину огромное количество знаний и опыта, но мы рекомендуем перед тем, как построить систему на жилом объекте, обсудить с нашим специалистом возможности будущего интеллектуального здания, пути их осуществления и возможные сложности реализации для того, чтобы быть полностью уверенными в своих силах.

Технология «Умный дом» знакома практически каждому пользователю цифровых устройств, поэтому нет особого смысла рассказывать об особенностях. Умный дом оборудование поставляется в двух вариантах – дорогостоящем комплексном пакетном и в виде комплектующих, во втором случае систему нужно собирать своими руками. Потребители, которые покупают готовый пакет, могут не разбираться в возможностях, а технически подкованные покупатели уже хорошо представляют себе желаемую функциональность.

«Умный дом» в каждый дом – насколько доступна технология?

На практике использование технологии «Умный дом» упирается в доступное оборудование и программные приложения, с помощью которых можно управлять установленной системой. В нашем обзоре пойдет речь о предложенных на рынке комплектующих, причем будет обсуждаться как ценовая, так и техническая доступность.

Читатели могут выбрать между недорогим оборудованием, обеспечивающим всю необходимую функциональность, и более дорогими системами, которые отличаются развернутыми функциями, высокой надежностью и безопасностью. Оба варианта доступны широкому кругу потребителей и не требуют колоссальных вложений.

Доступные решения – какие они

На сегодняшний день можно выбирать между следующими предложениями:

специализированным оборудованием китайского производства и мобильными API приложениями, уровень надежности которых можно улучшить за счет также производимого в Китае недорогого оборудования российского производства и различных настольных систем;
российскими комплектующими, которые позволяют собрать практически сколь угодно сложное решение Умный дом с требуемым уровнем надежности и защитой, сделанной своими руками с самостоятельно программируемыми функциями на базе ПК, расширяемую по модульному принципу;

Сначала разберемся, с чего начать и как выбрать комплектующие для вашего «Умного дома». Отметим, что функциональность системы можно расширять по мере необходимости в одном и другом варианте. Необходимый и оптимальный пакет оборудования позволяет управлять освещением и включением/выключением оборудования, обычно осуществляемым не только с пультов, но и программным приложением, установленным на базе ПК или на смартфоне пользователя.

Умная квартира или небольшой дом: как сделать свой быт более комфортным?

Доступные технологии и их особенности

Объективно техника уже стала частью нашей жизни. На сегодняшний день, говоря о технологии «Умный дом» речь идет о развитии технологии Интернет вещей (Internet of Thing, IoT). Это устройства, которые могут быть подключены к Интернет по проводному и беспроводному каналу, во втором случае по Wi-Fi (с радиусом в среднем до 50, в зависимости от передатчика) или Bluetooth (до 10 м).

Wi-Fi и Bluetooth – два стандарта ближней радиосвязи, которые отличаются небольшим радиусом действия и используются в системах домашней автоматизации. Bluetooth может применяться только если между управляющим модулем и устройством не более 10 м, а на практике – не более 3-5 м. Дальность беспроводной передачи Wi-Fi зависит от передатчика и конкретных условий установки, радиосигнал плохо пропускают бетонные перекрытия.

Несмотря на достаточно развитые возможности, производители не занимаются интенсивным внедрением и реализацией подобного оборудования. Основная проблема в том, что повсеместное использование технологии приведет к росту количества IoT-устройств, на которое просто не рассчитана существующая инфраструктура Интернет. В результате желающим установить «Умный дом» у себя в квартире недорого, придется разбираться в тонкостях самостоятельно, не рассчитывая на крупных производителей.

AliExpress – Китай всегда выручит: пакет «Умная квартира своими руками»

Если есть желание внедрить у себя новые решения бытовой автоматизации с низкими затратами, конечно, надо обратиться к производителям, реализующим свою продукцию на AliExpress. На данном портале практически не предлагаются пакеты «Умный дом своими руками и как сделать», но есть необходимое оборудование, которого вполне хватит для необходимого оснащения квартиры или дома.

Итак, минимальный пакет оборудования, который есть в Китае по очень доступной стоимости и приложения в сети – назовем его «Умная квартира своими руками» – включает:

управление включением и выключением бытовых приборов и устройств;
сенсорные системы;
оборудование для управления освещением;
устройства для мониторинга и охраны – сигнализации и видеокамеры;
API-приложения для смартфонов, доступные бесплатно на Google Play;
сетевые облачные приложения, упрощающие подключение и управление домашними приборами.

Оборудование «Умного дома» на AliExpress

Ассортиментный ряд оборудования представлен реле для подключения устройств, диммерами плавного регулирования нагрузки (для освещения и электроотопления) и пакетными системами, включающими управление «климат-контролем», освещением, сигнализацией и иногда видеокамерой. Полный список предложений можно получить, введя в строку поиска портала AliExpress «smart home», «умный дом», «интеллектуальный дом», а также названия двух китайских производителей Lilovo и Sonoff.

Sonoff выпускает Wi-Fi реле для дистанционного управления бытовыми приборами со смартфона. Устройство устанавливается на линию с одним или несколькими электроприборами, позволяет включать и выключать подачу электроэнергии со смартфона с помощью мобильного приложения.

Преимущество этого устройства в том, что оно всегда доступно Online, может подключаться через телефонную сеть (PTSN) и позволяет задавать индивидуальную программу работы с помощью 8 встроенных таймеров. Через реле можно управлять работой любого бытового прибора мощностью до 2.2 кВт с помощью мобильного приложения eWeLink, доступного на Google Play IOS и Android.

Продукция Sonoff доступна также в России. Цена в Китае составляет около 6 долларов (без пульта дистанционного управления), в России – 2000 рублей (с пультом). Реле предлагается в двух вариантах на 10 А и 16 А, во втором случае кроме всевозможных бытовых приборов к мобильному приложению может быть подключен котел.

Аналогично работают другие модели электрофурнитуры, позволяющие подключать сразу несколько приборов, например, Sonoff Sensor-AM2301. Причем управление реализуется с разными значениями таймеров.

Производителем выпускаются три модели Wi-Fi реле Sonoff:

Sonoff World On – Wi-Fi реле с подключением к мобильному приложению (для бытовых приборов и камер);
Sonoff World On TF – Wi-Fi реле с датчиками, например, для системы климат контроля (для котлов и кондиционеров);
Sonoff World On RF – Wi-Fi реле с дистанционным управлением, например, для ворот и дверей с магнитными замками.

Sonoff выпускает также сенсорные выключатели-диммеры для приборов освещения с плавной регулировкой, которые одновременно можно подключить к Wi-Fi и мобильному приложению.

Чтобы устройства были доступны в Интернет их нужно подключить одним из доступных способов. Одним из удачных и недорогих вариантов можно считать роутер для домашней автоматизации Broadlink, поддерживающий 4 типа беспроводной связи WI-FI, IR, RF и 4G.

С его помощью можно подключить все домашние устройства через сим-карту к мобильному интернет. Лучше выбирать услуги оператора с новой инфраструктурой средств связи, в частности, один из пакетов МТС с помегабайтной тарификацией.

XIAOMI выпускает целый ряд реле, диммеров, датчиков для автоматизации дома. Прежде всего, стоит обратить внимание на Wi-Fi датчики влажности и температуры, дверные и оконные, «умные» розетки и недорогие IP-камеры. Оборудование этой фирмы отличает простота и ценовая доступность наряду с высоким качеством сборки.

Производитель выпускает пакетные решения для квартир и небольших домов – это Xiaomi Smart Home Suite. Данный пакет широко предложен в России и относится к категории оборудования «люкс». Ценовая категория этих датчиков немного выше, чем устройств от Sonoff.

Сенсорные выключатели Lilovo работают только с пультами дистанционного управления. Их ключевой особенностью является возможность плавной регулировки освещения, элегантный дизайн и разные цветовые решения. Выключатели этой фирмы могут использоваться для включения и выключения бытовых устройств без подключения к интернет.

Wi-Fi реле российских производителей

В Китае можно приобрести продукцию российских производителей, осуществляющих сборку электрофурнитуры на китайской базе. Российские Wi-Fi реле Smart Home DC доступны по меньшей стоимости, чем Sonoff, и считаются более надежными и безошибочно улавливающими сигнал. Потребительский недостаток реле Smart Home в отсутствии пластикового корпуса, но это самый простой, надежный и недорогой способ интеграции бытовых устройств.

API-приложения для смартфонов на Google Play

eWeLink – приложение, которое позволяет подключить условно-бесконечное количество устройств «Умного дома», поддерживает продукцию Sonoff и ряда производителей. К недостаткам относится некоторый лаг запаздывания в российских сетях, к приложению желательно подключаться через интерфейс мобильного провайдера, а не проводные каналы PTSN (телефонной сети общего пользования).
Smart Home от Alltek Technology Corp. – это еще одно универсальное мобильное приложение, к которому можно подключить приборы освещения, сигнализацию, отопление и ряд других домашних устройств. Некоторые пользователи о данном приложении отзываются лучше, чем о eWeLink.

На Google Play можно скачать еще целый ряд мобильных приложений для подключения приборов домашней автоматизации, отличающихся разным уровнем универсальности и стабильности.

Приборы домашней автоматизации можно подключить с помощью локальных приложений, работающих на базе ПК и в «облаке». Каждый из этих вариантов отличается рядом преимуществ. Приложения в «облаке» рассчитаны на бюджетное использование технологии «Умный дом» с широким набором функций, однако в таких системах остается открытым вопрос безопасности и несанкционированного доступа к домашним устройствам.

Стационарные пакетные предложения в защищенной облачной среде или для ПК рассчитаны на автоматизацию загородных домов, общественных зданий и учреждений. Такое приложение гарантирует высокий уровень безопасности и надежности.

Приложения «Умный дом»:

Bitdefender – пакетное приложение для безопасного подключения приборов домашней автоматизации, которое позволяет без рисков использовать функции любого внешнего облака;
Friendly-tech.com предлагает ряд продуктов для домашней автоматизации, включая управление IoT устройствами с консолью администратора и пользовательским интерфейсом через мобильные сервисы, в том числе, с использованием облака (IoT SaaS)
IoT Home Guide доступен как в пакетном исполнении для довольно крупных систем домашней автоматизации, а также с API-приложений партнеров OpenHAB, Home Assistant и Eclipse SmartHome.

Облака «Умный дом»:

Sharp Cloud Smarthome System – развитая облачная система для автоматизации домов, на ней может быть построена сколь угодно сложная система автоматизации как дома, так и целого квартала;
Cloud Based IoT Platform GO+ – российская бесплатная платформа с малым количеством пользователей.

Российское оборудование компании «Разумный дом» отличается высокой надежностью и качеством сборки. Производитель предлагает различную электрофурнитуру, датчики, реле для построения сколь угодно сложных систем по технологии «Умный дом» с гарантированным уровнем безопасности. Устройства позволяют создавать системы домашней автоматизации с индивидуальными набором функций, доступен программный софт для мобильных устройств, ПК и планшетов.

Видеоинструкции по сборке и эксплуатации Умного дома

Заключение

Описанное нами оборудование позволит создать различные решения по автоматизации жилых помещений и приусадебных хозяйств, начиная от недорогих бюджетных решений для квартир, заканчивая полной автоматизацией больших загородных домов. Стоит отметить, что сейчас не развиваются веб-платформы по управлению устройствами домашней автоматизации из-за проблемы концепции.

Покупателям предлагают установить локальные системы на базе ПК или создать частные облака, управляемые готовыми приложениями. Пользователь может выбрать для себя и собрать сам наиболее подходящий вариант автоматизации квартиры или дома.

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.

Отметим сразу, что описанные ниже системы позволяют любому мало-мальски образованному человеку создать свой автоматизированный дом начального уровня, затратив на это минимум средств и сил. И все описанные устройства отличаются прежде всего простотой инсталляции и использования, а не своими выдающимися характеристиками. Все они легко могут быть заменены на аналогичные, все зависит от ваших предпочтений, доступности устройств в продаже, ну и от нескольких технических факторов. Кроме того, мы не уточняем здесь, где можно купить упомянутые в статье устройства, этим вам придется заняться уже самим, если на это возникнет нужда.

"Умная" система домашнего наблюдения

Первое, что приходит на ум, когда задумываешься об автоматизации дома, это обеспечение безопасности своего дома и семьи. Тем более, если вы видите свой дом как напичканное "умной" (и не очень) электроникой пространство. Поэтому очень важно знать, что происходит внутри вашего дома и в его ближайшем окружении, в том числе и тогда, когда вы сами находитесь где-то вне дома.

Существует множество компаний, которые предлагают "умные" камеры, которые смогут следить за вашим домом в ваше отсутствие, включая фирму iSmartAlarm, которая совсем недавно на выставке CEDIA 2014 представила свою новую камеру ICamera. Она имеет разрешение 1280x720, а также обладает и функцией ночного видения. Кроме того, она, естественно, содержит датчики движения и звука. Интересным фактом является то, что камера может использоваться и самостоятельно, без необходимости включения в единую систему "умного дома". Основным преимуществом камеры по сравнению с конкурентами является функция хранения. ICamera имеет порт USB, позволяющий подключить локальное хранилище информации, например, мощный терабайтный диск. Стоит такая камера 149 долларов, что соответствует середине ценового диапазона для подобных устройств.

Или, как вариант, вы можете использовать "умную" HD-камеру компании Withings , которая уже скоро должна появиться в продаже. Эта камера не только хорошо выглядит и обладает всеми необходимыми датчиками контроля окружающей среды, но и позволяет вам видеть, что происходит у вас дома из любого места. Система обладает функцией живой записи, и вы сможет видеть, что происходит в доме через мобильное приложение, вы также сможете увеличивать изображение для того, чтобы рассмотреть подробности. Камера обладает функцией отправки автоматического оповещения, если в доме происходит что-то, отличающееся от обычного порядка. Цена камеры - 200 евро.

Вот еще несколько вариантов:

"Умный" контроль окружения

Для обеспечения безопасности в доме одних камер наблюдения недостаточно - при всем желании они не могут покрыть все пространство и проследить за всеми событиями. Поэтому для контроля и обеспечения безопасности необходимо использовать датчики разного рода, благо выбор их сейчас очень широк.

Вот, например, система безопасности Notion, которая использует маленький многофункциональный датчик, который отличается исключительной работоспособностью. С его помощью вы можете знать, сколько еще топлива осталось в баллоне с пропаном, когда ваш ребенок вернулся из школы, нет ли у вас утечки воды, какова температура в холодильнике, не трогал ли кто ваш сейф и тому подобное. В состав системы входят хаб, который управляет всеми датчиками и подключается к Интернет через WiFi, многофункциональные сенсоры, способные обнаруживать 8 различных действий и мобильное приложение на базе iOS и Android.

В состав системы входят датчики освещения, температуры, приближения, акселерометр и гироскоп для контроля открытия дверей и окон, зонд утечки воды и пьезоэлектрический преобразователь. Каждый сенсор может обнаруживать несколько разных событий, поэтому система будет более точно реагировать на ситуации и обеспечивать таким образом защиту от ошибочного срабатывания. Датчики работают до двух лет без замены батареи.

Цена устройства пока неизвестна, поскольку проект находится на этапе получения финансирования для производства.

Альтернативные системы контроля окружения:

"Умное" освещение

Казалось, простая вещь - освещение. Но вспомните, сколько раз вам приходится вставать, чтобы включить ту или иную лампу, сколько раз вы задумывались о том, что хорошо бы иметь возможность чуть притушить освещение здесь и добавить его там. На рынке есть несколько систем (плюс несколько появится в ближайшем будущем), которые позволяют управлять светом при помощи смартфона, но одной из первых и заслужено пользующихся доверием покупателей является Philips Hue. С тех пор, как эта система появилась на рынке, она сильно разрослась и изменилась, но оригинальная система позволяет управлять с помощью мобильного приложения 50 лампочками, объединенными в беспроводную сеть.

В состав системы входят мост, объединяющий лампы в единую сеть, и приложение для смартфона (или планшета), позволяющее делать множество вещей, таких как настройка определенных режимов, в рамках которых отдельные лампочки меняют тон и силу освещения. Система имеет ряд предустановленных режимов: Концентрация, Энергичность, Чтение и Релаксация. Все они отличаются различными настройками управляемых LED-ламп Philips Hue.

Система Philips Hue позволяет даже менять цвет освещения или включать особый режим на случай вашего длительного отсутствия, чтобы создавалось впечатление, что дома кто-то есть.

И все эти настройки вы можете выбрать прямо с вашего любимого дивана.

Стоит такая система, прямо скажем, недешево. Начальный набор из базового контроллера и трех лам стоит примерно 300 долларов, каждая дополнительная лампа - около 80 долларов.

Вот похожая система, отличающаяся тем, что она позволяет управлять освещением с помощью голоса. Речь о патроне для лампочек, получившем название Vocca, который выступает в качестве посредника между обычной лампочкой и не менее обычным патроном. Умный гаджет имеет функцию распознавания речи: услышав кодовую фразу, он включает или отключает освещение. Голосовое управление - не новинка, но в Vocca оно реализовано максимально простым и удобным способом: устройство не нуждается в дополнительном оборудовании и не требует какой-либо настройки. Существует также модификация Vocca Pro, позволяющая изменить кодовую фразу, а также управлять освещением со смартфона. Для связи в этом случае используется Bluetooth.

Вот также несколько альтернативных вариантов:

"Умное" отопление

Так же, как и в случае "умного" освещения, здесь существует множество возможных вариантов решения, некоторый из которых могут делать больше, чем остальные. И вы должны сами решить, чего вы хотите от своей нагревательной системы, кроме того, чтобы контролировать ее с помощью смартфона или планшета. Также вы должны учесть, какого типа нагревательная система или бойлеры у вас используются, чтобы подобрать решение, которое будет с ними работать. Что не так очевидно, как кажется. Например, популярный в США термостат NEST только недавно стал продаваться в Европе и до сих он не подходил для использования с привычными для России системами отопления.

Одной из очень удобных систем является Honeywell Evohome, который подключается к нагревательному котлу и к комнатным радиаторам, что позволяет ему контролировать 12 индивидуальных зон с одной центральной консоли или с помощью мобильного приложения.

Каждая зона может иметь несколько радиаторов, и вы может устанавливать свои параметры для каждого из них. Система Honeywell Evohome поставляется с несколькими заранее заданными установками, которые позволят вам, например, снизить температуру дома, когда вас целый день нет дома.

Стоимость начального комплекта Evohome, который позволяет подключить к нему ваш котел и нагреватель воды, составит более 400 долларов, а каждый сенсор для батареи обойдется вам еще в примерно 80 долларов каждый. Прямо скажем, дорогое удовольствие, особенно если сравнивать с конкурентными решениями, но оно того стоит. Установку системы лучше все-таки также доверить специалистам, это займет меньше времени и в конечном итоге позволит вам сэкономить массу нервов.

Как более простой вариант можно рассмотреть термостат ZEN, на производство которого сейчас идет сбор на сайте Indiegogo. У этого устройства даже нет дисплея: вся информация выводится посредством группы светодиодов, а управляется термостат путем нажатий на края лицевой панели. Тем не менее, выглядит ZEN стильно и базовые функции - управление отоплением, охлаждением и вентиляцией - исполняет очень хорошо. К термостату можно подключиться с помощью приложения для iOS или Android. Оно позволяет не только регулировать температуру и режим работы, но и составлять расписание. Разумеется, все это можно делать удаленно, через интернет. Термостат поддерживает пока лишь протокол ZigBee, для подключения к сети Wi-Fi необходимо использовать специальный хаб.

Ориентировочная стоимость термостата составляет $150.

Из возможных вариантов нам наиболее предпочтительными кажутся следующие устройства:

"Умное" электропитание

Если вы относитесь к людям, которые периодически начинают беспокоиться о том, а выключили ли вы утюг перед уходом из дома, или начинают думать, почему так выросли расходы на электричество и что с этим можно сделать, то системы, которые дистанционно контролируют подключенные к сети устройства, помогут вам справиться с этими волнениями. Сейчас такие системы начали появляться на рынке все в большем количестве и основная их функция заключается в возможности издалека отключить электрические розетки и, тем самым, выключить неиспользуемое оборудование.

"Умная" розетка D-Link Smart Plug - это простое, удобное в применении устройство. Надо просто вставить его в стандартную розетку, нажать на кнопку WPS на своем маршрутизаторе и кнопку на Smart Plug. И ваше "умная" розетка уже в сети. Управление осуществляется с помощью приложения mydlink Home, которое существует в версиях для iOS и Android и поставляется бесплатно. Приложение позволяет не только включать и выключать устройство, но и запланировать его включение/выключение в определенное время, что очень удобно при отъезде на длительное время. Рекомендованная розничная цена D-Link Smart Plug - $39.99.

Альтернативные варианты:

"Умное" домашнее оборудование

Начать строить "умный дом" с систем безопасности, освещения и отопления - это очень правильный шаг, но если ваш бюджет на этом не истощится, то можно несколько расширить ваши возможности, рассмотрев использование "умных" домашних устройств. Сегодня можно приобрести много различного рода устройств, которые управляются с помощью смартфона, и одними из лидеров здесь являются корейские компании Samsung и LG. Но мы вам представим не только этих производителей.