Принципы создания систем Умный дом

Теперь все чаще встречаются на торговых площадках системы «умный дом». Кто-то хорошо знает что это и для чего они нужны. Но большинство людей только мельком о них слышали и смутно представляют их достоинства. А между тем эти технологии способны существенным образом изменить повседневную жизнь каждого владельца жилья. Наш обзор призван немного расширить понимание для обывателей этой концепции и рассказать, что такое умный дом.

Что такое

Smart house — так звучит это словосочетание на английском. Это своего рода домашний автоматический комплекс, в котором собраны практически все бытовые приборы, управляемые одной системой.

Эта система не зря называется «умной». У нее есть мозг — это своя личная программа, под руководством которой и работают все устройства, выполняя сервисные функции.

А возможности умного дома такой электронный «мозг» расширяет многократно и дает очень много:

1. Удаленное управление и контроль над всей электрической системой и электронными приборами, которые находятся в доме.
2. Программирование бытовой техники под свои предпочтения (к примеру, включение света и обогревательных приборов по таймеру).
3. Настройка всех приборов на работу по определенному сценарию. Это означает — если происходит это, то сделать нужно это. Ну вот к примеру — взошло солнце и повысилась температура в комнате, значит необходимо чтобы заработал кондиционер. Сам! Автоматически!
4. Управление теми же бытовыми устройствами с помощью голосовых команд.

И это только малая часть того что может дать технология «smart house».

Для обычного пользователя таких систем совсем нет необходимости изучать основы программирования. Достаточно определится, каким образом все домашние устройства будут связываться с головным устройством — Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee. А владельцу дома остается найти и установить специальное программное обеспечение на свой личный смартфон или планшет и пользоваться всеми удобствами.

Как мы уже говорили вначале, это не новая технология. О ней знают или слышали многие. Единственное что останавливает многих — а так ли нужны эти технологии умного дома? Давайте еще добавим преимуществ этих систем. Также появляется возможность управлять:

• Освещением;
• Видеонаблюдением;
• Климатической техникой;
• Бытовыми приборами;
• Разумное энергосбережение;
• Защиты от протечек, газа, пожара;
• Глобальные охранные возможности;
• Продлевается срок службы электрооборудования;
• Предельно максимальный уровень комфорта, который выбирают сами пользователи;
• Экономное расходование всех бытовых ресурсов;
• Нет абонентской платы.

Из чего состоит

Глобально все системы умного дома состоят из нескольких элементов:

1. 1. Центральный контроллер или хаб. Именно он объединяет все элементы «smart house» в единый комплекс.
   2. Программа для смартфона или ПК, например, такая как Smart Things, с помощью которой можно быстро и просто выполнить необходимые настройки системы, запустить или остановить выполнение различных сценариев, включить или отключить умные бытовые приборы, освещение.
   3. Различного рода датчиков. Эти маленькие помощники собирают информацию со всего дома — температуру, работу бытовых приборов, охранных сигналов и отправляют ее на центральное управляющее устройство.
   4. Исполнительные устройства. Все команды, поступающие с хаба, выполняются именно этими актуаторами. Проще говоря, это различного типа реле под внешним управлением, способные в автоматическом режиме включать/выключать домашние бытовые приборы.
   5. Умная бытовая техника. Понятное дело, что обычный электрический чайник не может включиться по расписанию. Но существует целый класс бытовых приборов способные работать по командам хозяина. Например, смарт холодильник может отслеживать сроки годности продуктов, и не только — есть у него и другие интересные функции. Сюда входят также различного рода розетки, выключатели, кондиционеры, системы защиты от протечек и так далее.

Комфорт как мы видим, обеспечен, но не это главное достоинство умных систем. Основное преимущество — они дают гарантированную возможность снизить риски более масштабных потерь:

• Домашний потоп;
• Утечки газа;
• Задымления;
• Пожара;
• Несанкционированных проникновений в жилище или попросту ограбления.

Где купить

Приобрести устройства для умного дома можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Виды связи устройств

Так как все домашние системы контроля в любом случае используют электричество, то существует два класса систем:

1. Проводные.
2. Беспроводные.

Изначально все охранные системы были проводного типа. Несмотря на всю сложность монтажных и пусконаладочных работ такие системы обладали одним несомненным преимуществом — надежность.

Конечно, ничто не мешает и в системах «умные дома» применять проводную схему, но более современный вариант — беспроводной.

Беспроводные системы бывают просто выгоднее в плане времени на развертывание и подключение всего комплекса. Помимо этого если для устройства проводного комплекса без услуг профессиональных специалистов различного рода никак не обойтись, то беспроводную систему вполне под силу развернуть в своем доме самостоятельно, как говорится, своими руками.

Кроме того ассортимент различных датчиков и автоматизированных исполнительных элементов беспроводного типа постоянно расширяется. Поэтому дополнить свой «smart house» новым прибором не вызовет значительных проблем.

Конечно, есть и определенные неудобства систем такого класса:

• На качество радиосигнала могут влиять как электрические помехи, так и погодные условия;
• Периодическая проверка и замена элементов питания.

Объем услуг

Основные преимущества «умного дома» вы теперь знаете, но какой объем услуг нужен в первую очередь?

Для владельцев квартир, скорее всего, актуальной будет система умный дом плюс стандартное оборудование. Тогда появляется возможность управлять:

1. Электрическим освещением — включение/выключение или регулировка светового потока.
2. Всеми электророзетками.
3. Системами «теплый пол».
4. Умными шторами.
5. Датчиками утечки газа, воды, движения.
6. Кондиционерами.
7. Комплектом систем мультимедиа.

Система умный дом для загородного дома или дачи может быть дополнена:

1. Установкой видеодомофона.
2. Регулировка отопления.
3. Системой автополива.
4. Управлением входной группы ворот и рольставнями.
5. Камерами видеонаблюдения.
6. Электронными замками.

Как это работает

Все системы «smart house» по своим базовым функциям различаются. Зависит от того комплекта устройств, которые поставляются в магазинном наборе. Но в любом случае, возможности этих систем безграничны.

Обычно базовая комплектация включает в себя:

• управление освещением;
• датчики открытия дверей/окна;
• умную розетку;
• охранную сигнализацию.

Более продвинутые системы могут быть изначально комплектоваться:

• домофоном;
• управление климатом;
• пожарными датчиками;
• контролем утечек воды и газа.

Давайте разберем на примере, как работает подобная система.

Для любого элемента системы можно задать сценарий работы. То есть. Если (выбрать условие), то (необходимо что-то выполнить).

К примеру. Вы приходите домой с работы скажем в 20:00. Открываете дверь и включаете свет.

Система управления на весь умный дом может быть легко запрограммирована на выполнение включения света в прихожей автоматически по таймеру. Человек входит в дом, а свет в прихожей уже горит.

А если дом за день нагрелся. Опять на помощь придет автоматика и программа управления. Если привязать к системе термодатчик, то он сможет отправлять на контроллер температуру в помещении. И если порог температуры превышен, то система сама включит кондиционер.

Таким образом:

• возрастает уровень комфорта;
• повышается безопасность;
• экономится электроэнергия.

Все это возможно при наличии смартфона и специального приложения.

А представьте себе такие сценарии как:

1. Включение чайника утром.
2. Работа оконных жалюзи.
3. Автоматическое открывание гаражных ворот.
4. Автоматический полив огорода.

Советуем прочитать: как сделать автоматические гаражные ворота своими руками, рассмотрены разные варианты решений.

Даже робот-пылесос может начать работу без вашего участия и уберет к вашему приходу весь дом!

Как видим, монтаж такого комплекса вполне оправдан.

Безопасность

Функции безопасности умного дома оградить хозяина жилья от многих чрезвычайных ситуаций. Для этого комплект девайсов дополнен:

1. Камерами видеонаблюдения.
2. Системами автоматического открывания дверей и ворот.
3. Охранной сигнализацией.
4. Комплектом защиты от аварийных ситуаций. Если оставили включенными духовку, утюг, то такие приборы будут выключены автоматически. Датчики огня и дыма сообщат о внештатной обстановке и активируется пожарная сигнализация. Утечки газа воды система также узнает с помощью детекторов и может отправить аварийный сигнал хозяину жилья и продублирует тревогу на пульт соответствующих служб.

Система умный дом призвана гарантированно обеспечить, как личную безопасность, так и здоровье человека. Для этой цели:

• Проводится постоянная проверка периметра на целостность окон и дверей;
• Может имитировать присутствие в доме хозяев;
• Постоянный контроль за входом в квартиру;
• Мониторинг камерами видеонаблюдения окружающей здание территории;
• Функция автоматического включения освещения как внутри здания, так и по его периметру снаружи в случае проникновения;
• Управляет движением защитных жалюзи;
• Отправляет тревожный вызов на пульт охраны;
• Все камеры видеонаблюдения могут быть подключены к интернету;
• Оборудование дома тревожными датчиками огня и дыма;
• Комплект видеонаблюдения состояния ребёнка, если с ним осталась дежурная няня.

Популярные комплекты

Система автоматического управления умный дом, по большому счету, еще в состоянии развития. Эта одна из причин отсутствия ажиотажного спроса на существующие подобные девайсы, как во всем мире, так и в России. Но для того чтобы быть в курсе последних тенденций и определиться с выбором мы выберем несколько моделей и расскажем какие функции они могут выполнять. Конечно, кроме готовых комплектов существуют и различные иные возможности, например, использовать в качестве управляющих модулей доступную по цене плату миникомпьютера Arduino Mega. Легко справится с задачей домашней автоматизации и более мощный процессор Raspberry Pi 4. В таком случае исполнительные элементы системы, датчики необходимо будет подбирать самостоятельно.

FIBARO Starter Kit

Открывает наш рейтинг умных вещей польский набор FIBARO Starter Kit.

Базовый набор состоит из:

• контроллера Fibaro home;
• беспроводного модуля управления многочисленной бытовой электроникой;
• датчиков: температуры воздуха, влажности, протечек, дыма, движения.

Такой стартовый набор в России обойдётся в пределах 45000–47000 рублей. Можно дешевле, если купить только контроллер по цене в 30000 рублей. Дополнительные элементы всегда можно докупить на торговой площадке Aliexpress и не потому что там они лучше. Нет — там они гораздо дешевле.

Монтаж всего комплект и подключение можно выполнить своими руками согласно прилагаемой схеме подключения.

GAL SH-1000

Продолжает наш рейтинг домашних систем — комплект smart house GAL SH-1000. Набор весьма бюджетный. При цене 3000–5500 рублей особых чудес ждать от него не стоит. Собственно, это еще не умный дом, а начальная стадия автоматизированной системы безопасности.

Он сможет:

• сообщит о попытке проникновения в жилище или гараж;
• известит, если соседи сверху залили ваш потолок;
• предупредит об отключении электричества.

Расширить возможности системы можно за счет приобретения дополнительных датчиков.

Но надо сказать, что удаленное управление GAL SH-1000 невозможно. Прибор заточен под предупреждение хозяина о внештатной ситуации по мобильной связи стандарта GSM и по каналу передачи данных 2G. На телефон владельца и еще трех зарегистрированных пользователей отправляется push-уведомление. Что конечно удобно, так как каждый владелец семьи после входящего уведомления, сможет узнать о возникшей проблеме и вовремя среагировать.

GAL SH-1000 подходит лучше тем людям, которые хотят для себя понять — умный дом в принципе и что это такое.

Xiaomi Smart Home 2 Full Kit

И замыкает наш своеобразный рейтинг бренд от компании по производству сотовых телефонов Xiaomi — система Smart Home 2 Full Kit.

Стартовый комплект состоит из:

• центрального контроллера;
• датчиков: движения, открытия дверей, температуры;
• «умной розетки».

Базовый комплект невелик, но его всегда можно расширить. И надо учесть, что это полноценный Smart house, так как эта система способна подключиться к бытовой технике и контролировать её. Главное чтобы у домашней электроники был на борту модуль Bluetooth или Wi-Fi.

Умная розетка, входящая в стартовый комплект может управлять включением/выключением по расписанию вообще любой подключенной к ней техники.

Управляется китайская система удаленно при помощи смартфона. Надо найти и установить на телефон специальное ПО или для Андроид или iOS.

Программа распространяется абсолютно бесплатно. Если вы не сможете ее найти, это помогут сделать в официальном магазине мобильного оператора.

По цене базовый комплект Xiaomi Smart Home 2 Full Kit вполне доступен — от 4000 до 5000 рублей.

Возможности системы не имеют границ, за счет приобретения дополнительных датчиков.

Самостоятельный монтаж системы не вызовет никаких затруднений, поэтому комплекс всегда можно расширить и настроить своими руками.

Преимущества и недостатки

Теперь мы разберем плюсы и минусы умного дома. Собственно говоря, все (или почти все) плюсы подобных систем мы уже разобрали. Теперь осталось узнать, а есть ли недостатки «умного дома».

Минусы

Минусы, конечно, есть и их хватает:

1. Цена. Те комплекты, про которые мы уже упомянули — это начальный набор, так сказать для затравки. Полноценная система у российских поставщиков находится в пределах $ 5–15 тыс. Это если у вас квартира или небольшой загородный дом. Полноценная система, изначально грамотно спроектированная и правильно установленная надежной фирмой, дойдет до нескольких миллионов рублей!
2. Установка системы умный дом. В России не такой большой выбор фирм по установке масштабных систем. Если западные фирмы предлагают готовую систему, то наши собирают ее по частям. А заменить сломанный датчик тоже непросто. Не все элементы могут быть совместимыми друг с другом.
3. Не забудем, это все-таки сложная система и компоненты для умного дома вполне могут сломаться. И если так случилось что «полетел» один компонент системы он с большей долей вероятности, может потянуть за собой и другие элементы.
4. Целесообразность. Все-таки эти комплексы изначально рассчитаны на применение в загородных домах с автономным отоплением. И в этом случае такое вложение себя оправдывает. А у нас в квартирах централизованное теплоснабжение и тут никакой экономии не наблюдается.
5. Бесперебойное электропитание. В нашей реальности периодическое отключение света — это привычное дело и обеспечить бесперебойное электропитание это тоже отдельная история. Особенно если это дачный вариант. Можно, но сложно.
6. Будьте готовы к тому, что через несколько лет ваш комплект устареет и найти комплектующие будет не так просто как раньше.
7. Безопасность. Несмотря на то, что это основное предназначение подобных систем, нередко пользователями замечены уязвимости в безопасности. Отчасти в этом виноваты и сами владельцы. У хозяев дома не хватает фантазии придумать надёжный пароль. Он получается кратким и простым, например — девичья фамилия жены, кличка собаки, год своего рождения — это стандартные пароли. Понятно, что злоумышленнику не составить труда подобрать пароль к охранной системе и войти в умный дом.

Несомненно, преимуществ у Smart house больше чем минусов. Эта технология находится в стадии активного развития и не везде эти комплекты пользуются спросом. В Америке такими комплексами обеспечено около 20% частных домов. В России такой статистики нет, но, скорее всего, цифра будет гораздо меньше.

Откровенно говоря, сделать выбор в пользу комплекса умный дом или жить по-старинке — выбор каждый делает сам. Эти системы находятся в стадии постоянного совершенствования, и производители непрерывно работают над выявлением и устранением недостатков, добавляя новые функции и опции.

Какими будут умные дома в будущем

Из многих источников мы видим, что развитие системы умный дом и автоматизация идет полным ходом и поэтому можно даже предсказать по какому пути будет идти развитие подобных комплексов:

• Перейдут на голосовое управление умным домом с поддержкой большинства языков;
• Экономное расходование электропитания в доме;
• Автоматическая регулировка напора воды и системы отопления;
• Автоматизация всей бытовой электроники;
• Альтернатива домашнему персональному компьютеру.

Заключение

Итак, мы рассмотрели, что такое умный дом и как это работает. Комплексы smart house уже могут управлять подачей электричества и большинством бытовой техники в доме. Берут на себя функции охраны дома. Для первого знакомства, и чтобы попробовать с чего начинать, их можно купить совсем по бюджетной цене, если вы не хотите тратиться отдельные компоненты можно сделать своими силами, эта ниша также растет. Дальнейшее развитие комплекса зависит только от вас.

Видео по теме