Умный дом. Что такое умный дом и как это работает?

Прежде чем выбирать устройства, необходимо решить, какие задачи должен выполнять «умный дом». В основном мне нужно было обезопасить и частично автоматизировать свой дом. Вот устройства, которые я выбрал:

Умный дом и бытовая техника: дистанционное управление или нечто большее?

«Умный дом» — это популярный и широко распространенный термин, который многие производители используют для продвижения и рекламы своей продукции. Однако мало кто понимает, чем именно «умные» устройства должны отличаться от «не очень умных» и где та грань, которая отделяет одно от другого.

Давайте рассмотрим современные бытовые приборы и посмотрим, какими «умными» возможностями они обладают и в какой степени эти приборы достойны называться частью умного дома.

Умные устройства — умные проблемы

Подавляющее большинство «умных» приборов, представленных сегодня на рынке, управляются через специальное приложение для смартфона, разработанное производителем. Следует отметить, что эти приложения могут сильно различаться как по функциональности, так и по удобству использования: Некоторые из указанных функций могут не работать вообще, а другие могут работать только при определенных (ранее неизвестных) условиях. Как сотрудники самой крутой в мире испытательной лаборатории бытовой электроники, мы ожидаем, что каждый раз, когда мы тестируем очередное «умное» устройство от неизвестного производителя, что-то пойдет не так, и часто наши опасения подтверждаются.

Однако качество программного обеспечения — далеко не главная проблема, с которой неизбежно сталкивается пользователь умного устройства. В большинстве случаев потребитель вынужден выбирать один бренд (максимум два) и «собирать» устройства этого производителя, чтобы установить подходящую операционную систему. Иначе есть риск, что парк бытовой техники превратится в «зоопарк» устройств от разных производителей, каждое из которых требует своего приложения (которое нужно своевременно обновлять, новые возможности и функции которого нужно изучать и т.д. и т.п.), а в худшем случае устройству может потребоваться экзотический способ связи. Первые устройства, которые приходят на ум, — это специальные USB-«свистки» для подключения домашних устройств к домашнему маршрутизатору, а также устройства, которые общаются друг с другом через Bluetooth, что требует дополнительного отдельного устройства управления.

Мы не должны забывать, что каждое новое звено в такой цепи — это потенциальный источник проблем и возможная точка, где что-то не работает или работает не так, как должно.

Если у нас в доме есть несколько интеллектуальных устройств от разных производителей, вполне вероятно, что мы не сможем «соединить» их вместе. Лучшее, на что мы можем надеяться в этой ситуации, — это единое устройство управления, которое можно использовать для подачи команд на различные устройства. Яндекс Алиса, например, может служить таким центром управления. Умная колонка Яндекса поддерживает интеграцию приложений многих брендов и, в большинстве случаев, без проблем принимает функции голосового управления от умных устройств разных брендов». Однако сама Алиса не в состоянии научить устройства общаться друг с другом и установить правила взаимодействия между ними.

Теперь перейдем к промежуточным результатам:

• Приобретая два или более интеллектуальных приборов, вы неизбежно становитесь приверженцем одного бренда — смена производителя впоследствии может быть очень болезненной как с финансовой, так и с временной точки зрения.
• Достаточно сложно заранее определить, подходит ли вам продукция того или иного производителя умных устройств — скорее всего, вам придется выяснять это со временем.

Что умеют современные умные устройства?

В тестовой лаборатории iXBT было испытано несколько умных приборов, которые являются обычными предметами домашнего обихода, которые можно купить в любом магазине. Давайте рассмотрим самые популярные модели и посмотрим, какие функции они предлагают пользователю.

Таким образом, мы будем максимально избегать рассмотрения «технических» приборов. Наша цель — выяснить, что обычный пользователь с нормальными техническими знаниями получает на уровне «может прочитать руководство и установить приложение».

Ready for Sky (Redmond)

В последнее время устройства под маркой Redmond все чаще управляются дистанционно — со смартфона или планшета под управлением Android или iOS. Приложение под названием Ready For Sky можно загрузить из Play Store или Apple Store. Однако почти все устройства с логотипом Ready For Sky подключаются к смартфону через Bluetooth 4.0.

Какие ограничения это накладывает на пользователя? Во-первых, это радиус действия пульта дистанционного управления: мы можем отдавать команды умным устройствам, только находясь в непосредственной близости от них (например, в той же квартире или доме). Если мы хотим отдавать команды устройствам дистанционно, нам необходимо приобрести дополнительный смартфон или планшет с доступом в интернет, установить на него специальное приложение и оставить его активированным дома. Это устройство действует как «шлюз», передающий команды от вашего персонального смартфона к системе домашней автоматизации.

Нам не нужно объяснять, какие неудобства это может вызвать: Смартфон с управляющим программным обеспечением может зависать, терять подключение к Интернету, случайно отключаться от зарядного устройства и т.д. Каждая из этих «аварий» требует личного присутствия пользователя, что может быть более чем неудобно — например, если умные устройства установлены в дачном доме, а пользователь просто находится в городе.

Обратите внимание, что приложение Ready For Sky в последнее время быстро превратилось в «суперприложение», пытающееся объединить в себе множество функций: кулинарная книга, персональный менеджер задач, рынок продуктовых покупок и т.д.

И какие умные возможности это открывает перед нами? Давайте рассмотрим несколько примеров.

Redmond SkyHeat RCH-4560S Конвекционный обогреватель Redmond SkyHeat RCH-4560S

Умный обогреватель Redmond можно включать и выключать, можно выбрать режим работы (мощность), назначить функцию поддержания определенной температуры в помещении, создать расписание по дням недели и при необходимости установить таймер отключения.

Приложение также отображает статистику использования — как часто включалось отопление и сколько энергии было потреблено.

Умные чайники от Redmond также управляются через приложение Ready for Sky. На основном дисплее отображается текущая температура воды в чайнике с точностью до градуса. Маленькие кружки по бокам информируют о последней выбранной функции — в данном случае это было кипячение без последующего поддержания температуры. Если вы выберите «Свежая вода», приложение должно регулярно напоминать вам о необходимости замены воды в чайнике (однако во время тестирования мы не получили соответствующего уведомления).

Но все это меркнет по сравнению с отстойным программным обеспечением: в Петербурге нет нормального, бесперебойного умного дома, который бы работал плавно, не требовал сложных настроек, мгновенно реагировал и понимал, что нужно пользователю. В ожидании Apple.

Содержание

«Умный дом» часто называют английским smart house (МФА: sma:t haus ). Также используются термины «интеллектуальное здание», «умный дом».

Термин «умный дом» был введен в 1970-х годах Институтом умных зданий в Вашингтоне: «Здание, которое продуктивно и эффективно использует рабочее пространство…». Источник не указан 683 дня назад.

В 1995 году разработчики технологии Java предсказывали, что одним из основных применений этой технологии станет повышение интеллектуальности бытовой техники Источник не указан Источник не указан Источник не указан 683 дня назад Источник не указан 683 дня назад — например, холодильник сам сможет заказывать продукты из магазина. Эта идея еще не получила коммерческого воплощения, но такие компании, как Miele и Siemens, уже производят бытовую технику, которая может быть интегрирована в «умный дом». Однако эти решения основаны на QNX, а не на Java. 683 дня не показано

Компания Panasonic объявила о начале массового производства систем управления энергией SMARTHEMS для «умных» домов осенью 2012 года. Panasonic обещает внедрить совместимость с HEMS во всем своем ассортименте бытовой техники, включая кондиционеры, умные кухонные приборы и системы горячего водоснабжения EcoCute. Новая система AiSEG позволяет подключить все бытовые приборы и устройства к сети, организовать отображение показаний солнечных батарей, расхода электроэнергии, газа и воды, а также автоматически контролировать работу приборов по протоколу ECHONET Lite 1.

Умный дом в России и Европе

Информация должна быть проверяемой, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Этот значок будет вручен 12 мая 2011 года.

Основное различие между этими схемами заключается скорее в их конкретной цели и подходе к реализации.

• Цель: энергосбережение на первом месте и комфорт на втором.
• Подход: максимальная интеграция
• Установка: В Европе планы автоматизации частных домов и квартир составляются разработчиком и производителем самой системы, а установка осуществляется простыми, но квалифицированными монтажниками, которые строго следуют плану.

• Назначение: комфорт и имидж (для высокобюджетных проектов); простейшая охранно-пожарная сигнализация, иногда с функцией GSM-сигнализации (для минимальных бюджетов).
• Подход: очень индивидуальный.
• Установка: Установка производится профессионалами. Обычно они работают со многими производителями систем автоматизации, поэтому вы можете выбрать систему, которая лучше всего подходит для вашей работы. Они также участвуют в планировании, установке, продаже и вводе в эксплуатацию «умного дома».

Ситуация изменилась сейчас, когда в России разработаны высокотехнологичные системы и умные приборы, доступные по цене и надежные для использования в России.

Технологии

Инфракрасное изображение показывает, насколько эффективна теплоизоляция пассивного дома (справа) по сравнению с обычным домом (слева).

Термин «умный дом» обычно относится к интеграции следующих систем в единую систему управления зданием.

• Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха
• Пожарная сигнализация, контроль доступа, утечка воды, утечка газа
• Система видеонаблюдения
• Коммуникационные сети (включая телефонные и строительные сети)
• Система освещения
• Система электроснабжения (АВР, промышленные ИБП, дизельные генераторы)
• Обслуживание здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электрообогрев лестниц и т.д.)
• Управление аудио, видео, домашним кинотеатром и мультивьювером из одной точки — Удаленный мониторинг системы
• Мониторинг одного объекта через IP — Удаленный мониторинг системы через сеть
• GSM мониторинг — удаленное оповещение о происшествиях в доме (квартире, офисе, объекте) и системах управления домом по телефону (в некоторых системах можно получать голосовые инструкции для запланированных действий по управлению и голосовые отчеты о результатах действий)
• Дистанционное управление электроприборами, двигателями машин и всеми системами автоматизации.

Электронные бытовые приборы в умном доме могут быть подключены к универсальной домашней сети plug’n’play с доступом к сетям общего пользования.

Современные технологии позволяют проектировать домашнюю автоматизацию покомпонентно и выбирать только те функции умного дома, которые действительно необходимы. Модульность позволяет создавать недорогие системы.

— В настоящее время это самая доступная платформа для децентрализованных систем управления зданием на базе шин для внутреннего и наружного освещения, потребителей электроэнергии, электроприборов и таких систем, как отопление, кондиционирование, вентиляция, охранная сигнализация, контроль доступа и утечки воды. Также можно управлять аудио- и видеоаппаратурой, домашними кинотеатрами, жалюзи, ставнями, шторами, воротами, насосами и двигателями. В основном он предназначен для применения в «умном доме», но в последнее время все чаще используется в системах биллинга и энергосбережения, контроля доступа, безопасности и противопожарной защиты / KNX (европейская монтажная шина).
• LON (LonWorks) — протоколы DALI и DSI используются для систем управления освещением. Сигнал передается по электрическим линиям или радиочастотам. К недостаткам можно отнести низкую скорость и устойчивость к помехам, проблемы с ложными срабатываниями, отсутствие обратной связи между передатчиком и приемником, возможные конфликты между устройствами X10 разных производителей и возможность несанкционированного доступа к устройствам X10 через сеть. — Запатентованный протокол беспроводной связи, разработанный для домашней автоматизации, особенно для мониторинга и управления в жилых и коммерческих помещениях. Открытый протокол беспроводной передачи данных, разработанный для автоматизации зданий и распределенного управления недвижимостью; — Технология, позволяющая соединять в сеть множество датчиков и устройств, управление которыми осуществляет персональный компьютер. В такой сети для передачи данных используется только один кабель. Он дешев и прост в установке.

Датчик посылает сигнал на управление — управление интерпретирует полученные данные с текущей программой и дает команду на исполнительные механизмы — исполнительные механизмы выполняют команду управления и производят действие.

Из чего состоит умный дом

👉 В «умном доме» нет единого стандарта, с помощью которого все устройства могли бы общаться друг с другом. Одни работают с радиопротоколом ZigBee, другие — с протоколом Z-Wave, третьи — с WiFi, четвертые — с собственным закрытым протоколом связи. Это необходимо учитывать при создании умного дома — умные светильники могут не реагировать на команды от датчиков движения, а замки не открываться в ответ на сигнал домофона.

Независимо от того, какой стандарт связи между устройствами выбран, умный дом состоит из трех элементов:

1. Контроллеры — управление всем «умным домом».
2. Датчики — собирают информацию о том, что происходит в доме, например, о протекающих батареях или чтобы убедиться, что в помещении нет дыма.
3. Приводы или исполнительные механизмы — это то, что они должны делать: Включайте свет, включайте вентиляцию, открывайте замки или ворота при приближении автомобиля.

Контроллеры, или хабы

Цель контроллера — управлять «умным домом» и позволить пользователю настроить все так, как он хочет. Обычно это небольшое, отдельно стоящее устройство или панель, монтируемая на стену.

На рисунке ниже изображен концентратор от российской компании Life Control. Это устройство размером с кофейную чашку, которое подключается к Интернету и к которому уже подключены все остальные устройства.

Датчики

Датчики собирают информацию и предоставляют ее контроллеру. Какие типы датчиков существуют сегодня?

• Датчик приближения или движения — определяет, что кто-то приближается или движется; полезен для сигнализации.
• RFID-датчик — для активации этого датчика необходим специальный радиомаяк. Его можно использовать, например, для открытия ворот частного дома.
• Датчик освещенности — собирает данные о количестве света в помещении. Например, свет может включаться в сумерках.
• Датчики качества воздуха — влажность, температура, вредные газы, дым. Они могут распорядиться проветрить помещение, если в нем становится слишком душно.
• Датчики открытия окон и дверей и датчики проникновения в окно для обнаружения взломщиков.
• Датчики утечки воды — например, для отключения воды в доме, если что-то протекает.

Другая категория — камеры: это очень сложные датчики. Камера улавливает все, что находится перед ней, и в некоторых случаях может использовать компьютерное зрение для определения того, что она записывает.

Xiaomi Smart Home Kit — контроллеры, датчики и исполнительные устройства.

Среди наиболее сложных задач — системы, которые подключаются к внешним устройствам: Кондиционирование воздуха, вентиляция, домашний кинотеатр и т.д. Если вы не знакомы с электрическими схемами и слово «кабель» вас пугает, лучше доверить эту работу профессионалам.

Что может умный дом

Вы решаете, какие устройства «умного дома» вы хотите установить и какие задачи они должны выполнять — другими словами, вы адаптируете систему к своим потребностям. Вы можете создавать различные сценарии, а затем редактировать, расширять и дополнять их.

Сценарии — это набор правил, по которым устройства взаимодействуют друг с другом. Они настроены таким образом, что изменения происходят, когда вы выполняете определенные действия. Например, у вас дома есть умная кофеварка. Сценарий заключается в том, чтобы приготовить кофе в нужное время. Или сценарий для умного кондиционера: он включается, когда температура в доме повышается.

В сценарий можно включить различные устройства и запустить его нажатием кнопки на экране.

Функции умного дома от Sinuz

Давайте остановимся на наиболее распространенных и полезных функциях системы.

Вот как это может сделать «умный дом»:

1. управлять всеми системами и устройствами в доме дистанционно. Когда вас нет дома, вы в командировке или на отдыхе, вы можете выключить отопление и включить его снова, когда вернетесь. Вы также можете, например, проветривать комнаты и поливать цветы.

2. проверьте свои системы безопасности.

• Умный дом контролирует сигнализацию, видеонаблюдение, датчики движения, открывание дверей и окон, датчики целостности окон и электронные замки. Если кто-то непреднамеренно проникнет в ваш дом, система вызовет охрану и полицию и отправит вам уведомление. Вы можете настроить систему для идентификации людей внутри и снаружи дома или входа в ваш дом с помощью отпечатков пальцев/пин-кода. А функция имитации присутствия позволяет в любое время закрывать и открывать жалюзи, включать и выключать свет или музыку.
• Камеры видеонаблюдения также можно использовать для наблюдения за происходящим в самом доме в режиме онлайн. Это особенно важно, если вы присматриваете за пожилыми родственниками, ребенком с няней или домашними животными.
• Защита от протечек, пожаров и утечек газа. С помощью датчиков воды, дыма и газа система обнаруживает чрезвычайную ситуацию и отключает воду, отсоединяет электричество, выключает газ и отправляет уведомление домовладельцу.

Антон устанавливает управление дверным звонком:

Он установил умную кнопку на входной двери и реализовал простейшую автоматизацию «дверного звонка» через приложение. Теперь эта кнопка работает как обычный звонок. Но вы можете применить к нему любое действие, даже сложное: сыграть мелодию звонка, включить и выключить свет.

3. управление системами освещения. С помощью «умных» светильников можно установить различные уровни освещения, включать свет, когда кто-то перемещается или входит в комнату, и выключать свет на ночь. Вы можете регулировать яркость света, сделать его более холодным или теплым, осветить лестницу или рабочую зону на кухне, переднюю часть дома. Вы закрываете и открываете жалюзи или ставни в зависимости от солнечного света или времени суток.

Антон установил на кухне «умное» освещение:

Они вкрутили три умные лампочки в светильник над столом на кухне и назвали их в приложении «Кухонный свет». Они объединяются в группу светильников и управляются голосом как один светильник. Свет можно настроить теплее, холоднее, темнее, ярче и т.д.

Группа светильников с «умными» лампами

Сколько стоит автоматизация дома

Умный дом похож на строительный набор — вы можете собрать его с минимальным количеством функций, например, одной или двумя, и потратить на это до 10 000 рублей. Можно также установить самую полную систему «под ключ» и автоматизировать каждый процесс в доме, тогда цена может доходить до 1,5-2 миллионов рублей.

Цена готовых решений также варьируется — от 5 000 до 500 000 рублей, в зависимости от функциональности. В дешевом комплекте может быть от одного до пяти датчиков, в то время как дорогой комплект может иметь десятки датчиков. Дополнительные датчики, розетки и устройства, не входящие в комплект, можно приобрести отдельно.

Некоторые компании предлагают готовые недорогие решения для небольшой квартиры, стоимость установки которых начинается от 59 000 рублей.

Окончательная цена зависит от размера квартиры/дома и функций умного дома. В среднем он стоит 5 000 рублей за квадратный метр. Система «под ключ» окупается в течение длительного периода времени, в среднем 5-8 лет, за счет экономии электроэнергии и расходов на отопление. А если у вас есть функция мониторинга аварий (утечки, пожар) или охранная сигнализация — система может окупить себя одним срабатыванием.

На российском рынке можно приобрести продукцию различных производственных компаний, которые поставляют как отдельные компоненты системы, так и готовые комплекты. Среди наиболее известных — Xiaomi, Yandex, Google, Elari, Samsung и другие. Google Home, Apple HomeKit, Xiaomi, Samsung Smart Things и т.д.

Антон объясняет, как он выбирал производителя:

Я выбрал Xiaomi, потому что у нее есть собственная инфраструктура и предлагается много недорогих датчиков, «совместимых» с Яндекс Алисой. В Элари также есть своя инфраструктура, но датчиков гораздо меньше. С помощью приложения Mi Home от Xiaomi, которое работает на Android и iOs, я интегрировал систему с Яндексом, чтобы общаться с умным домом на русском языке.

Но у Xiaomi есть особенность: основное устройство имеет встроенный регион, и если это Китай, то датчики нужны только для китайского региона. Если регион — Европа, вам нужны европейские датчики. Кроме того, эти устройства имеют китайскую вилку, для которой нужен переходник, но это небольшая цена за то, что есть много датчиков.

Иногда при запуске скриптов возникает задержка до трех секунд — поскольку регион — Китай, сигналы проходят через китайские серверы.

Прежде чем покупать и устанавливать устройства, узнайте, интегрируются ли они с Apple Home или Samsung Smart Things, если это вас волнует. Например, большинство устройств Xiaomi могут подключаться к Apple HomeKit и управляться экосистемой Apple, а не экосистемой Mi Home.

Примеры цен (актуальны на дату выхода статьи):

• Контроллер стоит в среднем 1 000 рублей, в зависимости от того, сколько устройств вы хотите подключить.
• Умный пульт дистанционного управления стоит в среднем 850 рублей.
• Умная колонка Яндекс. Станция Мини — в среднем 4000 рублей.
• Детектор движения — в среднем 900 рублей, температуры и влажности — в среднем 990 рублей, открытия окон и дверей — в среднем 1100 рублей, пожара, протечки воды — в среднем 950 рублей, дыма — в среднем 1490 рублей.
• Умная розетка — в среднем 1 200 рублей.
• Умная лампочка — в среднем 950 рублей.
• Умный выключатель — в среднем 1400 рублей.
• Умные приборы и оборудование: Видеокамера — в среднем 2950 рублей, Чайник — в среднем 2400 рублей, Робот-пылесос — в среднем 14 000 рублей, Кондиционер — в среднем 20 000 рублей.

• Комплект «Умный дом» — в среднем 2760 рублей. В комплект входят блок управления, выключатель, датчики движения и открытия и пульт дистанционного управления.

Как установить умный дом

Есть два основных варианта, когда вы решаете установить умный дом:

1. обратитесь в специализированную компанию для установки «умного дома» «под ключ». Цена на такое решение самая высокая, но вы экономите время — вам не придется тратить месяцы на самостоятельный поиск устройств и сборку системы. Еще одним преимуществом этого варианта является то, что вам не нужны никакие специальные навыки, так как все собирается и устанавливается профессионалами.

2. Соберите систему самостоятельно:

Купите готовый стартовый комплект или комплект для особых потребностей и установите его. Например, вы можете начать с освещения или отвода воды, а затем постепенно добавлять другие функции. Для установки такой системы не требуется специальных знаний или опыта. Однако если датчиков и устройств несколько десятков, вам может понадобиться помощь профессионалов.

Это хороший способ опробовать умные технологии. Не тратя много денег, вы сможете понять, нужна ли она вам в будущем.

Соберите полную систему по частям. Вы можете начать с простых в использовании устройств, не покупая устройства со сложной настройкой и установкой.

Для создания сложной системы со сценариями вам могут понадобиться специальные знания в следующих областях: Электротехника, используемое оборудование, принципы работы систем автоматизации зданий и знание программирования для создания интерфейса управления.

До сих пор мне не требовалось никаких специальных знаний, кроме как войти в приложение Yandex и дать Mi Home разрешение на доступ к датчикам. Но в будущем я хочу связать температуру на кухне с включением подогрева пола, и для этого я нашел специальную программу. На этом этапе необходимы навыки программирования, чтобы все настроить.

Системы умного дома могут быть проводными и кабельными. Эти системы имеют высокую скорость реакции, более надежны и служат дольше. Но они также могут быть беспроводными и работать через Wi-Fi. Такие системы проще и быстрее устанавливать, но они менее стабильны, чем проводные системы. Антон пользуется беспроводной связью:

Каким бывает умный дом

Для тех, кто хочет автоматизировать свой дом на самом высоком уровне, по-прежнему существуют дорогие профессиональные системы, которые должен устанавливать профессионал. Однако они оснащены некоторыми специальными функциями:

1. Большинство устройств имеют проводное подключение. Чтобы включить их и соединить друг с другом, сначала необходимо выполнить электропроводку.
2. Умные приборы» могут только «дружить» друг с другом, что означает, что весь набор должен быть от одного производителя и одной серии.
3. Интеграция в единую сеть часто требует специального программного обеспечения, которое можно приобрести за отдельную плату.

Конечно, это подходит не всем. Поэтому все более популярными становятся наборы с немного отличающимися конфигурациями:

1. Ячейки соединены беспроводным способом. Некоторые из них требуют подключения к сети 220 В (т.е. к обычной розетке). Это позволяет устанавливать устройства на завершающем этапе ремонта с минимальным вмешательством.
2. Программное обеспечение было разработано с максимальной гибкостью и может быть загружено из публичных репозиториев или магазинов (AppStore, GooglePlay) и распространяться бесплатно.
3. Дружественный и простой пользовательский интерфейс делает настройку системы умного дома очень простой и доступной для любого пользователя.

Что входит в систему Smart Home

Как и многие другие технические системы, умный дом состоит из множества групп компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию:

Контроллер (также называемый узлом, шлюзом). Устройство. Он функционирует как «мозговой центр».

Он содержит электронные компоненты, которые позволяют запрограммировать контроллер на прием сигналов, их обработку и управление различными элементами «умного дома» по кабелю или «по воздуху».

В отличие от многих других устройств в системе «умного дома», шлюз всегда подключен к электросети через 220 В. Многие производители даже помещают сетевую вилку в корпус, который крепит устройство к сетевой розетке.

Датчики (иногда называемые сенсорами). Назначение этих элементов — сбор информации о состоянии помещения, в котором они установлены.

Датчики собирают информацию о температуре и влажности, присутствии людей в помещениях, открытии и закрытии дверей или окон, утечках воды, освещенности и многом другом.

Многие датчики можно легко сделать независимыми от внешнего источника питания благодаря низкому энергопотреблению — в этом случае они оснащаются одноразовой или литиевой батарейкой, которой хватает на один-два года.

Приводы (или просто актуаторы) — это специальные модули, которые настроены на получение сигнала от контроллера.

Получив сигнал, они выполняют различные действия — включают свет, управляют питанием электроприборов, поднимают и опускают шторы, выключают воду и многое другое.

Полностью автоматизированное выполнение сценария «умного дома» обычно выглядит следующим образом:

Датчик посылает сигнал на управление — управление интерпретирует полученные данные с текущей программой и дает команду на исполнительные механизмы — исполнительные механизмы выполняют команду управления и производят действие.

Контрольные устройства. Они используются для информирования домовладельца о состоянии системы, а также могут управлять исполнительными механизмами. В современных системах «умного дома» управление все чаще полностью возлагается на смартфон с соответствующим программным обеспечением.

Это гораздо удобнее, чем стационарная клавиатура или пульт дистанционного управления. Сегодня у каждого есть смартфон, и с его помощью можно получать информацию от датчиков и управлять исполнительными механизмами из любого места.

Разновидности устройств «умного дома»

Современные системы «умного дома» имеют свой набор устройств, которые придают концепции нужный уровень функциональности.

Регистрирующая аппаратура

Это датчики, с помощью которых система собирает информацию о том, что происходит в доме. Чем больше различных датчиков, тем полнее картина и тем больше возможностей влиять на различные параметры и устройства в помещениях.

С другой стороны, тот, кому нужна конкретная функция, может купить только один тип датчика, не переплачивая за весь комплект.

Датчик движения. Обычно это инфракрасный датчик, но существуют и другие типы. Датчик движения определяет, кто находится в комнате.

Эта информация актуальна как для владельца, который может удаленно контролировать, не появился ли кто-либо, так и для автоматической активации для настройки освещения и обстановки в помещении.

Датчик температуры. Это устройство предоставляет системе «умного дома» информацию о заданных пользователем критических точках.

При понижении температуры автоматически включается подогрев пола, а при повышении температуры включается кондиционер.

Датчик влажности. Для людей, у которых есть проблемы с сухим воздухом, этот прибор — настоящая находка.

Xiaomi, например, производит увлажнители воздуха, которыми можно управлять по команде через Wi-Fi. И этот сигнал может быть послан от блока управления, который узнает, что это такое, от датчика влажности.

Датчик яркости. Это устройство является одним из самых простых, но очень полезных в системе умного дома.

Встроенный фотоэлемент определяет количество света, поступающего в помещение, и применяет сценарии искусственного освещения: Осветление, Точечное, Общее освещение.

Датчик открытия двери. Устройство состоит из двух частей: одна устанавливается на дверное полотно (саму дверь), а другая — на дверную коробку (или оконный проем).

Эта система имеет свое место в «умном доме» по соображениям безопасности. Она позволяет установить на смартфоне сирену и сигнал тревоги, когда вы выходите из дома.

Датчик утечки воды. Досадный казус — порванный шланг стиральной машины или сифон в кране — может превратиться в дорогостоящее дело, если вы затопите дом соседа в результате дорогостоящего ремонта.

Датчик протечки не только включает сирену и отправляет сигнал тревоги на ваш смартфон, но и может отключить воду.

Умный дом — это общий термин для обозначения сети устройств, автоматизирующих повседневные вещи. Цель умного дома — обеспечить комфорт и безопасность для своих пользователей. Например, умный дом может:

Безопасность

Вопросы безопасности всегда волновали людей. Даже в древние времена власти боролись с воровством как могли, вводя все более строгие наказания для мошенников. Но воровство — не единственная проблема, потому что проблема гораздо шире, чем кажется на первый взгляд. Аспекты безопасности включают противопожарную защиту, предотвращение повреждения электропроводки и водопроводных труб и т.д.

Умный дом защищает вас во всех этих областях:

• Датчики утечки воды и газа — система «умный дом» хороша тем, что мгновенно реагирует на изменения и устраняет негативные последствия неисправности. Если устройство обнаруживает нарушение, оно немедленно отключает воду или газ в доме.
• Пожарные извещатели. Сегодня на рынке представлен широкий выбор устройств контроля пожарной безопасности. Если он обнаруживает дым, то активирует самоактивирующиеся огнетушители и даже вызывает пожарную бригаду!
• Датчики проникновения, которые обнаруживают движение в зоне и включают сигнал тревоги.
• Камеры, которые позволяют пользователю «умного дома» всегда знать, что происходит в других комнатах и на улице. Очень полезная вещь для семей с маленькими детьми.

(Теперь дом может сам позаботиться о своей безопасности).

Компоненты умного дома

Большинство умных домов являются модульными, то есть состоят из блоков с различными функциями, которые подключены к общей сети, через которую все части системы могут работать вместе.

• Главным компонентом «умного дома» является его контроллер. Контроллер — это сервер для умного дома, он соединяет все устройства в интегрированную систему и обеспечивает их взаимодействие.
• Системы расширения для связи, которые включают маршрутизаторы, коммутаторы и т.д., также важны.
• Электрические выключатели используются для включения или выключения нужного механизма или устройства.
• Датчики и зонды, а также измерительные приборы различного направления.
• Элементы, с помощью которых осуществляется непосредственное управление всей системой или ее частями.
• Сама технология (камеры, освещение и т.д.).

(За организацию всех задач умного дома отвечает контроллер).

Проблемы умных домов

Как и все в этом мире, умные дома далеки от совершенства, но мы выделим некоторые типичные проблемы этой технологии:

• Частые сбои. Помните, что все устройства часто ломаются. Поскольку устройств много, умные дома ломаются еще чаще, а замена или ремонт каждого датчика может обойтись довольно дорого. К сожалению, за удобство приходится платить.
• Экономия энергии. Поскольку все умные бытовые приборы подключены к электросети, они в совокупности потребляют большое количество энергии, что создает значительную нагрузку на кошелек владельца.
• Хакерские атаки. Системы управления «умным» домом также уязвимы для хакерских атак. Однако, оценивая этот недостаток, следует в первую очередь учитывать: Стал бы кто-то делать такие вещи, чтобы навредить вам? Если вы простой человек, вы, конечно, можете обойтись гораздо более простыми методами, но это всегда риск.
• Человеческий фактор. У людей, не знакомых с технологиями, могут возникнуть проблемы с эксплуатацией «умного дома». Этот факт следует учитывать, особенно если у вас в семье есть такой человек.

На рисунке ниже изображен концентратор от российской компании Life Control. Это устройство размером с кофейную чашку, которое подключается к Интернету и к которому уже подключены все остальные устройства.

Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave

В настоящее время наиболее популярные устройства «умного дома» используют технологии Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee и Z-Wave. Каждая технология имеет свои преимущества и недостатки, и никто не запрещает их совместное использование, что уравновешивает недостатки каждой технологии. Однако для разных задач и разных типов интеллектуальных устройств используются разные технологии.

Например, бытовые приборы (телевизор, холодильник и кофеварка) обычно используют Wi-Fi или Bluetooth, которые также присутствуют в каждом телефоне. Причина в том, что эти устройства используются и без интегрированной системы «умный дом». Для автоматизации освещения и климата больше подходят интегрированные модули ZigBee или Z-Wave, так как они специально разработаны для интеграции в существующие системы освещения и кондиционирования. Однако для их нормальной работы требуется специальный концентратор.

Wi-Fi необходим для IP-камер, телевизоров, аудио/медиаплееров и других устройств передачи видео. Конечно, Wi-Fi также можно использовать в выключателях света, датчиках и термостатах, но отсутствие переадресации сигнала и высокое энергопотребление делают невозможным создание датчиков, которые будут работать годами. Каждый производитель выпускает собственное приложение для Wi-Fi устройства, будь то умная лампочка, чайник, холодильник или робот-пылесос, и нет единого стандарта для управления всеми устройствами через приложение. Это делает невозможным сделать умный дом только с Wi-Fi по-настоящему комфортным.

Bluetooth

Текущая версия Bluetooth Low Energy 4.2 отличается низким энергопотреблением и позволяет работать миниатюрным беспроводным наушникам, динамикам и различным датчикам, питающимся от батарей. Проблемы здесь те же, что и с Wi-Fi: отсутствие общего стандарта управления заставляет каждого производителя внедрять свой собственный, что неудобно для пользователя. Mesh, очень важная технология для умного дома, была выпущена только в версии 5.0, которая еще не используется во многих местах, но, возможно, будущее умного дома за Bluetooth LE 5.

ZigBee

Изначально ZigBee был разработан для сенсорных сетей, например, для датчиков электроэнергии, воды, газа и температуры. Топология сети может быть различной, включая ячеистые сети. Это означает, что каждый датчик может видеть все другие датчики и передавать через них, т.е. использовать ретрансляцию, что значительно повышает надежность передачи. В 2007 году был создан стандарт команд управления для «умного дома», названный Home Automation Profile. ZigBee можно использовать для управления практически всеми устройствами домашней автоматизации: реле, диммеры, лампочки, термостаты, замки, датчики. Однако бытовые приборы, такие как холодильники и телевизоры, с ZigBee не встречаются. По сравнению с другими протоколами умного дома, устройства ZigBee имеют наиболее привлекательные цены, но отсутствие 100% совместимости между устройствами и центральными блоками разных производителей не позволяет построить умный дом только на ZigBee.

Z-Wave

Беспроводной протокол, разработанный специально для домашней автоматизации с 2001 года. Его главное преимущество — полная совместимость между устройствами разных производителей. Например, датчик движения Fibaro может управлять диммером Qubino, а вся автоматизация основана на контроллере RaZberry от Z-Wave.Me. Сегодня продается более 3000 устройств Z-Wave, покрывающих все потребности «умного дома». Это самый популярный протокол для недвижимости площадью от 10 до 500 м². Как и ZigBee, Z-Wave использует топологию сетки с поддержкой маршрутизации сигнала и автоматического поиска наилучшего пути. Самый большой недостаток — это цена. В среднем, устройство стоит 60-80 евро, что примерно в два раза больше, чем аналогичное устройство ZigBee.

Популярные производители

С каждым годом технология «умного дома» завоевывает все больше сторонников. Предложение быстро растет, и действительно есть широкий выбор без необходимости заказывать за границей. Когда человек начинает планировать строительство умного дома, обычно возникает вопрос о том, какие производители представлены на рынке. Какое решение следует выбрать? Чем один отличается от другого?

Xiaomi

Одним из самых популярных производителей «умных» устройств является Xiaomi. Их предложение включает в себя практически всю бытовую технику, подключенную к умному дому, а также специальные IP-камеры, розетки и светильники, различные датчики (температуры, влажности, CO2) и многие другие устройства.

Xiaomi не использует только одну беспроводную технологию для своих устройств, а выбирает лучшую для каждого типа. Например, лампы, розетки и шторы управляются через ZigBee, и концентратор Xiaomi, поддерживающий этот протокол, просто необходим. Телевизоры, пылесосы и IP-камеры можно подключить по Wi-Fi с помощью маршрутизатора, поскольку не всем нужен полноценный «умный дом», а Wi-Fi есть почти у всех.

Датчики температуры, влажности и качества воздуха, а также замки работают через Bluetooth. Эти устройства могут быть подключены непосредственно к телефону и отображать только показания, или же они могут быть подключены к концентратору Xiaomi с поддержкой Bluetooth, чтобы датчик можно было использовать в сценариях климат-контроля.

Кажется, что умный дом от Xiaomi — это отличное решение, поскольку компания предлагает множество хороших устройств для умного дома и простую настройку автоматизации. Однако в Xiaomi Hub нельзя настроить сложную автоматизацию и нельзя использовать сценарии. Только устройствами ZigBee можно управлять с телефона без интернета (через концентратор), но лампы и розетки Wi-Fi работают только через интернет. Дистрибьюторы ZigBe других производителей могут отменить эти ограничения.

Apple

Apple не производит устройства для умного дома, но она разработала протокол HomeKit, который другие производители используют для создания совместимых устройств. Устройства HomeKit работают по протоколам Bluetooth и Wi-Fi. К устройствам с поддержкой HomeKit относятся замки, термостаты, элементы управления освещением, RGBW-светильники, камеры и множество датчиков. Помимо устройств, существуют также шлюзы, которые преобразуют команды от устройств ZigBee и Z-Wave в команды HomeKit. Такие шлюзы есть у Xiaomi, Ikea, Philips и многих других. Таким образом, Apple расширяет ассортимент устройств для умного дома. Пока что возможности автоматизации Apple очень ограничены и не позволяют реализовать полностью произвольный сценарий. Однако интеграция HomeKit с голосовым помощником Siri является большим преимуществом. Более того, HomeKit не подходит для пользователей Android по очевидным причинам.

Fibaro

Fibaro — производитель самых популярных устройств Z-Wave и центров домашней автоматизации. Все устройства Fibaro имеют множество настроек и дополнительных функций. Ассортимент устройств включает датчики открытия, движения, протечки, дыма, реле микроустройств, диммеры, rgbw-датчики и т.д. Контроллер домашней автоматизации Home Center 2 имеет удобный интерфейс и позволяет настраивать сценарии любой сложности. Поскольку протокол Z-Wave обеспечивает совместимость устройств разных производителей, Fibaro может работать с любым другим устройством Z-Wave.

Выбор устройств: личный опыт

Вадим Еремин, руководитель направления гаджетов и инноваций «М.Видео-Эльдорадо

Прежде чем выбирать устройства, необходимо решить, какие задачи должен выполнять «умный дом». В основном мне нужно было обезопасить и частично автоматизировать свой дом. Вот устройства, которые я выбрал:

Самый простой гаджет, с которого я начал, — это умная лампочка. Поскольку потолочные светильники подключаются непосредственно к электросети, все, что вам нужно сделать, — это вкрутить лампочку в гнездо.

Умные лампочки позволяют регулировать яркость, цвет и цветовую температуру света. Благодаря светодиодам они невероятно энергоэффективны и имеют срок службы более 10 лет.

Конечно, освещение можно сделать еще более интеллектуальным. Например, встроив в схему датчик движения.

Если интегрировать этот датчик в схему «умного дома», можно также автоматизировать запуск увлажнителя, кондиционера, обогревателя, мойки воздуха и других устройств с кондиционированием.

У нас есть несколько датчиков на каждом этаже нашего дома. Если кто-то пытается проникнуть в мой дом, я получаю уведомление на свой смартфон. Также удобно подключить камеру наблюдения и включить сигнализацию, чтобы отпугнуть грабителей и предупредить соседей.

Умный дом часто сводится к включению и выключению устройств — без умных розеток этого не сделать. Они действуют как переходник от обычной комнатной розетки к устройству и не требуют установки.

Спектр функций этих слотов достаточно велик. Например, Hommyn PL-20-W, Rubetek RE-3301 и TP-Link HS100 могут активировать устройства с помощью таймера, например, по лучшему тарифу. И, конечно, они собирают статистику о потреблении энергии.

А еще можно использовать интеллектуальное реле Rubetek RE-3312 — к нему можно подключить все, от духовки до подогрева пола.

Есть также встроенная техника, которая не имеет «умных» розеток. На нашей кухне есть несколько приборов из экосистемы Redmond на платформе Ready For Sky, а именно: умный чайник и мультиварка-скороварка. Сварить кашу, не вставая с постели, или вскипятить чайник, не отрываясь от газонокосилки, — проще простого.

Теперь о главном.

Существует множество производителей и еще большее количество счетчиков, розеток и лампочек. Все они используют разные технологии, и чтобы объединить их в одну систему, необходимо дополнительное устройство — шлюз. Он действует как сетевой концентратор, собирает данные со всех датчиков, отправляет их в облако для доступа через смартфон и пересылает команды между устройствами.