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

Перед тем как выбрать устройства, нужно определить, какие функции должен выполнять «умный дом». В основном, меня интересовала безопасность и частичная автоматизация моего жилья. Вот список устройств, которые я решил приобрести:

Умный дом и бытовая техника: удаленное управление или что-то большее?

«Умный дом» — это термин, который стал популярным и часто используется производителями для продвижения своей продукции. Тем не менее, далеко не все понимают, чем именно «умные» устройства отличаются от «обычных», и где проходит граница между ними.

Давайте рассмотрим современные бытовые приборы и проанализируем, какими «умными» функциями они обладают, а также в какой степени их можно считать частью умной экосистемы дома.

Умные устройства — умные вызовы

Большинство современных «умных» приборов, доступных на рынке, управляются посредством специализированных приложений для смартфонов, разработанных производителями. Важно отметить, что эти приложения могут значительно варьироваться как по своим функциональным возможностям, так и по удобству их использования: некоторые функции могут вообще не работать, в то время как другие функционируют только при определенных условиях, о которых пользователю может ничего не быть известно заранее. Мы, сотрудники ведущей в мире лаборатории испытаний бытовой электроники, каждый раз сталкиваемся с ожиданием того, что при тестировании нового «умного» устройства, произведенного неизвестной компанией, произойдет что-то неожиданное, и зачастую наши опасения оказываются обоснованными.

Тем не менее, качество программного обеспечения — это не единственная проблема, с которой непременно сталкивается пользователь «умного» устройства. Чаще всего потребителям приходится делать выбор в пользу одного (а иногда и двух) брендов, так как лишь таким образом возможно создать совместимую экосистему из устройств этого производителя. В противном случае существует риск превращения набора бытовой техники в «зоопарк» различных приборов от разных компаний, каждое из которых требует отдельного приложения (которое необходимо регулярно обновлять, изучать новые функции и возможности и так далее). В худшем случае может возникнуть необходимость в нестандартных способах соединения. Например, это могут быть специальные USB-«приёмники», предназначенные для подключения домашних устройств к маршрутизатору, а также устройства, взаимодействующие друг с другом через Bluetooth, что требует использования дополнительного отдельного контроллера.

Нельзя упускать из виду, что каждое новое звено в данной цепи представляет собой возможный источник проблем и зону отказа, где что-то может функционировать некорректно или вообще выходить из строя.

В ситуации, когда в нашем доме присутствует несколько смарт-устройств от различных производителей, существует вероятность, что мы не сможем их объединить в единую сеть. Оптимальным вариантом будет наличие универсального пульта управления, который позволит отправлять команды на множество устройств. Например, Яндекс Алиса может выполнять роль такого центра управления. Умная колонка от Яндекса поддерживает интеграцию с приложениями множества брендов и, как правило, успешно принимает голосовые команды от разнообразных умных устройств различных марок. Однако стоит отметить, что сама Алиса не обладает способностью обучать эти устройства взаимодействовать друг с другом или устанавливать между ними правила кооперации.

Теперь перейдем к промежуточным результатам:

• Приобретая два или более интеллектуальных устройства, вы автоматически становитесь сторонником одного бренда — переход к другому производителю может оказаться трудным как финансово, так и временно.
• Определить заранее, подходит ли вам продукция конкретного производителя умных гаджетов, достаточно сложно — скорее всего, вам придется это выяснять в процессе использования.

Что могут современные умные устройства?

В испытательной лаборатории iXBT были протестированы несколько умных гаджетов, представляющих собой обычные предметы быта, которые можно приобрести в любом магазине. Давайте рассмотрим наиболее популярные модели и узнаем, какие функции они могут предложить пользователям.

Таким образом, мы будем стараться избегать обсуждения «технических» устройств. Наша основная задача — понять, что обычный пользователь с базовыми техническими навыками сможет сделать, если он способен прочитать руководство и установить приложение.

Готовы к небу (Redmond)

В последнее время устройства под брендом Redmond все чаще можно контролировать удаленно с помощью смартфонов или планшетов на базе Android или iOS. Приложение под названием Ready For Sky доступно для загрузки в Play Store или Apple Store. Однако почти все устройства с логотипом Ready For Sky соединяются со смартфоном через Bluetooth 4.0.

Какие ограничения это накладывает на пользователя? Прежде всего, речь идет о радиусе действия пульта дистанционного управления: управлять умными устройствами возможно лишь находясь в их непосредственной близости (например, внутри квартиры или дома). Если возникает необходимость дистанционно отправлять команды, потребуется приобрести другой смартфон или планшет с доступом в интернет, установить необходимое приложение и оставить его включенным в домашних условиях. Это устройство выполняет роль «шлюза», который передает команды от вашего личного смартфона к системе домашней автоматизации.

Необходимо понимать, какие неудобства могут возникнуть: смартфон с установленным программным обеспечением может зависать, терять интернет-соединение, произвольно отключаться от зарядного устройства и так далее. Каждое из этих «сбоев» требует физического присутствия пользователя, что может стать серьезной проблемой, особенно если интеллектуальные устройства находятся на даче, а сам пользователь в это время находится в городе.

Стоит отметить, что приложение Ready For Sky в последнее время стремительно развивается и становится своего рода «многофункциональным приложением», которое объединяет в себе разнообразные функции: кулинарную книгу, личный менеджер задач, рынок для покупок продуктов и пр.

Какие умные возможности открываются перед нами благодаря этому? Давайте рассмотрим несколько примеров.

Конвекторный обогреватель Redmond SkyHeat RCH-4560S

Умный обогреватель Redmond позволяет управлять его работой дистанционно, включая и выключая устройство. Пользователь может выбрать требуемый режим работы (мощность), настроить функцию поддержания заданной температуры в помещении, составить расписание на неделю и по необходимости установить таймер для автоматического отключения.

Приложение предоставляет информацию о статистике использования — сколько раз включалось отопление и какое количество энергии было израсходовано.

Умные чайники от Redmond также можно контролировать через приложение Ready for Sky. На главном экране отображается текущая температура воды в чайнике с точностью до одного градуса. Небольшие значки по бокам показывают последнюю активированную функцию — в этом случае это оказалось кипячение без дальнейшего поддержания температуры. Если вы выберете режим «Свежая вода», приложение должно периодически напоминать вам о необходимости замены воды в чайнике (однако во время тестирования соответствующие уведомления не поступали).

Все вышеперечисленное бледнеет на фоне некачественного программного обеспечения: в Петербурге отсутствует полноценная система «умный дом», которая бы функционировала без сбоев, обеспечивала бы простоту настройки, мгновенно реагировала на команды и точно понимала потребности пользователя. Мы продолжаем надеяться на появление решений от Apple.

Содержание

Термин «умный дом» часто переводится с английского как smart house (МФА: sma:t haus). Также встречаются такие определения, как «интеллектуальное здание» и «умный дом».

Концепция «умного дома» была впервые представлена в 1970-х годах Институтом умных зданий в Вашингтоне: «Здание, которое эффективно и рационально использует рабочее пространство…». Источник не указан 683 дня назад.

В 1995 году разработчики технологии Java предсказали, что одним из ключевых направлений применения данной технологии станет увеличение интеллекта бытовой электроники. К примеру, холодильник будет способен самостоятельно заказывать продукты в магазине. Несмотря на то, что эта концепция до сих пор не была реализована в коммерческих масштабах, компании как Miele и Siemens уже предлагают устройства, которые можно интегрировать в системы «умного дома». Однако стоит отметить, что эти технологические решения основаны на платформе QNX, а не на Java.

Компания Panasonic сообщила о начале массового производства систем управления энергией SMARTHEMS для «умных» домов в осень 2012 года. Panasonic планирует обеспечить совместимость с HEMS во всей своей линейке бытовой техники, которая включает кондиционеры, интеллектуальные кухонные приборы и системы горячего водоснабжения EcoCute. Новая система AiSEG дает возможность подключить все устройства и приборы к сети, а также организовать визуализацию показаний солнечных панелей, расхода энергии, газа и воды, что позволяет автоматически контролировать функционирование оборудования по протоколу ECHONET Lite 1.

Умные дома в России и Европе

Информация должна быть достоверной, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете внести изменения в эту статью, добавив ссылки на надежные источники. Этот знак будет вручён 12 мая 2011 года.

Главное отличие между данными схемами заключается в их специфических целях и методах реализации.

• Цель: на первом месте стоит энергосбережение, а комфорт занимает вторую позицию.
• Подход: максимально полная интеграция систем.
• Установка: в европейских странах планы по автоматизации частных домов и квартир разрабатываются как производителем, так и проектировщиками системы, а монтаж выполняется квалифицированными специалистами, которые строго придерживаются подготовленного плана.
• Назначение: обеспечение комфорта и создание имиджа (для проектов с высокой стоимостью); базовая охранно-пожарная сигнализация, иногда дополненная функцией GSM-сигнализации (для минимальных бюджетов).
• Подход: характеризуется высокой степенью индивидуализации.
• Монтаж: Установка выполняется специалистами. Обычно они имеют опыт работы с разными производителями систем автоматизации, что позволяет вам выбрать наиболее подходящую систему для ваших нужд. Эти профессионалы также занимаются планированием, установкой, продажей и запуском «умного дома».

Ситуация изменилась в наши дни, когда в России разработаны доступные и надежные высокотехнологичные системы и интеллектуальные устройства, соответствующие современным требованиям.

Технологии

Инфракрасное изображение демонстрирует, насколько превосходна теплоизоляция пассивного дома (справа) в сравнении с традиционным домом (слева).

Термин «умный дом» чаще всего подразумевает объединение следующих систем в одну управляющую структуру здания.

• Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
• Пожарные сигнализации, системы контроля доступа, обнаружения утечек воды и газа
• Системы видеонаблюдения
• Коммуникационные сети (включая телефонные и строительные линии)
• Системы освещения
• Электроснабжение (автоматизированные выключатели, промышленные источники бесперебойного питания, дизельные генераторы)
• Управление обслуживанием здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электрообогрев лестниц и другие функции)
• Контроль аудио, видео, домашнего кинотеатра и мультивьюера из одной точки — удаленный мониторинг системы
• Мониторинг одного объекта через IP — Удаленный контроль системы по сети
• GSM мониторинг — удаленное уведомление о событиях в доме (квартире, офисе, объекте) и системах управления домом через телефон (в некоторых системах предусмотрены голосовые инструкции для запланированных действий и голосовые отчеты о результатах выполнения задач)
• Дистанционное управление электроприборами, двигателями автомобилей и всеми системами автоматизации.

Электронные устройства в умном доме могут быть интегрированы в универсальную домашнюю сеть plug’n’play с возможностью подключения к сетям общего пользования.

Современные технологии позволяют проектировать системы домашней автоматизации по компонентам, выбирая только те функции умного дома, которые являются актуальными. Модульная структура дает возможность создавать доступные системы.

• В современном мире это наиболее доступная платформа для децентрализованного управления зданиями, которая поддерживает шины для внутреннего и наружного освещения, а также для управления электроэнергией, электроприборами. К числу управляемых систем относятся отопление, кондиционирование воздуха, вентиляция, охранные сигнализации, контроль доступа и системы обнаружения утечек воды. Также возможен контроль аудио- и видеоаппаратуры, домашних кинотеатров, жалюзи, ставней, штор, ворот, насосов и двигателей. Эта технология в основном предназначена для «умного дома», однако ее все чаще применяют в системах биллинга, энергосбережения, контроля доступа, обеспечения безопасности и пожарной защиты. Протокол KNX (европейская монтажная шина) занимает центральное место в этих решениях.
• LON (LonWorks) — протоколы DALI и DSI используются в системах управления освещением. Передача сигнала осуществляется по электрическим линиям или радиочастотам. Существует ряд недостатков: низкая скорость передачи данных и слабая защита от помех, проблемы с ложными срабатываниями, отсутствие обратной связи между передатчиком и приемником, а также возможные конфликты между устройствами X10 разных производителей и риск несанкционированного доступа к устройствам X10 через сеть. Это запатентованный протокол беспроводной связи, созданный для домашней автоматизации, особенно для мониторинга и управления в жилых и коммерческих помещениях. Открытый протокол беспроводной передачи данных был разработан для автоматизации зданий и распределенного управления недвижимостью; он позволяет интегрировать множество датчиков и устройств в одну сеть, управление которой осуществляется с помощью персонального компьютера. В такой сети data передается по единственному кабелю, что делает систему доступной и простой в установке.

Датчик отправляет сигнал на управляющее устройство, которое анализирует полученные данные в соответствии с текущей программой и выдает команду исполнительным механизмам. Эти механизмы, в свою очередь, исполняют поставленную задачу и реализуют действие.

Структура умного дома

В «умном доме» отсутствует единый стандарт, который бы обеспечивал взаимодействие всех устройств между собой. Некоторые устройства функционируют по радиопротоколу ZigBee, другие — по протоколу Z-Wave, некоторые используют WiFi, а остальные задействуют собственные закрытые протоколы связи. Этот момент следует учитывать при проектировании умного дома: умные светильники могут не реагировать на команды от датчиков движения, а замки могут не открываться по сигналу домофона.

Независимо от выбранного стандарта связи между устройствами, умный дом состоит из трех основных компонентов:

• Контроллеры — это устройства, отвечающие за управление всем «умным домом».
• Датчики — их задача состоит в сборе данных о событиях, происходящих внутри жилья, например, о протекающих трубах или для проверки наличия дыма в помещении.
• Приводы или исполнительные механизмы — выполняют определенные действия: включают освещение, активируют вентиляцию, открывают замки или ворота при приближении автомобиля.

Контроллеры, или хабы

Основная функция контроллера заключается в управлении системой «умного дома» и предоставлении пользователю возможности индивидуальной настройки. Обычно это компактное, автономное устройство или панель, которые могут быть установлены на стену.

На приведенном ниже изображении представлен концентратор от российской компании Life Control. Это устройство по размеру сопоставимо с кофейной чашкой, оно подключается к Интернету и служит для соединения всех остальных устройств.

Датчики

Датчики выполняют сбор информации и передают её контроллеру. Какие виды датчиков существуют на сегодняшний день?

• Датчик движения или приближения — фиксирует, когда кто-то приближается или перемещается; он полезен для создания сигнализаций.
• RFID-датчик — для работы этого датчика требуется специальный радиомаяк. Его можно использовать, например, для открытия въездных ворот частного дома.
• Датчик освещенности — измеряет уровень света в помещении. Например, он может автоматически включать свет в вечернее время.
• Датчики, контролирующие качество воздуха — параметры влажности, температуры, концентрации вредных газов и дыма. Они могут дать команду на проветривание помещения, если воздух становится слишком затхлым.
• Обнаружители открытия дверей и окон, а также устройства для выявления попыток взлома через стекло.
• Датчики утечки воды, которые могут автоматически перекрыть подачу воды в доме в случае протечки.

Следующая категория — видеокамеры: это сложные устройства для обнаружения. Камера фиксирует все объекты перед собой и в некоторых случаях способна использовать технологии компьютерного зрения для идентификации записываемых объектов.

Xiaomi Smart Home Kit — это набор контроллеров, датчиков и исполнительных устройств.

Одной из наиболее трудоемких задач является интеграция систем, подключаемых к внешним устройствам, таким как кондиционеры, системы вентиляции или домашние кинотеатры. Если вы не обладаете знаниями в электрических схемах и термины вроде «кабель» вам незнакомы, рекомендуется обратиться за помощью к профессионалам.

Функциональность умного дома

Вы сами определяете, какие устройства umного дома хотите установить и какие функции они будут выполнять. Проще говоря, вы настраиваете систему под свои индивидуальные потребности. Вы сможете создавать различные сценарии, а затем при необходимости изменять, расширять и дорабатывать их.

Сценарии представляют собой систему правил, обеспечивающих взаимодействие между различными устройствами. Они программируются так, что изменения происходят в ответ на определённые действия пользователя. К примеру, представьте себе умную кофеварку, которая автоматически готовит кофе в заранее установленное время. Или умный кондиционер, который активируется при повышении температуры в помещении.

В сценарий можно включать разнообразные устройства, и его активация возможна простым нажатием кнопки на дисплее.

Функции умного дома от Sinuz

Рассмотрим наиболее актуальные и эффективные возможности данной системы.

Вот как ваш «умный дом» может облегчить жизнь:

1. Дистанционное управление всеми системами и устройствами в вашем доме. Если вы находитесь вдали от дома, например, в командировке или на отдыхе, у вас есть возможность отключить отопление и вновь включить его при возвращении. Более того, вы можете обеспечить проветривание помещений или автоматически поливать растения.

2. Проверка систем безопасности.

• Система умного дома управляет сигнализацией, видеонаблюдением, датчиками движения, автоматическим открыванием дверей и окон, датчиками нарушения целостности окон и электронными замками. В случае несанкционированного доступа в ваше жилье, система автоматически вызовет охрану и полицию, а также отправит вам уведомление. Вы можете настроить ее для идентификации людей как внутри, так и снаружи дома, а доступ к вашему жилищу может осуществляться с помощью отпечатков пальцев или пин-кода. Функция имитации присутствия позволяет вам управлять жалюзи, включая и выключая их, а также регулировать освещение и музыкальное сопровождение в любое время.
• Камеры видеонаблюдения также предоставляют возможность наблюдать за событиями внутри вашего дома в режиме реального времени. Это особенно полезно, если вы ухаживаете за пожилыми членами семьи, ребенком с няней или следите за домашними питомцами.
• Защита от протечек, пожаров и утечек газа. Благодаря использованию датчиков для обнаружения воды, дыма и газа, система может эффективно выявлять опасные ситуации, отключая водоснабжение, отключая электричество, прекращая подачу газа и отправляя уведомление владельцу дома.

Антон настраивает управление дверным звонком:

Он установил умную кнопку у входной двери и реализовал простую автоматизацию для «дверного звонка» через мобильное приложение. Теперь эта кнопка функционирует как традиционный звонок. Однако вы можете назначить ей любое действие, даже сложное: воспроизводить мелодию звонка, включать и выключать освещение.

3. Управление системами освещения. С помощью интеллектуальных светильников можно задавать различные уровни яркости, включать освещение при обнаружении движения или входе человека в помещение, а также отключать свет на ночь. Вы можете изменять интенсивность света, придавая ему более холодный или теплый оттенок, подсвечивать лестницу или рабочую зону на кухне, а также фасад дома. Жалюзи или ставни могут автоматически открываться и закрываться в зависимости от уровня солнечного света или времени суток.

Антон настроил на кухне интеллектуальное освещение:

Он установил три умные лампочки в светильник над кухонным столом и назвал их в приложении «Кухонный свет». Лампочки объединены в группу и управляются голосом как единое целое. Яркость может быть настроена: она может стать теплее, холоднее, светлее или темнее и т.д.

Группа светильников с «умными» лампами

Какова цена на автоматизацию жилого пространства

Системы «умного дома» можно сравнить со строительным набором — их можно собрать, начиная с базового уровня с минимальным количеством функций, например, одной или несколькими, потратив при этом не более 10 000 рублей. Также существует возможность установки полной системы «под ключ», которая позволяет автоматизировать все процессы в доме; в этом случае стоимость может достигать 1,5-2 миллионов рублей.

Цены на готовые решения для автоматизации тоже разнообразны и колеблются от 5 000 до 500 000 рублей, в зависимости от предлагаемой функциональности. В бюджетных комплектах может быть предусмотрено от одного до пяти датчиков, тогда как более дорогие решения могут включать десятки сенсоров. Дополнительные устройства, такие как датчики, розетки и другие компоненты, которые не входят в основной комплект, могут быть приобретены отдельно.

Некоторые компании предлагают доступные решения для небольших квартир, стоимость установки которых начинается от 59 000 рублей.

Конечная стоимость зависит от размера квартиры или дома, а также от возможностей системы умного дома. В среднем цена составляет около 5 000 рублей за квадратный метр. Система «под ключ» начинает приносить выгоду через значительный период времени, обычно от 5 до 8 лет, благодаря экономии на электроэнергии и снижению затрат на отопление. Если ваша система включает функции мониторинга аварий (как утечки или пожар) или охранную сигнализацию, то она может полностью окупиться после единственного инцидента.

На российском рынке представлено множество товаров от различных производителей, которые предлагают как отдельные компоненты систем, так и готовые решения. К числу наиболее известных брендов относятся Xiaomi, Яндекс, Google, Elari, Samsung и другие. Среди популярных платформ – Google Home, Apple HomeKit, Xiaomi, Samsung Smart Things и т.д.

Антон делится опытом выбора производителя:

Я выбрал продукцию Xiaomi, поскольку компания располагает собственной инфраструктурой и предлагает широкий ассортимент доступных датчиков, которые «совместимы» с Яндекс Алисой. Хотя у Элари тоже имеется своя инфраструктура, выбор датчиков там значительно более ограничен. Используя приложение Mi Home от Xiaomi, которое доступно как на Android, так и на iOS, я смог интегрировать свою систему с Яндексом, позволяя управлять умным домом на русском языке.

Однако у устройств Xiaomi есть одна особенность: каждое основное устройство настроено на определённый регион. Если это Китай, то датчики будут работать только в пределах китайского региона. При установке региона Европа будет необходимо использовать европейские датчики. К тому же, устройства могут иметь вилки, предназначенные для питания в Китае, что подразумевает использование переходника. Тем не менее, это небольшая плата за наличие широкого выбора датчиков.

Иногда при запуске сценариев может возникать задержка до трёх секунд, поскольку система настроена на китайский регион, из-за чего сигналы проходят через серверы, расположенные в Китае.

Прежде чем приобретать и устанавливать устройства, уточните, могут ли они интегрироваться с Apple Home или Samsung SmartThings, если это для вас имеет значение. К примеру, многие устройства Xiaomi поддерживают подключение к Apple HomeKit и могут управляться через экосистему Apple, а не через Mi Home.

Примеры цен (актуальны на момент публикации статьи):

• Контроллер в среднем стоит 1 000 рублей, в зависимости от количества устройств, которые вы планируете подключить.
• Умный пульт дистанционного управления приблизительно оценивается в 850 рублей.
• Умная колонка Яндекс.Станция Мини — в среднем 4000 рублей.
• Детектор движения стоит около 900 рублей, устройство для измерения температуры и влажности — примерно 990 рублей, сенсор открытия окон и дверей — около 1100 рублей, устройства для обнаружения пожара и утечек воды — около 950 рублей, детектор дыма — около 1490 рублей.
• Умная розетка обойдется вам в среднем в 1 200 рублей.
• Умная лампочка — около 950 рублей.
• Умный выключатель — примерно 1400 рублей.
• Умные приборы и устройства: Видеокамера — приблизительно 2950 рублей, Чайник — около 2400 рублей, Робот-пылесос — в среднем 14 000 рублей, Кондиционер — примерно 20 000 рублей.
• Комплект «Умный дом» — в среднем 2760 рублей. В комплект входят блок управления, выключатель, датчики движения и открытия, а также пульт дистанционного управления.

Как настроить систему умного дома

Существует два основных подхода к установке системы умного дома:

1. Обратитесь в специализированную компанию для реализации проекта «умного дома» под ключ. Хотя стоимость такого решения может быть наивысшей, вы значительно сэкономите время — не придется тратить месяцы на поиск необходимых устройств и сборку системы самостоятельно. К тому же, вам не потребуются никаких специальных навыков, так как все этапы установки будут выполнены квалифицированными специалистами.

 

2. Создайте систему своими руками:

 

Приобретите готовый набор для старта или комплект, рассчитанный на специфические нужды, и осуществите его установку. Например, вы можете начать с систем освещения или водоотведения, а затем поэтапно добавлять новые функции. Для установки данной системы не требуется каких-либо специальных знаний или опыта. Однако если количество датчиков и устройств окажется значительным, возможна необходимость обращения за помощью к профессионалам.

Это отличный способ протестировать современные технологии. Не затрачивая значительные средства, вы сможете определить, нужна ли вам такая система в дальнейшем.

Соберите комплексное решение поэтапно. Имеет смысл начать с устройств, которые легко использовать, избегая при этом покупки оборудования с серьезными требованиями к настройке и установке.

Для разработки сложной системы с автоматизированными сценариями могут понадобиться углубленные знания в таких областях, как электроника, выбор необходимого оборудования, принципы функционирования систем домашней автоматизации и навыки программирования для создания управляющего интерфейса.

На текущий момент мне не понадобились какие-либо специализированные знания, кроме простого входа в приложение Yandex и предоставления Mi Home разрешений на доступ к датчикам. Однако в будущем я хотел бы связать температуру на кухне с активацией подогрева пола, для чего нашел специальную программу. На данном этапе потребуются навыки программирования, чтобы корректно всё настроить.

Системы умного дома могут функционировать как проводные, так и беспроводные. Проводные решения отличаются высокой скоростью отклика, надежностью и долгим сроком службы. В то же время, существуют и беспроводные системы, которые работают через Wi-Fi. Такие варианты проще и быстрее в установке, но их стабильность может быть ниже по сравнению с проводными системами. Антон предпочитает использовать беспроводную связь:

Разнообразие умных домов

Для тех, кто стремится создать автоматизированный дом на самом высоком уровне, по-прежнему доступны дорогостоящие профессиональные системы, установку которых должен выполнять специалист. Тем не менее, такие системы обладают рядом уникальных функций:

1. Большинство устройств имеют проводное подключение, что требует предварительного выполнения электропроводки для их подключения и интеграции друг с другом.
2. Умные устройства способны взаимодействовать только с приборами одного производителя и одной серии, что ограничивает возможность смешивания разных брендов.
3. Интеграция в объединенную сеть зачастую предполагает использование специализированного программного обеспечения, которое может быть приобретено отдельно.

Однако подобная система не подходит всем пользователям. В связи с этим набирают популярность комплекты с несколько иными конфигурациями:

1. Элементы системы соединены без проводов. Некоторые устройства требуют подключения к сети 220 В (обычной электросети), что позволяет установить их на финальных этапах ремонта с минимальным вмешательством.
2. Программное обеспечение разработано с учетом максимальной гибкости и может быть скачано из открытых репозиториев или соответствующих магазинов (App Store, Google Play) и распространяться совершенно бесплатно.
3. Интуитивно понятный и легкий в использовании интерфейс делает настройку умного дома простой и доступной для пользователей любого уровня подготовки.

Составляющие системы Умный дом

Как и во многих технологических системах, умный дом включает в себя большое количество групп компонентов, каждый из которых выполняет свою уникальную роль:

Контроллер, известный также как узел или шлюз, представляет собой устройство, выполняющее функции «мозгового центра» системы.

В его составе находятся электронные компоненты, которые обеспечивают возможность программирования контроллера для получения сигналов, их обработки и контроля различных компонентов «умного дома» через проводное соединение или беспроводные технологии.

В отличие от большинства других приборов в экосистеме «умного дома», шлюз неизменно подключен к источнику питания на 220 В. Многие компании-разработчики даже интегрируют сетевую вилку непосредственно в корпус, что позволяет надежно фиксировать устройство в розетке.

Датчики, которые также могут быть известны как сенсоры, предназначены для сбора данных о состоянии окружающей среды в помещениях, где они установлены.

Эти устройства собирают сведения о температурных показателях и уровне влажности, факте присутствия людей в комнатах, открытии или закрытии дверей и окон, утечках воды, уровне освещенности и многом другом.

Существует большое количество датчиков, которые можно сделать автономными, используя их низкое потребление энергии. В таких случаях они комплектуются одноразовой или литиевой батареей, срок службы которой составляет от одного до двух лет.

Актуаторы, или приводные устройства, представляют собой специализированные модули, предназначенные для приема сигналов от управляющего контроллера.

После получения сигнала они осуществляют разнообразные действия, такие как включение освещения, управление подачей электроэнергии к приборам, автоматическое открытие и закрытие штор, отключение водоснабжения и многое другое.

Полное автоматизированное исполнение сценария для «умного дома» чаще всего выглядит следующим образом:

Датчик отправляет сигнал на систему управления, которая обрабатывает полученные сведения согласно установленной программе. Затем система управления выдаёт команду исполнительным механизмам, которые, в свою очередь, реализуют данную команду и выполняют необходимые действия.

Контрольные устройства. Они предназначены для информирования владельца жилья о состоянии системы, а также могут управлять исполнительными механизмами. В современных системах «умного дома» управление всё чаще целиком осуществляется с помощью смартфона с подходящим программным обеспечением.

Это гораздо более удобно по сравнению со стационарной клавиатурой или пультом дистанционного управления. Сегодня практически у каждого есть смартфон, который позволяет получать информацию от датчиков и управлять исполнительными механизмами из любой точки мира.

Виды устройств «умного дома»

Современные системы «умного дома» обладают разнообразием устройств, которые обеспечивают концепции необходимый уровень функциональности.

Регистрационная аппаратура

Это устройства, которые позволяют системе получать данные о происходящих событиях в доме. Чем больше разнообразных датчиков установлено, тем полнее картина и шире возможности управления различными параметрами и оборудованием в помещениях.

В то же время, если требуется только определенная функция, можно приобрести лишь один вид датчика, избегая лишних расходов на полный комплект.

Датчик движения. Чаще всего это инфракрасный датчик, однако есть и другие разновидности. Датчик движения помогает определить, кто именно находится в комнате.

Эта информация важна как для собственника, который может дистанционно следить за тем, не появился ли посторонний, так и для автоматического включения освещения и регулировки обстановки в помещении.

Датчик температуры — это устройство, которое обеспечивает «умный дом» данными о критически важных значениях, установленных пользователем.

Когда температура падает, автоматически активируется система подогрева пола, а при ее повышении начинает работать кондиционер.

Датчик влажности. Для тех, кто сталкивается с проблемами из-за сухого воздуха, это устройство становится настоящей находкой.

Xiaomi, к примеру, выпускает увлажнители воздуха, которыми можно управлять с помощью команды по Wi-Fi. Этот сигнал может поступать от блока управления, который распознает его благодаря датчику влажности.

Датчик освещенности. Это устройство представляет собой одно из наиболее простых, но в то же время весьма полезных компонентов системы умного дома.

Встроенный фотодетектор измеряет уровень света, который проникает в помещение, и использует заранее заданные сценарии для управления искусственным освещением: Общая яркость, Точечное освещение, Общее освещение.

Датчик для обнаружения открытия двери представляет собой устройство, состоящее из двух элементов: один из них монтируется на саму дверь, а другой — на дверную коробку или оконный проем.

Эта система занимает важное место в концепции «умного дома», обеспечивая безопасность. С помощью данного устройства вы можете настроить на своем смартфоне сирену и сигнал тревоги при выходе из дома.

Датчик утечек воды. Неприятная ситуация, такая как поврежденный шланг стиральной машины или протечка сифона, может обернуться серьезными финансовыми потерями, если в результате этого ваш сосед пострадает от затопления и будет вынужден делать дорогостоящий ремонт.

Датчик утечки не только активирует сигнальную систему и отправляет уведомления на ваш смартфон, но также может автоматически отключать водоснабжение.

Умный дом — это общее название для системы устройств, которые автоматизируют повседневные задачи. Основная цель умного дома — обеспечить удобство и безопасность для его жителей. Например, система умного дома способна:

Безопасность

Безопасность всегда была важным аспектом жизни людей. Даже в древности власти пытались справиться с кражами, вводя всё более суровые меры наказания для преступников. Однако кража — это не единственная проблема, так как она затрагивает более широкие вопросы. Аспекты безопасности охватывают такие области, как защиту от пожаров, предотвращение повреждений электропроводки и водопровода и многое другое.

Система «умный дом» обеспечивает защиту во всех этих направлениях:

• Датчики утечек воды и газа — одна из важных функций системы «умный дом». Они быстро реагируют на любые изменения и помогают избежать негативных последствий неисправностей. В случае обнаружения утечки устройство незамедлительно отключает подачу воды или газа в помещении.
• Пожарные сигнализаторы. В современном ассортименте имеется множество устройств, предназначенных для контроля пожарной безопасности. При выявлении дыма они могут активировать автоматические огнетушители и даже оповестить службу спасения!
• Датчики движения, способные фиксировать передвижение в заданной зоне и запускать тревожный сигнал.
• Видеокамеры, которые позволяют владельцу «умного дома» оставаться в курсе событий как в помещениях, так и на улице. Это особенно актуально для семей с маленькими детьми.

(Теперь дом может самостоятельно заботиться о своей безопасности).

Элементы умного дома

Большинство умных домов имеют модульную конструкцию, то есть состоят из блоков с разными функциями, которые соединены в единую сеть, позволяющую всем компонентам системы работать согласованно.

• Ключевым элементом «умного дома» является его контроллер. Контроллер выполняет роль сервера для умного дома, он объединяет все устройства в комплексную систему и обеспечивает их взаимодействие друг с другом.
• Системы расширения связи, такие как маршрутизаторы, коммутаторы и прочее, также играют важную роль.
• Электрические переключатели применяются для активации или деактивации конкретного механизма или устройства.
• Датчики, зонды и различные измерительные приборы.
• Устройства, позволяющие осуществлять прямое управление системой в целом или ее отдельными компонентами.
• Технологии, такие как камеры, системы освещения и подобное.

(За координацию всех задач в системе «умный дом» отвечает контроллер).

Проблемы умных домов

Как и всё в нашем мире, технологии умных домов не лишены недостатков. В данном случае мы выделим несколько распространенных проблем, с которыми могут столкнуться пользователи:

• Частые сбои. Стоит помнить, что любое устройство может выйти из строя. Поскольку в умных домах используется множество гаджетов, вероятность поломок значительно увеличивается. Ремонт или замена каждого датчика может обойтись владельцу довольно дорого, поэтому за комфорт приходится расплачиваться.
• Энергетические затраты. Все умные устройства, подключенные к электросети, в сумме потребляют довольно много энергии, что может существенно ударить по бюджету хозяев.
• Уязвимость к хакерским атакам. Системы управления «умным» домом имеют свои слабости, что делает их объектом для потенциальных хакеров. Однако важно задать себе вопрос: действительно ли кто-то будет стремиться навредить вам? Для обычного человека существуют гораздо более простые способы нарушения безопасности, но любой из них представляет определенный риск.
• Человеческий фактор. Люди, не обладающие достаточными знаниями в области технологий, могут столкнуться с трудностями при использовании систем «умного дома». Этот аспект следует учитывать, особенно если в вашей семье есть такие люди.

На изображении ниже представлен концентратор от российской компании Life Control. Это устройство, размером с чашку кофе, подключается к Интернету и служит центральной точкой для всех остальных устройств, находящихся в системе.

Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave

В настоящее время среди устройств «умного дома» наиболее распространены технологии Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee и Z-Wave. Каждая из этих технологий обладает своими достоинствами и недостатками, и их сочетание позволяет компенсировать недостатки отдельных решений. Тем не менее, для выполнения различных задач и на разных типах интеллектуальных устройств применяются разные технологии.

К примеру, такие бытовые приборы, как телевизоры, холодильники и кофеварки, чаще всего используют Wi-Fi или Bluetooth, которые также доступны на современных мобильных телефонах. Это объясняется тем, что данные устройства могут функционировать и без интеграции в систему «умный дом». Для автоматизации освещения и систем климат-контроля оптимально подойдут специализированные модули ZigBee или Z-Wave, так как они созданы именно для интеграции с существующими системами освещения и кондиционирования воздуха. Однако для их полноценной работы необходим специальный концентратор.

Wi-Fi является необходимым для работы IP-камер, телевизоров, мультимедийных плееров и других видеопередающих устройств. Конечно, Wi-Fi также находит применение в таких устройствах, как выключатели света, датчики и термостаты, однако отсутствие возможности переадресации сигнала и высокое энергопотребление ограничивают создание сенсоров, которые могли бы функционировать в течение многих лет без замены батарей. Каждый производитель разрабатывает собственное приложение для своих Wi-Fi устройств, будь то умная лампочка, чайник, холодильник или робот-пылесос, при этом не существует единого стандарта, который позволял бы управлять всеми устройствами через одно приложение. Это усложняет создание по-настоящему комфортного умного дома, полностью основанного на технологии Wi-Fi.

Bluetooth

Актуальная версия Bluetooth Low Energy 4.2 характеризуется низким уровнем энергопотребления, что делает возможным использование компактных беспроводных наушников, акустических систем и различных датчиков, работающих от батареек. В данной области наблюдаются аналогичные проблемы, как и в Wi-Fi: отсутствие единого стандарта управления вынуждает производителей разрабатывать собственные решения, что создает неудобства для пользователей. Mesh-сеть — ключевая технология для умного дома — появилась лишь в версии 5.0, которая пока не получила широкого распространения, но, возможно, будущее умного дома будет связано с Bluetooth LE 5.

ZigBee

Первоначально ZigBee был создан для работы в сенсорных сетях, таких как датчики для электроэнергии, воды, газа и температуры. Сеть может иметь различную топологию, включая ячеистые структуры. Это позволяет каждому датчику взаимодействовать с другими датчиками и осуществлять передачу данных через них, используя функцию ретрансляции, что значительно усиливает надежность передачи информации. В 2007 году был утвержден стандарт управления, предназначенный для «умного дома», который получил название Home Automation Profile. ZigBee применяется для управления практически всеми устройствами домашней автоматизации: реле, диммерами, лампочками, термостатами, замками и датчиками. Однако такие бытовые приборы, как холодильники и телевизоры, пока не поддерживают ZigBee. По сравнению с другими протоколами умного дома, устройства на базе ZigBee предлагают наиболее привлекательные цены. Тем не менее, отсутствие полной совместимости между устройствами и центральными узлами различных производителей препятствует созданию полностью интегрированной системы умного дома исключительно на основе ZigBee.

Z-Wave

Беспроводной протокол, который был разработан специально для систем домашней автоматизации с 2001 года. Основное его преимущество заключается в полной совместимости устройств различных брендов. К примеру, датчик движения от Fibaro может управлять диммером Qubino, причем вся система управления строится на контроллере RaZberry от Z-Wave.Me. В настоящий момент доступно более 3000 различных устройств Z-Wave, что покрывает все аспекты «умного дома». Этот протокол является самым популярным для объектов недвижимости площадью от 10 до 500 м². Подобно ZigBee, Z-Wave применяет сетевую топологию с возможностью маршрутизации сигнала и автоматическим выбором оптимального пути. Наибольшим недостатком данной технологии считается высокая цена: в среднем устройство стоит от 60 до 80 евро, что практически в два раза дороже аналогов на ZigBee.

Известные производители

Технология «умного дома» с каждым годом набирает все большую популярность. Количество предлагаемых решений стремительно увеличивается, и сейчас существует широкий выбор устройств, доступных на местном рынке без необходимости их заказа из-за границы. Когда человек приступает к планированию умного дома, часто возникает вопрос о том, какие производители работают в данной области. Какое решение выбрать? Чем одно устройство отличается от другого?

 

Xiaomi

 

Одним из наиболее популярных брендов в сфере «умных» технологий является Xiaomi. Их ассортимент включает практически всю необходимую бытовую технику, интегрированную в систему умного дома, а также специализированные IP-камеры, розетки, светильники, разнообразные датчики (температуры, влажности, уровня CO2) и множество других устройств.

Xiaomi применяет несколько беспроводных технологий для своих устройств, выбирая наилучший вариант для каждого из них. Например, такие устройства, как лампы, розетки и шторы, управляются при помощи ZigBee, а специальный концентрационный узел Xiaomi, поддерживающий этот протокол, является необходимым элементом системы. Телевизоры, пылесосы и IP-камеры можно подключить через Wi-Fi с использованием маршрутизатора, поскольку не каждому пользователю требуется полноценная система «умного дома», к тому же Wi-Fi доступен практически всем.

Датчики температуры, влажности и качества воздуха, а также электронные замки функционируют через Bluetooth. Эти устройства можно подключать напрямую к смартфону для отображения показаний или же интегрировать с концентратором Xiaomi, поддерживающим Bluetooth, таким образом, датчики могут быть использованы в сценариях климат-контроля.

Похоже, что система «умного дома» от Xiaomi представляет собой отличное решение, так как компания предлагает широкий ассортимент качественных устройств и интуитивно понятную настройку автоматизации. Однако стоит отметить, что в концентраторе Xiaomi нет возможности создавать сложные сценарии автоматизации. Управлять устройствами ZigBee можно через мобильное приложение без подключения к интернету (с помощью хаба), тогда как лампы и розетки на базе Wi-Fi функционируют лишь при наличии интернета. Использование дистрибьюторов ZigBee от других производителей может устранить эти ограничения.

Apple

Компания Apple не занимается производством устройств для умного дома, однако она разработала протокол HomeKit, который используется другими производителями для создания совместимых продуктов. Устройства, поддерживающие HomeKit, работают на основе протоколов Bluetooth и Wi-Fi. К таким устройствам относятся замки, термостаты, системы управления освещением, RGBW-светильники, камеры и различные датчики. Также существуют шлюзы, которые преобразуют команды от устройств ZigBee и Z-Wave в формат, понятный HomeKit. Подобные шлюзы доступны у компаний Xiaomi, Ikea, Philips и многих других. Таким образом, Apple значительно расширяет разнообразие устройств умного дома. Однако стоит отметить, что функции автоматизации в системе Apple имеют значительные ограничения и не позволяют реализовать полностью свободные сценарии. С другой стороны, интеграция HomeKit с голосовым помощником Siri считается важным преимуществом. Кроме того, HomeKit не предназначен для пользователей Android по очевидным причинам.

Fibaro

Fibaro является одним из ведущих производителей в области устройств Z-Wave и систем автоматизации для умного дома. Каждое устройство Fibaro оснащено множеством настроек и различных функций, что делает их весьма универсальными. В ассортименте компании можно найти датчики открытия дверей, движения, утечек воды, дыма, реле для микроустройств, диммеры, RGBW-датчики и многое другое. Контроллер домашней автоматизации Home Center 2 отличается интуитивно понятным интерфейсом и предоставляет возможность создания сценариев любой сложности. Благодаря протоколу Z-Wave, обеспечивающему совместимость с устройствами других брендов, Fibaro может эффективно взаимодействовать с любым другим оборудованием на основе этого протокола.

Выбор устройств: личный опыт

Вадим Еремин, руководитель направления гаджетов и инноваций «М.Видео-Эльдорадо» делится своим опытом выбора устройств домашних технологий.

Перед тем как приступить к выбору устройств для «умного дома», необходимо четко определить, какие функции должен выполнять данный комплект. В моем случае основной задачей было обеспечить безопасность и частичную автоматизацию жилого пространства. Вот те устройства, которые я решил использовать:

Первым и самым простым устройством в моей системе стала умная лампочка. Так как потолочные светильники присоединяются напрямую к электросети, достаточно просто установить лампочку в патрон.

Умные лампочки предлагают возможность регулировки яркости, цвета и температуры света. Благодаря использованию светодиодов они обладают высокой энергоэффективностью и сроком службы более 10 лет.

Конечно, можно еще больше усовершенствовать освещение, интегрировав в систему датчик движения.

Интеграция данного датчика в систему «умного дома» позволяет автоматизировать работу увлажнителей, кондиционеров, обогревателей, воздухоочистителей и других устройств для управления климатом.

В каждом этаже нашего дома установлены датчики. Если кто-то попытается войти в мое жилище, я мгновенно получу оповещение на своем смартфоне. Кроме того, очень полезно подключить камеру видеонаблюдения и активировать сигнализацию, чтобы пугая злоумышленников, уведомить соседей о возможной угрозе.

Умный дом обычно подразумевает управление электронными устройствами, и для этого немаловажную роль играют умные розетки. Эти устройства функционируют как адаптеры между стандартной электрической розеткой и подключаемым прибором, не требуя сложной установки.

Диапазон возможностей этих умных устройств весьма широк. К примеру, модели Hommyn PL-20-W, Rubetek RE-3301 и TP-Link HS100 способны управлять электрооборудованием с помощью таймеров, что позволяет оптимизировать расходы на электроэнергию. Кроме того, они предоставляют данные о расходе энергии.

Еще одним полезным вариантом является интеллектуальное реле Rubetek RE-3312, к которому можно подключить различные устройства, начиная от духовых шкафов и заканчивая системами подогрева пола.

Существуют также некоторые встроенные приборы, у которых отсутствуют «умные» розетки. На нашей кухне установлены несколько гаджетов из экосистемы Redmond, работающей на платформе Ready For Sky, включая умный чайник и мультиварку-скороварку. Приготовить кашу, не покидая постели, или вскипятить воду в чайнике, не отрываясь от работы в саду, стало легче простого.

Теперь перейдем к основной теме.