Создание системы умный дом. Умный дом (Самое начало) — ч.1 Учет и обработка данных

Что такое Умный дом?

Стремительное развитие современных технологий за последние годы охватило почти все сферы нашей жизни. Не стала исключением и индустрия строительства частного жилья, где все чаще мы можем услышать такое понятие как "умный дом".

И если раньше это казалось, чем-то из раздела фантастики или показателем "сказочного" богатства и шика, то сейчас такая система становится реально доступной.

Система "умный дом" (Smart House) - это целая сеть, множество приборов и приспособлений, которые взаимодействуют между собой и управляются дистанционно, либо при помощи тайминговых программ.

При эксплуатации и работе этой системы, в вашем доме обеспечивается безопасность и комфорт, а также, что немаловажно в настоящее время, контроль за использованием энергоресурсов и оптимизация их расходов.

Современная система "умный дом", которая с каждым годом становится все доступнее, а также совершенствуется, стала незаменимым помощником хозяину дома. Она позволяет забыть о мелких повседневных делах, оставляя больше времени для приятного общения с семьей.

Технологии и оборудование

"Умное" освещение. Не секрет, что для комфорта и уюта в доме, а также для создания определенного стиля интерьера, большую роль на себя берет именно освещение.

Вся электросеть "умного дома" интегрируется в единую систему управления, что дает огромные возможности эффективно использовать электричество, а также полную автоматизацию процесса.

Например: свет сам включается, как только вы переступили порог своего дома. А когда вы поднимаетесь по лестнице, ваш путь освещают множество мелких лампочек, загорающихся по мере вашего приближения. Таких вариантов может быть тысячи и они строго индивидуальны в каждом доме и каждой семье.

Отопление. Независимо от вида системы, которой вы обогреваете свое жилье (газовое или электрическое), теплый пол , ее также можно объединить в "умную".

Теперь вы сможете не только регулировать температуру в каждом помещении отдельно, но даже сможете делать это дистанционно, отправив соответствующую команду с компьютера или смартфона.

Это позволяет заметно экономить средства, так как при долгом вашем отсутствии возможно уменьшать температуру, и сделать ее комфортной к вашему возвращению домой.

В случае поломки системы или утечки газа, система автоматически блокирует работу и предупреждает вас об этом доступным способом.

Мультирум. В последние годы нас окружает все больше электроприборов разного предназначения и функционала, но все они созданы с единственной целью: облегчить наш быт и сделать его более комфортным. Неужели их можно сделать еще "умнее"?

Оказывается, что с данной системой открываются новые возможности у всех электроприборов в доме.

Горячий кофе и разогретый завтрак будут ожидать вас к моменту, когда прозвенит утренний будильник; как только вы зайдете в дом, включится любимая радиоволна, вы не пропустите телепередачу, которую ждете… И таких вариантов может быть множество.

Обеспечение безопасности в доме. Для любого дома существует несколько угроз, которые можно предотвратить надежной защитой.

Умный дом следит за безопасностью не только защищая дом от преступников, но также от стихийных бедствий и форс-мажорных обстоятельств внутри помещений: видеонаблюдение как снаружи, так и в самом помещении, датчики движения, противопожарная сигнализация, датчики дыма, воды, газа и т.д.

Причем при надобности, система сама примет меры по ликвидации опасности или вызовет соответствующие службы.

Зимний вечер… Вы приходите домой, а мультиварка уже готовит ужин, система отопления довела температуру до комфортного уровня, а вора, решившего обогатиться за ваш счет, уже поймали.

Вы даже можете одним нажатием клавиши опустить шторы, включить телевизор и просмотреть, как все это было.

Именно так работает «умный дом», обеспечивая безопасность и уют и позволяя управление с любой точки земного шара.

Умный дом состоит сразу из нескольких систем, взаимодействующих между собой. Каждый элемент соединен с остальными в одну программу управления, благодаря чему достигается определенный синкретизм.

Так, кондиционирование не включится во время отопления, а вентиляция прекратит работу при наличии возгораний.

При всей гармоничности, интеллектуальная система — это сборный комплект, в котором есть:

Основные способы передачи сигналов

«Умный дом» — под ключ и поэлементно

Интеллектуальное управление и автоматизацию можно заказывать «под ключ». Будущий владелец умного дома выбирает производителя оборудования, программное обеспечение и дизайн, оплачивает проект согласно смете и пользуется готовым решением.

Второй вариант — заказывать оборудование, монтаж системы и установку ПО у разных подрядчиков.

Финансовая выгода от такого сценария спорна.

Можно также самостоятельно купить и монтировать отдельные реле и датчики, отказавшись от автоматизации некоторых процессов (например, мультимедиа, освещения или водоснабжения).

Хотя в таком случае намного дешевле будет заказать под ключ бюджетный или оптимальный пакет — это позволит избежать ситуации, когда одних элементов не хватает, другие в избытке, а часть приборов вообще не интегрируется с остальными.

Программы для связи и управления «затачиваются» специально на работу с определенными приборами и поставляются самим производителем оборудования.

На любой кошелек: разновидности «умных домов»

Смета на «умный дом»: возможна ли экономия?

Итоговая стоимость проекта зависит от комплекса модулей, количества и качества выбранного оборудования, наличие ранее приобретенных мультимедийных приборов, особенности проводки и инженерных систем в доме.

На цену влияет площадь здания, количество жилых и подсобных помещений, квадратура санузлов, число окон.

Также имеет значение желаемое количество функций, производитель оборудования, модификации приборов, специфика работ по заданному проекту. Поэтому верхний порог цен неограничен.

Некоторые элементы являются обязательными (как система пожаротушения и охраны), от других можно отказаться без потери комфорта и качества системы.

Многое зависит от индивидуальных потребностей. Можно организовать опускание и поднимание штор, дистанционное включение и выключение света, автоматическое включение музыки и пр.

Если их присутствие не принципиально, то исключая их из проекта, экономится от 20−80 тысяч руб. Принцип применим к любой подсистеме умного дома, т. е. цена прямо определяется личными предпочтениями. Работы по установке стоят примерно 10−20% от цены оборудования.

Элементы системы	Цена по Москве (в рублях)	Цена по регионам
Установка системы «Умный дом» под ключ	от 1 086 000	От 294 314 (Smart-Bus HDL); 736 569 (Creston)
Автоматизация систем безопасности	От 65 400	От 27 900
Автоматизация систем освещения	От 785 715	От 778 000
Автоматизация электроснабжения	От 60 000	От 60 000
Установка развлекательных систем	От 140 000 на дом в 100 кв.м. (около 4000 /зона)	От 30 000
Автоматизация климатических систем	От 167 196- 211 200 (на 100 кв.м.)	От 140 000
Установка центрального блока управления	От 6000 / шт.	От 5000/шт.
Автоматизация канализации	От 2900 /точка	От 60 000 за проект
Автоматизация водоснабжения	Около 4200 /точка	От 30−40 тыс. за проект

Производители и технические параметры

С названными брендами конкурируют Clipsal (Австралия), Extron (США), Gira, Merten, JUNG и Hager.

Особого внимания заслуживает производитель ELKO (Чехия), предлагающий высококачественные, но при этом доступные по цене реле, регуляторы, и приемники.

В ассортименте ELKO есть как отдельные модульные устройства, так и комплексные системы автоматизации.

Что в итоге?

Умный дом обеспечивает комфортное проживание и экономное потребление ресурсов. За счет энергосбережения через несколько лет стоимость оборудования окупится, а если появится что-то новое, его легко добавить в существующую систему.

Конечно, можно все делать самостоятельно: включать и выключать каждую лампочку, регулировать температуру на термостате системы отопления, закрывать шторы и открывать ворота.

Можно самому затушить возгорание и даже поручить домашнему псу охрану своего имущества. Но стоит ли?

Тема «Умный дом» уже у всех на слуху. Про неё говорят, в неё вкладывают, её развивают… По этой теме к таким гигантам как Siemens , General Electric и др. присоединились, казалось бы, не совсем профильные компании, такие как Microsoft , Google , Apple .

Единого стандарта по теме нет, равно как нет инструкции, мол, «делай так и вот так», поэтому теоретически построить свой умный дом может каждый и именно так, как ему захочется и потому эту тему я не смог пропустить и активно к ней подключился. Не скажу, что с умными домами я собаку съел… нет, скорее так, понадкусывал, но тем не менее, на основе свое опыта и своих наблюдений попробую выложить развёрнутый… ммм… How-To? Нет, не потянет. Обзор? Тоже не то… Скорее это будет напутствие или некий набор советов.

Театр начинается с вешалки, а я начну с того, что сразу расставлю все точки над «И», чтобы у читателей не возникало в процессе чтения необоснованного негатива или просто какого-то недопонимания.

Самое главное - это то, что статья рассчитана на людей, которые толком ещё не поняли, нужен ли им вообще этот самый «Умный дом» и нужно ли влезать в эту тему?

Теперь термин.
Будем честны, «Умный дом» - это не только такая система с искусственным интеллектом, которая разговаривает с Вами по утрам в ванной (пока вы бреетесь) и готовит Вам ужин пока вы едете домой. Не нужно путать систему с женой.

Умный дом - это любая система автоматизации/автоматики (или комплекс систем автоматизации/автоматики), которая хоть как-то, хоть на мельчайшую долю, но облегчает Ваш быт. Не важно что это: автоматическое выключение света в туалете после выхода оттуда человека и закрытия двери, или система, которая сама поливает домашние цветы, кормит любимую кошку и перекрывает протекающую трубу водоснабжения, если вы задержались на работе допоздна. Если в Вашем доме что-то срабатывает на основе какого-то алгоритма, значит это уже можно назвать системой «Умный дом», только с ограниченным функционалом.

Так же «Умный дом» - это не только особняк, напичканный электроникой, но и квартира, в которой работает Ваша система автоматизации и/или управления, т.е. «Умная квартира» - это тоже «Умный дом» и дальше по тексту мы будем пользоваться именно этим термином.

Вообще излишнее занудство человеку ни к чему, а вдаваться в полемику по вопросу насколько умным оказался «Умный дом», который сделал студент Коля - я считаю, неуважение труда того самого Коли. Он это сделал? Оно работает и чем-то управляет? Великолепно, молодец! Пусть дальше растёт над собой.

Возвращаемся к теме.

Мы хотим построить наш «Умный дом», с чего начать? С покупки, строительства? Нет, в этом деле, как и во всех инженерных задачах, начинать нужно с бумаги, а точнее - с проекта. Будет ли это жеванная бумажка с понятными только Вам схемами и чертежами или это будет что-то нарисованное в *CAD… главное, чтобы было понятно хотя бы Вам что же там изображено.

Не бойтесь описывать «далёкие планы», записывайте и продумывайте всё, даже то, что сможете сделать в очень далёкой перспективе. Лучше всё продумать сейчас ибо потом будет уже поздно. Это опыт оплаченный кровью многих инженеров, наступивших на многочисленные грабли.

На что следует обратить внимание?

1. Пользователи

Подумайте, как с вводимой вами системой будут обращаться пользователи, т.е. жильцы Вашего дома или члены Вашей семьи. Смогут ли этим пользоваться не подкованные в техническом плане люди (старики, дети или жена - не важно кто именно). Сценарий типа: «Дорогая, свет в туалете сейчас включиться, сейчас я только прошивку в Ардуину долью.» не подходит. Представьте, что Вы сдаёте свою систему богатому «быдловатому» бандиту, который видя Ваши выключатели со светодиодной подсветкой скажет Вам: "Эта… слыш, а чо эта за хрень? Куда тут чо жать? ". То, что очевидно Вам может быть абсолютно не понятно остальным.

2. Технология

Проводная или беспроводная. Если проводная, значит нужно строить планы прокладки всех необходимых кабелей (и лучше с большим запасом). Где штробить стены, где размещать розетки и элементы автоматизации - всё должно быть на схеме. Если система беспроводная, то продумайте где будут стоять передатчики/приёмники, где будут размещены повторители сигналов.
Сейчас Вы это помните, через месяц, когда информации будет очень много, в голове будет каша и что-то будет забываться.

3. Исполнитель

Кто будет всё это делать? Вы сами или нанятая специализирующаяся по теме фирма? Самостоятельно будет дешевле, но потребуется от Вас глубокого погружения в вопрос. Мы всё же будем полагаться на самостоятельное развёртывание, ведь категория статьи «Сделай сам», не так ли?

4. Автономность

Продумывая функционал и возможности умного дома всегда рассчитывайте на то, что в доме не будет Интернета. Конечно, многие умные дядьки возразят мне, мол, нужно продумывать возможность сопряжения с чем-то во внешнем мире… продумывайте, закладывайте, ни кто не спорит, но Ваш умный дом должен работать исправно в режиме полной автономности/изоляции. Человеку, живущему в мегаполисе, возможно будет трудно понять, как так, чтоб совсем не было Интернета… GPRS, ADSL, хоть что-то же должно быть резервное? Нет, нет и ещё раз нет! Ничего может и не быть, но работать должно всё .

Вот пример:
Вы соорудили забавную систему: говорите «Нафаня, включи мультиварку/свет в туалете» и система выключает мультиварку или свет в туалете, попутно произнося «Включаю». Но вдруг из-за злобных хакеров Аль-Каеды сеть Вашего провайдера отвались, а за ней посыпалась и сеть Вашего мобильного оператора «Рупор», который обеспечивает Вас резервным LTE каналом. Естественно Google TTS, в основе которого и лежала Ваша система голосового управления, отвалился и умный дом в мгновение ока превратился в немого тупицу, который не может ничего включить. Сделайте возможность ручного управления, а ещё лучше, сделайте систему так, чтобы она могла, например, зачитывать вслух погоду без голосового сервиса Google. Сложно, но можно. Никто не говорил, что развернуть «Умный дом» - это как MS Office установить.

Второй пример:
Вы сделали управление умным домом через приложение на Android, но после описанной выше злобной атаки хакеров ваш смартфон не смог обратиться на облачный сервис и дать команду умному дому выключить забытый утюг. Напишите своё приложение, которое сможет работать удалённо через 2G-сеть мобильного оператора или по Wi-Fi, если вы находитесь в зоне покрытия Вашей домашней точки доступа.

5. Следующий момент, который нужно помнить при проектировании, вытекает из предыдущего: «Ядро» Вашей системы автоматизации.

В Вашем доме может быть роутер (ADSL, LTE или ещё какой), свитч или ещё какое-то сетевое коммутирующее устройство, но умным домом должно управлять «ядро» - отдельное и самостоятельное устройство. Ни в коем случае не объединяйте управление сетевым трафиком и управлением домом в одной железке. Сейчас много роутеров, на которые можно установить прошивки с миниатюрной копией Linux, а многие знакомящиеся с этой темой люди пытаются на такие роутеры навешать всё что в голову приходит. Лично я люблю такие роутеры, в которых можно подстроить более точно всё то, что мне нужно, но я не считаю верным установку средств управления на устройство, изначально не рассчитанное на это.
Ваш дом может остаться полностью без сети, но должна работать домашняя автоматизация или наоборот, домашняя автоматизация может «вылететь», но это не должно утянуть на дно и работу ЛВС (локальной сети).

6. Размещение ядра

Под всю эту котовасию с роутером, свитчем, ядром системы управления, системам резервного питания и т.п. нужно выделить отдельное место: шкаф, чулан, закрытая ниша/антресоль. Что угодно, где есть вентиляция (оборудование будет греться и нужно подумать об охлаждении) и где это не будет мешаться/попадать на глаза. Ваша система не должна портить общего вида жилья и вносить негативных изменений в домашний уют.

Если у Вас есть подвал, то лучше Ваш «центр управления полётами» развернуть там.

7. Расходы

Возможно это нужно было вставить где-то ближе к началу, но если предыдущие пункты до конца не проработаны, то до расходов дело может и не дойти.
Самое главное что нужно знать, это то, что «Умный дом» - чертовски дорогая затея. Вы можете делать что-то самостоятельно (травить платы, программировать микроконтроллеры), но это только уменьшит Ваши расходы, а не исключит их совсем.
Следующее по важности, что в этом пункте нужно учесть - дубликация. Закупку всякого оборудования и исполнителей закладывайте в двойном размере и всегда округляйте в бОльшую сторону. В Вашем доме на каждого исполнителя (выключатели, датчики и т.п.) должен лежать в загашнике дублёр (если, конечно, обслуживанием Вашего дома не занимается сторонняя организация). Не рассчитывайте на то, что если что-то сломается, то Вы поедете в магазин и купите.

Пример:
Скакнуло напряжение. Защита хоть и сработала, но часть встроенных выключателей света сгорело, я Вы вчера заболели и лежите дома с температурой 39,2 градуса. Допустим, что Вы мужчина мужественный (вот ведь каламбур получился), и, наплевав на своё здоровье, решили подняться с постели и заменить все выключатели самостоятельно, но… чем? Дублёром.

Решили перед входом разместить камеру? Закупайте две. Прикинули, что по дому Вам нужно 12 «умных» выключателей? Закупайте 24. Думаете не бывает так, что вылетят сразу все 12? Бывает, к сожалению и самое первое, что у Вас должно быть продублировано - ядро системы.

Итог

Я описал ничтожно малую часть начала такого большого и интересного для большинства «технарей» проекта, как «Умный дом». Эта тема затрагивает почти все сферы в IT: сети, программирование, администрирование, автоматизация, электрика и электроника… и от этого она является темой сложной, требующей особого подхода. Это видно из того, что я написал выше, ну а если не видно, значит писатель во мне так и не созрел.

Запихать весь текст в одну статью никак не получится, я и так достаточно насокращал, потому будет, как минимум, ещё одна часть материала, которая, в принципе, будет содержать в себе советы/рекомендации по выбору программной и аппаратной части. Звучит немного странно, мол, такое разнообразие технологий, какие тут могут быть советы? Тем не менее, советы и рекомендации есть даже в такой ситуации.

Спасибо всем за внимание, и тем, кто дочитал все это до конца.

Поставщик энергии компания Npower решила запустить новое смарт-решение для дома, с помощью которого можно держать всю «умную» технику в доме под контролем при помощи всего лишь одной программы.

Для достижения поставленных целей, компания уже объединилась с такими крупными производителями M2M-оборудования, как D-link, Nest Labs и Yale. Участие в проекте известных брендов позволяет прогнозировать успех Npower в достижении своей цели – предложение каждому английскому домовладельцу возможности комфортно управлять всеми своими смарт-устройствами.

Сегодня система находится на стадии тестирования в Уэст-Мидлендсе. Эксперимент продлится около шести месяцев. Предположительно, продукт поступит в свободную продажу в скором времени после завершения тестирования.

Учитывая то, какие компании стали главными партнёрами Npower в процессе создания этой системы, можно выделить базовые аспекты, которым производитель уделяет первостепенное внимание – это безопасность и энергоэффективность.

Безопасность будет обеспечена базовым местом в сети хаба D-Link, а эффективность будет достигнута за счет совместимость сети с 3-им поколением , который позволяет экономить на энергоносителях без ущерба для удобства, а также смарт-замками Keyfree и Keyless от Yale, с помощью которых можно следить за всеми открытиями входной двери и отпирать её из любой точки мира.

Как рассказал директор по инновациям Npower Нейла Пеннингтона, дом, подключённый к Интернету вещей — сегодня как никогда близкая цель. Когда данная система пройдёт все доработки, изменится сам подход пользователей к использованию энергии в доме и ее экономии.

Известно, что разные способы сделать свой дом высокотехнологичным набирают популярность по всей Великобритании весьма стремительными темпами. В первую очередь, это связано с тем, что англичане стали более осведомлёнными в плане преимуществ, которые они могут получить.

Например, в результате проведённых недавно исследований, на данный момент, около 91% населения Великобритании знают о том, что такое . Примерно 65% знают, какие преимущества несет с собой «интеллектуализация» дома, и 47% считают, что смарт-технологии могут повлиять на их стиль жизни гораздо больше, чем носимая техника.

Базируясь на таких статистических данных, большое количество экспертов делают весьма впечатляющие прогнозы, касающиеся будущего смарт-техники.

Аналитической организацией Juniper был опубликован доклад, согласно которому в первые пять лет поступление средств в отрасль «умной» электроники для дома будет стабильно увеличиваться, и к 2020 году составит 100 млрд. долларов. Ожидается, что к тому моменту в умных домах по всему земному шару будет установлено около 20 миллионов устройств.

Слишком «умные» устройства ограничат свободу людей

Системы «умного дома» не должны усложняться чересчур сильно, считают эксперты. Если сделать «умным» слишком многое, это ограничит свободу нашей жизни, заявил глава Центра экспертизы данных и искусственного интеллекта Philips Research Ханс Алоиз Вишманн. Основная функция таких устройств - автоматизация процессов, считает он.

Излишнее усложнение систем «умного дома» несет угрозу свободе человека. Такое мнение выразил глава Центра экспертизы данных и искусственного интеллекта Philips Research Ханс Алоиз Вишманн. Его словам приводит в мае 2019 года RNS.

«По поводу «умных» устройств нужно не забывать, что у них существует ключевая и важная функция «поддержки», которая будет использоваться в таких устройствах. Но иногда можно и перегнуть, пытаясь сделать «умным» слишком многое, что, в свою очередь, может помешать свободе вашей жизни. Поэтому мы верим в существование комбинации датчиков, которые становятся «умными», но при этом оставляют вам выбор, автоматизируя некоторые процессы», - сказал Вишманн.

По его словам, наполнять дом подобного рода устройствами нужно аккуратно и дозированно. «Что касается устройств для дома, мы работаем над ними и над тем, чтобы сделать их «умнее». При этом мы не считаем, что установка датчиков в каждое место в доме и в любое устройство является верным путем развития», - подчеркнул эксперт Philips.

2018

Хакеры будут майнить с помощью бытовой техники

Эксперты американской аналитической компании Stratfor пришли к выводу, что хакеры смогут в будущем использовать «умный дом» для добычи криптовалюты , сообщают в феврале 2018 года «Известия » .

Опасность грозит всем устройствам, входящим в систему «умного дома». Предположительно хакеры смогут майнить посредством прямой атаки или же заражением техники вирусом.

«Взломщики смогут подключаться к любому устройству, будь то осветительный прибор или посудомоечная машина: таким образом у хакеров появляется центральный узел, на который они и будут направлять свою атаку», – заявил вице-президент компании Скотт Стюарт.

Также аналитики считают, что взломщиков будут первочерёдно интересовать программные ассистенты, поскольку у них есть полный доступ к технике пользователя.

Некоторые производители

• InwiON - Wellink Technologies - Платформа для удаленного управления жилыми и нежилыми помещениями (управление электричеством, бытовыми приборами, видеонаблюдение с функцией аналитики)
• Wiren Board 4 - Contactless - Универсальный контроллер с ПО для автоматизации и мониторинга датчиков, счетчиков. Платформа для устройств «умного дома»
• EVIKA Logic Machine -ООО «Эвика» - Платформа для реализации комплексных систем автоматизации зданий