Умный дом: как устроен и как спроектировать?

Схема «умного дома»

Перед началом работ по установке необходимо составить схему, позволяющую определить все точки монтажа, способы соединения, коммуникации и контроля за элементами.

Схема комплекса включает в себя множество элементов, например, камеры, видеосервер, датчики исполнители

Схематическое изображение позволяет наглядно представить себе конфигурацию, принцип действия системы, определить наиболее ответственные её узлы и участки. Она состоит из трёх основных групп элементов:

• Датчики. Они являются «органами чувств» системы, сигнализирующими об изменениях или обнаруженных нарушениях.
• Исполнительные элементы, механизмы. Эти устройства осуществляют непосредственное воздействие на коммуникации, изменяют режим работы, переключение или регулировку.
• Приборы управления, контроллеры, серверы. Это центральная часть системы, производящая контроль, выполняющая установленные программы и управляющая её функционированием.

Это поможет наглядно представить себе конфигурацию, обнаружить допущенные ошибки, составить спецификацию на состав системы.

Способы создания систем управления освещением

Принцип работы системы управления светом — подключенные датчики должны реагировать, например, на движение или снижение уровня освещенности, и соответственно менять работу осветительных устройств (светильников, ламп, фонарей и т. д.). К общей сети эти устройства подключаются с помощью контроллеров.

Для установки такой системы в доме сначала нужно посчитать, сколько групп освещения есть в доме (по количеству жилых помещений) и прописать для каждой алгоритм включения освещения. В коридоре, например, свет включается ненадолго, только на период пребывания там людей. В жилых комнатах — после наступления сумерек. В ванной — когда туда заходят и т. д.

Существуют для подобных случаев и готовые решения, созданные крупными производителями электротехники, включающие в себя датчики, контроллеры и программное обеспечение.

Перспектива устройства в своем жилище «умного дома» привлекает все большее количество людей. Сейчас это можно сделать даже самостоятельно, потому что проводные и беспроводные технологии создали для этого отличную возможность. Первое, что нужно сделать, продумывая автоматизацию управления свои жильем, это понять, какие функции наиболее необходимы.

Главный минус подобного рода систем в том, что для их полноценной работы нужно электричество. И если по каким-либо причинам оно отключится (либо произойдет короткое замыкание), отключится и вся автоматика, управляющая умным домом. Поэтому необходимо предусмотреть возможность перезагрузки системы сразу же после включения электричества.

Главный плюс — относительная простота создания подобной системы и безусловная простота использования. Кроме того, сколько будет стоит создание умного дома — зависит от выбранных функций и их количества.

Систему, созданную своими руками, легко расширить либо сократить с помощью беспроводных технологий малого и среднего действия (например, добавить еще одну группу освещенности).

Источник

Поделиться новостью в соцсетях

« Предыдущая запись

Принцип работы и устройство Умного дома

• С закрытым протоколом. Этот тип предполагает использование программного обеспечения, технологий и устройств только от одного определенного производителя. Применение продукции других компаний исключено.
• С открытым протоколом. Допускают использование программ, аппаратуры и дополнительных аксессуаров от разных производителей. Как правило, все элементы в такой системе совместимы, хотя выпускаются различными компаниями.

Поскольку оборудование для организации «умного дома» стоят недешево, стоит убедиться, что оно соответствует индивидуальным требованиям каждого обитателя квартиры или дома. Необходимо также изучить функциональные возможности каждой из систем. По способу организации подключения они делятся на два основных типа.

Проводные

Подобная система характеризуется:

• высокой надежностью – отсутствует риск повреждения проводки, поскольку она надежно скрыта;
• длительным эксплуатационным периодом — в приборах отсутствуют батарейки, требующие периодической замены;
• высокой скоростью отклика – после нажатия кнопки или запуска программы, команды выполняются моментально, без задержек, что избавляет жильцов от ожидания;
• отсутствием рисков взлома системы.

Проводные системы рекомендуется устанавливать на этапе ремонта жилья, поскольку требуется прокладка и разводка кабеля. Для монтажа рекомендуется использовать щит (60х150 см). Из-за сложности проекта и схемы расположения приборов ремонтные и монтажные работы целесообразно доверить мастерам. Это позволит избежать ошибок и сохранить дорогостоящую аппаратуру.

Беспроводные

Беспроводная смарт-система уступает в надежности проводной, поскольку ее нормальное функционирование напрямую зависит от качества связи. На ухудшение сигнала способны влиять:

• мобильные телефоны и электроприборы, создающие радиопомехи;
• материал, из которого изготовлены стены квартиры или дома:
• аккумуляторные батарейки, которые быстро выходят из строя и требуют регулярной замены.

Ознакомившись с вариантами смарт-систем в зависимости от типа подключения, стоит обратить внимание и на конструкции, классифицирующиеся по принципу работы

Централизованная

Благодаря наличию большого количества выходов, к контроллеру можно подключать различную аппаратуру в зависимости от выбранного сценария и его сложности. Несмотря на популярность централизованного способа управления умным домом, система имеет ряд существенных недостатков:

• Зависимость от человека, то есть программиста. Если связь с ним будет утеряна, придется искать другого специалиста и перепрограммировать систему.
• Выбор качественного контроллера. Если логический модуль выйдет из строя, система полностью перестанет функционировать.
• Высокая стоимость . Она включает не только затраты на оборудование и соединительные элементы, но также на использование услуг программиста.

Датчики воды

Лучший способ обезопасить себя от протечек и расходов на ремонт квартир соседей – заранее установить датчики, которые передадут сигнал сразу же после того, как на пол начнёт капать вода. При возникновении поломки сантехники или в случае прорыва труб устройство зафиксирует протечку и передаст информацию на управляющий контроллер в течение нескольких секунд. После этого происходит автоматическая блокировка вентилей с электромеханическими клапанами.

ФОТО: подогревпола.рфУстановите датчики воды во всех «мокрых» зонах – в и возле ванны, под раковинами на кухне, а также в туалете, под трубами

Принцип действия этого защитного механизма очень прост – при создании оборудования учитывалась способность воды проводить электричество. Если вода вытекает – она попадает на электроды, установленные в датчике, в итоге система замыкается, а на контроллер передаётся сигнал. После того как вы устраните причину утечки, необходимо перезагрузить устройство и заново запустить всю систему.

Передача информации об утечке осуществляется несколькими способами:

• шумовым и световым сигналом;
• сообщением на экране управляющего устройства;
• звуковой сигнализацией;
• сигналом индикатора.

Датчики воды оснащены передатчиками GSM. На телефон приходит СМС сообщение о том, что обнаружена протечка. После получения сообщения абонент может принять меры – вызвать специалиста или устранить протечку самостоятельно.

Купить датчики воды можно в любом бытовом магазине, а также на различных сайтах в интернете. Установка не занимает много времени – вам нужно подключить их к сети питания и запустить мобильное приложение. Проверить, правильно ли устройство работает, можно, если вылить на него небольшое количество воды. Оно должно подать один из перечисленных выше сигналов.

Главное, что нужно сделать – правильно выбрать место. Поместите датчик так, чтобы он среагировал в случае прорыва трубы, но не сигналил каждый раз, когда вы принимаете ванну и «заливаете» водой полы.

Что такое система Умный дом

Под термином «Умный дом» подразумевается интеллектуальная система, которая включает целый комплекс оборудования, призванного решать самые разнообразные бытовые вопросы. Выгодной особенностью является то, что она способна самостоятельно принимать решения. Управление аппаратурой осуществляется человеком при помощи нажатия кнопок, отправки голосовых команд либо дистанционно, используя смартфон, планшет или ноутбук.

Технология «Умный дом» является структурированной и многоуровневой системой, которая способна к самотестированию и самовосстановлению в случае непредвиденных сбоев. По сути, она преследует единственную цель – максимально возможную автоматизацию всех процессов, выполнение которых допустимо без участия человека. Его вмешательство становится необходимым при возникновении нештатных ситуаций, когда требуется принятие кардинального решения.

Базовый набор аппаратуры позволяет настроить систему освещения: включение или выключение света будет происходить, когда кто-то входит в помещение или выходит из него. В расширенной комплектации смарт-сеть способна управлять сотнями приборов и устройств, относящихся к системам:

• общего мониторинга;
• внутреннего и внешнего освещения;
• отопления и кондиционирования воздуха;
• водоснабжения;
• фильтрации и канализации;
• аварийных источников питания (генераторы, аккумуляторы);
• предупреждения аварийных ситуаций (утечки газа, проблем в электросети) и т. п.

В добавок ко всему она способна контролировать работу сигнализации, камер наблюдения, а также множества другого оборудования – бытовой техники, мультимедийной аппаратуры, размещенной по всей квартире или дому.

Главным преимуществом системы «Smart House» является существенная экономия затрат энергоресурсов, поскольку:

• во-первых, управление системами осуществляется автоматически, а не в ручную;
• во-вторых, при отсутствии жильцов все приборы переходят на экономичный режим работы.

Какие бывают варианты систем умный дом

Выделяют определённые разновидности интеллектуальных комплексов:

• централизованные/ децентрализованные;
• проводные/беспроводные;
• с открытым / закрытым протоколом.

Централизованное и децентрализованное управление домом

Все существующие на рынке системы управления принято делить на 3 категории:

1. Централизованные — построены на базе центрального контроллера и исполнительных блоков, также могут быть установлены добавочные панели управления. Они востребованы для частных домов. К контролеру, оснащенному управляющей программой, подключаются прочие устройства с микроконтроллерами.
2. Децентрализованные компоненты взаимодействуют с помощью соединительных шин. Все элементы обладают собственным контроллером, управляющим прибором согласно определённой программе.
3. Смешанные модификации для управления сочетают конструкцию и технологии централизованной и децентрализованной систем.

Использование проводников и беспроводные технологии

Все элементы системы объединяют посредством  проводной или беспроводной связи. Первый способ может показаться устаревшим, но это уменьшает вероятность различных сбоев управления. Радиосвязь посредством протоколов Bluetooth, Wi-Fi или специальных стандартов обеспечивает больший комфорт и не требует прокладки дополнительных проводов. Поэтому беспроводной вариант выделяется большим удобством. Производители предлагают также комплексные решения, объединяющие оба вида технологий. Это позволяет сочетать комфорт и надежность передачи сигнала.

Открытый закрытый протокол системы автоматизации

Открытый протокол KNX обеспечивает взаимодействие устройств, выпущенных различными производителями. Для этого каждый прибор с энергонезависимой памятью должен поддерживать этот стандарт передачи данных. Наиболее популярными производителями такой техники являются европейские бренды KNX, Wago, Bechoff. И также протокол Z-Wave передает сигналы в низком радиочастотном диапазоне до 1ГГц, что снижает воздействие потенциальных помех, в отличие от стандартной частоты 2,4ГГц для Wi-Fi и Bluetooth.

Закрытие протоколы применяются производителями для снижения затрат и расширения функционала управления. Однако, такие приборы несовместимы с техникой от другой фирмы.

Что включает в себя умный дом?

Smart house включает в себя три основных элемента. В состав входит следующее оборудование.

• Контроллер (иногда его еще называют хабом). Это устройство, соединяющее все элементы умного дома в единое целое, оценивающее их работу и условия окружающей среды и в зависимости от такой оценки управляющее домом. Иными словами, это его «мозг».
• Датчики. Это приборы, получающие информацию о состоянии окружающей среды и состоянии прочей бытовой техники и подающие ее на контроллер. Простейшим примером является термодатчик, включающий в зависимости от температуры в жилище обогреватель или кондиционер.
• Актуаторы. Актуаторами называют устройства, непосредственно исполняющие команды, поступающие с контроллера. Простейшим примером актуатора может послужить электрическое реле, включающее свет в строго установленное время.
• Бытовая техника. Вся бытовая электроника и электрика, имеющаяся в квартире, также является неотъемлемой частью smart house, потому что принцип умного дома направлен как раз на продуманную организацию ее работы и автоматизацию происходящих в ходе этого процессов.

Также умные дома могут включать в себя элементы безопасности, такие, как:

• сигнализации;
• датчики движения;
• датчики открывания дверей;
• датчики горения;
• видеонаблюдение.

Особенности реализации «Умного дома»: схемы

Рассмотрим работу системы на следующем примере.

Как видно из схемы выше, система может включать в себя управление множеством элементов – от отопления до видеонаблюдения и объединять с этой целью различные устройства (IP камеры, умные розетки, выключатели и т.д.). Передача команд от пользователя может осуществляться с помощью приложения смартфона, сенсорных панелей в доме или обычного ПК. Обработка команд и хранение информации происходит на специальных серверах, для удалённого доступа используются облачные технологии. За отслеживание текущего состояния системы и контроль исполнения команд отвечают датчики, а мультирумы служат для распределения аудио- и видеосигналов, а также различных настроек на несколько активных зон – это могут быть разные комнаты в квартире или территория за пределами дома.

Связь элементов структуры может быть построена через последовательное соединение, также используется древовидная структура, иногда проектирование системы ведётся по схеме «Звезда» или применяются комбинированные варианты.

Как устроен умный дом

В состав умного дома входят десятки различных компонентов, но все они делятся на три типа: контроллер, умная техника и сенсоры. Сердцем системы является основной блок, который ещё называют хабом, или шлюзом. К нему по кабелю или беспроводным протоколам связи подключаются датчики, кнопки, камеры и различные домашние гаджеты.

Шлюз соединяется с сервером, на котором хранятся все данные с устройств и выполняются сценарии. Серверы бывают локальными и облачными. Первые требуют установки на отдельный ПК, но работают без интернета. Вторые — избавляют от дополнительного звена в цепи, но зависимы от подключения к Сети. Кроме того, некоторые локальные решения поддерживают хабы нескольких типов, что позволяет объединить в единую инфраструктуру умные устройства разных производителей.

После первичной настройки всё вышеописанное остаётся за кадром и взаимодействие с системой осуществляется через приложения на смартфоне или компьютере, которые связываются с сервером.

Типы систем умного дома

Вы укрепились в решении обзавестись системой «умный дом». Теперь настала очередь выбрать — какого типа она будет.

Вообще говоря, их несколько видов, а точнее пять, и все они отличаются друг от друга. Мы все описывать не будем, но о трех системах вкратце расскажем:

1. Проводные системы.
2. Беспроводные системы.
3. Централизованные системы управления.

Перед проектированием полезно ознакомится с возможностями всех систем, и выбрать ту, которая полностью покрывает и ваши потребности, и ваши возможности.

Проводная

Само название говорит о том, что для монтажа всей системы применяются провода. Все датчики и панели управления соединены между собой посредством кабельных соединений.

Системы проводного типа на современном рынке представлены большим разнообразием различных комплектующих. Это не только расширяет функционал комплекса, но и открывает перед конечным пользователем огромный спектр возможностей. Эти системы давно наработаны и испытаны в большинстве охранных комплексов.

Высокая надежность достигается именно за счет того что сигналы от датчиков проходят по кабельным линиям, что уже само по себе служит гарантией непрерывной работы. Мало того, кабельные линии обладают высокой пропускной способностью и большими скоростями обмена информационных данных. Если проводной комплекс заранее рассчитан на дальнейшую модернизацию, то дополнительные модули легко интегрируются в эту сеть.

Главный минус проводных систем — довольно сложный и трудоемкий монтаж. Устройство системы лучше всего запланировать до начала капитального ремонта в доме. Практически всегда есть необходимость штробить каналы в стенах и разборки напольного покрытия. Наиболее целесообразно такую систему умного дома запроектировать еще до строительства дома.

Беспроводная

Такие системы выгодно отличаются от проводных за счет того, что для обмена данными используется:

• радиоканал;
• инфракрасный канал;
• Wi-Fi.

Развернуть такой комплекс можно как в готовом помещении, так и на этапе ремонтных и отделочных работ. Внутренний интерьер практически не нарушается.

Монтаж всего комплекта возможен своими руками и довольно быстро. Это главное достоинство таких систем. Кроме того есть возможность расширения сети — подключение новых элементов максимально несложно. Дополнительные элементы устанавливаются, как правило, самостоятельно, без привлечения специалистов.

Если выбор пал на беспроводную систему, необходимо учитывать некоторые особенности этой схемы:

1. Ограниченный радиус работы. Решается установкой дополнительных ретрансляторов радиосигнала.
2. Стены и перегородки внутри здания служат помехой для работы Wi-Fi. Также исправляется установкой контроллеров или репитеров.
3. Могут возникать программные конфликты оборудования. Поэтому к подбору всех элементов системы нужно относиться с особой тщательностью.

Централизованная

Такой умный дом работает с помощью специального логического модуля. Наличие в системе своего «мозга» позволяет собрать и анализировать всю информацию, которая собирается со всех датчиков. После последующей обработки модуль выдает исполнительные команды различным исполнительным системам.

В качестве такого логического модуля выступает специальный контроллер на борту, которого есть выходы ко всем исполнительным элементам системы.

Вся система специально программируется специализированным софтом, который в ходе работы можно дополнять различными изменениями.

Что дает такая система?

1. Нет зависимости от производителя исполнительных устройств. Подключить можно любое нужное оборудование.
2. Все элементы подсистемы управляются через единый интерфейс.
3. Появляется возможность создавать собственные сложные и многоступенчатые сценарии работы.

Уязвимое место централизованной схемы управления — невысокая надежность. Как уже было сказано всей работы руководит центральный контроллер. Естественно, работает он круглосуточно и вероятность его поломки весьма высока. Но фирмы-производители контроллеров для таких систем гарантируют большой запас прочности.

Зачем вообще он нужен

Всё очевидно: чтобы сделать вашу жизнь проще и лучше. Умный дом — это спокойствие и существенная экономия.

Начнём со спокойствия. Если переживания обо всём на свете для вас обычное дело, умный дом поможет избавиться хотя бы от тех тревог, что связаны с вашей квартирой. Не выключили утюг? Не беда, отправьте команду умной розетке, та живо его обесточит. Боитесь, что запущенная перед уходом из дома стиральная машинка вышла из строя и устроила соседям снизу аквапарк? Ничего страшного. Если она действительно подтекает, вам об этом моментально сообщит датчик протечек.

Что в итоге: вы меньше тревожитесь из-за несуществующих проблем и освобождаете мозг от лишних размышлений. Проверить, как дела дома, можно в любой момент с помощью смартфона.

Теперь об экономии. Многим это преимущество умного дома наверняка покажется сомнительным. Дескать, какая ещё экономия, когда надо купить несколько датчиков, розеток и видеокамеру? Поверьте, ощутимая. Взять ту же умную розетку — она умеет отслеживать, сколько энергии потребляет подключённое к ней устройство. В итоге вы можете вычислить самые прожорливые приборы и прилично сэкономить на оплате счетов. А сколько денег вы сбережёте, если датчик протечки вовремя сообщит о начинающемся потопе, и представить сложно.

В общем, умный дом — затея, которая полностью себя оправдывает. Жизнь без лишних тревог стоит куда дороже, чем несколько датчиков и розеток.

Как самостоятельно собрать «умный дом»

Чтобы собрать систему «умного дома» своими руками, рассмотрим схему, инструкцию с пошаговым описанием процесса сборки и фото-примерами.

Подготовительные мероприятия перед монтажом

Для начала нужно выполнить несколько подготовительных шагов:

1. Выбрать нужный тип системы, исходя из финансовых возможностей и технического оснащения.
2. Разработать проект, включающий детальный чертеж системы.
3. Осмотреть дом и оценить коммуникации на предмет возможности монтажа узлов и различных датчиков.
4. Выбрать удобное место для установки и расположения компонентов комплекса.

Нужно учесть, что некоторые системы требуют наличия компьютера, с помощью которого создается сайт дома, отображается схема системы, устанавливается требуемое ПО.

Схема комплекса

Чтобы определиться с точками установки того или иного компонента, способом их соединения, коммуникации и контроля, нужно разработать схему. Она позволяет понять, какая будет конфигурация, принцип работы устройства, а также выявить наиболее важные узлы системы. Как правило, оборудование состоит из следующих групп:

1. Датчики. Подают сигнал о возникших изменениях либо нарушениях.
2. Исполнительные устройства. Они непосредственно воздействуют на переключение, регулировку, изменение режима работы, коммуникации.
3. Устройства управления. Являются главной частью комплекса, которая контролирует, выполняет нужные программы и управляет функционированием системы.

Пошаговое устройство

Для самостоятельной сборки рекомендуется приобрести набор, который необходим для вашей квартиры или дома. Детальный монтаж приводится в инструкции к устройству, с которой нужно внимательно ознакомиться, чтобы избежать возможных ошибок.

Процесс установки сводится к подключению исполнительных модулей и датчиков к управляющему устройству и состоит из таких шагов:

1. Монтаж датчиков в выбранном месте.
2. Установка сервомоторов, кранов, переключателей, т.е. исполнительных устройств.
3. Подсоединение всех элементов к плате процессора через соответствующие разъемы.

По завершении сборки производят запуск и настройку системы.

Если придерживаться советов специалистов, то начинать следует с простых функций, не задавая программу со множеством режимов. Если в работе не будет никаких сбоев, можно тестировать более сложные функции.

Нюансы монтажа

В процессе установки «умного дома» необходимо учитывать ряд особенностей:

1. Устройства видеонаблюдения лучше располагать возле окон и дверей.
2. Индицирующие компоненты следует монтировать от пола в 20-30 см, что повышает эффективность функционала.
3. Немаловажным моментом является правильный подбор платы, что напрямую определяет функционирование всех модулей. В этом случае лучше обратиться к специалисту.
4. В качестве дополнения рекомендуется устанавливать круглосуточный мониторинг и системы, обеспечивающие связь с охранной службой для своевременного реагирования.
5. Монтаж элементов системы в квартире или доме следует начинать с помещений технического назначения.
6. Процессор располагают в центре относительно всех модулей.
7. Если издаваемые звуки слишком слабые, для усиления применяют дополнительные устройства.
8. Тестовый запуск после монтажа комплекса проводят в обязательном порядке.

Обустройство жилища «умным домом» доступно каждому, но своими руками собрать систему даже по описанию и схеме с фото пошаговых действий под силу лишь подготовленному человеку, который представляет принцип работы и особенности комплекса. Если нет понимания, как работает система, то лучше обратиться за помощью к специалистам. В случае неправильного монтажа, вместо желаемого комфорта возможны лишь серьезные последствия.

Управлять умным домом можно будет прямо с iPhone

Управление «умным» домом re:Store концентрируется в простом и знакомом всем пользователям интерфейсе штатного приложения Home (Дом) для iOS.

Для Android и компьютеров на других платформах предусматривается веб-интерфейс управления на основе HomeKit, доступный из любой точки мира с мобильных устройств.

Доступно и голосовое управление: с помощью Siri и Алисы на русском, или  — на английском.

Специалисты re:Store даже сгруппируют кнопки в интерфейсе для действий с устройствами так, чтобы было удобнее. Разберутся и бабушка, и ребенок.

Тем более, что одной из фирменных фишек re:Store стала комбинация различных способов управления. Собственное приложение SmartHome от re:Store появится в следующем году, но…

Поскольку управление «умным» домом объединяется в замкнутую систему, специалисты дублируют приложение с помощью пультов, переключателей, беспроводных брелков и кнопок управления сценариями. Если того пожелает заказчик.