Система умный дом. Кому нужна такая система и какие имеет преимущества?

Из чего состоит

Глобально все системы умного дома состоят из нескольких элементов:

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

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

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

Что «умеет» система умного дома?

Самое простое – это контроль над освещением. При помощи систем управления можно контролировать и регулировать каждый источник света в помещении. То есть, не выходя из спальни или кабинета, можно выключить свет во всем доме или оставить едва заметную подсветку в коридоре. Даже находясь на большом расстоянии, владельцы могут с легкостью управлять системой освещения.

Умный дом может имитировать присутствие владельцев. С помощью установленной программы в доме будет включаться свет в разных помещениях, а с  наступлением сумерек освещение выключается. Если наблюдать со стороны, создается полная уверенность, что в доме постоянно живут люди.

Помимо системы освещения, такой дом способен поддерживать и «климатические» параметры на уровне: влажность, температура, регулярное проветривание. Система выбирает и включает на необходимую мощность тепловые полы, радиаторы и прочие приборы, а к ночи слегка снижает температуру, чтобы владельцам было комфортно. С помощью системы климат-контроля хозяин может узнать о силе ветра, осадках, температуре. Система автоматически включает в жаркую погоду кондиционер, опускает жалюзи, закрывает окна, если начинается дождь.

Можно прописывать для систем управления домом своеобразные сценарии. В зимнее время автоматически проводить осушение крыш и очищение транспортных въездов от снега и льда. К приезду в коттедж для хозяина наполнится бассейн или прогреется сауна, обеспечивается проветривание и кондиционирование. Даже комнатные растения дом польет «правильно» – благодаря установленным датчикам система будет контролировать освещение, температуру и влажность по всем зонам сада. Также под присмотром дома можно оставить и аквариумных рыбок – корм будет подан вовремя, включится освещение и подача кислорода.

Не менее важен и мониторинг охранных систем, за этим тоже проследит Умный дом. Он сразу отправит послание на пульт охранных структур и телефон хозяина, если произошло вторжение на территорию или поступили сведения о пожарной опасности. Голосовое сообщение будет отправлено хозяину в случае задымления или протечки воды. При поступлении сигнала о возвращении хозяев система включает освещение, кондиционеры, бытовые приборы. Если в дом вернулись дети, компьютер может воспроизвести аудио или видеопослание от родителей. Дом может сам реагировать на аварийную ситуацию: перекрыть трубопроводы, отключить электроэнергию при угрозе возгорания, заблокировать от ребенка включение опасных электроприборов.

Управление «умным домом»: как наладить диалог?

1. Первыми шагами на пути строительства собственного дома будут разработка проекта и приобретение «сердца», в роли которого могут выступить компьютер, удаленный сервер или специальная управляющая панель.

Первый вариант предпочтительнее с точки зрения шаговой доступности, но по надежности второй лучше. Но для того, чтобы исключить нештатные ситуации, следует подумать о резервном электроснабжении для управляющего модуля.

2. Следующий шаг – установка специального программного обеспечения, которое и возьмет на себя роль контроля и управления над подсистемами «умного дома».

3. После этого можно будет приступать непосредственно к монтажным работам и подключению.

В том случае, если разработка такой системы проводится впервые, можно начать с интегрирования нескольких систем. Логичнее начать с освещения, контроля доступа или регулирования климата в доме.

4. На следующем этапе необходимо подумать над тем, какое оборудование и комплектующие: датчики, контроллеры, провода и т.д., понадобятся для воплощения идеи. Можно подумать и о покупке готового решения, так называемого модуля, как правило, предназначенного для подключения одной или нескольких функций.

На этом же этапе решается и вопрос о том, каким образом будет осуществляться коммуникация между элементами системы. Для этого можно использовать существующую систему электропроводки или выполнить монтаж отдельного канала.

Второй вариант, конечно, предпочтительнее, но реализовывать его следует на этапе прокладывания всех инженерных коммуникаций, то есть во время строительства дома или проведения ремонта. Использование существующей электропроводки позволяет выполнить монтаж на любом этапе, но в этом случае следует учесть резервные мощности сети, чтобы не допустить ее перегрева.

Но умная техника для дома может работать и без использования традиционных сетевых коммуникаций, используя возможности беспроводной связи и, прежде всего, wi-fi.

Сроки и неудобства

Сроки на проектирование системы, её монтаж и наладку зависят от нескольких факторов: масштабов и сложности работ, выбора компании (один день или две недели – разница ощутимая), места, откуда будет поставляться оборудование (доставка из-за рубежа может занять два месяца). Поэтому сроки по каждому виду работ нужно оговорить с исполнителями заранее и зафиксировать их в договоре.

Прокладку коммуникаций лучше всего осуществлять либо во время ремонта жилища, либо на заключительном этапе его строительства. Вы можете выбрать беспроводную технологию, но это повлечёт значительные траты. К тому же этот вид системы на сегодняшний день недостаточно надёжен и чувствителен к помехам.

Не очень умный дом

Большинство россиян живут в небольших квартирах, поэтому ценность умного дома для них неочевидна. Последнее время этим стали активно пользоваться поставщики «комплектов в коробке». Их в розницу продают телеком-операторы, российские стартапы и китайские производители электроники.

Мы такие комплекты называем «пробник умного дома»: они решают отдельные задачи в квартирах и в целом могут упростить конкретные бытовые процессы. Установить эти комплекты можно самостоятельно, профессиональные инженеры для этого не нужны. Те, кто их покупает, не испытывают настоящей потребности в умном доме. А владельцы больших домов и квартир никогда не будут покупать «комплекты в коробке», потому что комплексных задач умного дома «пробники» решить не могут.

Какие выгоды получит заказчик после установки данной системы? Или это только вопрос имиджа?

Иван Есин, генеральный директор ООО «Смарт Оптима»

Умный дом – это общее понятие, которое может включать различные подсистемы, обеспечивающий различный функционал. От того, какие именно подсистемы внедрены в том или ином проекте зависит, какие выгоды получит заказчик. Например, управление климатом позволит повысить комфорт и сэкономить на энергоресурсах. Установка системы управления освещением к двум предыдущим преимуществам дополнительно позволит повысить безопасность жилища за счет функции имитации присутствия. Внедрение системы мультирум имеет исключительно развлекательную составляющую и т.д. Если обобщить все возможные преимущества, которые может получить заказчик системы Умный дом – то это повышения комфорта проживания, увеличение безопасности, экономия времени и энергоресурсов. И конечно же владельцу системы Умный дом будет, что показать друзьям и чем удивить их.

Игорь Марков, директор компании «Умный Дом Самара»

Это скорее вопрос удобства и качества жизни. Заказчик получает гарантию безопасности: датчики и сенсоры системы отреагируют аварийным перекрытием коммуникаций на возможные поломки, утечки газа, воды, возгорания. Уведомят Вас и Ваши охранные структуры о проникновении на территорию дома и прилегающей территории. Заказчик получает до 50% экономии на энергоресурсах. К примеру, Вы занятой человек, часто не бываете дома. Основное время проводите в квартире в центре города и лишь в выходные дни приезжаете в свой коттедж. Система Умный дом по прежде заданному алгоритму или при помощи управления через интернет снизит интенсивность отопления, активность систем вентиляции и пр. на период Вашего отсутствия. И вернет их в обычный, более интенсивный режим работы к Вашему приезду. И наконец, это удобство. Всего лишь нажатием нескольких кнопок, сидя на диване – поливаете газон, включаете/выключаете свет, кондиционер, открываете/закрываете шторы в отдаленных комнатах и так далее.

Сергей Зиновьев, генеральный директор ООО ЮНИКОМ

Это, несомненно, вопрос имиджа. Не каждый может позволить себе настоящую систему «умного дома». Но помимо этого: Система экономит время и деньги заказчика. Конечно, тем, кто может позволить себе данную систему, расходы на электричество и прочее не бьют по карману, однако система полностью сохраняет работоспособность 10 и более лет и за это время экономит приличную сумму. Но главное – это экономия времени. Автоматизация дома позволяет управлять всеми электроприборами одновременно: например, сценарий «я ушел» – который перед Вашим уходом выключит всё освещение, электроприборы, а также обесточит розетки, за исключением необходимых. Этот сценарий не позволит забыть включенными электроприборы, которые могут стать причиной внезапного возгорания. Или сценарий «я дома» – который можно запустить с помощью смс-сообщения, подъезжая к дому. В результате в доме к моменту приезда будет включено нужное освещение, обеспечен комфортный температурный режим, закроет шторы, включит подогрев полов и так далее. Таким образом, запуская сценарии, экономится масса времени, которое пришлось бы затрачивать на выполнение рутинных действий. Комфорт проживания: управление всеми электроприборами с планшета; мультирум – потолочная акустика для создания настроения; домашний кинотеатр с объемным звуком и полным погружением в атмосферу кино.

Яна Дудаш, специалист компании “Умный дом” по системам автоматизации и безопасности

Разумеется, пользу от установки системы Умный Дом нельзя ограничивать вопросом имиджа. Мы выделяем три основных направления: – Комфорт. Система поможет организовать быт максимально удобно. Управление климатом, система мультимедиа, сценарное управление светом и многие другие возможности предоставит Умный Дом, позволяя жить с максимальным комфортом. – Экономия. Умный Дом обеспечит сокращение затрат на энергоресурсы, оптимизируя их использование. В странах Европы основной целью использования Умного Дома является снижение расходов на содержание жилища, оптимизация использования электричества и воды. Дополнительный комфорт является второстепенным бонусом при установке системы. В России же ситуация абсолютно иная, об экономии ресурсов задумываются лишь немногие потребители. – Безопасность. Одной из важнейших функций Умного Дома является управление безопасностью. Возможность получения любой необходимой информации прямо на смартфон – от оповещений о срабатывании пожарной или охранной сигнализации до изображения с конкретной камеры, защита от утечек, создание эффекта присутствия – все это значительно повышает безопасность дома и, как следствие, Вашу.

Управление отоплением: экономия энергии

Умный дом поддерживает комфортный микроклимат, когда хозяева дома, и переводит отопление в режим экономии при их отсутствии. Он постоянно мониторит температурный режим, оповещает о критических ситуациях, когда отопление нужно откорректировать, если холодно, жарко или сыро. Температура контролируется и внутри дома, и на улице в любое время. В каждой комнате и подсобных помещениях индивидуально устанавливается температурный порог, осуществляется руководство отоплением без участия хозяев. Затраты на отопление снижаются на 40%.

Радиаторы, теплые полы и прочие компоненты системы можно включать и отключать автоматически по заданной ситуации либо управлять отоплением вручную. Для каждого элемента системы задается программа контроля. Для этого используют программное обеспечение, которое можно со временем модернизировать. К автоматике может подключаться любая по сложности схема отопления.

Умный дом своевременно оповещает об аварии и отключает неисправный участок, например, неисправный теплый пол либо радиатор с утечкой. Он откорректирует температурный режим при потеплении либо похолодании на улице, управляя отоплением. Отопление со встроенным интеллектом позволит контролировать полностью все отопительное оборудование и существенно экономить.

Монтаж системы

После того как все подготовительные работы выполнены, определены цели и задачи, можно приступать непосредственно к монтированию оборудования и прокладке кабеля.

По трудоемкости этот процесс является самым большим и сложным, так как зависит от планируемой функциональности системы и площади дома (или отдельных помещений).

Следующим шагом станут пусконаладочные работы и тестирование как функционирования отдельных элементов, так и всей системы в целом. При необходимости именно на этом этапе вносятся коррективы и проводится повторное программирование. При успешном завершении этого процесса «умный дом» запускается в эксплуатацию.

Представить себе работу «умного дома» без использования современных приборов связи (телефона, персонального ПК или смартфона) практически невозможно, поэтому насущной проблемой становится подключение системы к интернету.

В этом случае управление и контроль всех процессов можно сделать удаленным, а умные гаджеты для дома будут беспрекословно выполнять команды, например, за час-два до прихода с работы включат отопление или сделают уборку в квартире.

Такая удаленная коммуникация с домом не только снимает бремя бытовых проблем и повышает комфортность жилья, но и делает его максимально безопасным.

В этом случае даже забытый включенный утюг не станет проблемой, так как его будет легко отключить, а визит непрошеных гостей вряд ли ускользнет от внимания системы контроля, которая одновременно оповестит о событии и хозяина, и службу охраны (в случае заключения договора обслуживания).

Примеры установок Умного дома для домов и квартир

• Чтобы защитить только окна и двери, установите один из датчиков двери / окна . Количество доступных устройств велико, поэтому вы можете выбирать из продуктов известных брендов: Fibaro, Somfy или Eviz. Информация о каждой попытке открытия будет отображаться на вашем смартфоне.
• Ванная комната и кухня должны быть оборудованы системой, состоящей из: розеток Smart Plug, а также ряда специализированных датчиков . Прежде всего, детекторы газа (особенно, если они содержат популярные Junkers), детекторы затопления и детекторы дыма. Детекторы газа и дыма активируют вентиляцию, подключенную к розетке Smart Plug, при обнаружении опасности. В свою очередь, датчик воды может отключить протекающую стиральную машину и предотвратить или, по крайней мере, значительно снизить последствия затопления.
• Мониторинг и вокруг здания создают, объединив: внутреннюю камеру , внешнюю камеру и блок управления . Используйте передатчик WiFi для усиления беспроводного сигнала . Если у вас есть установка с использованием кабелей RJ-45, подключите ее к коммутатору , чтобы получить возможность управлять мониторингом. Добавьте к этому датчик движения, и вы получите информацию о присутствии злоумышленника в затемненном коридоре. Подключив систему камеры к NAS с системой RAID, вы не только сохраните текущие записи, но и сразу сделаете копию. Также есть возможность настроить автоматические уведомления для полиции.
• Качество беспроводного сигнала в здании зависит от толщины стен, а также от типа отделки. Керамика и армирование могут экранировать луч Wi-Fi, снижая скорость передачи информации. Чтобы этого не случилось, стоит усилить сигнал Wi-Fi с помощью репитеров, то есть усилителей сигнала, установленных в розетках.
• Зимой и в холодные дни можно контролировать температуру дома. В этом вам помогут системы регулирования отопления . Они работают так же, как ручные, с той лишь разницей, что управляются с центральной станции. Вы выбираете температуру для каждой комнаты и получаете идеальные условия.
• Когда вас нет дома, вы все равно можете имитировать свое присутствие с помощью интеллектуального освещения . Это автономные лампочки, управляемые по wi-fi, совместимые с системами Умный дом (Google Home, Amazon Flexa). Вы можете изменить цвет, оттенок, яркость и световые эффекты, чтобы создать желаемую атмосферу.

Что немаловажно, вы будете контролировать всю систему с уровня мобильного приложения, получая отчеты о тревогах на постоянной основе (если, конечно, они возникают). Вы можете активировать систему с помощью  кнопки или пульта дистанционного управления . Вышеупомянутые установки, конечно, можно комбинировать, обеспечивая общий контроль над домом, квартирой или офисом

Вышеупомянутые установки, конечно, можно комбинировать, обеспечивая общий контроль над домом, квартирой или офисом.

Из чего состоит система умного дома

Основными компонентами являются три типа устройств:

• ядро (процессор), обрабатывающее все необходимые величины от температуры до любых движений в контролируемой области и принимающее решение касательно действий какой-либо управляемой бытовой техники;
• датчики, отслеживающие изменения параметров окружающей среды и передающие их хабу (центральному процессору);
• актуаторы – устройства-исполнители (все эти «умные» лампочки, чайники, обогреватели, управляемые замки, розетки и прочее).

При их объединении и правильном программировании получается удобная и простая в применении система.

Схема работы умного дома

Первичный элемент – это всевозможные датчики, отслеживающие параметры окружающей среды: показатели освещённости, наличия движений (присутствия человека или животного) в комнате, температуру и влажность воздуха, уровень громкости и т. д. Вся собираемая ими информация непрерывно подаётся в «мозг» системы.

Если происходят изменения, которые мешают созданию комфортной атмосферы, либо выполняются заранее прописанные условия (например, наступает определённый момент времени), то хаб раздаёт необходимые указания всем «умным» электроприборам. Последние начинают функционировать только после того, как пришёл управляющий сигнал от контроллера.

Основные и дополнительные опции

Простейшие бюджетные системы, как правило, устроены так, что могут выполнять только главные функции: обеспечение безопасности и контроль за климатическими параметрами помещения.

Такой вариант Smart Home активизирует сигнализацию при распознавании движения в квартире, когда вас там нет, или просто в режиме «онлайн» будет передавать записи с камер видеонаблюдения на ваше электронное устройство. Он же будет гасить свет в пустых комнатах, контролировать температуру и вовремя включать котёл для нагрева воды.

Это может быть:

• обеспечение полива растений, наполнения миски домашних животных кормом в установленные часы;
• включение-отключение розеток с помощью смартфона или планшета через веб-интерфейс (для тех, кто постоянно сомневается, не остался ли в квартире раскалённый утюг);
• запуск кофеварки сразу после звонка будильника или разогревание духовки за полчаса до момента, когда вы приходите с работы;
• разрешение доступа к интернету для ребёнка только после того, как он выполнил определённые условия (например, помыл посуду и сделал домашнее задание);
• автоматическое задёргивание штор, приглушение яркости освещения, включение акустической системы при работе телевизора и многое другое.

Технологии умного дома

Иными словами эта технология представляет собой систему домашней автоматизации. Это набор электроприборов, которые способны самостоятельно принимать решения и осуществлять монотонные ежедневные домашние обязанности. В целом умные системы управления являются набором огромного количества технологий, которые можно совмещать исходя из потребностей жильцов дома. Площадь и число пользователей также влияют на выбор концепции Smart Home. Для частного дома актуальны умные автоматические ворота и двери, тогда как для отдельно взятой квартиры модули с микроконтроллерами встраиваются в мультиварки, осветительные и другие бытовые электроприборы.

Основными компонентами умного дома являются:

• датчики, анализирующие условия окружающей среды;
• хаб, или центральный контроллер, обрабатывающие данные и принимающие решения;
• электроприборы, осуществляющие различные бытовые задачи.

Системы управления освещением

Освещение придомовой территории и жилого пространства включает комплекс механизмов и оборудования. Это позволяет выбирать любые режимы работы. Пользователю доступны следующие параметры: световое оповещение о событиях, программирование «световых сценариев» для выделения определенных предметов интерьера, и создание алгоритмов для чтения, приготовления обеда и прочих мероприятий. Переключение источников светового потока с энергосберегающих ламп на естественное освещение осуществляется посредством автоматизации штор, жалюзи или ставней.

Умные лампочки оснащены опцией изменения яркости в зависимости от условий окружающей среды. Также для экономии электроэнергии встроенные детекторы движения включают свет только в присутствии людей. Включать и отключать световые приборы можно и с помощью голосовых команд, принимаемых смартфоном.

Системы отопления вентиляции и кондиционирования

Создание комфортных условий обеспечивают радиаторы отопления и система кондиционирования, которые объединяются в единый комплекс умным домом. Для стабильной работы они работают независимо от прочих элементов Smart Home. Это позволяет в случае сбоев другого типа техники продолжать создавать идеальный микроклимат.

Встроенные микроконтроллеры позволяют системе умный дом:

• понижать температуру до комфортной в летний период;
• автоматически регулировать уровень влажности посредством увлажнителей, осушителей и ионизаторов;
• обеспечивать подачу свежего потока воздуха через кондиционеры, фанкойлы и вентиляторов.

Системы безопасности

Защитить жильцов дома от злоумышленников, выхода из строя сантехники и прочих неблагоприятных ситуаций позволяют современные умные системы безопасности. К примеру, для автоматизации работы водопроводных систем, на них устанавливают современные запорные клапаны, которые перекрывают воду, когда все жильцы дома на работе или в отпуске, а также при обнаружении протечек. Это позволит сэкономить средства на ремонт помещения и на возмещение ущерба соседям этажом ниже. Умные замки автоматически откроют двери владельцу дома. Обнаружив задымленность, умный дом автоматически запустит систему дымоудаления и пожаротушения. Датчики открывания дверей или створок окон при несанкционированном доступе посторонних, вызовут охранные и прочие службы.

Системы наблюдения

Пользователь может контролировать все происходящее в доме с помощью видеодомофонов, камер и датчиков. На устройство может поступать постоянный видеопоток через интернет соединение  либо периодические дистанционные уведомления.

Датчики

Функционирование системы умного дома выполняется за счёт команд, получаемых центральным контроллером от пользователя либо от датчиков. Встроенная программа управления передает технике сигналы для включения в определённое время согласно расписанию, или самостоятельно выбирает режим работы, полагаясь на показания датчиков.

К примеру, данные с термометра позволяют настраивать работу отопительной системы и кондиционирования. И также если датчики зафиксируют несанкционированную активность в доме, то умный дом распознает это как сигнал для запуска сигнализации или отправления уведомления охранной службе. В качестве датчиков устанавливаются индикаторы протечек,  задымлённости, движения, и термостаты.

Умные розетки

Интеллектуальные розетки представляют собой наиболее простые элементы, которые управляются через wifi, gsm или Bluetooth соединение. Они позволяют контролировать использование бытовыми приборами электроэнергии дистанционно.

Разновидности умного дома

Централизованная система управления

Различается централизованный и децентрализованный режим управления.

Система «смарт хоум» централизованного типа работает по принципу программирования на узловой элемент или логический узел. Часто он выступает контролером с выходными контактами. Под объект дается описание программы для координирования функций контролеров и исполнительных приборов. С помощью единого интерфейса применяются мультизадачные планы с вводом типов оборудования.

Децентрализованный порядок работает от исполнительного модуля, содержащего встроенный микропроцессор. Надежность такого режима заключается в энергонезависимом блоке памяти. В схеме каждый детектор или другой прибор работает автономно. Преимущество в том, что поломка одного устройства не влияет на функциональность смежных элементов и технологий.

Проводные

Управляющие модули подключаются к единой кабельной шине, по которой отдают и получают команды, взаимодействуют с элементами щита. В роли провода выступает коаксиальный кабель или витая пара. Проводное сообщение более надежное по сравнению с беспроводными технологиями.

Скорость передачи сведений большая и не вызывает дискомфорта у жильцов. Для проводной передачи есть выбор управляющих элементов с разным функционалом, дизайном и многообразие объединяющих схем. Кабельная сеть позволяет организовывать непростые сценарии взаимодействия управляющих, контролирующих и исполнительных компонентов.

Беспроводные

Беспроводную систему проще установить

Команды передаются посредством радиосигналов, отсутствие проводов экономит пространство, монтажное время, материальные средства. Плюс в том, что система устанавливается на даче, в доме или квартире после окончательной отделки и не требует прокладки дополнительного кабеля. Выключатели, работающие на батарейке, ставятся в любом месте.

Для беспроводной схемы «smart home» не составляется проект. В деревянных строениях учитывается слабая способность древесины пропускать радиосигналы. В продаже есть достаточно беспроводных схем бюджетного «умного дома», которые выполняют базовые функции и обеспечивают комфорт пользователя.

Минус — в зависимости от качества связи и необходимости регулярной замены питательных элементов. В режиме используются передатчики, получающие энергию от электрической сети, для них протягивается провод с нулем.