Концепция умного дома призвана обеспечивать комфорт, безопасность и сохранение ресурсов для жильцов. «Умный дом» анализирует ситуации и реагирует на них. Автоматизация процесса дает возможность самостоятельно управлять устройствами без внешнего воздействия. Слаженно работает кондиционирование, отопление и другие инженерные системы. Отслеживаются внутренние и внешние факторы, влияющие на начало или прекращение функций.
Устройство и принцип работы
Интеллектуальное управление основывается на базе автоматизированного руководства функциями жизнеобеспечивающих систем. В больших строениях выделяется больше десятка инженерных коммуникаций, работа которых контролируется.
Чаще используются уровни управления:
- Верхняя ступень представлена администрированием и диспетчеризацией. Контроль и взаимодействие человека с методикой проходит посредством интерфейсной базы, реализованной в форме компьютерных средств.
- Средний промежуток управляет рабочими процессами. Автоматика координирует состояние с помощью контролеров, коммутационного оснащения, модульных узлов вывода и ввода информации.
- Нижний ярус включает оконечные установки. Сюда входят детекторы, исполняющие устройства, кабельные линии для передачи сведений по уровням.
Система «умный дом» делится на автоматическое управление промышленными комплексами и схемы согласования домашних коммуникаций.
Составляющие системы
Управление ведется из одной области или предусматривается удаленное управление электрическими приборами, механизмами, приводами. Электронные домашние приборы соединяются в сеть Universal Plug’n’Play.
Компоненты жизнеобеспечения связываются в схеме:
- управление и связь;
- вентиляция, отопление, кондиционирование;
- освещение;
- электрическое питание;
- мониторинг и безопасность;
- механизация (поднятие шлагбаумов, открытие ворот, подогрев стеклопакетов, ступеней).
Системы электропитания включают установки для включения и прекращения освещения, датчики слежения, дистанционное регулирование розетками, тумблерами. Сюда входят оптимизированные модули ввода резервных функций, источники аварийного питания.
Разновидности умного дома
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.
Внимание уделяется четкому плану расположения модулей и качеству проводки. После отделки помещения сдвинуть элементы невозможно, некачественный кабель выведет из строя компоненты.
Беспроводные
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.
Программируемые контроллеры
Технический контроллер управляет процессами. Программируемый модуль означает логический узел, функциональная программа которого задается пользователем. Промышленные модели отличаются от домашних результативной работой и надежностью.
Используются программируемые реле с меньшим числом предполагаемых задач, они стоят дешевле и легче настраиваются. Достоинства применения программируемых помощников в доме с интеллектом в том, что они организуют взаимодействие нескольких подсистем, несмотря на сложность наладки. Современный смарт хоум результативно работает от центрального управления.
Программируемые контроллеры работают только от проводной шины, т.к. внезапное отключение аппарата приведет к неожиданным последствиям.
Функции умного дома
Интеллектуальная автоматизация представляет собой упорядоченную систему узлов и модулей, выполняющих повседневные задачи без причастности человека. Пользователь предварительно настраивает режим работы в зависимости от потребностей. Гибкий режим позволяет выбирать требуемую функциональность или изменять ее с течением времени.
Набор приемов содержит включение освещения, корректировку отопления и кондиционирования, обеспечение безопасности. Автоматика известит владельца о вторжении, сообщит о затоплении или появлении дыма. Система «smart house» решает сценарии, в которых предполагается зависимость различных функций и координирование развлечений, домашнего кинотеатра, подогрева бассейна в заданные часы и дни.
Охрана и безопасность
Охранные мероприятия включают фиксацию нежелательного взлома или проникновения в жилище и уведомляют хозяев. Предусматривается включение звукового сигнала, начало съемки и запирание входных и промежуточных дверей. Системы объединяются с охранными подразделениями и передают тревогу для высылки группы.
Схема безопасности включает технологии:
- видеонаблюдения;
- контролирования доступа в дом и отдельные помещения;
- охранной сигнализации, контроля возгорания и утечки газа;
- удаленного извещения об инцидентах в жилище, управления по телефону;
- имитации нахождения человека в доме.
В системе безопасности предусматриваются датчики вибрации, разбитого стекла, детекторы дыма, открывания проемов. Используются видеоглазки, электрозамки, сирены.
Управление микроклиматом
Координирование качества микроклимата означает регулировку температуры воздуха, проветривание помещения, поддержание влажности на уровне 40 – 60%. Устройства экономят энергетические ресурсы за счет рационального использования уже подогретой среды.
В устройстве используются термостаты и датчики:
- влажности;
- температуры;
- климата.
Интеллектуальное оборудование включает увлажнители, озонаторы воздуха, очистители атмосферы при несоответствии заложенных параметров. Автоматика уменьшает мощность отопительного котла, пока отсутствует владелец, открывает форточки и фрамуги для подачи свежего воздушного потока.
Услуги по запросу
Проблема сохранности и безопасности сведений зависит от использованных типов устройств. Опасность взлома повышается с увеличений потенциальных последствий. Для домашней автоматизации риски значительно ниже, чем для промышленных или медицинских систем.
Производители каждой платформы создают собственные утилиты по запросу пользователя, которые не позволяют программному обеспечению контактировать с единой сетью и модулями других изготовителей. Примером служит проприетарный софт с запертым кодом, где утилиты не связываются с моделями иных производителей никаким образом.
На втором месте стоит необходимость создания аппаратов, которые могут свободно работать со стандартами. Иногда для взаимодействия требуется хаб, который стандартизирует сигналы разной ориентации.
Медиа центр
Это дистанционный компьютер без клавиатуры и мыши с встроенным интерфейсом беспроводного типа. В качестве монитора используется плазменный телевизор, проектор. ТВ-тюнеры медиа-центров обладают широкими возможностями для обработки картинок и звуковых сигналов. Они цифруют аналоговые сигналы и сжимают их.
После конвертации волновые всплески монтируются и фиксируются на жестком диске. Вмонтированный радиопоглотитель принимает эфирные радиосигналы, звуковые пластины обеспечивают качество механических колебаний. Преимущество медиа-центра в том, что он рационально применяется для базовой основы в управляющей системе. Расширенная функциональность позволяет координировать действия иного цифрового оснащения и техники в интеллектуальном доме.
Гибкое управление и использование сценариев
Планы работы могут быть автономными или задаваться вручную пользователем. Девайсы имеют практическое применение в работе системы.
Функции устройств для сценариев:
- шлюз (хаб) координирует управляющие модули, получает данные детекторов, сигнальных датчиков и передает сигналы выключателям;
- розетка исполняет команду подачи электричества, контролирует учет;
- датчик открытия осуществляет замыкание и размыкание контакта;
- беспроводная клавиша передает команды.
Устройства, которые работают по избранному протоколу, потребляют меньше электричества, могут функционировать на съемных источниках до 2 лет. Непрерывный онлайн режим должен обеспечиваться для розеток, датчиков, ретрансляторов для передачи сигналов, а управление происходит по локальной цепи.
Расширяемость
Модульность и расширяемость предусматривают создание в будущем нового комплекса устройств и добавление других компонентов в систему. Необходимость возникает при возросших потребностях, поэтому есть альтернатива полной замене системы в том, что добавляются элементы управления или исполнения.
Расширяемость дает возможность начинать монтаж автоматического контроля с малого набора функций, которые нужны в определенный период времени, и постепенно устанавливать новый вид оборудования.
Рекомендации по самостоятельной сборке «умного дома»
Самостоятельный монтаж системы уменьшит расходы на оснащение дома автоматикой. Не все люди могут выполнить такую работу, т.к. необходимо:
- уметь пользоваться инструментами и работать с электрическими приборами;
- знать основы техники безопасности;
- иметь первоначальные познания в программировании, уметь делать графический интерфейс для управления;
- знать основы строения автоматических схем и уметь применять алгоритмы.
Вначале определяется направление использования, находится технический вариант исполнения. Обследуются помещения, и разрабатывается проект размещения элементов. Для собственноручной установки рекомендуются простые схемы интеллектуального реагирования.
Рейтинг производителей
Система Ajax украинских изготовителей находится на первых ступеньках рейтингов. Работает на защищенной и зашифрованной радиосвязи, отличается автономностью благодаря отдельному источнику питания, есть резервный аккумулятор. Есть возможность подключения дополнительных устройств.
Китайская система BroadLink является комплектом цифровых модулей для рационального жизнеобеспечения дома. Элементы могут взаимодействовать или работать автономно, не требует наличия основного контроллера. Предусмотрено множество датчиков, следящих устройств, детекторов и регуляторов.
Польская установка Fibaro представляет профессиональное оборудование по обеспечению безопасности жилья путем автоматизации. Система отличается возможностью разработки множества сценариев с экономным уровнем функционирования. Оборудование устанавливается только профессиональными работниками.
Китайская система Orvibo представляет недорогой набор оборудования для безопасности. Контроль воздуха, отопления является функцией второго порядка. Комплект легко устанавливается, контролируется удаленно через смартфон (10 номеров). Работает в беспроводном и кабельном варианте.
Китайское оборудование Xiaomi относится к бюджетной категории. Система полностью автономная, имеет возможность присоединения модулей и узлов в будущем. К недостаткам относится небольшая зона действия, малое число исполнительных компонентов и сенсоров.