Умный дом статья – Значение применения технологии «Умный дом» для развития жилищно-коммунального хозяйства региона

Содержание

«УМНЫЙ ДОМ»: ИДЕОЛОГИЯ ИЛИ ТЕХНОЛОГИЯ» | Опубликовать статью РИНЦ

Л. Ш. Кадырова.

Магистрант, Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова

«УМНЫЙ ДОМ»: ИДЕОЛОГИЯ ИЛИ ТЕХНОЛОГИЯ»

Аннотация

         Комфорт всегда был одним из двигателей прогресса, заставляя человеческую мысль изобретать все новые и новые приспособления для облегчения собственной жизни. Начиная с древнейших времен, человек всегда стремился обустроить свой дом так, чтобы получать максимум комфорта, прилагая для этого минимум усилий. Данная статья посвящена возможностям системы “Умный дом”.

Ключевые слова: инженерные системы, автоматизация, Умный дом.

L.S. Kadyrova.

Master student, IzhevskStateTechnicalUniversity named after Mikhail Kalashnikov.

SMART HOME: IDEOLOGY OR TECHNOLOGY?

Abstract

Comfort has always been one of the engines of progress, forcing the human mind to invent more and more new tools to facilitate your life. Since ancient times, man has always tried to set up your home so as to provide maximum comfort, applying for a minimum of effort. This article is devoted to the capabilities of the system, Smart house.

Keywords: system engineering, automation, smart home.

         На протяжении тысячелетий, вплоть до конца девятнадцатого века, главными источниками энергии были сила человека и животного, а также сжигание древесины и органических отходов.

         Пришедшее им на смену электричество дало человеку огромные возможности. Многие процессы, выполняемые ранее своими руками или с помощью прислуги, стали осуществляться автоматически. По факту, именно тогда и началась эпоха автоматизации.

         Технологические революции, связанные с процессами производства, создавали все новые инструменты для того чтобы повысить качество жизни.

Шло время, и в жизни человека появились радио, телевидение, различные бытовые приборы и инженерные системы, сложность которых от года к году только возрастала. Все эти устройства отлично справлялись с той функцией, которая на них возлагалась – они приносили в быт все больше комфорта, а также сокращали время, которое ранее затрачивалось на выполнение рутинных действий.

         Количество различных инженерных систем стало исчисляться десятками, а то и сотнями единиц. Управление и контроль над этими системами становился все более трудоемким и дальнейшее их внедрение грозило тем, что справиться с ними стало бы просто невозможно. К счастью, это было время активного развития компьютерной техники, использование которой открыло человеку совершенно новые перспективы.

         Именно на этой стадии, в конце семидесятых годов прошлого века ученые в США и Японии начали вести активные работы по автоматизации управления инженерных систем.

         Впервые определение Умный дом было сформулировано в Вашингтонском Институте интеллектуального здания и звучало следующим образом: Умный дом – это здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства.

         От теории достаточно быстро перешли к практике. Внедряя все новые и новые объекты с использованием систем Умный дом, сообщество производителей и интеграторов этих систем разработало концепцию интеллектуального здания.

         Основой концепции является принцип максимально эффективного использования пространства и его базовых элементов: структуры, систем, служб и управления. Данный принцип стал общим для коммерческой и жилой недвижимости, с учетом разницы в назначении объектов.

         С тех пор прошло уже более сорока лет, и за это время системы Умный дом значительно эволюционировали. Сейчас на основе подобных технологий создаются не только отдельные помещения с ограниченным функционалом, но и действительно “умные” квартиры или коттеджи, и даже “интеллектуальные” жилые дома, общественные и офисные здания.

         Хотелось бы так же отметить самый известный Умный дом в мире – жилище Билла Гейтса, где возможности систем домашней автоматизации реализуются больше чем на 100%. Это настоящий шедевр автоматизации, аналог которого вряд ли сможет позволить себе даже очень состоятельный человек, но в большинстве случаев это и не требуется.

         Важной особенностью и свойством «Умного дома» отличающим его от других способов организации жизненного пространства является то, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека с жилым пространством, когда человек одной командой задает желаемую обстановку, а уже автоматика в соответствии с внешними и внутренними условиями задает и отслеживает режимы работы всех инженерных систем и электроприборов.

         В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопительными системами, системами видеонаблюдения и сигнализации, воротами и прочим. В доме оборудованном системой «Умный дом» достаточно одним нажатием на настенной клавише (или пульте ДУ, сенсорной панели и т. д.) выбрать один из сценариев. Дом сам настроит работу всех систем в соответствии с Вашим пожеланием, временем суток, Вашим положением в доме, погодой, внешней освещённостью и т. д. для обеспечения комфортного состояния внутри дома.

Что же может таковой дом. Начнем с самого несложного – контроля над освещением. С помощью совокупности управления становится вероятным осуществлять контроль – включать, выключать, регулировать яркость – любой источник света во всех помещениях, независимо от того, где располагается светильник и какого он типа. Т.е. можно не подниматься с кровати, чтобы отключить свет, возвращаясь в темноте от выключателя к постели. Из собственной спальни можно отключить свет в детской либо во всем доме. Либо покинуть ночное приглушенное освещение в коридорах. С помощью таковой совокупности можно руководить освещением фактически из любого места, даже пребывав на большом расстоянии от дома. В случае если поставить датчик перемещения – свет включится как только приоткроется одна из дверей в помещения либо на лестничную площадку. Свет может включаться и выключаться в заблаговременно заданное время. А в коттедже с помощью установленных на улице датчиков, нашедших перемещающийся объект, включается наружное освещение и передается сигнал об обнаружении объекта.

Умный дом может имитировать присутствие хозяев. Установленная программа будет включать свет в разных помещениях, а с наступлением ночи, она будет свет выключать, оставляя дежурное освещение. Утром, пока мрачно, свет включится опять и у стороннего наблюдателя появится полная уверенность, что в доме живут люди.

Кроме освещения, умный дом может поддерживать и “климатические” параметры на заданном уровне: температуру, влажность, приток свежего воздуха. При этом в зависимости от желания жильцов и уличной температуры будут выбраны совокупностью и включены на необходимую мощность радиаторы, тепловые полы, другие приборы и кондиционеры. Дом позаботится и о комфортном сне: к ночи температура понизится. Программирование тепловых процессов в доме значительно снижает затраты на отопление, а комплексное управление исключает работу нескольких обогревательных устройств в один момент.

Совокупность климат-контроля может сказать хозяину об осадках, силе ветра, температуре на улице и в помещении, а позже и выполнить распоряжения: открыть либо закрыть окна, проветрить. Совокупность руководит климатом в доме и автоматически, к примеру, закроет окна, в случае если начнется ливень, в жаркую погоду включит кондиционеры, опустит жалюзи.

Для совокупностей управления домом можно писать необычные сценарии. В загородном доме будут автоматически проводиться осушение и нагрев крыш, транспортных въездов от снега и льда. По сигналу с сотового телефона либо через интернет, к приезду в коттедж хозяина наполнится бассейн, прогреется сауна. А в случае если придут гости, дом обеспечит проветривание и дополнительное кондиционирование. Принципиальным случаем для загородного дома является “верный” полив комнатных растений либо газона. Полив осуществится с учетом требований и влажности грунта разных растений. Поставив датчики в зимнем саду, можно быть спокойным – дом будет осуществлять контроль влажность, температурный режим и освещённость по территориям сада, чтобы все растения в нем замечательно смотрелись. Аквариумные рыбки тоже будут комфортно себя ощущать под присмотром дома. Одновременно им будет подан корм, включится свет и подача кислорода.

Верная и надежная работа охранных совокупностей – одно из необходимых и принципиальных условий нашей жизни. За их работой тоже проследит дом и одновременно вышлет на пульт наблюдения сигнал о пожарной опасности. А при вторжении в дом, совокупность вышлет сигнал не только на пульт охранных структур, но и на телефон хозяина. Отправка голосового сообщения на указанный хозяином телефон случится и при протечке воды, утечке газа либо, к примеру, задымления. В случае если номер занят, либо не отвечает, совокупность набирает следующий заданный номер. При вторжении может автоматически включиться запись.

Охранная совокупность при поступлении сигнала о приходе хозяев может включить приборы и освещение на кухне, музыкальный центр и кондиционеры. Вероятна определенная реакция на приход детей, к примеру, воспроизводиться аудио- или видео-послание от родителей, а при приходе персонала – указаний хозяев.

Отличительной изюминкой совокупности безопасности умного дома от простых охранных является выбор самой совокупностью разных вариантов реагирования на аварийную обстановку. К примеру, перекрыть необходимые трубопроводы при утечке газа либо воды, или позвонить в обслуживающую организацию. Совокупность может отключить аварийные участки электрических цепей при угрозе возгорания. Так, состояние всех коммуникаций находится под постоянным контролем, и при происхождении любых неисправностей будут срочно приняты соответствующие меры и отправлено сообщение хозяевам. А в случае если дома один остается ребенок, можно заблокировать включение некоторых электроприборов.

Существует несколько способов управления «умным домом». Самый простой – с помощью кнопочной панели, где любая кнопка соответствует какому-либо прибору, группе устройств либо означает последовательность необходимых действий. Для наглядности кнопочная панель может иметь маленький дисплей, на котором отражается информация о состоянии совокупности.

Самые респектабельные и эргономичные модели управления с сенсорным экраном. Таковой пульт является маленький монитор с изображением кнопок, заглавиями команд, поясняющими картинами. Эти модели могут также демонстрировать изображения с камер.

Совсем эргономичным является управление домом через интернет. При этом можно выяснить о состоянии дома, о присутствии в нем людей, о погоде и т.д. Разумеется, эта информация будет доступна лишь хозяевам дома.

Сейчас «умный дом» – одно из передовых достижений в технике. Самое главное – то, что главной целью таковой автоматизации дома является комфорт, поскольку запомнить и осуществить кучу небольших и не совсем домашних дел – от температуры и поддержания влажности до полива и кормления рыбок зимнего сада – на это требуется не только время, но и постоянное внимание хозяев, не говоря уже о необходимой безопасности. Исходя из этого совокупность умного дома – это самая комфортная совокупность управления офисом и домом на сегодня.

Литература

         1. Википедия (свободная энциклопедия) – URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/ %D3%EC%ED%FB%E9_%E4%EE%EC

2. URL: http://www.i-dom.ru

3. URL: http://www.systems.izhev.ru

4. URL: http:// electronic-home.com.ua

Значение применения технологии «Умный дом» для развития жилищно-коммунального хозяйства региона



В статье проведен анализ технологии «Умный дом». Показаны преимущества и специфика этой технологии. В статье рассмотрена история развития технологии, её текущее состояние и перспективы. Также описаны проекты, в которых реализуется технология «Умный дом».

Ключевые слова: технология, «умный дом», жилищно-коммунальное хозяйство, строительство, жилье.

The article analyzes the technology of «smart home». The advantages and specificity of this technology are shown. The article describes the history of the development of technology, its current state and prospects. Also described are projects in which the Smart Home technology is implemented.

«Умный дом» — автоматическая система, осуществляющая контроль и управление всеми инженерными сетями дома или квартиры (электроэнергия, отопление, вентиляция и кондиционирование, водоснабжение, охрана), а помимо этого она экономит время и деньги. Основной целью домашней автоматизации является, прежде всего, энергосбережение. Ведь подобные технологии позволяют существенно экономить электричество и воду — основные ресурсы необходимые для функционирования современного человеческого жилища. Дополнительный комфорт, хоть и важен, но все же уступает экономии ресурсов.

Оснащенное интеллектуальной системой управления жилье обладает многочисленными преимуществами, которые приведены в таблице 1.

Таблица 1

Функции «Умного дома»

Управление освещением

— плавная регулировка освещённости до комфортного уровня;

— контроль освещения во всей квартире/доме с помощью пульта ДУ или переносной сенсорной панели;

— автоматическое включение/выключение света в нужных местах и др.

Управление климатом

— автоматическое поддержание комфортной температуры, влажности и чистоты воздуха;

— система учитывает время года, температуру за окном, реагирует на климатические изменения.

Техническая защита

— надёжная защита от проникновения в дом посторонних;

— автоматическое предотвращение аварийных ситуаций, таких как утечка газа, протечка воды, задымление или возгорание;

— контроль угарного газа в помещениях с камином или печью;

— контроль высоковольтного напряжения и максимальной нагрузки;

— информирование хозяев об аварийных ситуациях по телефону или через Интернет.

Связь и интернет

— мгновенное информирование хозяев, находящихся в любой точке планеты, о любых событиях, происходящих в доме.

Звук и видео

— домашние кинотеатры и аудиосистемы любой сложности.

Концепция любого «умного дома» базируется на трёх основных моментах:

− повышение безопасности;

− улучшение комфорта;

− обеспечение эффективности ресурсопотребления.

Основные функции «Умного дома» приведены на рисунке 1. Как мы видим, освещением, отоплением, работой различных электроприборов, управляет автоматика.

Система «Умный дом» обычно подключает управляемые устройства к центральному концентратору или «шлюзу». Пользовательский интерфейс для управления системой может использоваться через настенные терминалы, планшеты или настольные компьютеры, приложения телефона; может использоваться и веб-интерфейс, который доступен через Интернет.

http://filearchive.cnews.ru/img/zoom/2009/09/28/2_8684a.jpg

Рис. 1. Функции «Умного дома»

Частью концепции «Умный дом» являются так называемые интернет-вещи (Internet of Things, IoT), которые можно определить, как устройства, способные подключаться к Интернету, как правило, через Wi-Fi-точку, дистанционно управляться и выполнять автономно свои функции, получая распоряжения от пользователя, по сути, из любой точки мира. Кроме того, данные устройства при желании пользователя могут быть синхронизированы и выполнять различные задачи одновременно, или же одно устройство может посылать другому сигнал об окончании своей работы, и тогда второе устройство «узнает» что ему можно начинать осуществлять свои функции.

Приведем пример, что могут делать интернет-вещи: Wi-Fi-лампочки позволяют выключать свет, настраивать яркость и заранее устанавливать время, когда нужно включиться, умная расческа следит за состоянием волос и «слушает» звук расчесываемых волос, после чего передает информацию и рекомендации от специалистов на телефон, через Wi-Fi стало возможно управлять умной ванной. Кроме того, существуют устройства, которые соприкасаются с человеком напрямую, например, фитнес-трекеры, передающие информацию о частоте сердечного ритма, фазах сна, идут разработки умной одежды, конечно, с подключением к Интернету, создается «гибкая электроника», которая будет в онлайн-режиме следить за состоянием здоровья человека, а умный матрас проследит за фазами сна.

Таким образом, главной особенностью «Умного дома» является объединение отдельных систем в один управляемый комплекс, включающий в себя: систему электропитания, водоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования, видеонаблюдения, охраны и пожарной сигнализации, GSM / IP — мониторинг объекта, управление системами автоматизации и всеми приводами механизмов.

Достигаемые экономические выгоды, получаемые при использовании систем «Умный дом» можно разделить на две части: экономия денежных средств и экономия времени. Рассмотрим каждую из них.

Экономия времени достигается путем использования различных сценариев, которые представляют собой запрограммированную последовательность действий различных систем.

Например:

− сценарий «Выключить всё» — перед уходом выключит всё освещение и электроприборы, а также обесточит розетки, за исключением необходимых.

− сценарий «Я дома» — человек может запустить с помощью смс-сообщения, подъезжая к дому. В результате в доме к моменту приезда будет включено базовое освещение, обеспечен необходимый температурный режим, может быть подготовлена горячая ванна и так далее.

Экономия денежных средств в основном достигается за счет сокращения затрат на электроэнергию, холодное и горячее водоснабжение что, при регулярно растущих тарифах приносит достаточно ощутимый эффект.

Рассмотрим на рис. 2 влияние применения одного из элементов системы «Умный дом» общедомовых приборов учета (ОДПУ) и систем автоматического регулирования на сети отопления и ГВС дома. Данные взяты из ТСЖ г. Самара, ул. Дачная, 28 за период с 30.06.2016 по 30.06.2017.

http://filearchive.cnews.ru/img/zoom/2009/09/28/2_8684a.jpg

Рис. 2. Анализ применения общедомовых приборов учета (ОДПУ) и систем автоматического регулирования

На основании данных ОДПУ фактическое потребление за указанный период составило:

  1. ХВС (включая ХВС на ГВС при закрытой схеме ГВС) = 45607м3 -21019м3 = 24588м3, в т. ч. ХВС на ГВС 62128м3–53822м3 = 8306м3
  2. ГВС по открытой схеме ГВС (на основании тепловых отчетов узла учета теплоэнергии и теплоносителя) = 2519м3

Т. е., собственники потребили фактически за указанный период:

ХВС: 24588м3–8306м3 = 17182м3

ГВС: 8306м3 + 2519м3 = 10825м3.

В случае отсутствия ОДПУ объем водопотребления, предъявленный к начислению, рассчитывался бы исходя из количества собственников, проживающих в доме, 344 чел. и составил бы:

ХВС: 344*7,5*12=30960м3

ГВС: 344*3,6*12=14860,8м3

  1. Теплоснабжение

По фактическим затратам, на основании показателей ОДПУ, по факту потреблено теплоэнергии для нужд отопления и ГВС, с учетом наличия систем автоматического регулирования на сети отопления и на сети ГВС дома — 1666 Гкалл.

При отсутствии ОДПУ, предъявленный к оплате объем составил бы с учетом общей площади помещений дома = 11266,5м2,

11266,5м2 * 0,018Гкал/м2 + 344*0,22Гкал/чел * 12 мес. = 3341,724Гкалл.

Экономия на оплате составляет:

ХВС — 44,5 %,

ГВС — 27,1 %,

Теплоснабжение — 50,15 %.

Как видно из приведенных примеров, даже отдельные элементы системы «Умный дом» обеспечивают значимые выигрыши в ресурсах и времени.

Однако отсутствие производства и востребованности технологий «Умного дома» у широкого круга девелоперов в России привела к тому, что цена на них высока. Поэтому позволить их себе могут не все проекты. Кроме того, сложность применения инновационных технологий состоит не только в дороговизне, но и в существующих нормах строительства, которые не предусматривают их использование. Тем не менее, отдельные примеры «умных» новостроек в России присутствуют.

В 2009 году в рамках проекта «Цифровой район Жулебино» на юго-востоке столицы построен первый «Умный дом», в котором практически всеми системами управляет компьютер.

Другим столичным проектом, где нашли применение элементы интеллектуальных технологий, является ЖК «Царицыно». В жилых домах установлена система АСКУЭ, которая накапливает информацию со счетчиков и с определенной периодичностью автоматически передает ее в единый диспетчерский центр. Таким образом, каждый житель в режиме онлайн может узнать, сколько он расходует электричества и воды.

В московском микрорайоне «Молжаниново» дома оснащаются индивидуальными пунктами учета и регулирования тепла. Эти системы позволяют нормализовать режим отопления дома, установить оптимальную температуру в квартирах, экономят тепловую энергию, предоставляют возможность жильцам оплачивать отопление в зависимости от фактического потребления, повышают аварийную устойчивость каждого объекта.

В одном из домов микрорайона «Красногорье» установлена автоматическая телеметрическая система учета потребления тепла и воды, которая представляет собой онлайн-систему мониторинга в режиме реального времени.

Также «Умным домом» можно назвать московский ЖК «Дом на Бурденко» в Хамовниках. Управление деятельностью ЖК осуществляется с помощью специальной программы «Умный дом». Система позволяет осуществлять многозонный климат-контроль, управлять освещением по световому сценарию, поддерживать автоматические алгоритмы, дистанционно управлять бытовой техникой с инфракрасным или интернет-входом, электроприводами жалюзи, штор, контролировать защиту от пожара, вторжения, протечек, установить видеоконтроль за детской площадкой, паркингом, холлом.

В регионах особенный интерес вызывает экспериментальный дом, построенный в рамках пилотного проекта федеральной программы «Энергоэффективное жилье» в ЖК «Прибрежный квартал» городе-спутнике Волгограда — Волжском. Устройство дома предполагает частичный подогрев воды солнцем, что позволит жителям экономить на счетах за горячую воду, особенно летом. Проект подразумевает использование технологии рекуперации воздуха. Она позволяет использовать теплый вытяжной воздух для нагрева входящего свежего воздуха, не смешивая их. Попутно с фильтровкой и нагреванием воздуха система позволяет экономить электроэнергию. Однако, рассмотренные случаи на территории России единичны и, к сожалению, не нашли широко применения.

Между тем в мире данный рынок энергично развивается. Так, по данным исследования Research and Marketsрынок «умных» технологий для дома оценивался в 2013 году в 5,77 миллиарда долларов [11].

К 2012 году в США, по данным ABI Research, было установлено 1,5 миллиона систем домашней автоматизации. По данным исследовательской фирмы Statista, к концу 2018 года в домах США установлено более 45 миллионов устройств для «Умного дома» [12]. Что касается объемов рынка, то в США выручка на рынке технологий «Умного дома» в 2019 году составит 27 240 млн долларов. Уровень проникновения данной технологии в домохозяйства США в 2019 году составил 33,2 %, а к 2023 году ожидается его увеличение до 53,9 % [13].

Для сравнения, в России на рынке технологий «Умного дома» в 2019 году ожидается, что выручка составит 609 млн долларов США. Уровень проникновения данной технологии в домохозяйства РФ в 2019 составил 2,8 %, а к 2023 году ожидается рост до 10,7 %.

В заключении отметим следующее. В настоящее время «Умный дом» — одно из передовых достижений в сфере жилищно-коммунального хозяйства. Очевидные достоинства «Умного дома» заключаются в следующем:

− согласованная работа всех систем, установленных в доме;

− легкая управляемость и мониторинг;

− широкий выбор сценариев и режимов работы систем дома;

− рациональное потребление электроэнергии и других ресурсов;

− своевременное предотвращение аварий и сбоев;

− управление системами дома удаленно.

Для того, чтобы рынок «Умных домов» развивался динамичнее, полагаем, что необходимо привлекать инвесторов, создавать собственные новые и более доступные по цене разработки в этой области, анализировать потребителей, чтобы понять их потребности и т. д.

Литература:

  1. Sibac.info 2019 // XLIV Международная научно-практическая конференция «Научное сообщество студентов: Междисциплинарные исследования» // Бурлаченко Д. Н. Преимущества и недостатки использования технологии «Умный дом» // № 9(44) // [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://sibac.info/studconf/science/xliv/106527
  2. Международный научно-исследовательский журнал 2011–2019 // Л. Ш. Кадырова «Умный дом»: идеология или технология // [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://research-journal.org/arch/umnyj-dom-ideologiya-ili-texnologiya/
  3. Rusbase © 2012–2019 // Стоит ли выходить на российский рынок умных домов? // [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://rb.ru/longread/umnyj-dom-v-rossii/
  4. 2003–2019 Aethra — блог о современных ИТ технологиях // «Умные дома» в мире и в России: статистика и прогнозы // [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.aethra.ru/umnye-doma-v-mire-i-v-rossii-statistika-i-prognozy/
  5. 2018 ИДР Сетевое издание «Деловой еженедельник «Профиль» // 29.10.2018 Александра Кошкина Без хай-тека дом сирота // [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://profile.ru/obsch/item/127361-bez-khaj-teka-dom-sirota
  6. Все Новостройки, 2011–2019 // Игнат Бушухин Российские «Уумные дома» XXI века // [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://vsenovostroyki.ru/articles/844/
  7. 1995–2019 ZOOM CNews // «Умный дом» жизнь в ногу со временем // [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://zoom.cnews.ru/publication/item/18660
  8. 2017 Евразийский Союз Ученых. All Rights Reserved // Современные энергосберегающие технологии Система «Умный дом» // Конференция № 9 // [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://euroasia-science.ru/tehnicheskie-nauki/sovremennye-energosberegayushhie-texnologii-sistema-umnyj-dom/
  9. Copyright © 2016–2018 Информационный портал «SMART HOME MARKET» // Управление умным домом — практично, удобно, доступно // [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://smart-home.market/upravlenie-umnym-domom-praktichno-udobno-dostupno-s3084
  10. 2019 Международный Центр Науки и Образования // XII Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки» // Тимерханов Р. Р. Дерябин А. И. Концепция «Умного дома» [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://nauchforum.ru/studconf/tech/xii/3560
  11. Research and Markets: Global Home Automation and Control Market 2014–2020 — Lighting Control, Security & Access Control, HVAC Control Analysis of the $5.77 Billion Industry [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://web.archive.org/web/20160505124414/https://www.reuters.com/article/research-and-markets-idUSnBw195490a %2B100 %2BBSW20150119
  12. 1.5 Million Home Automation Systems Installed in the US This Yearhttps // [Электронный ресурс] — Режим доступа: www.abiresearch.com/press/15-million-home-automation-systems-installed-in-th/
  13. Smart Home [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://www.statista.com/outlook/279/109/smart-home/united-states

Основные термины (генерируются автоматически): дом, система, автоматическое регулирование, Россия, домашняя автоматизация, жилищно-коммунальное хозяйство, фактическое потребление, общедомовый прибор учета, GSM, ABI.

Создание современной концепции системы «Умный дом»

Библиографическое описание:

Сандимиров С. А. Создание современной концепции системы «Умный дом» // Молодой ученый. — 2018. — №29. — С. 28-32. — URL https://moluch.ru/archive/215/52093/ (дата обращения: 25.01.2020).



В настоящее время во всем мире разрабатываются различные системы и их составляющие, которые обобщенно называются системами и комплексами «Умный дом».

Так как в настоящее время не сложилась общепринятая концепция по разработке, монтажу, наладке и эксплуатации систем «Умный дом», то идет активный поиск и выработка оптимальных технических, организационных и других путей реализации данных систем. В этом направлении работает и компания ООО «БИОМ-ПАРК».

Рассмотрим некоторые основные моменты, необходимые для грамотного системного подхода при проектировании данных систем. Рассмотрим системы, ориентированные на использование в небольших коттеджах и квартирах. Однако применяемый системный подход применим и к большим разветвленным сложным комплексам.

Для начинающих проектантов, монтажных и эксплуатирующих организаций в первую очередь необходимо четко понимать, что обозначает система «Умный дом», понимать ее современную концепцию. В первую очередь система должна быть безопасной и направлена на повышение уровня безопасности. Остальные функции можно рассматривать как приятные «бонусы», облегчающие жизнь внутри «Умного дома».

Работниками компании ООО «БИОМ-ПАРК» были спроектированы и установлены системы «Умный дом», так же была проведена модернизация уже существующих систем. Рассмотрим отдельные вопросы, возникающие при проектировании систем. Приведем примеры как удачных, так и неудачных решений, встречаемых в практике компании.

Основные принципы проектирования систем «Умный дом».

  1. Разделение охранной функции, функции защиты ивспомогательных систем. Этот вопрос очень сложный и заслуживает большого внимания. Многие существующие системы объединяют в себе все функции. Такие системы обеспечивают мониторинг внутреннего и внешнего периметра, участвуют в процессе экстренного прекращения подачи энергоносителей, накопление и распределение энергии от альтернативных источников питания, а также управляют освещением и другими системами. Можно представить какое количество информации необходимо обрабатывать микропроцессорам или компьютерам, какие немыслимо сложные алгоритмы необходимо разрабатывать. Если речь идет об очень больших эксклюзивных системах, то да, они существуют. Но они не могут быть эталонными в силу их единичности, эксклюзивности и невозможности копирования. Для осуществления средней по уровню автоматизации систем применимых к небольшим коттеджам или квартирам целесообразно применять иной подход в реализации различных управляющих функций. Такой подход подразумевает разделение реализованной системы на подсистемы: подсистема — охрана, подсистема — прекращение подачи энергоносителей, подсистема, отвечающая за управление жизненной средой потребителя. Такой подход позволяет при необходимости, отключать одну из систем не затрагивая работоспособность остальных. Происходит упрощение диагностики неисправностей и отладка составляющих системы «Умный дом». Это, в целом, подтвердила практика проектирования, монтажа, пусконаладки и эксплуатации на многих объектах [1]. Так же проектным организациям необходимо учитывать тот факт, что заказчик не всегда готов к полной автоматизации. При разделении систем, намного проще добавлять дополнительную подсистему, чем совершенствовать уже готовую. Если на этапе сразу предусматривать возможность расширения, то система получается переразмеренной и дорогой. Удачным примером спроектированной системы «Умный дом», является проверенная схема организации автоматизированного коттеджа [2]. В процессе работы компании была проведена модернизация существующей системы «Умный дом». В качестве охранной системы имелась уже смонтированная GSM сигнализация. В процессе модернизации были добавлены дополнительные датчики дыма и протечки воды. Спроектирован и изготовлен щит управления с контроллером. Функция щита — это сбор данных о протечки воды и возникновения пожара. Таким образом, GSM сигнализация подает сигнал на сотовые телефоны пользователей о критических ошибках, но в управлении не участвует. Щит управления производит отключение (перекрывание) подаваемой воды и отключает все электричество. Сигнализация и щит управления запитаны от ИБП. От щита управления запитывается дополнительный щит с контроллером, осуществляющий управление освещением, розетками, системой кондиционирования, системой озонирования и др. Таким образом, модернизированная система оказалась очень гибкой в настройке и неприхотлива в использовании.
  2. Выбор иразделение управляющих исиловых сетей. Разделение сетей на управляющие и силовые предусматривает их разнесение в пространстве для исключения взаимовоздействий. Особенно это относится к электрическим витым парам. В управляющих и сигнальных сетях целесообразно применять безопасное напряжение 12В [3]. При использовании на небольших объектах такого напряжения вполне достаточно. Так же отметим, что такое напряжение хорошо коммутируется. Крайне не рекомендуется использовать данное напряжение в качестве основного. Несмотря на то, что такое напряжение безопасно, легко коммутируется, имеет широкую возможность применять ШИМ управление, возникает необходимость в очень мощных преобразователях 12В и в применении проводов большого сечения. В практике компании встречалась следующая непродуманная реализация «Умного дома», работающая как бы исключительно на 12В. Имелась двухкомнатная квартира площадью около 60 кв.м. Для обеспечения приемлемого уровня освещения применялись три преобразователя по 10А и два по 5А. Вся автоматика так же запитывалась от этих преобразователей. Но имелись сигнализация, запитанная от 220В, кондиционер и розетки с напряжением 220В. Таким образом, получилась такая ситуация, при которой реализована непродуманная система освещения, фактически существовало две системы электропитания.
  3. Имитация аналогового взаимодействия. На протяжении всей эволюции человека происходило его тесное взаимодействие с природой. Человек постоянно получал от природы аналоговые сигналы. Солнце вставало постепенно, температура так же увеличивалась и уменьшалась постепенно, звуки природы менялись постепенно. Таким образом, для создания комфортного воздействия на человека необходимо, по возможности, ограничить резкие перепады температуры от систем кондиционирования, резкое включение и выключение освещения, резкие звуки. При проектировании систем «Умный дом», по возможности, следует избегать соленоидных реле и других компонентов, производящих резкий шум. Так же негативно воздействует на человека фоновый шум от вентиляторов охлаждения электросхем. Целесообразно применять регулируемые кулеры, частота вращения которых зависит от выделяемой теплоты электроустройств внутри системы управления «Умным домом». Одним из важнейших факторов является спектр осветительных приборов и устройств. Как правило, даже условный белый свет от GRB лент очень некомфортный. Практика показывает целесообразность применять данные ленты или аналогичные только в качестве декоративной подсветки. Удачное использование светодиодных лент — это их применение совместно с регулятором ШИМ в составе ночников с датчиками движения или аналогичными, определяющими присутствие человека [4]. Для реализации и настройки таких ночников требуется немного времени и финансовых затрат, но приносит большой комфорт пользователям и повышает респектабельность системы.
  4. Беспроводные сети преимущества инедостатки. Системы управления «Умный дом» строятся как на беспроводных, так и на проводных технологиях. Существуют и смешанные. Проводное управление более простое в настройке и диагностике неисправностей. Имеется возможность передавать между конечными устройствами большое количество данных (аудио, видео данные и др.), хорошая совместимость протоколов обмена данными. Недостатком таких систем является сложная прокладка большого количества проводов, невозможность модернизации системы без вскрытия облицовочных материалов в помещении. Беспроводные сети хороши отсутствием проводов, однако имеют плохую помехоустойчивость, относительно плохую диагностируемость неисправностей по сравнению с проводными системами. Практика эксплуатации показывает, что гибкие и устойчивые к внешним воздействиям системы включают в себя как проводные сети, так и беспроводные. В вышеописанном примере коттеджа применялись две сети. Сигнализация GSM получала сигналы от беспроводных датчиков по радиоканалу, а система обеспечивающая отключение энергоносителя использовала проводную систему, как более надежную. Так же в проводной системе у специально спроектированных датчиков имеется кнопка проверки срабатывания, для облегчения сервисного обслуживания системы. Еще один важный момент в использовании проводных датчиков — это применение нормально замкнутых контактов датчиков. Встречались проекты, в которых у датчиков были нормально разомкнутые контакты в режиме контроля среды. В этом случае, при контролировании какой либо среды ток в цепи управляющего контроллера не проходил. То есть существовала такая ситуация, при которой, даже при обрыве электрической цепи датчика система никак не реагировала.
  5. Самодиагностика, возможность тестирования. Выше была описана необходимость применять датчиков с нормально замкнутыми контактами. Это косвенно является организации функции самодиагностики системы. Функция самодиагностики очень важна как для сложных, так и для более простых систем. В качестве простой реализации одной из функций самоконтроля является контроль предельного расчетного протекающего тока через конечные потребители. Для этого применяют независимые от основной системы устройства, обеспечивающие отключение основной системы в случае возникновения нештатной ситуации. Хорошим примером самозащиты от ложных срабатываний является система пожаротушения на объектах нефтяной и газовой промышленности. Суть заключается в том, что сигнал о возникновении пожара формируется в контроллере от двух различных по типу датчиков — датчика пламени и температурного датчика. Дополнительно в алгоритм контроллера заведено отслеживание скорости возрастания температуры. Этими мероприятиями снижен риск возникновения ложных срабатываний. В процессе эксплуатации компания ООО «БИОМ-ПАРК» встречалась с различными ложными срабатываниями систем «Умный дом». Это реагирование датчиков дыма на пар, прохождение животных или пролет птиц перед датчиками и др. Наблюдались частые случаи сбоя алгоритмов управления от различных внешних воздействий.

В процессе проектирования необходимо предусматривать возможность подключения контрольно-измерительной аппаратуры к системе, выводить сервисные разъемы на шкафы управления. В сложных системах возможно предусмотреть периодическую подкалибровку датчиков и др.

  1. Безопасность алгоритмов иих сертификация. Многим известно, что неправильные или некорректная работа алгоритмов управления «Умным домом» могут привести к плачевным последствиям. Эта проблема до настоящего времени никак не решена во всем мире. Постоянно продолжают разрабатываться и совершенствоваться алгоритмы безопасного взаимодействия человека и электронных систем. При проектировании сложных систем очень трудно смоделировать ответные реакции управляющей системы на возмущающие воздействия. Если одно возникающее событие поддается прогнозу реакции системы, то несколько взятых одновременно прогнозируются с большим трудом, а иногда и не прогнозируются вообще. Такая группа одновременно происшедших событий могут привести к очень неблагоприятным ситуациям. Были случаи в эксплуатируемых системах, в которых происходила некорректная работы системы при появлении новых животных в помещении и/или в зоне ее действия, неправильное распознавания пользователя. В настоящее время в полной мере не разрешена проблема корректного функционирования системы с появлением или исключением дополнительных пользователей во времени. Если система не опознает вновь вошедшего в зону взаимодействия пользователя, то она не корректирует свои программы воздействия на управляющую среду. Для безопасного использования новых алгоритмов управления жизненной средой человека необходимо вводить сертификацию применяемых алгоритмов на законодательном уровне. Этот процесс долгий и очень трудный, но без преувеличения можно сказать — он жизненно необходим! В связи с резким усложнением управляющих и вспомогательных систем очень часто оказывается, что какое-либо изделие имеет набор функций и возможностей, о возможности существовании которых конечный пользователь даже не подозревает. Такая ситуация может привести к травмированию пользователя устройства или системы, потеря финансовых накоплений и т. д. Эта ситуация усугубляется нежеланием пользователей следовать инструкциям по эксплуатации. Таким образом, можно сделать вывод о необходимости разработки таких устройств, систем и алгоритмов, которые даже при неправильной их эксплуатации, в самом плохом случае просто отключатся, но не принесут вред жизни и здоровью пользователя. В сложных системах необходимо четко прописывать в алгоритмах приоритеты и взаимозапрещающие операций управления средой. Надо четко понимать, что усложнение системы неизбежно приводит к уменьшению ее надежности. Рассмотрим пример нецелесообразности перегруженной системы.
  2. Организация ицелесообразность сложных систем. Под сложными системами понимаются не только системы, управляющие «Умным домом», но более сложные, именуемые «искусственным интеллектом» (ИИ). Такие системы, несомненно, будущее человечества, но находятся на стадии становления. Такие системы еще в большей мере обладают недостатками в области корректных алгоритмов поведения с пользователями. В таких системах рисков, связанных с безопасностью пользователей, в разы больше, чем в обычных. Это относится не только к системам «Умный дом», но и к ИИ в области автомобилестроения, авиационной промышленности и др. Проблемой создания ИИ занимаются во многих странах. Конечно, есть большие успехи в этой области, но все ИИ пока не идеальны.

Усложнение систем нередко происходит нецелесообразным увеличением технических компонентов. В практике эксплуатации таких систем компанией ООО «БИОМ-ПАРК», встречалась ситуация, в которой каждая розетка и выключатель освещения в квартире имела собственный адрес в локальной сети. Имелась возможность управлять каждой по отдельности. Однако в это не было надобности. Получилась бесполезная функция, система усложнилась, надежность уменьшилась. При отключении управляющей системы во всей квартире пропадало освещение и электричество в розетках. Такая организация системы «Умный дом» в сочетании с постоянными перебоями электропитания приводила к некомфортному использованию. Можно говорить о том, что при разработке управляющих систем «Умный дом» надо четко понимать задачи, возлагаемые на систему и стремиться к ее упрощению, что всегда положительно скажется на ее стабильной работе и устойчивости.

  1. Взаимодействие систем «Умный дом» сдругими техническими системами. При разработке, проектировании и монтаже систем управления необходимо учитывать в большинстве случаев фактор неизолированности системы. Разрабатываемые системы будут взаимодействовать с системами водоснабжения, водоотведения, электросетями, системами пассивной вытяжной вентиляции и др. Так же системы «Умный дом» могут прийти во взаимодействие с другимиустройствами. Эти факторы необходимо принимать во внимание.
  2. Голосовое управление исопровождение. Нередко, при проектировании управляющих систем, возникает желание «оживить» «Умный дом». Для этих целей применяют озвучивание происходящих событий, голосовое управление желаемыми событиями и их комбинация. Существуют различные голосовые модули по озвучиванию. Они достаточно недорогие и просты в настройке, относительно легко интегрируются в системы управления, работают по стандартным протоколам связи. В целом, получаются хорошие интересные проекты. В области голосового управления на сегодняшний день существуют системы распознавания с помощью ресурсов Internet и автономные системы, использующие собственные базы голосовых данных [5]. Проблемы голосового управления, в основном, заключаются в чувствительности микрофонов. Необходимо нахождение пользователя в непосредственной близости от микрофона. Широкого применения такие системы в настоящий момент не получили. Некоторые разработки управления «Умным домом» имеют дополнительное устройство — голосовой пульт управления [6]. Учитывая психологические особенности пользователей, можно говорить о том, что такие системы управления необходимо разрабатывать с дублирующим более привычным интерфейсом (сенсорный экран, кнопки).
  3. Проблемы, связанные сприсутствием животных. При разработке и настройке систем «Умный дом» стоит большая проблема, возникающая в наличии различных животных и птиц в зоне воздействия систем управления. Проблемы возникают на уровне алгоритмов и/или имеют технический характер. Практика показывает, что любое существо обязательно пытается что-нибудь оторвать, погрызть, полизать. При проектировании и монтаже обязательно необходимо прятать всю электропроводку в кабель каналах или под декоративными покрытиями. Помимо возможности причинения вреда жизни и здоровью животному или пользователем, нарушение электропроводки такого незащищенного характера трудно диагностируемо. Основной проблемой наличия животных является ложное срабатывание датчиков. Ложное срабатывание может быть и от пользователя, если датчик предназначен на реагирование на животного. Основными путями борьбы с ложными срабатываниями является совместное применение различных по типу датчиков, применение узконаправленных датчиков, совершенствование алгоритмов обработки событий. В случае присутствия на контролируемой территории птиц, целесообразно применять временные задержки отклика системы. Применение датчиков давления сокращает ложные срабатывания от небольших собак. Для защиты от несанкционированного управления системой «Умный дом» животными и маленькими детьми применяют различные блокировки. Технических решений различных блокировок огромное количество, поэтому они не рассматриваются.
  4. Альтернативные источники питания всистеме «Умный дом». Внастоящее время многими инженерами предпринимаются попытки разработать приемлемые системы дополнительных источников энергии. В том числе и в составе систем «Умный дом». К таким системам можно отнести ветряки, тепловые насосы, тепловые и солнечные панели. В средней полосе России сложилась такая ситуация, при которой крайне мало солнечных дней в году, а также сильных стабильных ветров [7]. Это доказано многими исследованиями. Применение ветряков целесообразно в случае использования их в качестве источников электроэнергии для отопительных калориферов. Для калориферов нет жестких требований к качеству электроэнергии. Однако, для выработки существенной мощности, ветряки должны иметь относительно большие габариты. Таким образом, при разработке систем альтернативного источника электроэнергии используя ветряки, необходимо учитывать наличие постоянных относительно сильных ветров. Тепловые насосы, в целом, эффективны, но имеют большой срок окупаемости, сравнимый с ресурсом холодильных установок [8]. Так же применение тепловых насосов подразумевает наличие возобновляемый источник тепловой энергии (водяная скважина, река, теплый грунт и т. д.). Применение солнечных панелей подразумевает наличие в системе альтернативных источников электроэнергии довольно сложной электроники и аккумуляторов. Используя тепловые панели, добиваются сокращение расходов на отопление, но эта система так же сложна в проектировании и обслуживании. Рассматривая альтернативные источники энергии, существующие в настоящее время, пока можно говорить лишь о их частичной замене стандартных источников. Для полноценного снабжения современной среды человека различной энергией целесообразно применять альтернативные источники как дополнительные к основным.

Подводя итоги, можно говорить о наличии большого количества проблем, связанных с проектированием, монтажом и эксплуатации систем «Умный дом». Необходимо всегда помнить о повышении безопасности применяемой системы, о ее устойчивости к внешним воздействиям. При проектировании систем «Умный дом» необходимо четко представлять набор функции, которые должна выполнять система.

Литература:

  1. SmartMe.pro. [Электронный ресурс]. — URL: https://smartme.pro/sistema-umnyj-dom/ (дата обращения: 18.07.2018).
  2. Безопасность в умном доме: 5 аспектов | Умный Дом. [Электронный ресурс]. — URL: http://umnydom.com/bezopasnost-v-umnom-dome-5-aspektov/435/ (дата обращения: 18.07.2018).
  3. Электробезопасность. Действие электрического тока на организм. Безопасное напряжение переменного и постоянного тока — КиберПедия. [Электронный ресурс]. — URL: https://cyberpedia.su/17x19f73.html (дата обращения: 18.07.2018).
  4. Ночник с датчиком движения: виды, принцип работы:: SYL.ru. [Электронный ресурс]. — URL: https://www.syl.ru/article/360759/nochnik-s-datchikom-dvijeniya-vidyi-printsip-rabotyi (дата обращения: 18.07.2018).
  5. Все о модуле распознавания голоса EasyVR (ex VRbot) / Деталька / Сообщество EasyElectronics.ru. [Электронный ресурс]. — URL: http://we.easyelectronics.ru/part/vse-o-module-raspoznavaniya-golosa-easyvr-ex-vrbot.html (дата обращения: 18.07.2018).
  6. [Электронный ресурс]. — URL: http://we.easyelectronics.ru/part/vse-o-module-raspoznavaniya-golosa-easyvr-ex-vrbot.htm (дата обращения: 18.07.2018).
  7. Альтернативная энергия для частного использования в России — уже реальность — Рамблер/новости. [Электронный ресурс]. — URL: https://news.rambler.ru/articles/36155023-alternativnaya-energiya-dlya-chastnika-stala-realnostyu/ (дата обращения: 18.07.2018).
  8. 10 мифов о винтовых компрессорах — полезные материалы от компании Fiac. [Электронный ресурс]. — URL: https://www.fiak.ru/articles/10-mifov-o-vintovykh-kompressorakh/ (дата обращения: 18.07.2018).

Основные термины (генерируются автоматически): система, GSM, голосовое управление, система управления, щит управления, датчик, время, проектирование систем, проводная система, альтернативный источник питания.

Похожие статьи

Системы управления для системы автономного питания

Перспективы применения системы «Умный дом». — Система электропитания здания (обеспечивает бесперебойное питание, автоматически переключая на альтернативные источники электроснабжения).

Анализ систем автоматизированного управления умным домом

В настоящее время в компьютерном и телекоммуникационном бизнесе существует понятие «интеллектуальное здание» (умный дом). Умный дом — это комплекс систем, интегрированных в единое информационное пространство…

Система управления устройствами «умного дома»…

В статье рассматривается метод распознавания речи на основе облачного сервиса, производится фильтрация исходных данных, производится исследование применимости данного метода в задаче распознавания голосовых команд Умного дома.

Автоматизация удаленного управления объектами

Автоматическое управление широко применяется во многих технических и биотехнических системах для выполнения операций, неосуществимых человеком в связи с необходимостью переработки большого количества информации в ограниченное время

Автоматизация и диспетчеризация инженерных систем

Автоматизация зданий — одно из важнейших направлений в области строительства и управления инженерными системами. Применение системы автоматизации зданий позволяет повысить эффективность работы осветительного и обогревательного оборудования…

Автоматизированная система управления… | Молодой ученый

Введение. В связи с повсеместной автоматизацией производства широкое распространение получили промышленные роботы-манпуляторы, которые в совокупности с программируемым логическим контроллером образуют робототехнический комплекс.

Система управления освещением в умном доме

В этой публикации мы рассмотрим разные способы и методы по сокращению расходов на электроэнергию, которые актуальны на сегодняшний день. Один из способов, который является наиболее эффективным, это применение систем управления освещением (СУО).

Использование SCADA-технологий в современных…

Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA Supervisory Control And Data Acquisition) является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами)…

Система управления устройствами «умного дома»…

Ключевые слова: система домашней автоматизации, умный дом, электроснабжение, система управления, интернет вещей. Все возрастающее количество бытовых электроприборов, количество групп освещения…

Умный дом

Аннотация на русском языке: Статья посвящена обзору системы «Умного дома», который позволит повысить комфорт, сэкономить время, а также уменьшить коммунальные расходы. Сегодня нас окружает огромное количество умных вещей. Кроме сенсорных телефонов, которыми мы пользуемся ежедневно, есть устройства, без которых автомобили не могли бы ездить, бытовые приборы и электросистемы не могли бы работать. Система «Умный дом» не только работает в полностью автоматическом режиме, но прежде позволит сэкономить, обеспечит комфорт и безопасность. В статье раскрыто содержание таких принципов, как энергосбережение, система «SmartHome», рассмотрены преимущества и недостатки «Умного» дома. Проведенное исследование показывает, что развитие умных домов переживает небывалый бум, схожий на разработку автомобилей, компьютеров, телефонов и другой электроники. Это так же отражается в материалах и технологиях, которые используются для строительства дома. К 2020 году это развитие будет более динамичным. В свете стремительного распространения инноваций возникает необходимость активного подключения и интеграции технологий в жилой дом.

The summary in English:
The article is devoted to the review of the «Smart home» system, which will improve comfort, save time, and reduce utility costs. Today we are surrounded by a huge number of smart things. In addition to the touch phones that we use every day, there are devices without which cars could not drive, appliances and electrical systems could not work. The «Smart home» system not only works in a fully automatic mode, but first will save money, provide comfort and safety. The article reveals the content of such principles as energy saving, system «Smart Home», the advantages and disadvantages of «Smart» home. The study shows that the development of smart homes is experiencing an unprecedented boom, similar to the development of cars, computers, phones and other electronics. This is also reflected in the materials and technologies used for the construction of the house. By 2020, this development will be more dynamic. In the light of the rapid spread of innovations, there is a need to actively connect and integrate technologies into a residential building.

Ключевые слова: интернет, «Умный» дом, технологии.
Key words: Internet, Smart home, technology.

Умный дом: чего ждать?

Вокруг нас все больше «умных» IoT-устройств. Подключенные к интернету и обменивающиеся данными, они помогают сделать наши дома более комфортными, экономичными и безопасными.

Аналитики говорят, что популярность систем умного дома только набирает обороты, и их массовое внедрение еще впереди. По оценкам исследователей Kenneth Research, выручка на этом рынке должна увеличиться с 55 миллиардов долларов в 2016 году до 174 миллиардов в 2025-м. 

Домашняя автоматика и системы с искусственным интеллектом (ИИ) скоро привнесут больше инноваций в нашу повседневную жизнь

По всей видимости, домашняя автоматика и системы с искусственным интеллектом (ИИ) скоро привнесут больше инноваций в нашу повседневную жизнь. Футуролог Бернард Марр (Bernard Marr) на страницах Forbes назвал пять главных трендов, ожидаемых в этой сфере в 2020 году и далее.

Стандартизация

Производители электроники стремятся выработать единые стандарты для IoT, которые обеспечат совместимость смарт-устройств с различными системами умного дома и более высокую степень киберзащиты.

Пример тому — проект Connected Home over IP по созданию всеобщего стандарта для устройств умного дома, о котором Amazon, Google, Apple и альянс компаний Zigbee Alliance объявили в декабре 2019 года. Цель программы — упростить разработку устройств и улучшить их совместимость между собой, c мобильными приложениями, облачными сервисами и голосовыми помощниками Siri, Alexa и Google Assisstant. В ближайшие годы такого рода инициативы станут распространенной практикой.

Умный дом в полном смысле слова

Под термином «домашние смарт-устройства» принято понимать не только электронику с интеллектуальными возможностями, но и гаджеты, в названии которых «смарт» обозначает просто функцию доступа и управления через интернет, что не совсем корректно.

Домашняя техника "умнеет" в полном смысле этого слова, приобретая способность думать, принимать решения и учиться

Однако благодаря внедрению ИИ-технологий, таких как машинное обучение, компьютерное зрение, распознавание речи и т. д., домашняя техника «умнеет» в полном смысле этого слова, приобретая способность думать, принимать решения и учиться.

В ближайшие годы распространение получат домашние системы видеонаблюдения с функцией распознавания по лицу. Обычным делом станут холодильники с поддержкой компьютерного зрения и алгоритмов машинного обучения, которые будут сами следить за своим содержимым и заказывать через интернет необходимые хозяевам продукты.

Роботы наступают

Начало тренду положили роботы-пылесосы и автоматические газонокосилки. Учитывая достижения в области искусственного интеллекта, можно рассчитывать, что роботы скоро смогут больше и лучше помогать по дому. В будущем мы переложим на них всю домашнюю рутину. Роботы-помощники очень пригодятся пожилым и людям с ограниченными возможностями.

Роботы скоро смогут больше и лучше помогать по дому

Конечно, домашние роботы-гумандоиды в 2020 году еще не появятся, но роботизированные системы для дома определенно станут более распространенными, эффективными и доступными по цене.

Забота о здоровье

У таких IoT-устройств, как носимая электроника, очень большие перспективы в сфере здравоохранения. С их помощью можно снизить нагрузку на медицинские учреждения и врачей, что весьма актуально, учитывая рост продолжительности жизни людей и тенденцию к старению наций.

Носимые устройства помогают вести более здоровый образ жизни и следить за уровнем физической активности, качеством сна и питания. Некоторые модели способны дистанционно связываться с врачом, отправлять сигнал тревоги при срабатывании детектора падения и даже диагностировать заболевания. Например, в смарт-часах Apple Watch уже есть функция снятия ЭКГ. С ее помощью можно заметить нарушения в сердечном ритме, говорящие о признаках болезни. Распространение подобных технологий с каждым годом будет расти.

Кроме того, большую ценность с медицинской точки зрения представляют собираемые носимой электроникой данные, поскольку это круглосуточная информация о состоянии пациента, полученная в привычных домашних условиях, а не в стрессогенной больничной обстановке.

Лучше связь — «умнее» дома 

С распространением в мире 5G и новейшего стандарта WiFi 6 устройства умного дома смогут подключаться к более скоростным и высокоэффективным сетям, что улучшит доступ к данным и вычислительным ресурсам в облаке.

Скоростная связь позволит обеспечить работу более сложных приложений с использованием обширных потоков данных

Скоростная связь позволит обеспечить работу более сложных приложений с использованием обширных потоков данных. IoT-устройства, такие как умные термостаты, автоматические системы безопасности и т.д, получат доступ к более разнообразной и актуальной информации, что повысит точность прогнозирования и эффективность работы этих систем.

Страхи и проблемы будущего умных домов / iRidium mobile corporate blog / Habr

Возможность объединения носимых девайсов, интернета вещей, возможность сбора всей информации о своём доме и себе в собственном компьютере, построение аналитики и нахождение наиболее эффективных паттернов для решения бытовых нужд — от экономии электроэнергии до прогнозирования поведения и поддержания здоровья, своего и близких. Всё это блестящие перспективы развития умных домов. Которые, вместе с тем, могут иметь слабые точки, касающиеся непосредственно внедрения технологии в повседневную жизнь.



Для начала мы взяли небольшую статью из WallStreet Journal, которая приводит реальные ситуации из жизни обладателей умных домов. У автора статьи получился небольшой список возможных проблем, с которыми люди сталкиваются в реальной жизни:

1. Частые поломки

Стоят первыми в списке проблем с умными домами. Здесь, вероятно, нужно говорить шире — о выборе инсталляторов и компонентов. Как предполагаемое решение проблемы также предлагается использовать следующее правило: уменьшать количество шагов, необходимых для совершения операции.
2. Неудобная настройка

Для примера в статье приведена ситуация, когда «умный» мини-бар в гостинице включил в гостинице свет, когда супруг шёл ночью в ванную. В результате разбудил жену.
«Too many cute solutions in search of problems.» — Слишком много изящных решений в поисках проблем.

3. Энергосбережение

Сейчас у нас электричество стоит, допустим, 4,68 за киловатт\часов (в зависимости от тарифа, берём тариф День, однотарифный, Москва). Большинство предпочитает выключать свет везде. Хорошо, если это делает за вас умный дом. Плохо, если он при этом съедает энергии больше, чем вы экономите.
4. Траты на ремонт. Запчасти. Починка. Время на починку

Но, на самом деле, на этом список проблем не заканчивается. Его можно расширить и обдумать. Какие ещё проблемы желательно предусмотреть и, желательно, предотвратить, при оснащении умного дома?

1. Выбор инсталлятора (исполнителя)

Сейчас самая большая опасность — неудачный выбор инсталлятора. Потому что любая система автоматики — полностью его детище. Если инсталлятор не достаточно хорошо понимает, что он хочет получить (например во всем слушает заказчика и пытается исполнить все его пожелания), получится неудобно и не правильно.

Об отечественном рынке поставщиков умных домов можно почитать в этой статье. Здесь особо отмечается, что:

«Особенность отечественного рынка заказных инсталляций — его закрытость. Трудно получить рекомендации от заказчиков, которым проекты уже сделаны. А потому трудно оценить уровень предлагаемых решений и целесообразность проекта в целом.»

Поэтому, пожалуй, эту проблему можно назвать центральной. На настоящий момент нам не хватает как осведомлённых покупателей в данной отрасли, так и прозрачности поставщиков услуг, обеспечивающей оптимальный выбор. На данном этапе развития, чаще всего, наибольший вес имеет «сарафанное радио» к которому имеет смысл прислушиваться. Мы, в свою очередь, проводили конкурс интеграторов, чтобы внести вклад в решение проблемы.

2. Страхование

Кто отвечает при наступлении страхового случая, связанного с оборудованием умного дома? Здесь нужно отдельно оговориться, что из себя представляет страховой случай в приложении к умному дому. Естественно, по итогу получится, что как застраховали, так и отвечают. Возможно, что одним из весьма актуальных страховых случаев может быть банальная кража оборудования умного дома с объектов. Прямо из щитков и выключателей из коробок.

Предполагаемые проблемы умных домов в будущем
2035 год. Возвращаюсь к себе домой. Умный дом набирает мне ванную. Включает музыку. Я с наслаждением ложусь в ванну. А вода холодная потому что отключили горячую воду в связи с профилактическими работами.

3. Хакерские атаки

Здесь, прежде всего, желательно оценить риски того, кому вы настолько нужны, чтобы пытаться влезть в вашу защищённую сеть и добраться до управления вашим домом и системами жизнеобеспечения. Вполне вероятно, что даже и при наличии желающих, гораздо проще и эффективнее можно «достать» вас другими, более примитивными способами. Поэтому возможность хакерской атаки на вас далеко не так вероятна, как, например, кража компонентов, о которой мы говорили выше.

На данном этапе развития умных домов, вся безопасность системы осуществляется на уровне защиты самой сети. Зашел в сеть — дальше все у тебя в руках (если знаешь, как все устроено). Редко есть парольная защита на IP интерфейсах. Беспроводные сети шифруются, но это не спасает их от взлома. Пока проблема не очень явно видна, потому что автоматизация не распространена массово.

Тут, конечно, стоит упомянуть SSL. Безопасное соединение используется везде и всюду. Для доступа к данным в облаке, используют OAuth 2.0. Чтобы злоумышленник не влез в локальную сеть, ставят доступ к ней по списку мак адресов и используют шифрование… Тут тоже все зависит от прямоты рук инженеров и опять таки стоит помнить что нет идеальной защиты. Любую систему можно проломить, если очень захотеть.

Как может выглядеть хакерская атака на умный дом? Сейчас шифруют файлы на компьютере и требуют денег за расшифровку, в будущем могут попробовать отключить отопление и потребовать денег за активацию обратно. Поэтому Apple использует чип аутентификации для Homekit, а iRidium создал новый протокол с защитой данных на уровне передачи.

Для любителей поразмышлять на тему взлома умных домов, рекомендуем статью «Все способы, которыми хакеры будут пытаться убить вас в будущем» (Извините, английский. Запрашивайте перевод). Несмотря на название, она вас скорее успокоит и развлечёт, нежели чем запугает.

4. Человеческий фактор

«… Хочу установить такую систему своим родным. Не окажутся ли они однажды заперты в квартире с выключенным телефоном?» — вероятно, когда-нибудь окажутся. Правда, ровно с той же вероятностью, что и сейчас — без умного дома, и не обязательно по его вине. Человеческий фактор порой играет ключевую роль. Это касается и выбора инсталлятора, и надёжности хранения вами паролей и т. д. и т.п.

Мистер Вастведт, ты делаешь это неправильно:
Миссис Вастведт, 45-тилетняя дизайнер по интерьерам, сама установила систему, а мистер Вастведт, 45-тилетний бухгалтер, быстро придумал, как использовать её в собственных целях: сейчас, если он зовёт детей ужинать, а они долго не идут, он удалённо отключает им X-Box и телевизор. Источник

5. Техническая поддержка

С точки зрения бизнес-модели, можно установить заказчику умный дом и в дальнейшем получать доход от поддержки. Поддержка в любом случае понадобится, даже если всё отлично работает, можно предложить «подписку» на обслуживание, которая вносится периодически и гарантирует, что в случае поломки приедут и всё исправят.

С точки зрения заказчика, важно не только чтобы всё было хорошо установлено и инсталлятор не «жил» за счет ваших трат на ремонт, но и чтобы в наиболее благоприятной ситуации, когда всё работает хорошо и ломается в пределах разумного, чтобы поддержка откликалась и приезжала быстро и так же оперативно устраняла проблемы.

Не бывает прогресса без побочных эффектов

Резюмируя всё выше сказанное, никаких аргументов строго «против» применения технологии умного дома, пожалуй, нет. Более того, правильно применённая технология может значительно повысить удобство обитаемого пространства и качество жизни. Однако как и в любой технологии, нужно минимизировать риски и учитывать слабые места. Надеюсь, эта статья была вам полезна.

Ну и, на последок, небольшая задачка. Помните мини-бар, который включался от датчика движения даже ночью? Как бы вы отладили подобное включение, учитывая, что цель — это, конечно, увеличение продаж алкоголя и припасов из минибара? Помните, что минимизация шагов алгоритма даёт более эффективную работу системы в целом. И добро пожаловать в комментарии!

Представьте мир, в котором дома стали умнее их обитателей

Об умном доме (статьи)

Выставка ISE 2018: обзор интересных новинок

Выставка ISE 2018: обзор интересных новинок

Зачем звезде «Американской семейки» Софии Вергаре система «Умный дом»?

Зачем звезде «Американской семейки» Софии Вергаре система «Умный дом»?

Обзор новинок и трендов на выставке CEDIA-2017

Обзор новинок и трендов на выставке CEDIA-2017

5 типичных ошибок при установке системы Умный дом

5 типичных ошибок при установке системы «Умный дом»

Разделы Умного дома

Разделы Умного дома

«Умный дом»: сравнение проводной и беспроводной технологий

«Умный дом»: сравнение проводной и беспроводной технологий

Зачем нужны системы Умный дом?

Зачем нужны системы Умный дом?

Из чего состоит Умный Дом?

Из чего состоит Умный Дом?

Этапы создания системы Умный Дом

Этапы создания системы Умный Дом

Умное управление системой мультирум

Умное управление системой мультирум

Умный Дом против Интеллектуального Здания

Умный Дом против Интеллектуального Здания

Умная квартира или особенности в автоматизации квартир

Умная квартира или особенности в автоматизации квартир

Техника по-царски

Техника по-царски

Система управления освещением или умное освещение

Система управления освещением или умное освещение

Как выбрать оборудование для автоматизации дома

Как выбрать оборудование для автоматизации дома

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о