Концепции, устройства и протоколы современной системы умного дома

Содержание

• Что собой представляет умный дом
• Компоненты системы умного дома
• Система умного дома и безопасность
• Система умного дома и комфорт
• Протоколы работы системы умного дома
• Выводы

Развитие технологий приводит к увеличению количества «умных» электронных бытовых устройств, которыми можно управлять в дистанционном режиме, а также программировать их поведение. В рамках жилья происходит объединение данных решений в общую экосистему, при этом дом становится по-настоящему умным. В данной статье подробно рассмотрим понятие и особенности «умного дома».

Что собой представляет умный дом

Умный дом является системой дистанционного управления электроприборами в доме, а также их автоматизацией.

Идея заключается в существовании в быту множества рутинных задач, которые постоянно повторяются, в связи с чем они могут быть автоматизированы. Решить данную проблему как раз и можно с помощью системы умного дома. К примеру, она позволяет настраивать включение света утром во время просыпания хозяев дома или же включение нагрева системы теплого пола и ее регулировку. При вашем уходе на работу система умного дома выполнит задачу по активации сигнализационной системы и выключению света во всех помещениях.

Данная система успешно решает определенные мелкие задачи бытового характера. Она делает проживание в доме более комфортным и удобным.

Основные возможности

• Управление приборами в дистанционном режиме осуществляется посредством смартфона;
• Приборы могут быть активированы по таймеру: включение света вечером, активация стиральной машины – ночью;
• Приборы могут быть активированы при регистрации некоторых событий: в случае задымления активируется пожарная безопасность, а при достижении определенного температурного уровня в помещении – включается кондиционер.

Компоненты системы умного дома

Существует три основных компонента системы умного дома: датчики, исполнительные приборы и управленческие девайсы. Далее рассмотрим их более подробно.

Датчик является устройством, регистрирующим то или иное событие и сообщающим о нем девайсу управления. Датчики могут определенно реагировать на воду, дым, свет, влажность, температуру и движение.

Это основные разновидности датчиков, но бывают и другие, являющиеся более специфическими.

Исполнитель представляет собой устройство, которое исполняет конкретную целевую команду. Перечень исполнительных устройств может определяться бытовой техникой, девайсом или электронным прибором: стиральными машинками, мультиварками, пылесосами, музыкальными центрами и лампами.

Кроме того, исполнителями могут являться различные выключатели и реле. Как правило, установка реле осуществляется в местах с труднодоступным доступом, чем обусловливается наличие у них дополнительных выходов для подключения внешних выключателей при возникновении непредвиденных ситуаций.

Девайс управления определяется устройством, которое позволяет контролировать и настраивать исполнителя.

В качестве девайса обычно выступает смартфон или умная колонка. Кроме того, могут использоваться различные пульты и сенсорные панели настенного типа. Управление системой умного дома можно осуществлять через соответствующую программу, установленную на ноутбуке или компьютере.

Все компоненты системы умного дома могут быть подключены к хабу или роутеру, что зависит от текущих задач и сценариев. При этом имеется два варианта осуществления управления – в ручном или автоматизированном режиме.

Система умного дома и безопасность

Система защиты от протечек

Датчики от протечек бывают разных видов, однако всех их объединяет одинаковый принцип работы: при попадании воды происходит замыкание электрической цепи с последующим отправлением датчиком данных на исполнительное устройство, которое перекрывает воду.

Автоматический кран, выступающий в качестве такого исполнительного прибора, устанавливается на стояк и самостоятельно перекрывает воду.

Система защиты от задымления

Данная система, как правило, выполняет сигнальную функцию в процессе возгорания, при отсутствии установки специального распылительного устройства, работающего в автоматическом режиме.

Система защиты от краж и взломов

Перечень датчиков состоит из датчиков движения, вибрации, открытия дверей и окон. При этом включается оповещение хозяев дома и служб охраны, а также сирена и свет, что позволяет спугивать злоумышленников. Кроме того, с помощью системы активируется запись видеонаблюдения, которая дает возможность фиксирования всего происходящего.

Еще одной интересной функцией данной системы защиты является возможность имитации присутствия владельцев дома при их фактическом отсутствии: посредством автоматического включения освещения и музыки в заданный период времени и отключения их в ночное время.

Система умного дома и комфорт

Управление светом и яркостью приборов освещения может производиться как через приложение вручную, так и через настройку их автоматического включения в рамках установленного времени. Датчик освещенности позволяет добиваться автоматической подстройки яркости в доме под определенный уровень освещения.

Кроме всего прочего, фиксируется наличие специальных температурных датчиков, которые устанавливаются на батареи центральной отопительной системы. Подключение же их в умную розетку дает возможность контролировать электрические обогреватели.

Контроль уровня влажности в помещении может осуществляться с помощью гигрометра – прибора, автоматизирующего работу увлажнителя или осушителя воздуха.

Протоколы работы системы умного дома

Необходимо отметить положение о совместимости между умными приборами и различными видами подключения. Как правило, их подключение осуществляется посредством

wi-fi роутера, или же, в более редких случаях, - через bluetooth low energy. При этом последние практически всегда работают вместе с wi-fi.

Наиболее часто встречающимися протоколами беспроводного подключения для умных приборов являются стандартный wi-fi и Zigbee. Для подключения стандартного wi-fi имеется необходимость в использовании только роутера, при этом не нужно никаких дополнительных устройств. Практически все умные устройства поддерживают данный тип подключения, причем, как правило, - на частоте 2,4 ГГц. Таким образом, следует осуществить предварительную проверку рабочей частоты используемого вами роутера.

Данное подключение имеет основным недостатком большую непредсказуемую загруженность домашней сети. При этом стабильность подключения напрямую зависит от количества подключенных устройств. Протокол Zigbee выгодно отличается от wi-fi в данном аспекте. Ведь он заточен под стабильное подключение и безопасную передачу информации при небольших скоростях. Однако его работа требует использования отдельного хаба, к которому подключаются исполнители.

При таком подходе отсутствует необходимость в дополнительной загрузке домашней сети, гарантируется бесперебойная работа умных устройств, безопасная передача данных и даже экономия заряда батареи автономных приборов в связи с особенностями самого протокола.

Необходимо понимать, что устройства, которые поддерживают один протокол, обычно не способны поддерживать другой. Несмотря на то, что в настоящее время у Zigbee наблюдается постоянный рост ассортимента поддерживаемых устройств, гораздо более распространенным все-таки остается стандартный wi-fi. При этом достаточно небольшое количество приборов поддерживают оба протокола. Таким образом, выбор устройств необходимо осуществлять при учете имеющейся возможности расширения в дальнейшем функционала системы умного дома и совместимости определенных устройств между собой.

Какие устройства требуются для системы умного дома?

Перечень таких устройств состоит из:

• контроллера умного дома
• умных выключателей
• умных розеток
• устройств управления отопительной системой и системой кондиционирования
• умного замка
• умных датчиков окон и дверей
• умных жалюзи
• системы видеонаблюдения
• умного устройства-помощника

Выводы

Подход к автоматизации рутинных задач, решающихся в бытовой жизни, должен быть творческим. При этом можно произвести формирование собственных последовательностей и сценариев для умных устройств, при максимальном использовании всех особенностей своего дома. Современный ассортимент представлен достаточным количеством готовых решений, устройств и различных датчиков, которые позволяют автоматизировать многие рутинные процессы.