22 февраля 2020г.
Аннотация
В статье автор рассматривает понятие системы «Умный дом» и принцип её действия, проводит анализ возможностей данной системы и описывает структуру автоматизации домашних устройств.
Ключевые слова
Система «Умный дом», автоматизация, безопасность, контроль.
«Умный дом» - это жилой автоматизированный дом современного типа, организованный при помощи высокотехнологичных устройств, предназначение которых направлено на энергосбережение и комфорт при максимальной унификации. Современные технологии позволяют интегрировать в единую систему управления «умный дом» все основные системы жизнеобеспечения. [1] Сюда входит система отопления, вентиляции и кондиционирования; система сигнализации, видеонаблюдения и контроля доступа, протечек воды и утечек газа; система сетей связи и система освещения; системы электропитания и механизации здания; система управления аудио- и видеотехникой и домашним кинотеатром; телеметрия или удаленный мониторинг систем, IP-мониторинг или управление системами по сети, GSM-мониторинг, подразумевающий информирование и мониторинг через телефон, а также управление электроприборами, механизмами и всеми системами автоматизации [2].
Умный дом состоит из системы домашних устройств, способных выполнять действия и решать определенные задачи без участия человека.
Наиболее распространенные примеры, это - автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении, возгорании или протечке воды [5].
Домашняя автоматизация в современных условиях – чрезвычайно гибкая система, которую пользователь конструирует и настраивает самостоятельно в зависимости от собственных потребностей. Это предполагает, что каждый владелец умного дома самостоятельно определяет, какие устройства и где установить и какие задачи и как они будут исполнять.
Умный дом как автоматизация здания – жилой дом, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает безопасность и ресурсосбережение (в том числе и комфорт) для всех пользователей.
В простейшем случае она должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Кроме того, от автоматизации нескольких подсистем обеспечивается синергетический эффект для всего комплекса [2].
Можно считать, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека (пользователей) с жилым пространством, когда в автоматизированном режиме в соответствии с внешними и внутренними условиями задаются и отслеживаются 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 охранной сигнализации, моторизированными воротами и прочим.
Система умного дома включает три типа устройств:
1. Контроллер - управляющее устройство, соединяющее все элементы системы друг с другом и связывающее ее с внешним миром;
2. Датчики (сенсоры) - устройства, получающие информацию о внешних условиях;
3. Актуаторы – исполнительные устройства, непосредственно исполняющие команды. Это самая многочисленная группа, в которую входят умные (автоматические) выключатели, умные (автоматические) розетки, умные (автоматические) клапаны для труб, сирены, климат – контроллеры.
В большинстве современных умных домов контроллер общается с остальными устройствами системы через радиосигналы. Самые распространенные стандарты - Z-Wave, ZigBee и Wi-Fi, в США популярен также Thread[7].
В ходе исследовательской работы были выявлены устройства и алгоритмы пользования основными системами жизнеобеспечения.
Системы безопасности:
1. Датчики движения, датчики присутствия, датчики вибрации, датчики разбития стекла, датчики открытия окна или двери;
2. Видеонаблюдение;
3. Видеодомофоны и видеоглазки;
4. Электронные замки (умные замки, смартлоки) и модули управления воротами;
5. Сирены.
Среди основных алгоритмов: регистрация нежелательного проникновения; уведомление владельцев; включение сирены; запуск видеосъемки; запирание входных или межкомнатных дверей.
Системы безопасности умного дома интегрируются с охранными системами, по тревоге высылающими группы реагирования. В большинстве стран рынок охранных систем существует достаточно давно, в то время как системы умного дома стали широко распространяться лишь в 2010-х годах[4].
Поставщики охранных услуг позволяют интегрировать сигнализацию с умными устройствами, которые устанавливает пользователь, соглашаются высылать группы реагирования по сигналам тревоги с таких устройств.
Управление освещением:
1. Умные выключатели и диммеры;
2. Модули управления шторами, жалюзи и рольставнями;
3. RGB- и RGBW-контроллеры для управления светодиодными светильниками, прежде всего светодиодными лентами;
4. Датчики движения и присутствия;
5. Датчики освещенности;
Такие устройства позволяют автоматизировать управление светом и чаще всего используются. Автоматически включать свет, когда люди входят в помещение, и выключать, когда выходят. Автоматически поддерживать освещенность на постоянном уровне, регулируя яркость светильников и положение жалюзи или штор. Автоматически регулировать освещенность в зависимости от сезона и времени суток или по другим заранее заданным правилам.
Управление климатом:
1. Основная задача устройств умного дома в этом случае - Датчики влажности;
2. Датчики температуры;
3. Термостаты для поддержания постоянной температуры или ее автоматического регулирования;
4. Терморегуляторы для управления мощностью батарей отопления;
5. Климат - контроллеры, передающие команды умного дома на технику предыдущих поколений, которая управляется обычными дистанционными пультами, прежде всего на кондиционеры;
6. Гигростаты для поддержания постоянной влажности или ее регулирования.
Вышеперечисленные устройства помогают автоматически регулировать работу климатических систем так, чтобы одновременно обеспечить комфортный микроклимат и сократить расходы на его поддержание. Автоматически поддерживать комфортную температуру в помещениях, где находятся люди. Автоматически снижать мощность батарей и кондиционеров в отсутствие людей и ночью. Автоматически поддерживать влажность, комфортную для людей и щадящую для помещения и предметов обстановки. Автоматически вентилировать помещения и очищать воздух, поддерживая комфортное качество воздуха.
Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию следующих систем в единую систему управления зданием:
1. Системы управления и связи;
2. Система отопления, вентиляции и кондиционирования;
3. Система освещения;
4. Система электропитания здания;
5. Система безопасности и мониторинга.
В настоящий момент «умных домов» не много в нашей стране, в большинстве это элитные дома и коттеджи. Но уже разработаны и малобюджетные проекты, которые позволяют установить систему «умный дом» с минимальными денежными вложениями [6].
Следовательно, умный дом помогает сократить затраты на электричество, воду, тепло; снизить вероятность утечек, пожаров; быстрее ликвидировать последствия аварийных ситуаций; защитить дом от незаконного проникновения; автоматически регулировать бытовые процессы. Важнейшее свойство устройств умного дома – способность делать жизнь человека проще и комфортнее.
Несмотря на то, что системы умного дома – удовольствия не из дешевых, в перспективе они помогают экономить и предупреждать крупные затраты. Это касается, в частности, денег на ремонт больших поломок, ликвидации последствий пожаров (которые со смарт-устройствами можно предотвратить) и многих других бытовых нюансов. В ходе работы было выявлено, что умный дом помогает сократить затраты на электричество, воду, тепло; снизить вероятность утечек, пожаров; быстрее ликвидировать последствия аварийных ситуаций; защитить дом от незаконного проникновения; автоматически регулировать бытовые процессы. Важнейшее свойство устройств умного дома – способность делать жизнь человека проще и комфортнее [10].
Цель исследовательской работы достигнута, а именно, описана структура автоматизации системы домашних устройств, изученные материалы структурированы и составлены рекомендации пользования.
Список литературы
1. Сопер, М.Э. Практические советы и решения по применению «Умного дома» / Сопер, М. Э. - М.: [Текст]. – НТ Пресс, 2017. - 132 с.
2 .Тесля, Е.А. «Умный дом» своими руками. Строим интеллектуальную цифровую систему в своей квартире / Тесля, Е.А. [Текст]. – СПБ, 2016. – 24с.
3 .Харке, В.Н. «Умный дом. Объединение в сеть бытовой техники и систем коммуникаций в жилищном строительстве» / Харке, В.Н. - М.: [Текст]. – Техносфера, 2016. - 192с.
4 .Элсенпитер, Т. Р. «Умный Дом строим сами» / Элсенпитер, Т. Р. [Текст]. – КУДИЦ-ОБРАЗ. 2017. – 84с. 90
5.http://www.fieldbus.narod.ru
6. http://www.ferra.ru
7. http://termosys.ru
8. http://econet.ru
9. http://www.luxsound.ru 10.http://www.axico.ru
