Андрей Дементьев - «Умный» дом XXI века

• Название: «Умный» дом XXI века
• Автор: Андрей Дементьев
• Жанр: Прочая околокомпьтерная литература

Эта книга о том, как создать «умный» дом XXI века, жить в котором будет комфортно, удобно и безопасно. Книга рассчитана на широкий круг читателей, не обладающих специальным образованием. В ней нет детальных инструкций, но четко описывается конечный результат. Многие вещи, кажущиеся фантастическими, могут быть легко реализованы. Вы узнаете возможности современных систем автоматизации и сможете реализовать свои самые неожиданные мечты и создадите свой дом будущего уже сегодня.

---

С клавишных панелей началась эра домашней автоматизации. Такие панели содержат набор кнопок и могут устанавливаться настенно или быть выполненными в настольном исполнении. Они могут содержать различное количество кнопок, иметь подсветку, встроенный динамик и также содержать датчики. Множество вариантов размеров, отделки, цвета позволяет дизайнерам выбрать наиболее подходящее решение.

Альтернативным способом управления является использование пультов дистанционного управления, чем-то напоминающих обычные пульты от домашней электроники. При таком способе интерфейс выводится на обычные LCD телевизоры или мониторы, а все управление обеспечивается нажатием кнопок на пульте. Очень оригинально смотрится управление с помощью 3D мыши, которая отслеживает перемещение в пространстве.

В последнее время все большее распространение получает вариант использования планшета для управления умным домом. Поскольку в большинстве случаем нет необходимости использовать устройство с высокой производительностью, то часто используют недорогие китайские планшеты, работающие на платформе Android, со специальными элементами для крепления на стене, совмещенные с блоками беспроводной зарядки. Такие устройства смотрятся очень хорошо, и стоимость подобного решения значительно отличается от фирменных панелей управления. Разумеется, вы можете использовать и продукцию компании Apple, например, очень удобно использовать планшеты IPad Mini.

Программное обеспечение

Возможности вашего умного дома определяются не только используемым оборудованием. Очень сильно функциональность и интеллект системы зависит от программного обеспечения (ПО). Программное обеспечение разрабатывается для контроллеров, панелей управления, мобильных устройств, серверной части умного дома. Большинство производителей сделали свои типовые решения, которые могут быть сконфигурированы для любого дома или квартиры. При настройке системы описывается ее конфигурация, количество контроллеров, датчиков, исполнительных элементов, дорабатываются типовые сценарии, сделанные поставщиком системы. Чаще всего возможностей вполне достаточно для решения типовых задач домашней автоматизации, однако иногда вам может потребоваться индивидуальная разработка для решения вашей задачи.

Заказная разработка значительно дороже, но в этом случае вы можете реализовать все ваши фантазии. Кроме того, при заказной разработке безопасность системы значительно выше, поскольку у злоумышленника нет возможности использовать известные уязвимости, которые есть в любом программного обеспечении и он не сможет развернуть систему у себя для проведения тестовых атак, нацеленных на поиск возможных вариантов проникновения в вашу систему.

Кабельная инфраструктура

Еще одним элементом умного дома является кабельная инфраструктура. Несмотря на развитие систем беспроводной связи, прокладка кабелей во многих случаях является единственным вариантом. Кроме того, этот способ является более надежным. Для передачи различных сигналов требуется применение кабелей разных типов. Сейчас выпускается огромное количество кабелей, которые можно подобрать для решения любой задачи. Если у вас большой дом, то оптимальным вариантом является использование оптических кабелей для соединения этажных шкафов дома. Использование оптических линий позволит вам создать инфраструктуру, способную передать огромное количество информации с высокой скоростью. Заложив при строительстве дома оптические кабели, вы можете быть уверены в том, что пропускной способности будет достаточно для решения любых задач, как текущих, так и будущих. А еще, стоимость современных оптических кабелей меньше медных.

При прокладке кабелей следует соблюдать определенные правила, например, не следует располагать силовые и сигнальные кабели в непосредственной близости друг от друга. Также вашему архитектору следует продумать маршруты и способ их прокладки. При установке умного дома в существующем помещении больше всего проблем доставит именно новая кабельная инфраструктура, которую необходимо будет смонтировать.

Мы рассмотрели основные элементы систем автоматизации. Далее рассмотрим основные технологии, на которых основаны системы, доступные в настоящий момент. Рынок домашней автоматизации активно развивается с начала 80-х годов прошлого века. На рынке работает множество компаний, поэтому за это время было создано множество различных технологий, чаще всего несовместимых между собой, которые реализованы в оборудовании, доступном на рынке. При выборе системы домашней автоматизации вы, безусловно, столкнетесь с этими технологиями, поэтому ниже приведено описание решений, которые наиболее часто применяются на российском рынке.

X10

Это один из первых протоколов домашней автоматизации, который появился еще в 70-х годах прошлого века. Стандарт является открытым. Это проводной протокол, который использует в качестве среды передачи силовую электропроводку вашего дома. Соответственно при использовании устройств, работающих по этому стандарту, нет необходимости в прокладке дополнительных проводов.

Для этого протокола выпускается огромное количество исполнительных модулей для управления освещением, электроприборами, отоплением, вентиляцией и охранными системами. Также выпускается большое количество различных выключателей, датчиков, которые могут работать совместно с исполнительными модулями, но дополнительно может потребоваться установка соответствующего контроллера. Для связи с персональным компьютером и работы с контроллерами по стандартным протоколам требуются коммуникационные модули.

Серьезным недостатком X10 является низкая скорость передачи данных, из-за которой реакция на события происходит с определенной задержкой. Она не сильно велика, но заметна, например, при построении системы управления освещением. Еще одним недостатком протокола является отсутствие шифрования и гарантированной доставки сообщений. Это может привести к тому, что команда на включение света просто не будет выполнена.

Все эти недостатки связаны с использованием силовой линии питания для передачи данных. Кроме того, протокол был разработан давно, а импульсные источники питания, которые активно создают помехи, мешающие работе устройств X10, появились позднее, поэтому серьезных претензий к разработчикам протокола предъявить нельзя.

Несмотря на все эти недостатки, в мире работает огромное количество систем автоматизации, построенных на основе X10. Устройства X10 имеют очень низкую стоимость, в России есть компания «Разумный дом» http://www.razumdom.ru, которая активно производит устройства под этот стандарт. Поэтому вы можете использовать данные продукты для построения очень бюджетной системы автоматизации, но особой надежности от нее ждать не приходится

KNX

Построение системы автоматизации на базе стандарта KNX – это самый дорогой вариант, но очень популярный в Европе, и фактически является европейским стандартом автоматизации зданий. Стандарт относительно редко используется при автоматизации домов, еще реже он используется при автоматизации квартир, но часто встречается при автоматизации зданий и офисов.

Стандарт появился в начале 90-х готов прошлого века. В основе стандарта лежит шина EIB (European Installation Bus). Стандарт характеризуется обилием заложенных в него функций, а также сложностью проектирования и монтажа. В качестве среды передачи данных протокол KNX может использовать шину, электрическую сеть или радиоканал. Стандарт предусматривает различные варианты топологии сети Но у большинства профессионалов KNХ ассоциируется именно с проводным вариантом, поскольку он используется чаще всего. Система является децентрализованной, в ней может отсутствовать центральный контроллер. Но обязательно должен быть источник питания.

Протокол отлично подходит для автоматизации крупных зданий, в одну сеть можно объединить до 50 тысяч устройств. Создана всемирная ассоциация KNX, в которую входят более 350 компаний по всему миру. Наиболее известными производителями оборудования KNX сегодня являются Schneider Electric, ABB, Gira. В мире выпускается огромное количество устройств с самым различным функционалом. Поэтому при использовании этого стандарта можно решить любую задачу.

Для работы устройств чаще всего прокладывается кабель 4×0.8, при этом для работы собственно шины KNX используется одна пары линий, вторая пара используется для подачи питания. Обмен данных между устройствами осуществляется напрямую, без участия выделенного контроллера, поэтому выход из строя отдельного устройства не приведет к отключению всей системы. Такой подход имеет как свои плюсы, так и минусы. Однако никто вам не мешает использовать отдельный контроллер для решения сложных задач взаимодействия, которые не могут быть выполнены путем настройки устройств.