ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Трубчевский политехнический техникум»
ОУДП.03 Информатика
Трубчевск, 2016 - 2017 уч.год
Глава I. Теоретический аспект исследования...................................................6
1.1. Умный дом как домашняя автоматизация 6
1.2. Умный дом как автоматизация здания 6
1.3. История возникновения 7
1.4. Конструкция системы «Умный дом» 8
1.4.1. Системы безопасности 9
1.4.2. Управление освещением 11
1.4.3. Управление климатом 12
1.4.4. Система управления 15
1.4.5. Система отопления, вентиляции и кондиционирования 16
1.4.6. Система освещения 16
1.4.7. Система электропитания здания 17
1.4.8. Система безопасности и мониторинга 17
1.5. Японский «Умный дом» 18
1.5.1. Развитие «умных» домов в Японии 19
1.6. Перспективы «Умных» домов в России 21
1.7. Стоимостные характеристики «умного» дома………………………….24
Заключение 27
Список используемой литературы 29
Введение
Интернет стал одним из важнейших изобретений за всю историю человечества. Многие люди мечтают подключить к интернету все электронные предметы. Активно идут обсуждения проектов «умных домов», общего информационного пространства и других вариантов объединения разрозненных электронных компонентов в единую систему.
На сегодняшний день в интернете можно найти большое количество статей, в которых говорится о том, как создать систему управления: светом, розетками, чайником, холодильником и т.д. Однако все эти статьи описывают разные варианты подключения, что не приемлемо в единой системе.
Меня заинтересовала эта тема. Я решил больше узнать о системе умный и интеллектуальный дом. Ещё Н. Винер в 1940 году сказал «Не за горами день, когда окружающие нас вещи научатся думать и станут много более полезны обществу», и вот этот день настал.
Современный человек предъявляет очень высокие требования к комфортности среды обитания:
1. Эстетические (дизайн и стиль интерьера, ландшафта, красота и функциональность окружающих предметов);
2. Климатические (тепло, холод, чистый воздух);
3. Общебытовые (вода, газ, электричество, радио, телевидение, интернет, телефонная связь, наличие кухонных машин и систем гигиены саун и ванн);
4. Требования к безопасности и контролю за ней (безопасность жилища, хозяев дома и их близких);
5. Требования к надежности сложных систем (компьютеры, домашние кинотеатры, посудомоечные, стиральные машины, СВЧ - печи и др.)
В результате инженерное оснащение квартир и коттеджей неуклонно усложняется, и растет количество устройств, участвующих в формировании этой среды. Возлагать на хозяина жилья управление всеми системами становится неудобно, невыгодно и небезопасно. Комплексная система управления жилищем «умный дом» берет на себя всю рутинную работу по решению этой запутанной задачи, оставляя человеку только принятие главных, «базовых» решений.
Актуальность темы исследования обусловлена высоким потенциалом развития систем «умного дома» и отсутствием единых стандартов устройств, включенных в эти системы.
В чем актуальность «умного дома»? Достаточно взглянуть на преимущества комплекса:
автоматизация большинства процессов в смарт - хаусе;
контроль над состоянием электроприборов, освещения, системы водоснабжения;
предотвращение несанкционированного проникновения в смарт - хаус;
снижение суммы коммунальных услуг за смарт - хаус за счет экономии электроэнергии.
Автоматизация зданий, или умное здание (англ. smart house ) - система высокотехнологичных устройств в жилом доме современного типа, организованная для наиболее комфортного проживания или работы людей.
Из недостатков системы «умный дом» специалисты отмечают разве что дороговизну. Если сравнить плюсы и минусы, становится ясно, что он дает: экономию, комфорт и безопасность. Технологии строительства комплексов предусматривают, что в системе «умного дома» не перегорит проводка из-за попадания воды с затопленной ванны, не лопнет труба из-за перепада температур.
Цель моего проекта : описать структуру автоматизации системы домашних устройств без участия человека.
Для достижения указанной цели необходимо решение следующих задач:
выявить системы управления;
Объектом исследования моей работы является система «умный дом».
Предметом исследования выступает система высокотехнологичных устройств в жилом доме современного типа.
В работе использованы такие методы исследования как анализ и синтез.
Глава I. Теоретический аспект исследования 1.1. Умный дом как домашняя автоматизация
Умный дом (smart home ) в этом значении – система домашних устройств, способных выполнять действия и решать определенные задачи без участия человека. Наиболее распространенные примеры таких действий - автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении, возгорании или протечке воды.
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.
1.2. Умный дом как автоматизация здания
Умный дом (smart house , также building automation и intelligent building , рус. АСУЗ ) в этом контексте – жилой дом современного типа, 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.
Это проще понять, если представить, например, что система отопления никогда не сможет работать против системы кондиционирования. А отопление осуществляется не только по погоде, но и с учётом целого ряда других факторов. От силы ветра, по предсказанию, от времени суток (ночью комфортная температура меньше).
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.
1.3. История возникновения
В 1987 году, в СССР был представлен проект радиоэлектронного оснащения жилища «СФИНКС», по своей сути напоминающий идею современного умного дома. Главной изюминкой проекта был главный центральный процессор, состоящий из нескольких блоков, а также пульты управления – «малый» пульт со съемным дисплеем и большой с псевдосенсорными клавишами. Как ручной, так и большой пульт содержат микрофоны управления голосом.
Проект был разработан в ВНИИТЭ и публиковался в нескольких журналах «Техническая эстетика».
В 1995 году разработчики технологий Java предрекали одним из основных назначений для этой технологии увеличения интеллекта бытовых приборов 1 – например, холодильник сам будет заказывать продукты из магазина. Промышленного распространения эта идея не получила, но такие компании, как Miele и Siemens, уже выпускают бытовую технику с возможностью включения в «умный дом».
Осенью 2012 года компания Panasonic анонсировала полномасштабное производство систем управления энергией SMARTHEMS , предназначенных для «умных домов». Panasonic обещает ввести совместимость с системой HEMS во всю линейку своих бытовых приборов, таких как: кондиционеры, «умная» кухонная техника и системы горячего водоснабжения EcoCute . Новая система AiSEG позволяет связать все оборудование и домашние устройства в единую сеть организовав отображение информации о работе солнечных батарей, расходе электричества, газа и воды и автоматически контролируя работу бытовых приборов с помощью протокола ECHONET Lite 2 . Технологии и применение домашней автоматизации. 1.4. Конструкция системы «Умный дом»
Система умного дома включает три типа устройств:
Контроллер (хаб) - управляющее устройство, соединяющее все элементы системы друг с другом и связывающее ее с внешним миром
Датчики (сенсоры) - устройства, получающие информацию о внешних условиях
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 и так далее (см. Рисунок 1).
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.
Для связи с внешним миром контроллер как правило подключается к интернету.
Рисунок 1. Конструкция системы «Умный дом» 1.4.1. Системы безопасностиДатчики движения, датчики присутствия, датчики вибрации, датчики разбития стекла, датчики открытия окна или двери;
Видеонаблюдение;
Видеодомофоны и видеоглазки;
Электронные замки (умные замки, смартлоки) и модули управления воротами;
Эти устройства позволяют сконструировать подходящую систему безопасности от сравнительно простой до достаточно сложной.
Среди основных алгоритмов:
регистрация нежелательного проникновения;
уведомление владельцев;
включение сирены;
запуск видеосъемки;
запирание входных или межкомнатных дверей (см. Рисунок 2).
Вдобавок, 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. Отдельные поставщики охранных услуг позволяют интегрировать свою сигнализацию с умными устройствами, которые устанавливает сам пользователь, либо соглашаются высылать группы реагирования по сигналам тревоги с таких устройств.
Электронные замки, видеодомофоны и видеоглазки позволяют также организовать систему контроля доступа с возможностями дистанционного управления, видеозаписи и так далее.
Умные выключатели и диммеры;
Модули управления шторами, жалюзи и рольставнями;
RGB- и RGBW-контроллеры для управления светодиодными светильниками, прежде всего светодиодными лентами;
Датчики движения и присутствия;
Датчики освещенности;
Такие устройства позволяют автоматизировать управление светом и чаще всего используются, чтобы:
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 (см. Рисунок 3);
автоматически регулировать освещенность в зависимости от сезона и времени суток или по другим заранее заданным правилам.
Основная задача устройств умного дома в этом случае - Датчики влажности;
Датчики температуры;
Термостаты для поддержания постоянной температуры или ее автоматического регулирования;
Терморегуляторы для управления мощностью батарей отопления;
Климат - контроллеры, передающие команды умного дома на технику предыдущих поколений, которая управляется обычными дистанционными пультами, прежде всего на кондиционеры;
Гигростаты для поддержания постоянной влажности или ее регулирования;
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.
Рисунок 4. Теплоизоляция пассивного дома
Фотография в инфракрасных лучах показывает, насколько эффективна теплоизоляция пассивного дома (справа) по сравнению с обычным домом (слева) (см. Рисунок 4).
Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию следующих систем в единую систему управления зданием:
Системы управления и связи;
Система отопления, вентиляции и кондиционирования;
Система освещения;
Система электропитания здания;
Система безопасности и мониторинга (см. Рисунок 5).
Рисунок 6. Система управления
1.4.5. Система отопления, вентиляции и кондиционирования Система отопления, вентиляции и кондиционирования (Heating, Ventilation and Air Conditioning, HVAC) обеспечивает регуляцию температуры, влажности и поступление свежего воздуха. Кроме этого, HVAC экономит энергию за счет рационального использования температуры среды. Некоторые подсистемы:
управляемый через сеть кондиционер;
механизмы автоматического открытия/закрытия окон для поступления холодного или теплого воздуха в подходящее время суток.
Система освещения (Lighting control systems, LCS) контролирует уровень освещенности в помещении, в том числе для экономии электроэнергии за счет рационального использования естественного освещения. Некоторые подсистемы:
автоматика для включения/выключения света в заданное время суток;
датчики движения для включения света только тогда, когда в помещении кто - то находится;
автоматика для открытия/закрытия ставней, жалюзи, для регулировки прозрачности специальных оконных стекол.
Системы электропитания обеспечивают бесперебойное питание, в том числе за счет автоматического переключения на альтернативные источники электропитания. Некоторые подсистемы:
Автоматический ввод резерва;
промышленные ИБП;
дизель - генераторы.
В систему безопасности и мониторинга входят следующие подсистемы:
система видеонаблюдения;
система контроля доступа в помещения;
Охранно - пожарная сигнализация (в том числе контроль утечек газа);
Телеметрия - удалённое слежение за системами;
Система защиты от протечек – автоматическая блокировка водоснабжения при протечке и заливе помещения. Состоит из контролирующего устройства, специальных кранов и датчиков, детектирующих затопление (Аквасторож, Neptun, Гидролок и другие);
GSM-мониторинг – удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и управление системами дома через телефон. В некоторых системах при этом можно получать голосовые инструкции по планируемым управляющим воздействиям, а также голосовые отчёты по результатам выполнения действий;
IP-мониторинг объекта;
Имитация присутствия.
На выставке в Токио представили прототип «умного дома», воплотившего в себе все последние разработки в сфере социальной инфраструктуры (см. Рисунок 7). Проект, по сути, является жилым домом с рядом встроенных автоматизированных систем, которые позволяют не только упростить быт, но и существенно экономить ресурсы.
Токийский «умный дом» продемонстрировал лучшие решения современных производителей сразу по трём направлениям: «Здравоохранение», «Комфорт» и «Энергетика». Особый интерес вызвали системы оптимизации. Они способны отслеживать перемещения жильцов, учитывать их привычки в быту, сводя к минимуму таким образом расходы на отопление и на электроэнергию. Кроме этого, в «умном» доме установлены сенсоры, назначение которых кондиционировать помещение и автоматически выключать свет, реагируя на присутствие человека.
Особое внимание разработчики «умного» дома уделили автономному энергоснабжению, представив бесперебойное питание для дома. Стоит отметить, что подобные системы уже появились и на российском рынке. Отечественные разработки обеспечивают автономное бесперебойное питание объектов на срок до двух суток, используя внешний генератор с автозапуском. Такие инверторные системы обеспечиваю не только бесперебойную работу, но и 100% автономность.
Забота о здоровье обитателей дома – одна из сильных сторон «умного» дома. Жильцам предлагают носить специальные браслеты, отслеживающие условия сна и показатели жизнедеятельности. Полученные данные анализируются системами «умного дома», и у его обитателей есть возможность подкорректировать микроклимат. Разработчики «умного дома» предусмотрели в том концепте систему автоматизации и уборки помещений. Наводить порядок в доме будет робот-пылесос, управление которым осуществляется через управляемую домашнюю централизованную систему энергоменджмента. В «умном доме» используются и подключенные к Интернету «умные» бытовые приборы.
Рисунок 7. Японский «Умный дом» 1.5.1. Развитие «умных» домов в Японии
В Японии правительство решило серьезно подойти к разработке «умных» домов. Дома здесь будут проектироваться иначе и немного отличаться от своих западных аналогов.
Дело в том, что правительство рассчитывает на создание сооружений, которые будут устойчивы к сейсмической активности. В западной части страны землетрясения являются настоящей проблемой. Поэтому разработка дома, который будет устойчив к колебаниям почвы – это приоритет. Причем важно учесть, чтобы устояла к колебаниям даже местная канализация.
Одной из первых за новый проект взялась компания Panasonic. Некоторые образцы домов уже существуют, однако, пока что они не прошли должной проверки. Считается, что организация вложила в строительство весь свой опыт и применила ряд инноваций. Panasonic стала, конечно, не единственной компанией, которой интересен такой социальный и высокотехнологичный проект.
Ожидается, что в ближайшие годы к программе подключится несколько ведущих компаний в сфере высоких технологий.
Дома от Panasonic пока что не проверены на устойчивость к землетрясениям, зато компании удалось решить одну глобальную проблему. Во всех строениях была установлена особая инновационная система электросбережения, которая позволяет экономить на электроэнергии.
Даже наружное освещение подлежит управлению и контролю. Что касается сейсмоустойчивости, то она гарантируется домам материалами, использованными при строительстве. Panasonic применила специальные техноструктуры, которые могут выдерживать высокие колебания грунта.
На сегодняшний день известен также «умный» дом от Honda Motor. Это не само строение, а именно система управления домом. Как и Panasonic, специалисты Honda Motor решили преимущественно проблему с расходом электроэнергии (см. Рисунок 8,9).
В здании установлены специальные энергосберегающие панели, которые собирают солнечный свет. Также в доме есть местная установка для производства электроэнергии.
Рисунок 8. Система управления «Умным» домом в Японии
Рисунок 9. Система управления «Умным» домом в Японии
1.6. Перспективы «Умных» домов в России
Сначала об «умных домах» - smart - системах для домовладельцев. Наблюдаемые в этом сегменте высокие темпы роста являются простым следствием единичности совершающихся сделок и лишь подтверждают зачаточность рынка. Происходящее очень напоминает «бурю в стакане воды», причем почти в буквальном смысле - поскольку данный рынок обречен быть узко-локализованным. Долгое время он не будет выходить за границы пространств элитного жилья Москвы и Подмосковья. В последующем, конечно, неизбежна экспансия этого рынка в регионы, но, опять же, исключительно за счет элитного потребления. В региональных центрах будут образовываться анклавы «умных» домов - предмет потребления региональных элит.
Массовым рынок «умных домов» в России вряд ли станет. Это связано с консервативностью культуры потребления, с низкой покупательной способностью широких масс населения и, может быть, самое главное – с отсутствием объективной потребности в «умном доме» как системе, предназначенной для городской квартиры.
Консервативность (безразличие) культуры потребления среди слоев населения с высокими доходами будет довольно скоро преодолена, и в этих слоях «умный дом» вероятно, очень скоро станет такой же обязательной визитной карточкой, как дорогой автомобиль или гардероб, т.е. превратится в элемент стиля (см. Рисунок 10,11).
Для элит цена «умного дома» не будет иметь значения, но зато для средних слоев населения она станет непреодолимым фактором, сдерживающим потребление этого класса систем. И даже не потому, что у этой категории населения нет соответствующих средств. Причина в другом – в том, что «умный дом», если рассматривать его с чисто функциональной точки зрения, занимает не совсем понятное место в системе потребностей владельца типичной городской квартиры.
Действительно, значительная часть квартир уже оборудована привычными системами, выполняющими фактически те же функции, что и «умный дом», хотя и с меньшим интеллектуальным изыском. Те же сигнализация или кондиционирование помещений, взятые по отдельности, стоят намного дешевле, чем призванный их интегрировать «умный дом». При этом синергетический эффект, получаемый в результате интеграции всех этих систем в единое интеллектуальное целое, для владельца городской квартиры не так уж значим по сравнению с ценой, которую нужно за это заплатить. Лучше купить второй автомобиль – а будет ли выключаться свет сам, когда вы случайно уснете или нет – не так уж важно. Более важный класс потребностей – в безопасности, комфорте и досуге – опять же выполняют уже привычные, хотя и менее «умные» – сигнализации, кондиционеры и телевизоры с системой Dolby и плоским экраном. Так зачем платить больше за решение, дающее явно избыточный для обычной городской квартиры эффект?
Итак, основной вывод – «умные дома», несмотря на кажущиеся многообещающими сегодняшние высокие темпы роста, останутся замкнутыми в сфере элитного, штучного потребления, сильно локализованного и пространственно, и социально.
Рисунок 10. «Умный» дом в России
Рисунок 11. «Умный» дом в России
1.7. Стоимостные характеристики «умного» дома
Итак, сколько же стоит система «Умный Дом»? Можно выделить несколько ценовых категорий от комфортного минимума до автоматизации «по полной».
До 50 000 рублей
Уведомление хозяина по GSM каналу о некоторых событиях, происходящих в доме (отключение электропитания, срабатывание охранной или пожарной сигнализации, постановка/снятие дома с охраны и т.д.)
Удаленное управление (посредством СМС) такими процессами как, например, включение обогрева или системы вентиляции дома, включение освещения (имитация присутствия хозяев) и т.д.
Управление розетками с инфракрасного пульта.
Управление электроснабжением дома: распределение энергопотребления между фазами, отключение менее приоритетных устройств превышении порога энергопотребления.
Отключение ветвей энергопотребления при отъезде хозяина дома.
Система предупреждения аварий.
Система видеонаблюдения и домофона.
Комплексная охранная и пожарная сигнализация с контролем периметра, отключение систем вентиляции в случае пожара.
Система видеонаблюдения через интернет.
Автоматическое управление освещением по датчикам движения, датчику освещённости, сценариям освещения и таймерам.
Автоматика ворот.
Выдача аварийных сообщений о протечках воды и утечках газа, перекрытие стояков в зоне с протечками.
Управление всеми системами дома от единого контроллера.
Разработка индивидуального пользовательского интерфейса для управления всеми процессами в доме.
Управление домом через сенсорные панели и с КПК.
Индивидуальная система управления обогревом, вентиляцией, теплым полом в каждой комнате.
Контроль относительной влажности и качества воздуха по уровню СО 2 в жилых комнатах. Ручное или автоматическое управление распределением воздуха от вентиляционной машины по помещениям.
Управление всеми розетками и группами освещения - ручное, по датчикам или по общим сценариям здания.
Автоматика насосов канализации и баков водоснабжения.
Обогрев наружных сетей - мониторинг наружной температуры и целостности греющих кабелей, ручное или автоматическое управление обогревом по датчику промерзания.
Обогрев ливнестоков - мониторинг наружной температуры и целостности греющих кабелей, ручное или автоматическое управление обогревом по датчику осадков.
Мультирум - единая теле- и аудиосистема. Автоматическое распределение звука по датчикам присутствия в соответствии с предпочтениями хозяина, единая система управления телевизорами и развлекательными системами дома.
Полная автоматизация всех процессов дома.
Полный контроль и управление через интернет.
Заключение
Работая над этой темой я пришел к выводу, если вы не имеете времени на решение бытовых вопросов, и вы хотите облегчить свою жизнь с помощью новейших технологий «Умный дом» лучший выбор!
В настоящий момент «умных домов» не так уж и 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.
Возможности современных технологий действительно завораживают, такая система управления домом кажется одним большим плюсом.
Но было бы неправильно не упомянуть ее минусы:
Высокая цена, так же любая техника, даже самая современная периодически ломается, и если в системе управления домом выйдет из строя что - то одно, то «полететь» может приличная часть всей системы.
Полноценная система «Умный дом» это однозначно не та вещь, которая делается раз и навсегда. Через 5-10 лет технологии принципиально изменятся, и старая система потеряет свою актуальность. В основном, конечно, из-за скорости, с корой мы летим «в будущее».
Цель моей исследовательской работы достигнута , а именно, описана структура автоматизации системы домашних устройств без участия человека.
В данной работе были решены все поставленные задачи :
рассмотреть понятие системы «Умный дом» и принцип её действия;
рассмотреть возможности системы «Умный дом»;
выявить системы управления;
проанализировать системы домашней автоматизации в Японии и в России;
рассмотреть стоимость данных услуг.
Мне очень интересна данная тема и в дальнейшем я хочу рассмотреть технологии реализации данной системы.
Список используемой литературы
http://ru.wikipedia.org
http://www.fieldbus.narod.ru
http://www.ferra.ru
http://termosys.ru
http://econet.ru
http://www.luxsound.ru
http://www.axico.ru
http://www.domidomik.ru
http://electronic-home.com.ua/crestron
1 https://ru.wikipedia.org
2 https://ru.wikipedia.org/wiki
Вот в очередной раз меня просят сделать подбор оборудования для системы Умный Дом по перечню пожеланий типа «чтобы свет был с айфона и вода сама перекрывалась и камеры были». Спрашиваю:
— Какая стадия строительства?
— Отделка завершена, все кабели уже прокинуты
— Как прокинуты?
— Конечно, под умный дом уже всё прокинуто.
Выясняется: рабочие, которые занимались монтажом кабелей на вопрос заказчика, знают ли они что-то про умный дом, сказали «конечно, сто раз так делали», и проложили кабель так, как, по их представлению и некоему опыту кабель кладётся в таких системах. Общение с монтажниками показывает, что они понятия не имеют, как вся эта система будет работать, но однажды по готовому проекту уже кабель «под умный дом» клали. Никакой исполнительной документации нет, но зато «вот тот парень» сам всё проложил, поэтому ему можно задавать любые вопросы, которые меня интересуют. А заказчик очень рад, что рабочие у него такие понимающие и опытные, и никакого проекта им не надо. Вообще, есть такое мнение, что проект нужен не заказчику, а только проектировщикам, чтобы денег на нём заработать и время потянуть.
Чем заканчивается такая история? Либо у нас будет не стройка, а огромная куча проблем, возникающих одна за другой, что приведёт к тому, что заказчик рассорится со всеми работниками, включая меня, а на выходе получит не пойми что, либо делается проект, стены вскрываются, и система монтируется как надо. В основном, конечно, первый вариант, так как заказчик не хочет терять время и деньги на переделку чего-либо, да ещё по не до конца понятной ему причине.
Это всё только предисловие, как оно бывает в не меньше чем четверти случаев. У нас даже был опыт проектирования системы автоматики наперегонки с рабочими: если они проложили кабель раньше, то его надо зарисовать в проект и думать, как его использовать, если я нарисовал чертёж раньше, то рабочие делают по нему. Сдавали объект почти год после такого, с руганью и перекладыванием ответственности.
Почему все системы разные
Разумеется, когда заказчик соглашается с рабочими, которые говорят, что без всяких специалистов всё «под умный дом» проложат, он думает о том, что все системы Умный Дом — одинаковые . Стало быть, есть некий универсальный способ монтажа кабеля. О существовании , кабель под которые монтируется принципиально по-разному, он не знает. Да и не так всё просто, проложить кабель «под шинную систему» тоже нельзя без проекта, так как у нас могут быть как специальные KNX выключатели, так и обычные клавишные выключатели. Настенные панели тоже могут быть KNX или iPad в настенной рамке. Под KNX надо, кстати, вести не витую пару (некоторые так делают по принципу «и так работает, зачем переплачивать»), а специальный кабель KNX/EIB 2x2x0.8. А вот производителем рекомендуется собственный кабель для своей собственной шины (Teletask не совместим с KNX). Вот так, например, может выглядеть отличие классического управления светом от управления в системе Умный Дом:
Но это частный случай! Это означает, что под клавишами выключателей находятся модули KNX. Я бы даже при использовании системы KNX рекомендовал вести обычную витую пару от выключателей до щита, так как витая пара на порядок дешевле кабеля KNX, а модули KNX под выключатель делают систему совсем неоправданно дорогой. И перевести систему на промышленный контроллер мы уже не сможем, когда кабели соединены шлейфом.
Другой «униварсальный» вариант — электрика звездой.
Такой вариант характерен как для системы на промышленном контроллере, так и для системы KNX с классическими выключателями и датчиками. Но если у нас классические выключатели и датчики, зачем нам KNX? Помимо выключателей и лампочек есть ещё датчики протечки воды, сервоприводы, датчики температуры воздуха и пола, метеостанции, ещё куча элементов системы. Какой кабель на них кидать?
В чём причина проблемы?
У проблемы работы без проекта достаточно простая и понятная причина — не хочется принимать решение сейчас, хочется подумать потом. Работа над проектом квартиры, пусть даже самой маленькой, пусть даже студии 30 метров — всегда очень сложная для заказчика (да, я говорю именно про заказчика проекта, а не исполнителя), нужно принимать много решений и отвечать на много вопросов. Чем квадратных метров меньше, тем каждый из них ценнее.
Будет ли у нас в данном месте сенсорная панель на базе iPad или сенсорный выключатель или обычный выключатель? Будет ли у нас система на промышленном контроллере или KNX или Teletask или HDL или вообще беспроводной или какой-то гибрид этих систем? Для заказчика это 1001-ый вопрос, над которым его заставляют задуматься после выбора дверей, стен, потолков, кондиционеров и прочего, конечно, если есть возможность этот вопрос отложить до конца ремонта, то он это с удовольствием делает. Получая при этом множество проблем.
Например, кто задумывается в самом начале ремонта о выборе кухни? Причём, конкретном выборе всей кухонной мебели и техники? А без выбора кухни не сделать выводы кабелей под розетки и подсветки, которые надо делать на этапе монтажа кабеля. Хочется этот вопрос отложить, вот мы и получаем проект электрики с «примерной расстановкой розеток» на месте кухни.
С гибридом систем интереснее всего: ведь можно поставить, например, беспроводные выключатели Z-Wave (чтобы не штробить стены и не вести кабель), актуаторы KNX в щите, сопрячь всё это с беспроводным аудио-мультирумом Sonos в каких-то сценариях, а управлять системой с Iridium Server, это это отлично позволяет делать. Но всю эту концепцию надо продумать заранее обязательно! Подобрать оборудование, понять его стоимость, силами специалиста по этому оборудованию (а не электрика, который прочитал инструкцию!) выполнить проект, а потом ещё обязательно проверить правильность монтажа силами этого же специалиста.
Выводы
Итак, отвечая на вопрос из заголовка — Умный Дом без проекта не сделать никак . Именно чтобы был «Умный Дом по уму», то есть, продуманный и отвечающий всем пожеланиям заказчика и его ожиданиям от системы.
Есть такой универсальный вариант монтажа кабеля — ко всем точкам кидаем и витую пару и силовой, а можно ещё KNX для большей универсальности. Но это всё равно что делать телевизионный блок розеток «электричество+ТВ+интернет» в нескольких местах комнаты на разной высоте или раскидывать у пола электрические розетки через каждый метр. Это приведёт к тому, что телевизор захочется повесить в итоге именно там, где розеток нет.
На начальном этапе стройки надо потратить столько времени, сколько необходимо, чтобы рассмотреть варианты, прикинуть бюджет и принять решение по используемой системе и всем её элементам, сделать грамотный проект, тогда получившаяся заранее продуманная система даст пользователю именно то, что он от неё ожидал.
Буду признателен за написание какого-либо короткого комментария к тексту. Он оказался полезен? Остались какие-то вопросы? Нашли ошибку? Напишите об этом, пожалуйста.
Мы выполняем проектирование современных инженерных систем для квартир и загородных домов. Также консультации, шеф-монтаж, аудит. Высылайте задачи и любые вопросы на почту
Стремление человека усовершенствовать свой быт способствует постоянному поиску новых технологий, позволяющих освободить время и силы для семьи, отдыха и творчества.
Одна из новейших концепций это создание умного (интеллектуального) дома, который будет заботиться о своих жильцах, взяв на себя все бытовые проблемы.
Для многих умный дом ассоциируется с умными машинами, которые готовят вам пищу, чистят одежду, убирают по дому, сидят с вашими детьми. Но это не совсем так. Очень характерен пример из фильма Чарли Чаплина "Новые времена", когда главный герой попадает в "умный" дом, где его окружают всевозможные машины, которые его одевают, кормят, бреют и т.д. Небольшое несогласование в действиях автоматов приводит к полному кавардаку. Это конечно пародия, но очень близкая к действительности. Даже если в вашем доме есть несколько умных вещей, например, холодильник с возможностью дистанционного управления или робот-пылесос, который сам чисти квартиру, ваш дом все равно нельзя назвать интеллектуальным. "Интеллектуальный"он же умный дом должен быть не просто помещением, заполненным набором умных приспособлений, а пространством, где эти приборы объединяются в единую сеть с одним общим управлением. Важной чертой интеллектуального жилища является его комплексность — все, что в нем находится, должно взаимодействовать друг с другом.
Описание дома
Но вернемся к нашему дому. Теперь, когда стандарт передачи данных внутри дома понятен, становиться очевидным как будет осуществляться само управление домом. Для этого можно использовать: беспроводной дистанционный пульт в виде ЖК панели с сенсорным экраном.
беспроводную гарнитуру с возможностью передачи голоса. Далее речь распознается на сервере и трансформируется в команды управления.
беспроводные датчики-микрофоны для передачи голосовых команд.
Начнем по порядку.
Вход
Для того чтобы попасть в дом, ключи уже не нужны. Устройство идентификации (визуальное, звуковое или сканер отпечатков пальцев) опознает вас и впустит в дом, если у вас имеется разрешение на свободный доступ в помещение. Если это не жилец дома, а какой-то другой посетитель, то информация о госте (изображение, личные данные и т.д.) передается вам, в не зависимости находитесь ли вы дома или в где-то еще. И вы уже сами решаете, впускать посетителя или нет. После этого сервер умного дома выполняет для каждого посетителя заранее приготовленную программу. Например, наполняет ванну, включает телевизор, устанавливает нужную в комнате температуру или готовит ужин. В базе дома хранятся привычки и пожелания всех жильцов и посетителей. Информация также передается домашнему роботу, который приветствует вас на входе.
Охранные системы и системы безопасности
"Мой дом — моя крепость". Эта древняя мудрость успешно реализована в умном доме. На всех окнах, дверях, крыше и по периметру здания установлены датчики системы безопасности. Если вдруг обнаруживается что-то необычное, сигнал тревоги немедленно посылается владельцу на пульт управления или мобильный телефон, в случае необходимости сигнал дублируется в местное отделение милиции или охранную службу.
Прихожая
Как только вы открываете входную дверь, включается верхний свет. Причем режим освещения зависит от уровня освещения на улице. Центральный компьютер создаст плавный световой переход, чтобы света было достаточно, и вы не ослепли при переходе из темноты в сильно освещенное помещение.
Регулировка света во всем доме осуществляется по двум схемам: автоматически, благодаря датчикам движения, по которым отслеживается ваше перемещение, и в соответствующих местах загорается или гаснет свет, или принудительно, по вашей голосовой команде.
Гостиная
Сразу после прихожей располагается гостиная, которая должна быть комфортной. Это место, где можно расслабиться и наслаждаться музыкой, видеоизображением или компьютерными играми.
Для создания уюта в помещении предусмотрено автоматическое управление шторами: по какой-то заранее заданному алгоритму (программе) или в зависимости от времени суток. Разумеется, имеется и дистанционное голосовое управление. При просмотре фильмов, или если вы захотите вздремнуть, шторы автоматически затемняют помещение до оптимального уровня освещенности.
Центр управления
В каком-то отдельном закрытом помещении может находиться спутниковый приемник, многоканальные аудиопроигрыватели для различных типов носителей, видеопроигрыватели, акустические усилители и тому подобное. Все это достаточно разместить в одном помещении, а в других будут располагаться только акустические колонки и телевизионные панели (ЖК или плазменные). Таким образом, все источники звука и видео будут находиться в подсобном помещении, а оконечные устройства там, где они вам нужны.
Этот центр дает пользователям возможность получать доступ к приложениям и цифровой информации посредством беспроводной связи с экранов компьютеров или других устройств, расположенных в доме.
Коммуникационные возможности
Для связи с внешним миром используются как вполне привычные кабельные технологии (оптоволокно), так и беспроводные стандарты передачи данных (IEEE 802.11). Дом оборудован выходом в сень Интернет, многоканальной цифровой телефонной линией, имеет возможность приема кабельного и спутникового телевидения, а также принимает радио.
Ванная
Забота о здоровье жильцов одна из основных задач умного дома. Датчики, следящие за состоянием вашего здоровья, располагаются в спальне и в ванной. Сенсор, встроенный в зеркало над раковиной, анализирует состояние вашей кожи и подбирает нужный тип и температуру воды для умывания.
Туалет, оснащенный подогревом и автоматическим смывателем, автоматически производит экспресс анализ вашей мочи, передает данные на центральный компьютер, который уже и определяет необходимо вам лечение и если возникнет необходимость свяжет вас с лечащим врачом.
Климат контроль
Система кондиционирования управляет климатом в каждой комнате в соответствии с пожеланиями жильцов. Система регулирует влажность, температуру, скорость потока воздуха, количество пыли в помещении, анализирует состав воздуха и добавляет в него или удаляет нужные элементы. Нагревательные и охлаждающие элементы могут быть вмонтированы в пол, стены ил потолок. Для работы климат системы могут использоваться вторичные энергоресурсы.
Климат система берет на себя не только поддержание определенных климатических условий внутри дома, но и очистку водопроводной воды, фильтруя и придавая ей ту температуру, которая и должна быть по существующим стандартам.
Датчики, размещенные на крыше вашего дома, следят за состоянием погоды, и сообщают вам эти данные вместе с прогнозом погоды, полученным из сети Интернет.
Уборка в доме
Уборкой в доме также занимается центральный компьютер, который сам определяет (с помощью специальных датчиков) степень загрязненности помещений и воздуха. Если помещение нуждается в чистке, то привлекается бригада роботов-уборщиков. Можно запрограммировать дом, чтобы он проводил уборку только в ваше отсутствие.
Электроэнергия
В качестве электроэнергии может использоваться как обычная электросеть, так и специальные управляемые солнечные батареи или другие альтернативные источники энергии. Система управления отображает, какие источники энергии работают в данный момент, какое количество энергии сгенерировано.
В случае перебоев с подачей электроэнергии система автоматически использует сгенерированные запасы или переключается на другие источники электроэнергии.
Система также регулирует уровень напряжения в электросети дома, успешно справляясь со скачками напряжения.
Кухня
Все приборы на кухне должны быть дистанционно управляемые: это и чайник, который включается компьютером, как только вы проснулись, чтобы к вашему приходу на кухню у вас уже был готовый чай, и кухонный комбайн, который пока вы принимаете душ, готовит вам легкий завтрак и многое другое.
Расположенная на передней панели холодильника ЖК панель сообщит вам количество оставшихся продуктов. В вашем доме никогда не кончаются продукты. Когда продукты подходят к концу ваш дом автоматически делает заказ новых продуктов в магазине с помощью электронной почты. Вы также можете проверить содержимое холодильника, находясь на работе. Для чего можно воспользоваться мобильным телефоном или выходом в сеть.
Спальня
Спальня это помещение, в котором мы проводим треть своей жизни.
Тут уровень автоматизация просто поразительный. Это и убаюкивающая вас кровать, которая также может разбудить вас утром с помощью корректных толчком или просто скинуть на пол. Шторы, которые открываются в заданное вами время, позволят вам проснуться от естественного солнечного освещения.
Вся техника в вашем доме способна изучать привычки каждого члена семьи и адаптироваться к ним.
Что дает умный дом?
Выводы
Прогресс современных технологий поистине впечатляет. Умный дом это уже не далекое завтра, а самое что ни на есть близкое сегодня. Большинство крупных компаний за последнее десятилетие проводило проекты строительства интеллектуальных домов. Однако для того, чтобы умный дом все же ре стал реальностью в первую очередь надо перестроить собственное сознание. Хорошо известен эффект сложного программного обеспечения, когда обычный пользователь, работающий на компьютере использует от силы 10% потенциала программного обеспечения.
У человека должен сложиться некий стереотип мышления, что все бытовые приборы могут работать как единое целое. Для этого необходима повсеместная пропаганда и серьезная разъяснительная работа. А когда сознание пользователя перестроиться, умный дом будет у каждого.
Научно-исследовательская работа
тема: "Человек в мире техники.
Умный дом в повседневной жизни"
Я понял одну нехитрую истину.
Она в том, чтобы делать
чудеса своими руками.
Работу выполнил
ученик 2 В класса
МБОУ лицей № 94
Слободин Алексей
Научный руководитель: Вождаева О.М.
учитель начальных классов
Уфа 2015
Введение………………………………………..................3
Глава 1. Понятие умный дом............................................4
Какие бывают дома
Умный дом в России и Европе
Глава 2. Системы управления умным домом…………..5-8
Система связи
Система освещения
Система электропитания здания
Глава 3. Практическая ценность работы………………..9-11
Глава 4. Интервью (исследования)……………….……..12-13
Глава 5. Исследования (эксперимент)……................…14-16
Полученные результаты и их оценка
Глава 6. Исследование (анкета)………………………….17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...…………………………………….........18
Интернет-ресурсы………………………………………....19
Введение
Актуальность темы:
Изобретение инженеров-электриков «УМНЫЙ ДОМ» в последнее время стало очень актуальным. Система умный и интеллектуальный дом представляет собой автоматическую систему управления всеми автоматическими средствами, находящимися в доме. Основная задача этого управления – обеспечить надежность и качество управления. Система умный и интеллектуальный дом дает возможность управлять всеми видами электропроводки: освещение, отопление, кондиционирование, сигнализация, электрические сети и прочее оборудование, имеющееся в доме. Эта система относится к новым современным технологиям, отличающимся своими эффективными и экономичными качествами. Разработка проекта и установка системы умный дом проводится специалистами по каждому индивидуальному жилому или административному объекту.
При разработке такой системы в обязательном порядке учитываются все необходимые ГОСТЫ и государственные сертификаты соответствия качества выполненных работ. До сих пор компьютеры делают только то, что им говорит человек. А вот в будущем, наши ПК будут сами предугадывать наши потребности и самостоятельно действовать в наших интересах. Компьютер будет анализировать текущую обстановку, производить упреждающие вычисления и предлагать нам те или иные варианты возможных дальнейших действий, а в ряде случаев даже будет действовать сам, освобождая нас от необходимости совершения рутинных процедур.
Цель исследовательской работы:
Самой главной целью этой комплексной автоматизации дома является создание максимального комфорта, безопасности и ресурсосбережения для всех пользователей.
Реализация задачи: показать преимущества беспроводной связи.
Объект исследования: беспроводная связь.
Предмет исследования: звуковое, световое иводяное управление
Методы исследования: интервью, эксперимент, анализ, анкетирование, наблюдение, исследование.
Глава 1. Понятие умный дом
Заглянем в прошлое. В давние времена жильём для человека были места созданные природой. У древних людей были дома, в пещерах. Дома даже есть на деревьях, из камней. Есть дома на севере. Это – ЧУМЫ, из кожи оленей. Существуют дома в скалах. Это очень необычно и интересно. Потом с развитием методов обработки материала, когда люди научились делать топоры и пилы - дома стали строить из дерева. Дома стали деревянные. А ведь в сказках тоже мы наблюдаем различные дома. Знаменитая избушка на курьих ножках. Замки королей и царевичей. Чем больше люди придумывали материалы и способы их строительства, тем больше рождались новые дома. Кирпичные, многоквартирные. Сейчас у людей много накоплено знаний, и они стремятся к чему-то новому. Из простых домов люди стали делать умные дома.
Умный дом (англ. intelligent building ) - жилой дом современного типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает комфорт (в том числе безопасность), и ресурсосбережение 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.
В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопи-тельными системами, системами видеонаблюдения и охранной сигнализации, моторизированными воротами и прочим.
По оценкам аналитиков рынок умного дома активно развивается. К 2020 году общий объем мирового рынка достигнет $51.77 млрд. В период с 2013 по 2020 года среднегодовые темпы роста рынка будут на уровне 17.74% . Основными игроки в этой отрасли за рубежом - Siemens AG (Германия), Schneider Electric SA (Франция),TELETASK (Бельгия), ABB Ltd. (Швейцария), компания Ingersoll-Rand PLC (Ирландия), Tyco International Ltd. (Швейцария), Emerson Electric Co. (США), Legrand С.А. (Франция), Crestron Electronics, Inc. (США) , Lutron Electronics, Inc. (США), Control4 Corporation (США), и др.
Объемы российского рынка значительно скромнее. В 2012 году объем рынка у нас в стране превысил 56 млн. евро или 2,3 млрд. рублей. В 2013 году по предварительным оценкам рынок вырос на 30% - до 65 млн. евро или почти 3 млрд. рублей. К 2017 году его общий объем может достигнуть 176 млн. евро или 7,9 млрд. рублей.
Глава 2. Системы управления умным домом.
Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию следующих систем в единую систему управления зданием:
Системы управления и связи
Система отопления, вентиляции и кондиционирования
Система освещения
Система электропитания здания
Система безопасности и мониторинга
Система управления
Управление с одного места аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром, мультирум
Удалённое управление электроприборами, приводами механизмов и всеми системами автоматизации. Электронные бытовые приборы в умном доме могут быть объединены в домашнюю Universal Plug’n’Play - сеть с возможностью выхода в сети общего пользования.
Механизация здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электроподогрев ступеней и т. п.)
Система связи
Сюда относятся телефонная связь и локальная сеть здания. Существует несколько платформ и протоколов, с помощью которых связываются подсистемы умного дома:
LanDrive - наиболее доступная на сегодняшний день платформа для построения шинных распределённых систем управления внутренним и уличным освещением, силовыми нагрузками, электроприборами, а также такими системами, как отопление, кондиционирование, вентиляция, охранная сигнализация, контроль доступа и протечек воды. Также возможно управление аудио- и видеотехникой, домашними кинотеатрами, жалюзи, рольставнями, шторами, воротами, насосами, двигателями. В основном ориентирована на применение в составе «умного дома», но в последнее время всё чаще применяется в системах учёта и сбережения энергоресурсов, контроля доступа, охранно-пожарных системах.
Важно отметить, что все инженерные подсистемы «умного дома» должны иметь возможность работать в автономном режиме. В случае, если какая-то из подсистем вышла из строя, то и вся система не сможет исправить проблему, поскольку «умный дом» является надстройкой над остальными инженерными системами.
Система отопления, вентиляции и кондиционирования
Система отопления, вентиляции и кондиционирования (Heating, Ventilation and Air Conditioning, HVAC) обеспечивает регуляцию температуры, влажности и поступление свежего воздуха. Кроме этого, HVAC экономит энергию за счет рационального использования температуры среды. Некоторые подсистемы:
управляемый через сеть кондиционер
механизмы автоматического открытия/закрытия окон для поступления холодного или теплого воздуха в подходящее время суток
Система освещения
Система освещения (Lighting control systems, LCS) контролирует уровень освещенности в помещении, в том числе для экономии электроэнергии за счет рационального использования естественного освещения. Некоторые подсистемы:
автоматика для включения/выключения света в заданное время суток
датчики движения для включения света только тогда, когда в помещении кто-то находится
автоматика для открытия/закрытия ставней, жалюзи, для регулировки прозрачности специальных оконных стекол.
Система электропитания здания
Системы электропитания обеспечивают бесперебойное питание, в том числе за счет автоматического переключения на альтернативные источники электропитания. Некоторые подсистемы:
Автоматическое включение резерва.
Источники бесперебойного питания позволяют создавать системы электроснабжения первой категории надежности.
дизель-генераторы (применяются в качестве основных, резервных или аварийных источников электроэнергии, используют в малой энергетике, для энергообеспечения)
В систему безопасности и мониторинга входят следующие подсистемы:
система видеонаблюдения
система контроля доступа в помещения
Охранно-пожарная сигнализация (в том числе контроль утечек газа)
Телеметрия - удалённое слежение за системами
Система защиты от протечек - автоматическая блокировка водоснабжения при протечке и заливе помещения. Состоит из контролирующего устройства, специальных кранов и датчиков, детектирующих затопление (Аквасторож, Neptun, Гидролок и другие)
GSM-мониторинг - удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и управление системами дома через телефон. В некоторых системах при этом можно получать голосовые инструкции по планируемым управляющим воздействиям, а также голосовые отчеты по результатам выполнения действий.
IP-мониторинг объект
Умный дом представляет собой электрооборудование, у которого каждый элемент системы выступает как командный - датчик, выключатель, сенсор, так исполнительный – активатор, диммер (светорегуляторы для управления светом) – это миниатюрный прибор,устанавливаемый вместо обычного, стандартного механического выключателя, позволяющий плавно регулировать яркость искусственного освещения. Все диммеры предназначены для включения/выключения освещения и регулировки его интенсивности. Кроме этого, многие модели предоставляют другие полезные функции. Например, автоматическое отключение по таймеру, имитация присутствия (включение, отключение, изменение яркости согласно программе), плавное отключение, дистанционное управление, акустическое или голосовое управление, подключение к единой сети «умный дом».) привод и в обязательном порядке работает в согласии с другими устройствами. В системе Умный дом самые обычные розетки, выключатели и световые регуляторы получают лишние возможности, создавая действительный комфорт вашего дома. Имеющиеся в большом количестве устройства системы имеют возможность функционировать между собой по фирменному цифровому протоколу, который не требует отдельно выделенных линий связи.
Благодаря системе Умный и интеллектуальный дом, вы сможете корректировать работу всех находящихся устройств в вашем доме с помощью пульта ДУ, Интернета или мобильного телефона. Все компоненты системы умный и интеллектуальный дом смогут передать и принять цифровые команды, которые адресуется как одному, так и нескольким получателям одновременно. На основании этого, хозяин дома сможет создавать определенные взаимосвязанные сценарии, а затем и управлять этими сценариями. Для этого применяются сценарные пульты с дистанционным управлением и сценарные выключатели. Вы можете свести сценарии по одновременному включению и выключению освещения, рольставен, тентов, нагревательных приборов. Автоматизация своего собственного дома становится все более престижной, так как в технике это является одним из передовых достижений.
Умный дом использует любые из этих технологий, повышая уровень жизни хозяина. Система может изменяться согласно вашим и многим другим требованиям к уровню жизни.
Хороший умный дом – это просто!
Глава 3. Практическая ценность работы.
С практической точки зрения, внедрение системы «умный дом» характеризует дальновидного и бережливого Хозяина дома. Инвестиции в интеллектуальные технологии своего дома превзойдут ожидания и окупятся в экономии на энергоресурсах, предупреждении аварийных ситуаций, обеспечении надежной безопасности дома и его жителей и экономичной работе всех систем жизнеобеспечения, к тому же стоимость недвижимости с интеллектуальными технологиями значительно выше, чем обычное жилье и длительнее сохраняет ликвидность при продаже. Разовые вложения на первоначальном этапе интеграции инженерных систем многократно оправдаются в экономии ежегодных расходов на содержание дома. Разумно, когда без Вашего участия исключается дублирующая работа оборудования, в пустующем доме не расходуются ресурсы понапрасну, контролируется безопасность работы всех инженерных коммуникаций, и, особенно приятно, когда в доме автоматически активизируются нужные системы жизнеобеспечения и дом подготавливается к Вашему приезду. Это возможно, если Ваш дом – «умный дом».
Система управления Умный Дом может управлять большинством электроприборов в доме, где телевизор, посудомоечная или посудомоечная машина, холодильник, духовой шкаф, электрообогреватель подчиняются простому нажатию клавиши на панели управления Умным Домом.
Как это возможно?
В действительности это несложно, ведь все розетки, электропитание являются звеньями одной системы. Кроме удобства это увеличивает безопасность, где вы не будете переживать об оставленных включенных электроприборах. Что может быть проще как воспользоваться программой управления Умным Домом, и узнать даже на расстоянии работают ли приборы, техника, проверить их состояние, ну и конечно выключить, которые вам не нужны, или вы забыли сделать это перед своим уходом. Для управления можно воспользоваться удаленным компьютером, например, с вашего рабочего места, ну а если нет такой возможности, то достаточно иметь мобильный телефон, чтобы осуществить управление Умным Домом с Андроида и выключить, к примеру, плиту на кухне.
Только это не единственный сценарий предлагаемый системой, где контроллер, получивший соответствующие указания, включит утром кофеварку, куда вы с вечера заложили все необходимое, разбудит негромкой музыкой или утренними новостями на телевизоре. Ну и конечно основная функция Умного Дома – управление светом, ведь что может быть приятнее возвращаться вечером домой и видеть, как перед приходом открывается калитка, на дорожке и в гостиной загорается свет.
Управление светом поможет контролировать вашего ребенка, где вам не понадобиться проводить долгие беседы о вреде вечернего просмотра телевизора, компьютерных игр, а достаточно будет настроить систему на отключение нужных розеток и быть уверенным, что в заданное время телевизор выключится. Режим обесточивания розеток идеально подходит при отъезде из дома, где включенными можно оставить только розетки холодильника, системы управления.
Управление освещением Умного Дома, пожалуй, главное преимущество системы и самая востребованная функция, ведь ею мы чаще всего пользуемся. Настройка освещения, управление очень простые, понятные даже детям, где нажатие одной кнопки включает/выключает, или регулирует в доме любой источник света. Даже если хозяева находятся в другой комнате, или вообще отсутствуют дома, для чего существует возможность удаленного доступа через телефон, интернет.
А такая функция управления умным Домом, как управление голосом?
Ведь достаточно настроить управление на голосовые команды и надобность пульта для выполнения определенных команд просто отпадет. Достаточно зайти в комнату и сказать – Свет, чтобы голосовое управление умного Дома включило в комнате освещение. Или возможность управлять отоплением, кондиционированием.
Но в большинстве своем легче использовать автоматические настройки, когда заложенные в программу параметры комфортности: температуры, влажности, движения воздуха при вентилировании, кондиционировании не требуют вмешательства человека. Дом сам выберет требуемую систему для поддержания комфортности, поэтому не удивительно, что большинство владельцев Умного Дома даже забывают, что может быть жарко, холодно или сыро.
Умный Дом предлагает всегда прекрасную погоду.
Кроме этого блок управления Умным Домом сам выбирает, какое из доступного оборудования использовать, отдать предпочтение. Так сравнивая показатели внутри помещений и на улице, особенно если нет сырости, система может воспользоваться не кондиционером, а дать команду на открывание окон для проветривания, и сама же потом их закроет.
Для создания умного дома необходима единая программная платформа и технология передачи данных. Лучше всего беспроводные. Будущее поколение беспроводных путей позволит включить в наш дом больше умных вещей.
Надоело волноваться из-за не закрытых водопроводных кранов, не выключенных бытовых приборов, надоели вечные поиски пульта дистанционного управления. Планшет поможет решить эти вопросы.
Включаю музыку
Бесшумно раздвигаю шторы
Готовлю кофе
Включаю видеокамеру
Включаю и выключаю кондиционер
Глава 4. Интервью (исследования):
Я взял интервью у жителей умного дома и у инженера производственной компании - Курманаева Нура. Он делает Башкирские коммуникации в умном доме.
В чём удобство комплекса умный дом?
Строй Федерация - это первый в Уфе жилой комплекс из трех Умных домов. Жилой комплекс «Строй Федерация» расположен в географическом центре города. Весь комплекс умного Дома огорожен забором. Дети могут играть спокойно во дворе, так как нет заезда для машин на игровую площадку. А для машин построена 6 –этажная парковка. Посажены газоны. Есть беседки для отдыха.
Что вы можете рассказать про охрану дома?
Машины могут проехать только через шлагбаум. Шлагбаум открывается при наборе определённой комбинации цифр, как и домофон. В квартире есть охрана. Если зайдёт чужой человек, то приходит СМС сообщение о проникновение в квартиру.
Что сделано для удобства в квартире?
Заходя в дом большой холл. В холле стоит очистительный фильтр для питьевой воды. Стоят диваны, телевизор для отдыха. В жилом комплексе предусмотрено лифтовое оборудование компании «Hyundai». Каждый дом оборудован четырьмя лифтами, грузоподъемностью 1000 кг и 500 кг. В каждой квартире есть планшет, по которому можно посмотреть камеры. Они показывают лифты, улицу и домофон с камерой.
Как работает умный дом?
В квартире, чтобы не выписывать показания счётчиков холодной и горячей воды и электричества, продумана система, которая передаёт сразу данные управляющей компании.
Как предупредить аварийную ситуацию?
При установке охраны при утечке воды в квартире, автоматически перекрывается водоснабжение. Дома предусмотрены автоматизированные системы пожарной сигнализации и противопожарного водопровода.
В чём преимущество умного дома и его востребованность?
Умный дом - это не только набор современных технических решений (датчиков, счетчиков и видеокамер), которые помогают вам экономить энергию, обеспечивают безопасность и связь! Для нас понятие Умного дома намного шире - это дом, где все продумано и организовано по уму. Для того, чтобы зелёный двор был свободен от машин, а ваш авто находился под круглосуточным контролем, мы строим бесплатную многоярусную парковку. На 1-ом этаже дома есть детский сад, где малыши могут играть под контролем воспитателей, а Вы в любой момент сможете узнать, где они, и увидеть, чем дети занимаются. С помощью встроенного в каждой квартире монитора, вы всегда будете в курсе расходов ТСЖ, работы оперативных служб. А если сочтете необходимым, сможете переизбрать все руководство!
Опции "Умного Дома"
Встроенный терминал в каждой квартире
Зеленый двор без машин
Воспитатель вечерних прогулок
Прачечная в каждом доме
Контроль за деятельностью ТСЖ не выходя из дома
Вызов экстренных служб
Бесплатное место на паркинге
Глава 5. Исследования (эксперимент):
Для представления проекта я сделал макет своего умного дома и собрал конструктор, где показал световое, водяное, звуковое и сенсорное управление в доме, без использования выключателей и кнопок.
1. В доме установил освещение, управляемое звуком. Кнопку-включатель заменил пьезоизлучателем (звукоизлучателем пьезоэлектрическим, работает как микрофон). Теперь для управления светом можно использовать звук. Я хлопаю в ладоши или что-нибудь произношу - лампа загорится.
2. Лампой можно управлять светом. Для этого я подсоединил к клеммам фоторезистор. Когда лампа погаснет, ею можно будет управлять с помощью света. При попадании света на фоторезистор лампа загорается. При затенении фоторезистора лампа гаснет.
3. Если в доме утечка воды и полы мокрые, можно подать сигнал тревоги. Кнопка заменяется сенсорной пластиной. При попадании на пластину капель воды зазвучит музыка и загорится лампа.
4. Установил приемник, управляемый касанием. Динамик не будет издавать звук до тех пор, пока не дотронусь пальцами одной руки одновременно до точек А и В. Человеческое тело имеет не очень большое сопротивление и еще обладает свойствами электрического конденсатора. Конденсатор не пропускает постоянный ток, но легко пропускает переменный. Как раз переменный сигнал и проходит через человеческое тело.
Полученные результаты и их оценка :
Умный дом – это современный дом, в котором все инженерные коммуникации объединены в общую систему, работа всего оборудования автоматизирована и подчиняется командам из единого центра управления.
Проект выявил, что сенсорные сети подходят для решения задач сбора, обработки и передачи информации с высокими требованиями по автономности, надежности сети.
Кроме того были выявлены основные преимущества беспроводных сенсорных сетей:
1. Оперативность и экономичность
2. Отсутствие необходимости в техобслуживании
3. Длительная автономная работа
4. Отказоустойчивость и надежность в жестких условиях эксплуатации
5. Широкая область применений
Кроме того, системы, построенные на основе таких сетей, обладают следующими достоинствами:
1. Возможность расположения в труднодоступных местах, где сложно и дорого тянуть обыкновенные проводные решения;
2. Оперативность и удобство обслуживания системы;
3. Надежность сети в целом - в случае выхода из строя одного из них, информация передается через соседние элементы;
4. Возможность добавления или исключения любого количества устройств из сети;
5. Высокий уровень проникновения сквозь препятствия (стены, потолки) и стойкость к электромагнитным помехам
6. Длительное время работы без замены элементов питания.
Умный дом – востребованная действительность жизни современного человека. Преимущества системы «умный дом» проявляются в четырех значимых понятиях, это: комфорт жизненного пространства, безопасность дома и его обитателей, экономия ресурсов и расходов на содержание дома и статус владельца недвижимости с интеллектуальными системами. Современный дом пронизан различными инженерными коммуникациями и наполнен большим разнообразием техники, которая делает нашу жизнь комфортнее и лучше, с одной стороны, и сложнее и запутаннее, с другой стороны.
Зачастую, не хватает времени или технических навыков, чтобы разобраться в бесчисленном множестве устройств, пультов, интерфейсов и, тем более, проводов. Не нанимать же менеджера по управлению домашней техникой... И как было бы прекрасно, вернувшись, домой почувствовать, что свою мыслительную деятельность можно приостановить – здесь думает «умный дом». И все автоматизированное братство машин и механизмов призвано не усложнять жизнь, а позаботиться, расслабить, создать комфортную атмосферу для Хозяев дома. Это возможно, если Ваш дом – «умный дом».
Система «умный дом» может объединять комплекс оборудования абсолютно всех подсистем инженерии: электроосвещение, энергоснабжение развлечения, телекоммуникации, климат, безопасность. По желанию, можно включить в систему «умный дом» только выборочные подсистемы. В любом случае, интеграция всех инженерных систем дома, либо части подсистем жизнеобеспечения обеспечит Вам наслаждение от комфортной домашней жизни. Отдельного внимания заслуживают принципы управления системой «умный дом»: управление всеми подсистемами «умного дома» можно осуществить из любого помещения дома с удобной панели или пульта управления. Можно забыть про множество «лентяек» от каждого элемента домашней техники, теперь все рычаги управления – в одном инструменте, количество таких инструментов варьируется лишь по количеству мест, из которых Вы захотите управлять инженерными системами Вашего дома.
Управление всеми подсистемами «умного дома» упорядочивается в «сценарии» и «режимы», в которых запрограммированы Ваши привычные действия или индивидуальные пожелания работы домашней техники. Можно забыть про необходимость активизации каждой отдельной единицы оборудования, теперь нужно активизировать желаемый «сценарий» и все необходимое оборудовании начнет работать самостоятельно и согласованно, или автоматически отключится, например, при активизации сценария «Ушел из дома».
Управление всеми подсистемами «умного дома» можно совершать удаленно, из Интернета, с мобильного телефона. Можно забыть про необходимость личного присутствия дома, чтобы наполнить ванну водой, сварить кофе, выключить забытый утюг или впустить неожиданно приехавших родственников, теперь можно набрать код доступа в систему «умный дом» и сделать все это, находясь в любой точке города или земного шара.
Эксперименты позволяют сделать вывод, что система умный и интеллектуальный дом дает возможность управлять всеми видами электропроводки: освещение, отопление, кондиционирование, сигнализация, электрические сети и прочее оборудование, имеющееся в доме. Эта система относится к новым современным технологиям, отличающимся своими эффективными и экономичными качествами.
Глава 6. Исследование (анкета)
Была разработана анкета, на которую ответили учащиеся лицея № 94 в количестве 30 человек.
Хотели бы вы жить в Умном доме или обычном?
В Умном доме – 21 человек
В обычном – 6 человек
Не знают – 3 человека
Среди детей школьников многие дети хотели бы жить в Умном доме. Многие дети были во дворе умного дома. Им понравилась детская площадка, дорожки, по которым можно ездить на велосипедах и футбольная площадка.
Заключение.
Главной цель проекта было показать, как с помощью автоматизации дома создать максимальный комфорт и энергосбережение.
Главный принцип концепции «Умный дом» – объединение всех подсистем дома в единый слаженно работающий организм. Владелец такой системы получает удобное и наглядное управление, четкое взаимодействие всех инженерных систем, автоматическую адаптацию под хозяина, интеллектуальные режимы взаимодействия подсистем.
Кроме удобства это увеличивает безопасность, где вы не будете переживать об оставленных включенных электроприборах. Что может быть проще как воспользоваться программой управления Умным Домом, и узнать даже на расстоянии работают ли приборы, техника, проверить их состояние, ну и конечно выключить, которые вам не нужны, или вы забыли сделать это перед своим уходом. Для управления можно воспользоваться удаленным компьютером, например, с вашего рабочего места, ну а если нет такой возможности, то достаточно иметь мобильный телефон, чтобы осуществить управление Умным Домом с Андроида.
Пусть в каждом доме царит: тепло, доброта, понимание, уют, забота, уважение.
Интернет-ресурсы
1. ru.wikipedia.org/wiki/Умный_дом
2. http://geektimes.ru/hub/home_automation
3. www.facebook.com/INTERSTANDARD/posts
4. http://elmaks.ru/page
5. http://www.i-home.ru/site.xp
6. http://bibliofond.ru/
7. http://www.topclimat.ru/news/field/180.html
8. http://www.razumdom.ru/
9. http://www.rlocman.ru
10. Марк Э. С. Практические советы и решения по созданию ―Умного дома. НТ Пресс, 2007 г.
11. http://domsmart.ru/umnyj_dom/
12. В. Харке. Умный дом. Объединение в сеть бытовой техники и системы коммуникаций в жилищном строительстве. Техносфера, 2006 г.
13. Мокров Е.А. Интегральные датчики. Состояние разработок и производства. Направления развития, объемы рынка // Датчики и системы.-2000.-№1.-С. 28-30.
14. Тимошенков С.П., Светлов-Прокопьев Е.П., Графутин В.И., Калугин В.В., Бойко А.Н. Разработка и изготовление структур КНИ для производства интегральных схем и микроэлектромеханических систем // Материалы Международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения (INTERMATIC-2004)». Москва. Часть 1. – С. 52-55.
