Введение
Так получилось, что уже несколько месяцев на всю катушку и больше года в разной степени занятости, я участвую в разработке системы домашней автоматизации, в простонародье - умный дом. Как программисту и любителю техники и крутых технологий, данная тема мне была интересна в разной степени давно. Но именно в последний год я смог приблизиться к ней очень близко и так проникнуться, что игровая разработка, которая властвовала надо мной последние годы, отошла на второй план.
Этой статьёй я хочу начать цикл, рассказывающий про технологии умного дома. Ниже будет краткий обзор технологии.
Умный дом
Про умный дом вы возможно где-то слышали, что-то читали и имеете примерное представление.
Немного информации есть на Википедии -
Умный дом. Но если нет, я сейчас расскажу. Умный дом - это набор различных современных технологий, которые позволяют сделать жилище человека безопаснее, энерго-эффективнее и комфортнее. Часто используют и другой термин - система домашней автоматизации, который звучит немного более конкретно. Конкретность термина достигается за счет использования слова "автоматизация", которое недвусмысленно говорит нам о том, на какой основной пласт проблем нацелена данная система.
Умный дом стремится автоматизировать вашу жизнь в жилище и, как уже было сказано выше, сделать её лучше и спокойнее. Но на самом деле, автоматизация - только одна из граней данного набора технологий. Технологии умного дома решают гораздо больше проблем.
Так какие же конкретные проблемы есть у современного человека в его доме? Что можно изменить, чтобы стало лучше?
- Б - безопасность. Это самая серьезная проблема, которая тревожит каждого человека в этом не идеальном мире. Все мы хотим, чтобы наш дом был тем местом, где мы можем расслабиться и чувствовать себя в безопасности. И человек всегда стремился максимальном обезопасить свой дом. Замки, собаки, охранники, сигнализации - вот список того, что есть сейчас для обеспечения безопасности вашего дома. Обычно используются разные комбинации классических технологий, но далеко не все они являются удобными и доступными всем. Умный дом делает огромный шаг в этом направлении.
- А - автоматизация. Со времен изобретения палки копалки человек автоматизировал уйму всего. Тысячи лет развития были потрачены именно на то, чтобы сделать жизнь человечества проще. Современный дом человека уже содержит множество технологий, которые упрощают существование человека. Но сказать, что этого уже достаточно, чтобы хорошо жилось - это, мягко сказать, слукавить. А помимо простоты грамотная автоматизация позволяет так же увеличить уровень комфорта в доме.
- Э - энерго-эффективность. Ни для кого не секрет, что основным ресурсом человечества на данный момент является энергия. Человечеству не нужно золото, ему нужна энергия, чтобы оно могло существовать и развиваться. Каждый дом, квартира или особняк потребляют энергию в разных видах и объемах. И каждый житель платит за эту энергию деньги. К сожалению, пока что нет честных и доступных способов избавления от платы за энергию в домашних масштабах, но есть способы уменьшения потребления энергии, без потерь для комфорта и пользы для человека. И технологии умного дома предлагают достаточно простые и эффективные способы решения данной проблемы, которые будут доступны очень широкому кругу людей.
На сегодняшний день технологии домашней автоматизации не находятся в максимальной точке развития. Скорее даже, они только начинают свой путь, поэтому имеющиеся решения описанных выше проблем - это всего лишь маленький шажок в будущее умного дома. Но уже сейчас игнорировать этот шаг не стоит, потому что даже он несет в себе массу пользы.
Так какие же технологии сейчас используются в мире умных домов и как они решают описанные выше проблемы? Давай попробуем описать их.
Технологии умного дома
- Датчики(сенсоры) - класс устройств, который отслеживают различные показатели или события. Самыми простыми и распространенными на сегодняшний день являются датчики, которые охватывают следующие события: движение, задымление, затопление, освещенность, геркон(устройство, которое позволяет отслеживать открытие/закрытие различных частей дома). Так же к этому типу можно отнести термометр. Зачастую некоторые производители размещают в одном устройстве сразу несколько датчиков. Например, на картинке ниже изображен мультисенсор, который содержит в себе геркон, датчик температуры, датчик освещенности и датчик движения.
Zipato Multisensor
Данные датчики решают как проблемы безопасности, так и комфорта. Причем наиболее эффективны они в сочетании с другими устройствами.
- Переключатели - к этому классу устройств мы отнесем довольно много различных устройств, которые могут незначительно отличаться по принципу работы и установке, но имеют одну общую функциональную возможность - их можно включить или выключить. Это специальные лампочки, розетки, встраиваемые переключатели, которые могут соединяться с обычным настенным переключателем или встраиваться/быть уже встроенными в различные системы дома, будь то вентилятор, подогрев пола, система отопления.
Данные устройства так же могут считать потребляемую энергию и иметь разные запрограммированные режимы работы, позволяющие более эффективно их использовать. Кроме того, многие модели могут содержать в себе различные датчики, которые добавляют полезного функционала в устройство.
- Диммеры и роллеры - к этому классу отнесем устройства, которые могут управлять не только своим включением и выключением, но и устанавливать определенное значения значение. В общем случае диммер - это датчик, связанный или встроенный в лампочку(обычно LED), который может регулировать её яркость. Роллерами же могут быть устройства, которые управляют гаражными воротами, шторками, жалюзи и другими механическими объектами. Роллеры на данный момент являются одним из наиболее сложных в установке устройствами, но их функциональность с лихвой окупает эту сложность.
- IP-камеры - данные устройства должны быть наиболее знакомы читателю. С ними все просто. Достаточно поставить/прикрутить в нужное место, настроить Wi-Fi и можно наблюдать за любым место и действием. Так же многие камеры оснащены специальным ПО, которое позволяет отследить движение на картинке и отправить уведомление пользователю. И уже на подходе программные технологии, которые смогут распознавать лица и даже голос. Эти технологии откроют еще больший простор для автоматизации и улучшению безопасности жилища.
- Встраиваемые чипы - не совсем устройства. Это специальные чипы, которые встраиваются в бытовую технику на этапе производства и позволяют подключаться к ним удаленно. Это наиболее поздняя технология, которая только в последний год начинает набирать популярность. При этом спектр распространения данных чипов совершенно неограничен, начиная с чайника и увлажнителя воздуха и заканчивая стиральной машинкой и холодильником. Все зависит от производителя. Но сколько возможностей дает данная технология для упрощения жизни - кратко и не описать.
Управление технологиями умного дома
Но, как вы уже наверное догадались, описанные выше технологии не упростят нам жизнь, если будут разрозненно установлены в доме. Поэтому основным толчком развитию систем домашней автоматизации послужили устройства, которые позволяют удобно и легко управлять всем комплексом технологий умного дома. И эти устройства знакомы уже десяток лет всем нам - смартфоны. Именно с помощью в них в последнее время начали объединять все датчики дома воедино, позволяя управлять домом не сходя с дивана, рабочего кресла в офисе или пляжа в другой стране. Но, лукавить не будем, смартфоны - это не все, что нужно, чтобы система умного дома работала так, что можно было просто тыкать в экран и получать желаемое в любой точки планеты. Все описанные выше устройства и чипы работают по определенным беспроводным стандартам связи. Это Wi-Fi, Bluetooth LE, Z-wave и другие. Основная особенность данных беспроводных технологий в том, что они могут работать только на определенное, очень маленькое расстояние. То есть даже в рамках одного здания вероятнее всего не получится подсоединиться к датчику движения, чтобы получать от него данные. И уж тем более невозможно будет это сделать на больших расстояниях. Поэтому на данный момент разрабатываются решения, которые позволяют объединить в одну сеть все устройства и управлять ими централизованно. Обычный роутер представить могут все. А теперь представьте, что данный роутер может общаться со всеми датчиками, установленными в доме, получать от них состояния и передавать команды. Именно такие "умные роутеры" на данный момент и позволяют умному дому быть по-настоящему умным. Назовем их для простоты контроллерами. Контроллеры в общем случае содержат в себе специальные чипы и ПО, которые позволяют связаться со всем датчиками в доме. Данные контроллеры обязательно имеют в себе LAN или WiFi, которые позволяют им быть доступными не только в рамках дома, но и в рамках глобальной сети.
Справа контроллер, а слева датчики(Samsung SmartThings)
Для обеспечения же удаленного доступа к подобным контроллерам используются специальные защищенные сервера компаний поставщика или пользователя, если он не хочет доверять процесс соединения кому-либо еще.
Что же получается в итоге? На данный момент уже есть решения, которые позволяют сделать свой дом немного более умным. Для этого уже сейчас достаточно купить контроллер, желаемые датчики, идущие с контроллером или отдельно, установить датчики в нужные места, подключить контроллер к Интернету, скачать специальное приложение, подключиться в нем к контроллеру и все, ваш дом у вас на ладони. Вы можете включать свет, чайник, смотреть температуру и считать потребленное электричество и даже воду. Сложно? Совершенно нет.
Чуть сложнее может быть, если вы захотите управлять воротами гаража или подогревом пола, но вам все равно не придется сверлить и ломать ваш интерьер. Текущие технологии позволяют наименее бесболезненно встраивать умные датчики в ваш дом.
Небольшой итог
В этой первой статье я обзорно рассмотрел текущие технологии домашней автоматизации, которые могут быть использованы в жилищах, для того чтобы сделать жизнь лучше и безопаснее. Здесь совсем мало конкретной информации по тому, как и что нужно делать, чтобы сделать свой дом умным. В следующей статье я опишу базовые концепции построения умного дома различного уровня прокаченности и заодно представлю текущие решения, которые имеются на рынке. Они очень разные и им стоит уделить отдельное внимание.
Так же в следующей статье, уже непосредственно на примерах имеющихся решений, я подробно опишу решения проблем, которые были поставлены в самом начале данной статьи, ибо именно на конкретном примере польза от технологий умного дома будет ясна всем.
