Статьи

Понятие «умный дом» было сформулировано Институтом интеллектуального здания в США в начале 1970-х годов: «Здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства...».

Стоит разделять понятия «умный дом» и «системы жизнеобеспечения». Отдельные системы обладают лишь необходимыми интерфейсами управления и контроля. Концепция «Системы интеллектуального управления зданием» предполагает новый подход в организации жизнеобеспечения здания, при котором за счет комплекса программно-аппаратных средств значительно возрастает эффективность функционирования и надежность управления всех систем эксплуатации и исполнительных устройств здания.

Умный дом - основные сведения

Понятие «умный дом» было сформулировано Институтом интеллектуального здания в США в начале 1970-х годов: «Здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства...».

Стоит разделять понятия «умный дом» и «системы жизнеобеспечения». Отдельные системы обладают лишь необходимыми интерфейсами управления и контроля. Концепция «Системы интеллектуального управления зданием» предполагает новый подход в организации жизнеобеспечения здания, при котором за счет комплекса программно-аппаратных средств значительно возрастает эффективность функционирования и надежность управления всех систем эксплуатации и исполнительных устройств здания.

Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем различных производителей в единый управляемый комплекс.

Умный дом - это интеллектуальная система, комплекс программно-технических средств управления обеспечивающих надёжную, согласованную и автоматическую работу всех инженерных систем в доме.

Такая система грамотно распределяет ресурсы, снижает эксплуатационные затраты и обеспечивает понятный интерфейс контроля и управления.

Умный дом живёт по заранее прописанным алгоритмам, которые делают жизнь человека комфортной и мобильной, избавленной от суеты и домашних забот.

Системы Умный дом обладают множеством различных функций, охватывающих все сферы жизни:

Комплексная система безопасности эффективно охраняет Умный дом не только от непрошенных гостей, но и от аварийных ситуаций: утечек газа и воды, а также от недобросовестного служебного персонала. При чрезвычайном происшествии интеллектуальная система безопасности самостоятельно принимает все возможные меры для устранения опасности, оповещает о ЧП владельца дома и все необходимые инстанции.

Благоприятный климат в Умном доме создают системы вентиляции, кондиционирования и отопления. Важно, что всё происходит автоматически. Человеку не нужно задумываться о том, какой в данный момент должна быть температура и влажность воздуха и когда придёт пора включать вентиляцию. Атмосфера в Умном доме всегда идеальная.

В каждом помещении может быть задана своя недельная программа со своими температурными и временными установками. Это позволяет добиться оптимального управления отоплением дома и дает экономию электроэнергии.

Слаженную работу всех инженерных коммуникаций в доме обеспечивает система диспетчеризации. Система диспетчеризации контролирует также качество работы и исправность всех инженерных объектов. При обнаружении неполадок система, по возможности, самостоятельно исправляет поломки или сообщает о них в сервисную службу. Интеллектуальная система диспетчеризации позволяет продлить срок службы всех инженерных коммуникаций Умного дома, сэкономить технические ресурсы, снижает расходы на эксплуатацию за счёт своевременного выявления неполадок и грамотного распределения нагрузок.

Опция энергосбережения помогает сэкономить на счетах за электроэнергию, благодаря умным системам, которые настроены на постоянный автоматический контроль потребления электричества.

Сценарное освещение управляет всеми источниками света согласно заданному Вами алгоритму.

Домашний кинотеатр может стать местом развлечений, которое, по желанию хозяина, из кинозала легко превратится в музыкальную гостиную или игровую комнату.

Под «умным домом» (intelligent building) следует понимать систему, которая должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Английское слово intelligent, буквально означающее «разумный», «понятливый», в сочетании со словом building использовано в значении «гибкий, приспосабливаемый».

«Умный дом» в первоначальном смысле означает «здание, готовое к изменениям» или «приспосабливаемое (гибкое) здание», инженерные системы которого способны обеспечить адаптацию к возможным изменениям в будущем.

Здание проектируют таким образом, чтобы все системы его управления могли интегрироваться друг с другом с минимальными затратами, а их обслуживание было бы организовано оптимальным образом. Проект обязательно предполагает возможность наращивать и видоизменять конфигурации инсталлированных систем.

Системы умный дом в России

Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию в единую систему управления зданием следующих систем:

• Систему отопления, вентиляции и кондиционирования
• Охранно-пожарную сигнализацию, систему контроля доступа в помещения, контроль протечек воды, утечек газа
• Систему видеонаблюдения
• Сети связи
• Систему освещения
• Cистему электропитания здания (АВР, ИБП, ДГУ)
• Механизацию здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электроподогрев ступеней и крыш и т. п.)
• Управление с одного места аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром
• Телеметрия - удалённое слежение за системами здания
• IP-мониторинг объекта - удалённое управление системами по сети Internet
• GSM-мониторинг - удалённое управление системами дома через телефон

На сегодняшний день технологии позволяют строить домашнюю автоматизацию покомпонентно - выбирать только те функции умного дома, которые действительно нужны. Модульная структура позволяет создавать системы не высокой стоимости, с гарантией 100% использования.

В 1995 году разработчики технологий Java предрекали одним из основных назначений для этой технологии увеличения интеллекта бытовых приборов - 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». Правда, эти решения основываются на KNX, а не на Java.

Функция выключить весь свет одной кнопкой, как и возможность включать и выключать его из разных мест, сегодня активно реализуется почти во всех проектах домашней автоматизации.

Умный дом как домашняя автоматизация развивается не только в России. Все технологии и системы, которые используются в России, разработаны и производятся в Европе, США и Китае. Основное различие видится скорее в предназначении и в подходе инсталяторов.

Системы умный дом в России:

• Предназначение: комфорт и имидж
• Подход: строго индивидуальный

В России инсталятор является важнейшей фигурой в создании умного дома. Он работает со многими производителями систем автоматизации, это позволяет ему подбирать систему максимально оптимально для решения поставленных перед автоматизацией задач. После этого он сам занимается проектированием, монтажом, продажей и запуском построенного умного дома.

Системы умный дом в Европе:

• Предназначение: это прежде всего энергосбережение и только потом комфорт
• Подход: максимальная унификация

В Европе проекты автоматизации частных домов и квартир готовит сам разработчик и производитель систем, инсталятору же отводится роль фактически обычных, но квалифицированных монтажников, работающих строго по схеме.

Технологии

• BPT - система домашней автоматизации с распределённым интеллектом, использующая закрытый протокол передачи данных. В качестве шины используется стандартная витая пара UTP. Реализуется управление освещением, домашней автоматикой, кондиционированием, отоплением, инженерной и охранной сигнализацией, домофонией. Основные мотивы выбора данной системы - низкая стоимость оборудования, простота монтажа и пуско-наладки. Система совместима с любыми типами электроустановочных изделий.
• LanDrive - 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.
• EIB (European Installation Bus - «Европейская инсталляционная шина»).
• LON (LonWorks) - технология LonWorks (которую иногда сокращенно называют LON) широко используется для построения распределенных систем автоматизации зданий, транспортных сетей и систем автоматизации промышленных предприятий. Несомненным преимуществом сетей LON является полная совместимость устройств, наличие всех уровней от физического до программного, свобода в выборе сетевых топологий, оптимизированный алгоритм разрешения коллизий и система аутентификации сообщений. Сегодня LonWorks стал признанным международным стандартом для построения систем автоматизации здания, позволяющим связать в единое целое системы жизнеобеспечения, безопасности, электроснабжения, построенные на оборудовании различных производителей. Более 4 тыс. компаний во всем мире производят управляющее и периферийное оборудование для систем управления зданием, поддерживающее технологию LonWorks (Johnson Controls, SVEA, Gesytec, Loytec, Warema, TAC, ABB, Gira и др.). Технологию LonWorks поддерживает международная ассоциация LonMark, которая занимается вопросами работы сертификации, стандартизации и работы с производителями.
• Сеть LonWorks имеет децентрализованную распределенную архитектуру, где каждый узел выполняет функции управления, включая обработку информации, ввод/вывод данных и взаимодействие с другими узлами, что обеспечивается ПО каждого из узлов. Протокол LonTalk, лежащий в основе технологии LonWorks, дает возможность создания сетей с практически неограниченным количеством узлов и ориентирован на решение задач автоматизации, где необходима высокая надежность и передача данных небольшими пакетами.
• Узлами сети LON внутри здания могут быть датчики температуры и освещенности, различные исполнительные механизмы, контроллеры HVAC и другие устройства. Это оборудование может быть связано стандартными сетями TCP/IP так, чтобы любой персональный компьютер на любой платформе мог использоваться для управления такой системой.
• На основе сетей LON реализовано множество проектов, большинство которых относится к области автоматизации зданий и сооружений. Однако возможности данной технологии не ограничиваются «умным домом», а применяются в транспортных системах, в промышленной автоматизации, в управлении технологическими процессами.
• UBI (Универсальный шинный интерфейс). Данный интерфейс обеспечивает комбинированную передачу по витой паре (UTP, FTP) сигналов управления умным домом, сигналов Ethernet (компьютерная сеть, цифровое видеонаблюдение, цифровое телевидение и телефония, Интернет). Своими идеей и корнями уходит к концепции взаимодействия открытых систем на базе международной многоуровневой модели ISO OSI. В будущем все здания станут интеллектуальными, и будут объединены между собой. По мнению большинства специалистов, модель взаимодействия открых систем OSI идеально подходит для объединения в единое целое решений и технологий различных производителей электронного оборудования, будь то электроника стиральной машины, домашнего кинотеатра, системы вентиляции здания или легкового автомобиля. Уже сейчас многие производители (например, Legrand) оборудования для инженерных сетей интеллектуальных зданий предпринимают немалые усилия по унификации кабельных систем под разные технологии и разное назначение. Введено понятие «Оптимальных сетей». В правильно спроектированном интеллектуальном здании структурированные кабельные системы и оборудование автоматизации здания не зависят друг от друга. Конечному пользователю не нужно заботиться о том, чтобы в кокретном месте была телевизионная розетка или телефонная. Кабельные системы универсальны и унифицированы. То есть назначение для розетки можно придумать потом. Также потом можно выбрать и конечную реализацию системы автоматизации (будь то EIB, C-BUS, X-10 или что-либо еще). Существуют и получают распространение технологии динамического управляемого «переключения» назначения конечных точек подключения (например, розеток). За доли секунды телефонная розетка превращается в телевизионную. Пользователю лишь остается переткнуть соединительные кабели в другое конечное оборудование (поменять телефонный патч-корд на телевизионный).
• C-Bus - протокол для домашней автоматизации, а также автоматизации зданий, спортивных сооружений и т.д.
• C-Bus - это система с распределённым интеллектом (без центрального процессора), использующая кабель 5-категории (Cat.5), длина которого в одном сегменте может составлять 1000м. Таких сегментов в одну систему можно объединять до 255. В сети используется 36В переменного тока. Протокол C-Bus используется в Австралии, Новой Зеландии, Азии, на Ближнем Востоке, в России, США, Южной Африке, Великобритании и других частях Европы, включая Грецию, Прибалтику, Румынию и другие страны. В США C-Bus представлен под маркой «SquareD Clipsal». Протокол C-Bus был создан Clipsal Integrated Systems для использования в системах домашней автоматизации и системах управления освещением зданий.
• Helvar - для систем управления освещением использует протокол DALI и DSI.
• AMX - система домашней автоматизации одноимённой компании. Централизованная. Протоколы закрытые. Изначально применялись собственные шины передачи данных. Новые линейки оборудования AMX используют для передачи стандартные протоколы Ethernet, Wi-Fi и Zigbee. Имеет шлюзы для сопряжения с другими системами (EIB, LON и др.).
• Crestron - протокол управления систем автоматизации и мультимедийными системами. Разработан компанией Crestron (США). Протокол закрыт. Основной конкурент - AMX (США).
• X10 - протокол управления электроприборами. Сигнал передается по электрическим проводам либо в радиодиапазоне. Недостатки - низкая скорость передачи информации и помехозащищенность, проблема ложного срабатывания, отсутствие обратной связи приёмника с передатчиком, возможны конфликты устройств X10 разных производителей и несанкционированный доступ к устройствам X10 по электросети.
• Z-wave - это первый открытый беспроводный стандарт домашней автоматизации, под который может производить оборудование любой желающий производитель. В настоящее время, насчитывается около 160 производителей, поддержавших данную технологию (Danfoss A/S, Intel, Intermatic, Leviton, Monster Cable, Universal Electronics, Wayne Dalton, BuLogics, ControlThink, Hawking Technology, HomeSeer, Inlon, Innovus A/S, Jasco Products, KTC Tech, Lagotek, Lantic Systems, Logitech, Merten, Navicom Technologies, Panasonic, uControl, ViewSonic, Xanboo, ELK Products и многие другие).
• Разработчик беспроводной технологии Z-Wave - калифорнийская компания Zensys - предложила довольно удачное решение для системы Умный дом, основанное на принципе mesh-сети. Zensys разработала чип, достоинствами которого являются низкая цена, малое потребление энергии и крохотные размеры, что дает возможность интегрировать его в любое устройство.
• LUXOR - система локального управления освещением и климатом. Используется обычный электрический кабель и выключатели. Система производится Theben AG. Протокол закрыт. Основные мотивы выбора данной системы - низкая стоимость оборудования, простота монтажа и пусконаладки. Система совместима с любыми типами электроустановочных изделий.