Умный дом с чего начать – Умный дом (Самое начало) — ч.1 / Habr

Содержание

Умный дом (Самое начало) — ч.1 / Habr

Тема «Умный дом» уже у всех на слуху. Про неё говорят, в неё вкладывают, её развивают… По этой теме к таким гигантам как Siemens, General Electric и др. присоединились, казалось бы, не совсем профильные компании, такие как Microsoft, Google, Apple.

Единого стандарта по теме нет, равно как нет инструкции, мол, «делай так и вот так», поэтому теоретически построить свой умный дом может каждый и именно так, как ему захочется и потому эту тему я не смог пропустить и активно к ней подключился. Не скажу, что с умными домами я собаку съел… нет, скорее так, понадкусывал, но тем не менее, на основе свое опыта и своих наблюдений попробую выложить развёрнутый… ммм… How-To? Нет, не потянет. Обзор? Тоже не то… Скорее это будет напутствие или некий набор советов.

Театр начинается с вешалки, а я начну с того, что сразу расставлю все точки над «И», чтобы у читателей не возникало в процессе чтения необоснованного негатива или просто какого-то недопонимания.

Самое главное — это то, что статья рассчитана на людей, которые толком ещё не поняли, нужен ли им вообще этот самый «Умный дом» и нужно ли влезать в эту тему?

Теперь термин.
Будем честны, «Умный дом» — это не только такая система с искусственным интеллектом, которая разговаривает с Вами по утрам в ванной (пока вы бреетесь) и готовит Вам ужин пока вы едете домой. Не нужно путать систему с женой.

Умный дом — это любая система автоматизации/автоматики (или комплекс систем автоматизации/автоматики), которая хоть как-то, хоть на мельчайшую долю, но облегчает Ваш быт. Не важно что это: автоматическое выключение света в туалете после выхода оттуда человека и закрытия двери, или система, которая сама поливает домашние цветы, кормит любимую кошку и перекрывает протекающую трубу водоснабжения, если вы задержались на работе допоздна. Если в Вашем доме что-то срабатывает на основе какого-то алгоритма, значит это уже можно назвать системой «Умный дом», только с ограниченным функционалом.

Так же «Умный дом» — это не только особняк, напичканный электроникой, но и квартира, в которой работает Ваша система автоматизации и/или управления, т.е. «Умная квартира» — это тоже «Умный дом» и дальше по тексту мы будем пользоваться именно этим термином.

Вообще излишнее занудство человеку ни к чему, а вдаваться в полемику по вопросу насколько умным оказался «Умный дом», который сделал студент Коля — я считаю, неуважение труда того самого Коли. Он это сделал? Оно работает и чем-то управляет? Великолепно, молодец! Пусть дальше растёт над собой.

Возвращаемся к теме.

Мы хотим построить наш «Умный дом», с чего начать? С покупки, строительства? Нет, в этом деле, как и во всех инженерных задачах, начинать нужно с бумаги, а точнее — с проекта. Будет ли это жеванная бумажка с понятными только Вам схемами и чертежами или это будет что-то нарисованное в *CAD… главное, чтобы было понятно хотя бы Вам что же там изображено.

Не бойтесь описывать «далёкие планы», записывайте и продумывайте всё, даже то, что сможете сделать в очень далёкой перспективе. Лучше всё продумать сейчас ибо потом будет уже поздно. Это опыт оплаченный кровью многих инженеров, наступивших на многочисленные грабли.

На что следует обратить внимание?

1. Пользователи

Подумайте, как с вводимой вами системой будут обращаться пользователи, т.е. жильцы Вашего дома или члены Вашей семьи. Смогут ли этим пользоваться не подкованные в техническом плане люди (старики, дети или жена — не важно кто именно). Сценарий типа: «Дорогая, свет в туалете сейчас включиться, сейчас я только прошивку в Ардуину долью.» не подходит. Представьте, что Вы сдаёте свою систему богатому «быдловатому» бандиту, который видя Ваши выключатели со светодиодной подсветкой скажет Вам: "

Эта… слыш, а чо эта за хрень? Куда тут чо жать?". То, что очевидно Вам может быть абсолютно не понятно остальным.

2. Технология

Проводная или беспроводная. Если проводная, значит нужно строить планы прокладки всех необходимых кабелей (и лучше с большим запасом). Где штробить стены, где размещать розетки и элементы автоматизации — всё должно быть на схеме. Если система беспроводная, то продумайте где будут стоять передатчики/приёмники, где будут размещены повторители сигналов.
Сейчас Вы это помните, через месяц, когда информации будет очень много, в голове будет каша и что-то будет забываться.

3. Исполнитель

Кто будет всё это делать? Вы сами или нанятая специализирующаяся по теме фирма? Самостоятельно будет дешевле, но потребуется от Вас глубокого погружения в вопрос. Мы всё же будем полагаться на самостоятельное развёртывание, ведь категория статьи «Сделай сам», не так ли?

4. Автономность

Продумывая функционал и возможности умного дома всегда рассчитывайте на то, что в доме не будет Интернета. Конечно, многие умные дядьки возразят мне, мол, нужно продумывать возможность сопряжения с чем-то во внешнем мире… продумывайте, закладывайте, ни кто не спорит, но Ваш умный дом должен работать исправно в режиме полной автономности/изоляции. Человеку, живущему в мегаполисе, возможно будет трудно понять, как так, чтоб совсем не было Интернета… GPRS, ADSL, хоть что-то же должно быть резервное? Нет, нет и ещё раз нет! Ничего может и не быть, но работать должно всё.

Вот пример:
Вы соорудили забавную систему: говорите «Нафаня, включи мультиварку/свет в туалете» и система выключает мультиварку или свет в туалете, попутно произнося «Включаю». Но вдруг из-за злобных хакеров Аль-Каеды сеть Вашего провайдера отвались, а за ней посыпалась и сеть Вашего мобильного оператора «Рупор», который обеспечивает Вас резервным LTE каналом. Естественно Google TTS, в основе которого и лежала Ваша система голосового управления, отвалился и умный дом в мгновение ока превратился в немого тупицу, который не может ничего включить. Сделайте возможность ручного управления, а ещё лучше, сделайте систему так, чтобы она могла, например, зачитывать вслух погоду без голосового сервиса Google. Сложно, но можно. Никто не говорил, что развернуть «Умный дом» — это как MS Office установить.

Второй пример:
Вы сделали управление умным домом через приложение на Android, но после описанной выше злобной атаки хакеров ваш смартфон не смог обратиться на облачный сервис и дать команду умному дому выключить забытый утюг. Напишите своё приложение, которое сможет работать удалённо через 2G-сеть мобильного оператора или по Wi-Fi, если вы находитесь в зоне покрытия Вашей домашней точки доступа.

5. Следующий момент, который нужно помнить при проектировании, вытекает из предыдущего: «Ядро» Вашей системы автоматизации.

В Вашем доме может быть роутер (ADSL, LTE или ещё какой), свитч или ещё какое-то сетевое коммутирующее устройство, но умным домом должно управлять «ядро» — отдельное и самостоятельное устройство. Ни в коем случае не объединяйте управление сетевым трафиком и управлением домом в одной железке. Сейчас много роутеров, на которые можно установить прошивки с миниатюрной копией Linux, а многие знакомящиеся с этой темой люди пытаются на такие роутеры навешать всё что в голову приходит. Лично я люблю такие роутеры, в которых можно подстроить более точно всё то, что мне нужно, но я не считаю верным установку средств управления на устройство, изначально не рассчитанное на это.

Ваш дом может остаться полностью без сети, но должна работать домашняя автоматизация или наоборот, домашняя автоматизация может «вылететь», но это не должно утянуть на дно и работу ЛВС (локальной сети).

6. Размещение ядра

Под всю эту котовасию с роутером, свитчем, ядром системы управления, системам резервного питания и т.п. нужно выделить отдельное место: шкаф, чулан, закрытая ниша/антресоль. Что угодно, где есть вентиляция (оборудование будет греться и нужно подумать об охлаждении) и где это не будет мешаться/попадать на глаза. Ваша система не должна портить общего вида жилья и вносить негативных изменений в домашний уют.

Если у Вас есть подвал, то лучше Ваш «центр управления полётами» развернуть там.

7. Расходы

Возможно это нужно было вставить где-то ближе к началу, но если предыдущие пункты до конца не проработаны, то до расходов дело может и не дойти.

Самое главное что нужно знать, это то, что «Умный дом» — чертовски дорогая затея. Вы можете делать что-то самостоятельно (травить платы, программировать микроконтроллеры), но это только уменьшит Ваши расходы, а не исключит их совсем.
Следующее по важности, что в этом пункте нужно учесть — дубликация. Закупку всякого оборудования и исполнителей закладывайте в двойном размере и всегда округляйте в бОльшую сторону. В Вашем доме на каждого исполнителя (выключатели, датчики и т.п.) должен лежать в загашнике дублёр (если, конечно, обслуживанием Вашего дома не занимается сторонняя организация). Не рассчитывайте на то, что если что-то сломается, то Вы поедете в магазин и купите.

Пример:
Скакнуло напряжение. Защита хоть и сработала, но часть встроенных выключателей света сгорело, я Вы вчера заболели и лежите дома с температурой 39,2 градуса. Допустим, что Вы мужчина мужественный (вот ведь каламбур получился), и, наплевав на своё здоровье, решили подняться с постели и заменить все выключатели самостоятельно, но… чем? Дублёром.

Решили перед входом разместить камеру? Закупайте две. Прикинули, что по дому Вам нужно 12 «умных» выключателей? Закупайте 24. Думаете не бывает так, что вылетят сразу все 12? Бывает, к сожалению и самое первое, что у Вас должно быть продублировано — ядро системы.

Итог

Я описал ничтожно малую часть начала такого большого и интересного для большинства «технарей» проекта, как «Умный дом». Эта тема затрагивает почти все сферы в IT: сети, программирование, администрирование, автоматизация, электрика и электроника… и от этого она является темой сложной, требующей особого подхода. Это видно из того, что я написал выше, ну а если не видно, значит писатель во мне так и не созрел.

Запихать весь текст в одну статью никак не получится, я и так достаточно насокращал, потому будет, как минимум, ещё одна часть материала, которая, в принципе, будет содержать в себе советы/рекомендации по выбору программной и аппаратной части. Звучит немного странно, мол, такое разнообразие технологий, какие тут могут быть советы? Тем не менее, советы и рекомендации есть даже в такой ситуации.

Ссылка на вторую часть (когда она будет готова) вставлю в конце первой, чтобы было проще искать.

Спасибо всем за внимание, и тем, кто дочитал все это до конца.

Продолжение: Умный дом (Самое начало) — ч.2

habr.com

5 советов / Умный дом / iXBT Live

Здравствуйте друзья

В этой статье я хотел бы поделится некоторыми практическими советами по построению умного дома. В качестве аппаратной части я рассматриваю устройства которые входят в экосистему Mijia от компании Xiaomi.

Вступление

У меня сложилось впечатление, что большинство людей, услышав про умный дом, сразу представляют себе сенсорные экраны на стенах, всезнающий искусственный интеллект, летающих по дому дронов — охранников. Про это я писать не буду — про это лучше посмотреть какой-нибудь фантастический фильм. Я буду писать про обычные, каждодневные, рутинные, домашние задачи — и как можно их автоматизировать при помощи системы умный дом. Все примеры — на основе реальных задач, которые я решал в процессе создания своей системы. 

С чего начать

Не стоит спешить, чтобы не попасть впросак, и не накупить кучу устройств, которые окажутся вам ненужными либо неприменимыми для ваших задач. В качестве примера один из написавших мне людей — который не разобравшись что к чему, купил десяток спот светильников Yeelight, а потом был очень озадачен тем, что ими нельзя управлять ничем, кроме физических выключателей.

Поэтому нужно немного изучить теорию. Например, мою статью Как работает умный дом Xiaomi Mijia — ZigBee устройства .

После того как принцип работы станет вам более-менее понятен, можно приступать.

Совет № 1 — Четкие и простые задачи

Составьте себе одну или несколько похожих точечных задач. Например — в одной из комнат двойной выключатель для потолочного и настенного света находится внутри комнаты, да еще и закрывается створкой двери. В темноте до него вдвойне сложно добраться, так как надо заходить в неосвещенную комнату. 

Решение — установка проводного двухклавишного выключателя Aqara и дублирование его управления при помощи беспровдного двухклавишного выключателя Aqara, установленного с внешней стороны комнаты при входе. 

Дополнительные требования — наличие мультфункцонального шлюза Smart Home Multifunctional Gateway (дальше шлюз).

Результат — сохранена существующая функциональность — новый выключатель находится там же где и старый, и физически может работать даже в условиях отсутвия связи с интернет и даже без шлюза.  Добавлена функция дублирования беспроводным выключателем (ставить проходной был вообще не вариант), удаленное управление выключателем из приложения. 

Следующий пример — двойной выключатель возле входной двери, который управляет освещением в коридоре и прихожей. Вечером заходить в темную прихожую и искать в темноте на стене выключатель — некомфортно. После того как зашел, схватил сумки и пошел разгружаться — свет остается гореть, и иногда надолго. 

Решение — снова 2х проводная Aqara как исполнительный элемент, датчик открытия на входную дверь, датчики движения в прихожую и коридор. 

Требование — наличие шлюза

Результат — старая функциональность сохранена полностью, при открытии двери с соблюдением условия «отсутствие движение в течении хх минут» (это для того, чтобы он срабатывал только при открытии двери снаружи), а если используется датчик от Aqara то можно добавить и условие — в темноте — загорается свет.  При отсутсвии движения в течении 5 минут — свет автоматически гаснет. 

Удобно, практично, легко реализуемо и вполне может служить началом построения своего умного дома. 

Совет №2 — не останавливайтесь на достигнутом 

Как же удобно стало с новым выключателем, не надо постоянно лезть за эту чертову дверь — красота. Правда вот сел я на диван, включил телевизор и что делать? Вставать идти к выклчателю, доставать телефон запускать приложение и выключать его? Но рядом с диваном есть комод, и на него можно поставить беспроводную кнопку. Работает от батарейки и тоже может управлять выключаталем. Супер — уже и вставать никуда не надо 🙂 

Телевизор у меня выполняет просто роль большого экрана, все остальное — через Android TV box, и ИП ТВ, и фильмы и все остальное. Это разные устройства — поэтому когда телевизор нужно выключить, то сначала надо выйти из приложения на Android боксе — медиа или ИП ТВ плеера, ютуба и т.д. чего им зря работать на темном экране. Много кнопок на разных пультах нажимать, неудобно. Но ведь на кнопке Xiaomi, которая так удобно висит возле дивана, есть и другие действия — например двойной клик и долгий клик. Почему бы на двойной клик не привязать сценарий, по которому ИК база Xiaomi будет отправлять заранее записанную последовательность сигналов с пультов, выходя из всех приложение и напоследок отключая телевизор. 

А на лонг клик можно поставить включение и выключение Амбилайт в режиме кино на потолочных светильниках Yeelight 650. 

 

В итоге — сел на диван, один раз нажал — погас свет, два раза  — включился телевизор (сигнал включения и выключения одинаков), длинное нажатие — загорелся амбилайт. 

Совет №3  — излишне не усложняйте

Возвращаясь к вопросу экранов (планшетов) на стене, один из наиболее часто задаваемых вопросов, причем в стиле — А какой плнашет вы повесили на стену, то есть сомнений что он у меня висит — нет. Вопрос — а зачем? Ну… управлять… Для управления — проще повесить кнопку или выключатель, нажал — зажегся свет, или включился вентилятор, телевизор — неважно. Получать информацию о температуре и влажности воздуха. Но для чего? Что бы включить кондиционер, увлажнитель или обогреватель? Так зачем мне об этом узнавать? Пусть сам умный дом и включает — сухой воздух — увлажнитель, жарко — кондиционер, холодно — обогреватель. Узнавать в принципе какая температура, в том числе на улице, так проще, намного дешевле и эстетичнее использовать метеостанцию, например 

Работает уже год, пережила зиму, все отлично нареканий нет. Глянул на экран и понимаешь что одевать, есть ли дождь. Для работы умного дома эта информация не нужна, на дождь за окном он никак не повлияет. 

Совет №4  — разделяй и властвуй

Со временем количество устройств растет, усложняются сценарии, все больше и больше задач хочется автоматизировать. Я рекомендую не ограничиваться 1 шлюзом в системе — ведь если он выйдет из строя — остановится все. Да и если у вас много устройств, и между ними толстые стены — это может служить причиной нестабильного сигнала (здесь надо помнить о zigbee репиторах). Разделите дом на 2-3 и более «зон влияния»  и установите для каждой из них свой шлюз. В системе их может быть много, и они прекрасно работают друг с другом. Датчики подключайте по географическому признаку к ближайшему шлюзу. Тем самым если выйдет из строя, или зависнет какой-то из шлюзов — вы не потеряете функциональности всей системы, и сможете оперативно перенести датчики на работающие шлюзы. При этом даже сохранятся все сценарии .

Совсет №5 — не всем устройствам нужен «wi-fi»

Немного расшифрую то, что я хотел сказать — не для всех устройств умного дома обязательно наличие беспроводных интерфейсов и подключение к приложению MiHome. В качестве примера можно привести замечательные автономные светильники / ночники от mijia

и yeelight

У меня установлено по 2 светильника каждого вида, причем mijia работают уже год на комплектных батарейках. Эти светильники имеют встроенные датчики движения и освещения и позволяют не врезаться никуда или наступить на что-то ночью, при этом не раздражая ярким светом. Нельзя подключить в mihome — ну и не надо, свои задачи они выполняют не хуже связки датчик движения — светильник + сценарий, при этом дешевле и в одном флаконе.

Кстати по тому же принципу работает и потолочный светильник Yeelight YLXD09YL  обзор на который я готовлю в данный момент.

Все упоминаемые, а так же много-много других устройств, можно найти в сводной 

Таблице по экосистеме Xiaomi

Таблица обновляется по мере выхода новых устройств.

www.ixbt.com

планирование и подготовка своими силами / Хабр

С каждым днём мы всё больше и больше доверяем решение наших бытовых проблем компьютерной технике. То, что раньше было лишь научной фантастикой сегодня — реальность. Львиную долю времени мы проводим дома, поэтому было бы логично доверить современным компьютерным технологиям помочь нам поддерживать комфорт.

Итак, интеллектуально здание, или как его чаще называют — «умный дом». На сегодняшний день это очень не дешёвое удовольствие, но и мобильные телефоны когда-то стоили баснословных денег. Как же подготовить дом/квартиру сегодня, во время ремонта, дабы не пришлось штробить стены в будущем?

Об этом мы и постараемся поразмыслить в этой статье.


Что почём?

На российско-украинском рынке готовые решения начинаются от 2000 $ за базовые, не связанные между собой компоненты. За эту цену вы получите возможность блокировки трубопроводов при обнаружении утечек газа или воды. Не дёшево, но стоит ли ваше спокойствие этих денег?

Более продвинутые пакеты, в которые завязывается сигнализация, простейшее управление светом уже начинаются от 10 000 $.

А вот за ваши кровные 30 000+ $ вы уже получите полный пакет удовольствий с сенсорными панелями разнесенными по дому, с датчиками движения управляющими светом и многое другое.

Если речь идёт про обустройство квартиры не большой площади или дома в 1000 квадратов, то цена конечно же будет меняться в меньшую или бóльшую стоимость соответственно.

Все зависит от желаний и возможностей заказчиков.

Чего бы наворотить?

Безусловно, на сегодняшний день, законодателем моды в сфере интеллектуальных зданий является Билл Гейтс, с его очень дорогим домом площадью в 3700 квадратных метров.

Наиболее важным считается обеспечение целостности и сохранности жилища, а так же сохранение жизни его обитателей. Из этого следует:

  • система обнаружения утечек газа с клапаном отключения подачи
  • система обнаружения утечек воды с клапаном отключения подачи
  • система обнаружения задымлённости/огня
  • система безопасности (вторжение, видеонаблюдение)

Все эти системы можно завязать на автоматический вызов соответствующих служб реагирования, уведомление хозяина по телефону/смс, запуск иных сценариев (отключение подачи электричества, отключение вентиляции и т.п.)

Далее следует уровень комфорта:

  • управление светом и подсветкой
  • управление поливом
  • управление вентиляцией, кондиционированием, отоплением, слежение за погодой
  • управление механизацией здания (ролеты, ворота, калитки)
  • управление электроснабжением (переключение на резервные источники питания, запуск генератора, контроль состояния батарей)
  • управление аудио, видео системами

Все системы завязываются на один блок управления (центральный компьютер) с распределением радио-пультов, сенсорных панелей по дому. Подключаются различные сценарии. Например, по нажатию на кнопку «кино» автоматически закрываются ролеты, плавно выключается освещение, опускается экран, включается проектор, акустическая система.

Вывод: если даже придумать что-то новенькое, то скорее всего это можно реализовать. Всё зависит только от цены реализации.

На сегодняшний день на рынке представлен достаточно большой выбор датчиков, сенсоров, моторов, блоков управления. Купить можно и китайское, и брендовое оборудование. Цены и качество соответствующие. Для примера, диммер (плавное включение/выключение света) обойдется вам в районе 300 евро, а сенсорный экран, который попытаются вам «впарить» продавцы готовых решений будет стоить уже 1500. При этом в магазине такой же экран можно купить за 500 $.

Хочется, но дорого! Что делать?

Очевидным решением является подготовка квартиры/дома на стадии ремонта, а затем, когда послеремонтное финансовое положение оправится, либо когда все эти датчики и контроллеры упадут в цене — просто установить их на подготовленное место.
С чего начать?

Первое что надо сделать — составить список.

Тщательно продумать то, чем бы вы хотели управлять. На это лучше потратить несколько дней, опросить всех тех, кто будет жить в этом доме. После этого лучше отложить проект на несколько дней, а затем вновь перечитать его, внеся необходимые правки.

Второй шаг — решить ЧТО и ГДЕ будет установлено.

Этот шаг достаточно сложный, т.к. «не специалисты» могут допустить ошибки, однако если включить логику (aka common sense), то задача упрощается. Ведь вполне логично, что если речь идёт про «моторчик» управления жалюзи, то он должен располагаться в непосредственной близости от жалюзи, а если это датчик движения, то он должен располагаться в углах с наибольшим обзором.

После завершения этого шага, можно воспользоваться маленькой хитростью: существует достаточно большое количество форумов, где собираются застройщики, установщики и просто люди с опытом уже прошедшие через это. Не поленитесь, выложите ваши наброски на эти форумы, и послушайте что вам посоветуют. После этого, ваши задумки можно воплощать в жизнь.

И наконец — продумать и проложить коммуникации.

Сегодня очень много оборудования продается для «быстрой установки» с возможностью связи по радиоканалу. Это безусловно удобно, но влечёт за собой некоторые трудности. В частности для некоторых исполняющих элементов все равно нужна подводка электричества, а в сенсорных блоках придётся менять батарейки. Так что провода — наш друг.

На моменте проектирования без последующей установки не известно, оборудование какой фирмы будет использоваться, соответственно не до конца ясно по каким проводам будет передаваться сигнал. Можно попытаться угадать, но лучше сделать с запасом.

Поэтому проложив UTP кабель + обычный 3х жильный медный провод — можно покрыть сразу большинство существующих систем. Для подключения видео камер, лучше протянуть еще и коаксиальный кабель (такие камеры, обычно, гораздо дешевле IP камер).

И напоследок, пара маленьких хитростей

Вся разводка должна сходиться в щитках. Это касается и обычных комнатных выключателей света (даже до подключения разводки к «умному дому»). В этом случае переключение между системами, подключение новых контролирующих элементов будет сведена к простой коммутации.

ИК сенсоры управления оборудованием должны быть в зоне видимости этого оборудования. Соответственно для управления телевизором, кинотеатром, кондиционером необходимо проложить проводку в какую-то «потайную» точку напротив устройства. Это может быть и передняя кромка тумбочки, на которой стоит телевизор — лишь бы была видимость.

Высоковольтные и слаботочные кабеля должны быть разведены в отдельные щитки, и проводка по возможности должна лежать раздельно.

Очень желательно прокладывать кабельные каналы. При необходимости в этот кабельный канал можно будет затянуть новый кабель. Удобно сделать это можно с помощью пылесоса: засасываете пылесосом шерстяную нитку с завязанным шариком на конце, затем эту нитку привязываете либо к направляющей стальной проволоке, либо непосредственно к кабелю (если расстояние не очень большое) и вытягиваете.

Кстати, может кому-то будет полезно: для протяжки кабелей существуют специальные зажимы с петелькой на конце. Называется сей дейвайс «кабельный чулок».

Удачи в проектировании!

UPD: Хорошая статья о конструкторе из блоков управления умного дома, с примерами написания своего кода для контроля и управления.

habr.com

«Умный дом» — переосмысление / Habr

На Хабре уже было несколько публикаций о том, как айтишники строят себе дома и что из этого получается.

Хочу поделиться своим опытом («тестовый проект»).

Постройка собственного дома (особенно, если еще и своими силами) — крайне объемный кусок информации, поэтому я свое повествование буду вести больше про ИТ-системы (мы же все-таки сейчас на Хабре, а не на ФХ, хотя там тема тоже есть).

Предыстория


Мы уже довольно давно перебрались из мегаполиса «поближе к природе». Таунхаус (наш выбор на тот момент) казался идеальным вариантом — уже не квартира в многоквартирном доме, но еще не загородный дом — идеальный «тест на загородную жизнь». При этом свой «клочок земли» и все центральные коммуникации, два этажа и никаких проблем с парковкой.

Но довольно скоро мы поняли, что «загород» — нам отлично подходит, а вот наличие «близких соседей» — нас не устраивает.

Начались долгие и кропотливые поиски подходящего участка (это вообще отдельная тема — столько нюансов), но «кто ищет, тот всегда найдет». Нашли (25 соток, ЛПХ, 3 фазы (15кВт)). Купили.

И вот тут началось…

Купить и оставить участок «как есть» — это не про нас. Начали его осваивать потихоньку — удалили лишние деревья, организовали въезд, построили забор (все своими силами, денег-то не осталось после покупки участка)…

Сразу было понятно, чтобы строить дом — нужно продать таунхаус. Процесс продажи — очень небыстрый (загородная недвижимость — это очень сложно).

Чтобы было «не скучно» решили построить небольшой гостевой домик, который в дальнейшем можно было бы использовать вместо съемной квартиры на время строительства основного дома и после постройки дома как «кабинет вне дома со всеми удобствами» (ну и как гостевой дом тоже, конечно:)). Заодно на нем опробовать технологии строительства и сделать «тестовый» умный дом.

Стройка


Поскольку этот домик — «гостевой» и является «разминкой» перед стройкой основного дома, то решили его строить по каркасной технологии (северо-американский вариант).

Выбор технологии строительства был сделан на основании двух гипотез: «быстро» и «дешево».
Постулат «быстро» — да, правда (при условии достаточного финансирования), а вот «дешево» — совсем не оправдался («хорошо дешево не бывает» — если все делать правильно по технологии и «для себя», то получается совсем недешево).

Сегодня домик выглядит вот так:

Цоколь еще не доделали — вот снег растает и все подсохнет, тогда и займемся им.

Кратко про инженерные системы домика:

  • Принудительная приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла.
  • Отопление — (только) электрические теплые полы.
  • Холодное водоснабжение — скважина.
  • Горячая вода — от электрического бойлера.
  • Канализация — ЛОС.
  • Кондиционирование — сплит-система (пока не установлена, но все необходимые магистрали проложены на ранних этапах стройки).

Собственно, при самой стройке ничего «ИТ-интересного» не происходило — нормальный строительный процесс (хотя вру: когда на участке еще даже не было временного туалета, уже была проброшена оптика, стоял роутер и запущена система видеонаблюдения).

Если интресует сам процесс стройки — вот моя тема на ФХ.

По своему (уже состоявшемуся) опыту — продумывайте все свои системы на несколько итераций вперед, чтобы не забыть сделать все нужные «закладки» («гильзы» для ввода кабелей, продумывайте где будет стоять различное оборудование и сколько его будет; прикидывыйте, как пройдут трассы и т.п. — это потом существенно облегчит жизнь, когда дело дойдет до инженерных систем). Подумать о «плане Б» — тоже не помешает (лучше иметь 1-2 запасных варианта, чтобы в случае чего можно было оперативно переиграть решение).

Маленький (тестовый) домик позволил реализовать и опробовать тот подход, который сложился в голове за последние 6-8 лет жизни в таунхаусе (где застройщик фактически все инженерные системы сделал за меня, и это накладывало определенные ограничения на систему «умного дома» (УД), которую я медленно, но верно испытывал на своей «прекрасной половине»):

— Перестань издеваться надо мной: я не знаю, как пользоваться выключателями — они разные на разных этажах — тут надо нажать, а тут — прислонить палец.
— Если свет еще раз ночью зажжется, я вырву что-нибудь с корнем!
— Ты меняешь выключатели быстрее, чем я успеваю к ним привыкнуть!
— Зачем нам голосовое управление? Я этим пользоваться не буду!
Поскольку тут у меня уже не было никаких ограничений (в виде застройщика) — все системы делались так, как считал необходимым.

В результате вся электрика была сделана слегка нетрадиционным образом: в доме нет ни одного «классического» выключателя и вся проводка сделана «звездой» с центром в электрическом щитке.

Выглядит это вот таким образом:

Кровь, кишки...Щиток — «маленький», всего-то на установку 120 стандартных модулей (и это для домика, общая площадь которого — около 30м2).

Но после установки всего необходимого оборудования он уже совсем не кажется избыточным по объему:



Топология «звезда» позволила в электрическом щитке расположить управляемые блоки, и теперь можно «рулить» любым «лучем» по своему желанию (как «рулить» — это отдельная тема, об этом чуть дальше).

Конечно, не все нагрузки требуется коммутировать через управляемые модули. Часть оборудования идет через обычные «автоматы» (холодильник, плита, «серверная» (ага, мы же не будем «стрелять себе в ногу»), стиральная машина и т.п.)

Пока шла стройка и занимались отделкой — с электрического ящика снял дверцу и банально пальцем тыкал в нужную кнопочку чтобы включить ту или иную цепь.

Вообще, если честно, то я несколько излишне усложнил систему — сейчас, после нескольких месяцев эксплуатации, вижу, что можно было сделать чуть-чуть проще (некоторых потребителей, которых я разделил для возможности раздельного управления — объединить в группы), но в целом — подход себя полностью оправдал и позволил решить все возникающие задачи.

Когда уже почти все было готово — дома начала разворачиваться настоящая ИТ-инфраструктура:

  • Роутер mikrotik (резервный канал через LTE, vpn, capsman, мониторинг и все такое).
  • Две различные WiFi-сети — физически разные точки доступа (одна сеть для IoT-устройств, другая — для обычных пользователей (вообще для «обычных» пользователей — две сети: 2.4 и 5ГГц), надо бы еще одну «гостевую сеть» поднять...).
  • Сервер домашней автоматизации («сердце» «умного дома»).
  • NAS Synology.
  • Бесперебойники ...

Большая часть «железа» уже была в наличии и переехала из таунхауса.

А вот тут уже начинается «ум» дома.

Все перечислять — будет очень долго, но суть везде одна и та же — система «сама» обнаруживает и реагирует на какие-то события/параметры без участия человека. Приведу некоторые очевидные (и не очень) сценарии, которые подверглись автоматизации:

«Он сам пришел» ©


Климат


  • Режим «день/ночь» (с удобным управлением, как графиком, так и желаемыми уровнями нагрева/охлаждения).
  • Если хозяева уехали — перевести систему в «ночной режим» для экономии электричества.
  • Термостат для управления теплым полом (т.е. задается не только комфортная температура теплого пола, но и желаемая температура в помещении).

Освещение


  • Все уехали — погасить свет в доме.
  • В темное время суток в санузле включить свет при обнаружении движения (ночью свет НЕ ВКЛЮЧАТЬ, дабы «не разбудить» ;)).
  • В прихожей ночью включить ночник при обнаружении движения.
  • Имитация обычной «световой активности» хозяев в их отсутствие (при необходимости).
  • При возвращении хозяев в темное время суток — включить «приветственный» свет на веранде и в прихожей (последнее — по датчику открытия двери).

Электричество


  • Если все уехали — выключить «ненужные» розетки (не надо помнить, «выключил утюг или нет?»). По возвращению хозяев — «вернуть как было».
  • Включить электрический полотенцесушитель на 2 часа, если влажность в санузле поднялась выше 70% (кто-то пошел в душ и точно будет сушить полотенце после этого).
  • Выключить греющий кабель в подводящей водопроводной трубе, если температура на улице выше 5 градусов.

Безусловно, это только «верхняя часть айсберга» по приведенным подсистемам, а есть же еще другие области (такие как «Охрана», «Информирование» и т.п.).

Кто-то может сказать, ну и зачем тут городить «умный дом» — достаточно накупить в леруа мерлен (оби, кодин терра, к-раута — нужное подчеркнуть) датчиков движения, термостатов и т.п. — и решить те же задачи (пусть и не так изящно). И в чем-то будет прав, но если делать по-умному, то возможно «двойное» использование одних и тех же вещей. К примеру, датчик движения в прихожей можеть быть «активатором» ночника, когда хозяева дома и «датчиком движения» для охранной системы (когда хозяев нет). Да и «аппетит приходит во время еды» — я уверен, что еще далеко не все возможные сценарии выявлены и автоматизированы.

Кстати, «прекрасная половина» теперь является активным «паровозом» в процессах автоматизации, причем, уже в формулировках:

— А почему у нас до сих пор автоматически не… (далее следует словесное описание какого-то сценария) ?

Так с выключателями-то что?


Несмотря на то, что дома нет ни одного физического выключателя (рубильники и кнопки в электрическом щитке не считаем), никаких сложностей с включением/выключением не возникает.

И происходит это потому, что свет можно включить следующими способами:

  • Беспроводной выключатель («беспроводная кнопка»), который наклеен на стене в удобном месте (там же, где должен был бы быть «простой» выключатель).
  • «Привет, Siri! Включи люстру» (говорится Apple Watch, MacBook, iPhone/iPad).
  • «Hey, Google! Turn on lights in the kitchen» (можно просить как андроид-телефон, так и «умную колонку» — у меня Google Home Mini).
  • «Alexa, turn off light in the living room» (Echo Dot от Amazon).
  • Приложение Home (iPhone/iPad/MacBook/AppleWatch).
  • Приложение на умных часах.
  • Приложение на андроид-телефоне/планшете.
  • … (Наверняка еще что-то забыл 😉

Т.е. несмотря на отсутствие выключателя — его функции доступны и способов «коммутации» куда больше, чем при использовании классического решения.

Естественно, все работает как локально (внутри дома), так и удаленно (главное, чтобы интернет был).

Google Assistant и Amazon Alexa — на текущий момент не владеют «великим и могучим», но вот со стороны Google ситуация, думаю, скоро изменится — в «бета-режиме» колонка уже довольно сносно распознавала русский и говорила на нем, правда, на русском не работало управление умным домом, но это наверняка временные трудности.

Интеграция


Дальше становится еще интереснее — границы между системами потихоньку начали «размываться».

Система видеонаблюдения -> УД


К примеру, у меня (пока) есть одна капризная IP-камера, которая может «отвалиться» в любой произвольный промежуток времени — раньше для нее было настроено правило, что она раз в сутки самостоятельно перезагружалась. Так она умудрилась уйти на перезагрузку и не вернуться. Конечно, это произошло, когда я был в нескольких тысячах километров от дома…

Так эту ситуацию я оставить не мог.

Придумалось следующее решение: у Synology в системе видеонаблюдения не так давно появилась возможность использовать запросы во «внешние» системы.

Настроил простое правило «если потеряно соединение с целевой камерой — отправить запрос в систему умного дома, чтобы последний перезапустил камеру по питанию» (банально передернул питание PoE-инжектора с помощью «умной розетки»).

Вуаля! Работает! Регулярную самостоятельную перезагрузку камеры — заблокировал за ненадобностью.

Правильнее было бы конечно...

… поменять PoE-инжектор на нормальный PoE-коммутатор и там задать правила, по которому запустить «Power Cycle» для конкретного порта, но это будет позже…


Кстати, ровно по этому же принципу можно сделать камеру видеонаблюдения — «датчиком движения» в системе УД.

УД -> Видеонаблюдение


Другая задача — иллюстрирует взаимодействие «в обратную сторону»: когда хозяева дома — отключить камеры видеонаблюдения, расположенные внутри домика (камеры внутри установлены поскольку мы любим путешествовать: приятно откуда-то издалека «заглянуть домой» и убедиться, что там все хорошо и подсмотреть, что робот-пылесос работает, а не забился куда-то в угол и отлынивает;)).

В этой задаче уже «умный дом» (на основании geo-данных) определяет, есть ли кто из домочадцев «поблизости» и если это так — инициирует переход системы видеонаблюдения в «Home Mode», при котором часть камер отключается.

Анализ данных


Ни одна серьезная система не обходится без датчиков (абсолютно разного типа) и системы хранения их данных — вот тут появляется возможность многофакторного анализа.

К примеру, в какой-то момент в домике обнаружилась одна неприятная вещь — низ окон начинал «потеть», конденсат обнаружился и на торце входной двери (обильный конденсат). Стали искать причину — поиск по форумам, применение каких-то превентивных мер — не давали результата. А оказалось все просто — достаточно было глянуть на показания датчика влажности в комнате — влажность в какой-то момент повысилась процентов на 10-15 от обычного состояния. С новыми данными решение искать стало проще — на ФХ в теме про вентиляцию предположили, что это последствия наличия «перетекания» воздуха внутри блока рекуператора, которое приводило к превышению «приточки» над «вытяжкой». Другая возможная причина этого — засорившийся фильтр внутри системы вентиляции.

Оказалось, что это именно так: замена фильтров и проклейка пары критичных мест уплотнительной лентой в блоке рекуператора полностью решили нашу проблему — конденсат везде пропал (и влажность вернулась к обычным значениям).

Так же интересно смотреть на реакцию системы при изменении параметров автоматизации: например, как скажется изменение значения термостата в контуре теплого пола на его электрическое потребление?

Но, к сожалению, на текущий момент времени на анализ практически нет, но данные копятся…

Если честно, то уже хочется какие-то вот такие вещи отдать на откуп ИИ 😉 — пусть анализирует и подсказывает наиболее оптимальные значения.

Жаль, что пока это только из области фантастики.

Оборудование и ПО


В этой статье я умышленно обхожу какие-то технические детали и не даю конкретных рекомендаций по железу и софту (хотя и это могу, конечно) — это не очень важно, главное — принципы (которые можно применить практически на любой современной системе с разной степенью удобства реализации).

Для меня в «умном доме» важны следующие вещи:

  • Независимость процессов автоматизации от внешних «облаков» (все автоматические процессы должны работать даже при отсутствии доступа в интернет).
  • Вариативность оборудования (не ограничивать себя только изделиями только одного производителя — необходимо иметь возможность интегрировать устройства разных вендоров между собой).
  • Разнообразные способы управления (веб, приложения, голосовое управление (Siri, Google Assistant, Amazon Alexa) — кто знает, каким образом в реальной жизни (и реальный момент времени) будет удобнее воспользовться?).
  • Гибкость построения различной автоматизации (развитый скриптовый язык сценариев — чтобы эта мелочь не могла омрачить «полет фантазии» в описании процессов).
  • Актуальность состояний внутри системы (когда я только-только начинал «погружение в тему», часть устройств была вообще без обратной связи (livolo, например), потом появилась обратная связь (со сменой устройств, конечно), но частенько актуальность статусов была под большим вопросом — приходилось проверять).
  • Минимальные задержки (время от подачи команды/«нажатия кнопки» до видимой реакции системы должно быть как можно меньше, чтобы это не вызывало временного дискомфорта от эксплуатации).
  • Предсказуемость и стабильность (никаких несанкционированных «барабашек», включающих/выключающих свет (особенно ночью;)) быть не должно).

Безусловно, любая система УД (да и любая критичная ИТ-система) должна бекапиться и резервировться (вообще не мне вам об этом говорить;)).

Заключение


Вообще говоря «переосмысление» — не совсем правильное слово в названии, скорее это «развитие»: за последние 6 лет с того момента, как я написал:
Для меня «умный дом» — это когда находится какая-то проблемная область в обычной домашней жизни, для нее делается какое-то решение, которое начинает работать без участия человека и позволяет забыть эту проблемную область как минимум надолго, а в идеале — навсегда.
мое мнение не поменялась. Принцип остался прежним, просто системы стали более сложными и интересными, аппаратное обеспечение поменялось (несколько раз), сфера влияния и зона ответственности «умного дома» увеличились.

P.S. а таунхаус мы продали и готовимся к стройке основного дома…

habr.com

Как я начал собирать умный дом без навыков программирования / Habr

Только ленивый не слышал про умные дома — про них трубят на всех углах уже порядка десяти лет, в мире существуют сотни производителей гаджетов и оборудования и похоже, что интернет вещей станет главным трендом ближайшего десятилетия. На днях я решил разобраться, какие бывают умные дома, сколько они стоят и как можно самостоятельно собрать такую систему в моей киевской двухкомнатной квартире.

Очень быстро я выяснил, что в мире нет единого стандарта, либо же «эталонного» производителя умных устройств и мне придется объединить в одну экосистему «зоопарк» из нескольких десятков гаджетов от разных производителей. Nest делает лучшие в мире термостаты и умные камеры, китайцы производят отличные розетки с кучей полезных функций, ABB и Schneider производят лампочки — список можно продолжать долго и об этом речь пойдет в следующей статье. Самый важный момент состоит в том, что каждый из производителей предлагает соственный софт для управления своими гаджетами и какого-то простого решения, чтобы управлять ими централизованно просто нет.

Я начал искать способы, как можно объединить все лучшие в своем классе гаджеты в единую систему и «общаться» с ними через смартфон. Я являюсь скорее продвинутым пользователем, чем разработчиком и надеюсь, что мой практический опыт будет интересен всем, кто интересуется темой умных домов и его смогут повторить рядовые пользователи.

Немного матчасти

Перед тем, как перейти к конкретике, я хочу поделиться результатами своих интернет-исследований и опросов людей «в теме». Для начала мне пришлось определиться, чего я жду от «умного дома». Дело в том, что на западе и в постсоветских странах по-разному трактуют это понятие. В Европе и США очень высокие цены на коммуналку и жители этих стран в буквальном смысле помешаны на экономии. Поэтому для них умный дом — это система, которая следит за каждым потраченным киловаттом и экономит средства, потраченные на электричество, отопление и водоснабжение.

В странах Восточной Европы ситуация несколько иная. «Умный дом» — это в первую очередь комфорт, а затем экономия. Электричество в Киеве стоит копейки, горячая и холодная, тоже и экономия в двухкомнатной холостяцкой квартире мне ни к чему. А вот система видеонаблюдения с датчиками движения, лампочки, которыми можно управлять с дивана, розетки, умеющие включаться и выключаться по расписанию, кондиционер, поддерживающий в помещении устойчивую температуру, бытовая техника, работающая по расписанию, управляемые шторы и другие подобные гаджеты – это именно то, что мне нужно.

После двух дней изучения вопроса у меня осталось три варианта для создания умного дома.

  1. Оплатить услуги специализированной компании и не погружаться в суть процесса
  2. Купить все необходимые устройства и настроить их на базе либо полноценного сервера, либо Arduino\ Raspberry PI
  3. Самостоятельно нарисовать приложение для управления умным домом на базе мессенджера Sender и прописать логику работы гаджетов на облачной ОС Corezoid

Теперь я хочу пройтись по порядку по каждому из трех вариантов и пояснить логику своего выбора.
Вариант 1. Заплати и свободен

По отзывам большинства опрошенных мной экспертов, лучше всего проектировать «умный дом» на этапе строительстве или ремонта помещения. Это нужно для того, чтобы «зашить» в стену все необходимые кабели, завести резервные источники электропитания и водоснабжения, установить датчики на трубы и котлы, и так далее. Это наиболее дорогой, но в то же время функциональный вариант. Вот краткий перечень его возможностей.
  • регулировка температуры в помещении и освещения, в зависимости от погоды, времени суток и наличия хозяев дома
  • автоматическое открытие и закрытие штор, жалюзи, шлагбаума
  • включение/выключение системы обогрева пола, ступенек, подъезда к гаражу, полива газона
  • контроль работы всех электроприборов, инженерных систем и экономия электроэнергии
  • предотвращение утечек газа и воды
  • удаленный прогрев сауны или бани
  • переход на резервные источники электроэнергии
  • защита от перенапряжения, и утечки газа
  • датчик заполнения выгребной ямы и забивки слива
  • пожарная сигнализация
  • удаленный контроль видеокамер, умная система безопасности

Такая система требует серьезного проектирования и самостоятельно расписать концепт «умного дома» – задача малореальная. Как я уже писал выше, в США и Европе производители оборудования разрабатывают решения под каждый конкретный случай и контролируют процесс монтажа. Стоимость «под ключ» начинается от нескольких тысяч тысяч евро и зависит от площади помещения и количества используемых датчиков. По этой ссылке можно почитать про решения от Siemens. Похожие комплексы предлагают IBM, Bosch, Cisco, Panasonic, Logitech, ABB, Philips и другие бренды.

К сожалению, в Украине, этот вариант работает лишь наполовину. У нас можно купить или заказать все необходимое оборудование, но проектировать и строить «умный дом» будет компания, не имеющая отношения к производителю. Это означает, что мне придется положиться на везение и профессионализм подрядчиков. Я не понаслышке знаю про факапы строителей, а в случае с умным домом раздолбайство помноженное на недостаток знаний может привести к самым печальным последствиям. Впрочем, мне этот вариант все равно не подходит – в моей квартире уже сделан ремонт, поэтому я хочу интегрировать технологии умного дома в уже готовое помещение и не заниматься обновлением коммуникаций.

Вариант 2. Умный китайский дом

В Китае можно купить решительно все – начиная от брелков-шпионов (за которые в Украине почему-то сажают в тюрьму) и заканчивая атомными батарейками. На alibaba.com, aliexpress.com, dx.com, taobao.com и прочих подобных сайтах можно купить как готовые системы, так и их отдельные элементы. Большинство китайских гаджетов встраиваются в уже готовые дома и перепланировка для их установки не нужна.

Как пример «коробочного решения» можно привести «умный дом» от Meizu. Это совокупность гаджетов от разных компаний, которые объединены программным комплексом LifeKit. Это весы RyFit, лампа X-Light Plus, очиститель воздуха Air Cube, розетки и другие устройства. Аналогичную систему недавно выпустил и Xiaomi.

Что касается одиночных «девайсов», то здесь все еще интереснее. На китайском аналоге Kickstarter – площадке Demohour регулярно появляются просто потрясающие вещи. Недавно «умная розетка» Smart Plug K установила рекорд китайского краудфандинга и собрала около $270 000. Розетка поддерживает все популярные типы вилок, умеет удаленно включать и выключать любую технику, поддерживает доступ по 3G и Wi-Fi и работает как Wi-Fi повторитель для усиления сигнала. Хороший набор устройств предлагает и китайская компания BroadLink. На Amazon.com можно купить набор нужных гаджетов и собрать с их помощью собственную версию «умного дома». По этим ссылкам (1, 2, 3) можно почитать и про другие устройства.

Минус этого варианта заключается в том, что на рынке единого простого решения, которое позволит объединить все доступные на рынке гаджеты в единую систему. Приходится делать выбор – покупать набор гаджетов от одного производителя, либо покупать устройства разных брендов и управлять каждым из них по-отдельности. Первый вариант плох тем, что в мире нет «эталонного» разработчика «умных домов», который производит лучшие в своем классе гаджеты, а второй тем, что управление каждым из устройств по отдельности противоречит самому принципу умного дома.

На Хабре описаны десятки способов самостоятельно создать «умный дом» на основе Linux-подобных систем, Arduino, Raspberry PI или полноценных серверов. Это отличное решение, но я являюсь скорее продвинутым пользователем, чем разработчиком и вряд ли смогу воплотить в жизнь подобные схемы. Я решил найти способ, который не требует специфических знаний.

Вариант 3. Сделай сам

В процессе поиска мне попалась на глаза разработка украинских программистов — мессенджер Sender. Принцип работы Sender схож с китайским WeChat, он позволяет создавать полноценные мобильные приложения с помощью простого конструктора форм. Сам конструктор далек от идеала, но кое-что с его помощью сделать уже можно. На выходе у меня должно получиться «приложение в приложении», которое получает данные от устройств через встроенный API и выводит их на экран смартфона. Логику работу гаджетов я хочу описать с помощью облачной операционной системы Corezoid, которая не требует знаний языков программирования и позволяет автоматизировать практически любой процесс, в том числе и поведение устройств в умных домах.

В следующем материале я сделаю первый шаг и займусь настройкой термостата Google Nest и дистанционно управляемого робота Lego со смартфоном на борту. Попутно я расскажу про архитектуру своего умного дома и о том, какие же устройства в нем будут.

habr.com

Что такое умный дом и как его собрать

Что такое умный дом

Под ним подразумевают систему, обеспечивающую взаимодействие бытовой электроники, освещения и климатического оборудования, которая призвана повысить уровень энергосбережения, безопасности и комфорта жилища.

В классическом понимании — это автономный комплекс управления всеми системами здания без участия человека на основе заданных условий. В более широком смысле умным домом считают любые системы, позволяющие управлять техникой удалённо и настраивать автоматические сценарии, привязанные к тем или иным событиям.

Из-за очень высокой цены, сложности и необходимости внедрения на стадии строительства первый вариант мало распространён, поэтому рассмотрим второй.

Зачем нужен умный дом

Энергосбережение, безопасность и комфорт — три основные задачи умного дома.

Эффективное использование энергоресурсов достигается за счёт работы освещения, климатического оборудования и другой техники только в присутствии человека. За безопасность отвечают различные сенсоры, фиксирующие протечки воды, запахи дыма и газа, а также способные обнаружить вторжение в дом и сообщить об этом владельцу. Комфорт обеспечивается возможностью управления со смартфона и работой автоматических сценариев.

Как устроен умный дом

В состав умного дома входят десятки различных компонентов, но все они делятся на три типа: контроллер, умная техника и сенсоры. Сердцем системы является основной блок, который ещё называют хабом, или шлюзом. К нему по кабелю или беспроводным протоколам связи подключаются датчики, кнопки, камеры и различные домашние гаджеты.

Шлюз соединяется с сервером, на котором хранятся все данные с устройств и выполняются сценарии. Серверы бывают локальными и облачными. Первые требуют установки на отдельный ПК, но работают без интернета. Вторые — избавляют от дополнительного звена в цепи, но зависимы от подключения к Сети. Кроме того, некоторые локальные решения поддерживают хабы нескольких типов, что позволяет объединить в единую инфраструктуру умные устройства разных производителей.

После первичной настройки всё вышеописанное остаётся за кадром и взаимодействие с системой осуществляется через приложения на смартфоне или компьютере, которые связываются с сервером.

Что умеет умный дом и как это работает

В зависимости от установленных модулей и настроенных сценариев возможности умного дома почти безграничны. Как правило, в базовых системах есть управление освещением и розетками, а также функции домофона и охранной сигнализации. Более продвинутые комплексы могут похвастаться реализацией управления климатом и вентиляцией, пожарной сигнализацией, контроля утечек воды и газа.

С помощью сценариев легко настроить заваривание кофе по утрам, а также использование жалюзи в солнечный день и открывание гаражных ворот по приезде домой. Умный дом будет автоматически поливать домашние растения в зависимости от состояния почвы, а когда вы уйдёте на работу, даст пылесосу команду убраться.

Вся магия происходит на сервере, куда стекаются данные с хабов, к которым в свою очередь подключены компоненты умного дома.

Управлять процессами можно через мобильное приложение, с помощью универсального пульта либо просто голосом, используя интеграцию с Siri, ассистентом Google или другим виртуальным помощником. При этом почти всегда остаются дублирующие механические кнопки для ручного управления приборами.

Как собрать умный дом

1. Выберите контроллер

На рынке доступны десятки различных систем умного дома, которые отличаются друг от друга ценой, экосистемой устройств и возможностями масштабирования. Выбирайте основываясь на этих параметрах.

Наибольшей популярностью пользуются решения с доступным ценником, обширной базой поддерживаемых девайсов и дружным сообществом. В России среди всех прочих выделяются следующие системы.

Xiaomi
mi.com

У известного китайского бренда есть сразу несколько хабов в виде розеток, отдельных приборов, а также специальных версий с поддержкой определённых платформ, например Apple HomeKit.

Главные плюсы умного дома Xiaomi — самая большая экосистема устройств и лучшее соотношение цены и качества. Среди минусов — привязка к китайскому языку и сервисам.

Купить комплект устройств от Xiaomi →

Rubetek
rubetek.com

Относительно доступная отечественная разработка с не очень обширным семейством умных устройств. Последнее отчасти компенсируется возможностью масштабирования за счёт компонентов, работающих по распространённому протоколу Z-Wave.

К преимуществам Rubetek можно отнести хоть и не официальную, но интеграцию с Apple HomeKit прямо из коробки, а также русскоязычную поддержку.

Купить комплект устройств от Rubetek →

Яндекс

Умный дом версии российского интернет-гиганта не может похвастаться большим количеством фирменных устройств. Помимо колонки есть лишь лампочка, розетка и пульт. Зато решение «Яндекса» имеет поддержку датчиков и приборов сторонних производителей, среди которых Xiaomi, Rubetek, Samsung, Redmond и Philips.

Неоспоримым преимуществами системы является прекрасное голосовое управление на русском языке, а также возможность использования в качестве шлюза не только «Яндекс.Станции», но и любого гаджета с Алисой — например, смартфона с приложением «Яндекс». Правда, без интернета работать ничего не будет.

Купить устройства от «Яндекса» →

Raspberry Pi
amazon.com

Более сложный, но гибко настраиваемый и доступный вариант, предполагающий разворачивание на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi платформы MajorDoMo или другого программного хаба.

За счёт установки плагинов и физических модулей расширения «Малинка» позволяет добавить поддержку почти любых протоколов связи и устройств. Однако придётся покопаться с командной строкой, поизучать документацию и, возможно, даже написать несколько строк кода.

Купить комплект устройств от Raspberry Pi →

2. Определитесь с набором датчиков

Чтобы сделать свой дом умнее, понадобятся розетки, лампы, различные датчики и другие приборы. Начинать лучше с малого — базовых компонентов, которые продаются вместе с хабом. Такие варианты поставки наиболее выгодны по цене и есть у большинства производителей.

Если понимание требований к умному дому сложилось ещё на этапе внедрения, можно сразу приобрести все необходимые сенсоры и устройства для автоматизации. Однако это вовсе не обязательно, поскольку любые платформы при надобности легко масштабировать в пределах своей экосистемы.

3. Установите и включите компоненты

Все современные системы работают по беспроводным каналам связи, поэтому их легко смонтировать без ущерба для ремонта и дизайна жилища.

Большинство элементов не требуют подключения к электросети и работают от литиевых батареек-таблеток, которых хватает примерно на год. Небольшие модули крепятся на двусторонний скотч, устройства покрупнее остаются в розетке или монтируются на стену шурупами.

Процедура предельно проста и занимает пару минут. Всё, что нужно делать, — это следовать инструкции. В некоторых случаях перед креплением компонентов требуется отсканировать QR-код на обратной стороне с помощью фирменного приложения.

4. Настройте систему

Как правило, все настройки осуществляются через мобильное приложение, которое загружается по QR-коду. Для добавления хаба и других компонентов следуйте подсказкам. Обычно нужно зажать кнопку на устройстве и выбрать его в приложении из списка.

После подключения выберите Wi-Fi-сеть и укажите расположение текущего устройства в доме.

5. Добавьте сценарии автоматизации

Просто включать и отключать розетки или лампы неинтересно. Чтобы система действительно оправдывала звание умной, необходимо настроить сценарии действий, которые будут запускаться при заданных условиях.

Для этого обычно есть специальная вкладка «Автоматизация» в приложении либо отдельный пункт в меню каждого устройства. Все сценарии работают по принципу простой логики: если (условие) → то (действие). Условий при этом может быть несколько. Например, когда в комнате темно и срабатывает датчик движения, включается ночник.

Читайте также 🏠📱💡

lifehacker.ru

«Умный дом» собственными руками / Habr

Представьте картину: вы входите домой, автоматически включается свет и приятный женский (мужской, впрочем — кому как) голос приветствует вас. Вы небрежно бросаете фразу в сторону микрофона: «Дом, включи мой компьютер». Через несколько секунд слышите привычный шелест кулеров своего родного железного коня.

Фантастика? Под хабракатом я хочу поделиться своими успехами в построении подобной системы у себя дома.

Будущее — сейчас

Все мы когда-нибудь видели подобные картины в зарубежных фантастических фильмах и мечтали: «Когда-нибудь такое будет и у нас». Спешу вас обрадовать — подобие увиденного можно реализовать уже сейчас и без гигантских затрат.

Небольшой экскурс в том, что сейчас называют «умный дом». Вот что скажет нам википедия:

«У́мный дом (англ. digital home) — жилой автоматизированный дом современного типа, организованный для удобства проживания людей при помощи высокотехнологичных устройств. Под «умным домом» 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. Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем в единый управляемый комплекс.

Важной особенностью и свойством „Умного дома“ отличающим его от других способов организации жизненного пространства является то, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека с жилым пространством, когда человек одной командой задает желаемую обстановку, а уже автоматика в соответствии с внешними и внутренними условиями задает и отслеживает 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 сигнализации, воротами и прочим. В доме оборудованном системой „Умный дом“ достаточно одним нажатием на настенной клавише (или пульте ДУ, сенсорной панели и т. д.) выбрать один из сценариев. Дом сам настроит работу всех систем в соответствии с Вашим пожеланием, временем суток, Вашим положением в доме, погодой, внешней освещённостью и т. д. для обеспечения комфортного состояния внутри дома.»

В моем случае, я расскажу как организовать управление нагрузкой (розетки, лампы накаливания, etc) при помощи распознавания голосовых команд и озвучить все это неплохим русским голосом.

Технические подробности

1-wire

Для начала нам, конечно же, необходимо определиться с технологиями управления электропитанием устройств. На текущий момент таких имеется множество. Самая, пожалуй, простая, популярная и недорогая в реализации, это 1-wire от компании Maxim/Dallas. Технология 1-wire далеко не нова и известна уже около 10 лет. 1-wire широко применяется как в быту, так и в промышленных системах.

Преимущества 1-wire

  • Простая и понятная архитектура сети
  • Низкие требования к кабелям
  • Большая протяженность линии
  • Низкая стоимость и простота компонентов
  • Открытый протокол и доступное ПО для программирования
  • Возможность в определенных ситуациях обходиться без питания

Как известно, плюсов без минусов не бывает. Вот они:
  • Низкая скорость передачи данных
  • Обязательное наличие мастера, ведущего сети

Видно, что плюсов технологии гораздо больше, чем минусов. Остановимся подробнее на обязательном требовании к наличию мастера сети.

Дело все в том, что устройства с точки зрения организации обмена данными пассивные элементы цепи. Компоненты 1-wire не могут без специального запроса посылать в сеть данные. Таким образом устройства не могут общаться друг с другом без «активного» ведущего. Элементы сети являются всегда ведомыми. Мастер в сети 1-wire только один. Именно он инициирует, контролирует и управляет работой сети и подключенных к сети устройств. В зависимости от используемого программного обеспечения, мастер 1-wire линии может по-разному работать со своими подопечными, но только он в конечном итоге может опросить состояние конкретного элемента, а также послать запроса на получение от этого элемента какой-либо информации. Например, если нам необходимо в режиме реального времени выводить значение температуры с множества датчиков, то мастер сети в цикле будет по очереди опрашивать эти датчики. Отвечать мастеру по сети может только одно устройство. В качестве мастера может выступать МК (микроконтроллер), который может при соответствующем ПО напрямую включаться в сеть 1-wire к одному из своих портов ввода-вывода. Мастером может выступать также ПК (персональный компьютер), использующий специальные элементы сопряжения, позволяющие соединять 1-wire с COM-портом или USB-портом компьютера, такие как DS9097 или DS9490.

Собственно, работа ПК в качестве контроллера нас и интересует. Специальный элемент сопряжения выглядит примерно так:

Как видно, это небольшой переходник, имеющий с одной стороны USB, с другой — разъем RJ-11 для подключения элементов сети 1-wire (элементы 1-wire мы можем вешать на стандартный телефонный кабель — дешево и сердито).

X10

Другая технология под названием Х10 использует для передачи данных метод частотного уплотнения в обычной электросети квартиры.

Плюсы:

  • Легка в установке
  • Никаких дополнительных проводов в квартире
  • Распространенный стандарт, много исполнительных элементов
  • Относительно низкая стоимость и простота компонентов
  • Не требует дополнительного электропитания

Минусы:

  • Медленная передача данных
  • Большинство элементов не поддерживает команду статуса (т.е. не узнать текущее состояние устройства)
  • Дороже чем 1-wire

Х10 подойдет ленивым и тем, кто не желает по каким-то причинам тянуть дополнительные кабеля. Я попал в ту и другую категорию, поэтому мой выбор остановился на Х10 =)

Будем считать, что с технологией управления электропитанием мы определились.

Едем дальше — видеонаблюдение

Ведь хочется иногда посмотреть, что творится дома, пока вы на работе, в отпуске, на даче, etc? У меня есть домашние питомцы и при длительном отсутствии хочется посмотреть на них и даже поговорить. Цели могут быть разными. Что нам для этого потребуется?

В первую очередь — компьютер. Он будет ядром, головой нашей системы «умный дом». Именно к нему мы подключим управление электропитанием наших домашних устройств посредством мастера сети 1-wire или Х10, к нему же мы подключим и камеры видеонаблюдения. В моем случае, я выбрал обычные простые web-камеры среднего качества. Подключаться все будет через USB. Ограничение на длину кабеля в 5 м, обходилось мной в виде покупки длинных активных USB кабелей, где возможно, и связкой кабелей через USB-хабы с внешним питанием (возможно, кто-то предложит другое решение — буду рад услышать). У меня вышло в итоге 4 веб-камеры для всех помещений квартиры.

Учим компьютер понимать нас и разговаривать

Для меня «умный дом» в первую очередь — это интерактивность. Для этого мы его научим разговаривать и понимать в свою очередь нас.
Мои исследования показали, что достойный уровень распознавания речи в данный момент может дать только Google. Я думаю, все знакомы с его замечательным голосовым поиском и переводчиком, которые могут здорово упростить жизнь владельцу мобильного устройства. Народные умельцы вычислили, что, куда и как надо отправить, чтобы получить из звукового файла текст.
То же самое и с синтезом — я не стал сильно заморачиваться и воспользовался тем же Google. На мой взгляд, синтезированная речь на достаточно неплохом уровне.
Объединяем

Самым удобным интерфейсом управления умным домом и связкой ПО я счел веб-интерфейс. Координированием работы ПО будет заниматься специально написанный демон на perl
Подводим итоги

В этой небольшой статье я рассмотрел минимально необходимые, с моей точки зрения, компоненты нашего «умного дома». Тут нет технической реализации — только краткий теоретический обзор. В следующих статьях я по-шагово опишу каждый компонент системы, его техническую и программную реализацию.
Используемые материалы

upd: Часть 2. Видеонаблюдение

habr.com

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *