Обзор систем умный дом: функции, устройства и советы по выбору

Фото: Denys Prykhodov/Fotolia.com, JonikFoto.pl/Fotolia.com Под системой «умный дом» обычно подразумевают комплекс из большого числа бытовых устройств, объединённых в общую сеть управления. Устройства, подключённые к этой сети, оснащены собственными «бортовыми компьютерами», наборами датчиков и сенсоров, а также механизмом сетевого обмена данными. С помощью этих данных устройства могут корректировать работу друг друга. Таким образом, обеспечивается высокая степень автоматизации подключённых устройств, а также достигается более высокая эффективность их работы. Кроме того, они могут приобретать новые функции, которые до этого им были несвойственны. Холодильник, подключённый к cети, например, может составить меню на основе имеющихся в нём продуктов с учётом вкусов обитателей, а хозяева, подключившись к встроенной видеокамере робота-пылесоса, смогут посмотреть, что происходит дома в их отсутствие. Система безопасности позволяет с помощью компактных видеокамер организовать удалённое наблюдение за всеми помещениями, особенно за потенциальными точками доступа злоумышленников ― окнами и входными дверьми. Фото: Africa Studio/Fotolia.com Простой и понятный интерфейс умного дома INSYTE. Фото: INSYTE Особенностью современного умного дома является резкое увеличение числа устройств, способных к обработке и обмену данными. Стоимость встроенных микрокомпьютеров и других необходимых электронных элементов неуклонно снижается. Сейчас она стартует от суммы 1 тыс. руб. Неудивительно, что крупная бытовая техника и внутридомовое оборудование всё шире оснащаются электроникой — вплоть до отдельных электрических ламп (Philips, например, активно занимается разработкой и внедрением таких ламп в уличные системы освещения). Для чего это нужно? В каждом отдельном случае это решает ряд необходимых задач. Холодильники предлагают меню на основе анализа отсканированных штрих-кодов упаковок продуктов, стиральные машины сообщают об окончании стирки, чайники и кофеварки удалённо могут начать готовить чай и кофе, интернет-утюги можно отключать дистанционно, если вы забыли это сделать, а телевизоры сами подбирают для нас контент. От простоты и понятности интерфейса зависит удобство управления всеми системами. Фото: Kange Studio/Fotolia.com Современные смартфоны или планшетные компьютеры позволяют управлять инженерными системами «умный дом» ничуть не хуже, чем специальные панели. Интернет вещей Интернет вещей IoT (Internet of Things) — концепция, в которой вещи оснащены интерфейсами связи (Интернетом), позволяющими осуществлять взаимодействия между собой либо с внешней средой. Это вещи для личного применения. Также существуют вещи и для применения в домах и зданиях. Они называются «Интернет вещей в здании», или BIoT (Building Internet of Things). Таким образом, IoT и BIoT — это тесно переплетённые между собой устройства, взаимодействующие между собой и с человеком. Сегодня начинают появляться умные дома, использующие технологию BIoT. К сожалению, пока что невозможно подключать к системе «умный дом» любые незапланированные в нём элементы вроде роботов-газонокосилок или пылесосов. Мир только подходит к объединению всех видов гаджетов в одну систему. Microsoft и IBM уже предложили свои стандарты для этого, но до общего использования ими пока далеко. Пока мы можем использовать решения в рамках одного производителя, но и это не всегда. А устройствами SMEG можно дистанционно управлять с помощью приложения SMEG Connect. Фото: SMEG Сенсорная панель управления AMX MVP-5200i. Фото: AMX Другим важным отличием современных умных домов является их децентрализация. Раньше система обязательно имела некий технический центр, где находились управляющий компьютер и различные вспомогательные устройства, например, для хранения данных. Сейчас таких формальных центров может и не быть — микрокомпьютеры «на местах» вполне справляются с обработкой данных, а для хранения информации часто используются облачные системы сети Интернет. Приложение MielePro@mobile, установленное на смартфон или планшет, позволяет управлять техникой Miele. Фото: Miele Сочетание различных систем и различных протоколов обмена данными — непростая задача, которая требует большого количества модулей-переходников. Её можно упростить, создав универсальное устройство умного дома. Компания INSYTE разрабатывает такой гаджет — полноценную систему «умный дом», оснащённую всеми модулями для мониторинга и управления зданием All-in-One. Внутри небольшого корпуса встроены модули, заменяющие 20 систем умного дома: имеется Full HD IP-видеокамера, микрофон, динамик, ИК-приёмник и передатчик, порты для подключения освещения, штор, датчики движения, влажности, дыма, освещённости, температуры и другие детали. Такое устройство позволяет экономить 80 % средств на установку инженерных систем в доме. Сергей Грибанов Генеральный директор INSYTE Electronics Типы устройств умного дома Что необходимо делать домовладельцу, желающему максимально компьютеризировать своё жилище? Прежде всего ему нужно ознакомиться хотя бы с кратким перечнем доступных функций и определить свой необходимый набор. Приведём наиболее востребованные. Климатическая система Автоматическая коррекция работы системы отопления и кондиционирования в разных помещениях в зависимости от наличия или отсутствия людей и погодных условий. Дистанционное управление. Система освещения Включение и выключение света в зависимости от наличия или отсутствия людей в помещениях; автоматическая настройка уровня яркости в зависимости от естественного освещения; различные сценарии для работы и отдыха (режимы «Гости», «Домашний Кинотеатр», «Сон» и т. д.). Дистанционное управление. Умная Wi-Fi-розетка HS110 (TP-Link) с мониторингом энергопотребления позволяет управлять подключёнными к ней устройствами в любом месте, где есть Интернет, с помощью мобильного приложения Kasa. Фото: TP-Link Сменный модуль управления для инсталляции в различные системы «умный дом». Фото: Somfy Система безопасности Защита от несанкционированного доступа в жилище, от протечек воды, утечек газа, пожара, охрана периметра. Возможность удалённого контроля за положением дел в доме. Умным домом Domotix.PRO можно управлять как с настенных выключателей, так и из бесплатного приложения для iOS или Android. Фото: Domotix.PRO Солнцезащита Система управления шторными карнизами, жалюзи, рольставнями в автоматическом режиме — в зависимости от времени суток и количества солнечного света, возможность задать открытие штор точно по времени или дням недели. Удалённое управление. Шторные карнизы Somfy. Фото: Somfy Для автоматизации штор необходимо подобрать оборудование, которое было бы совместимо с системой «умный дом». Например, приводы для электрокарнизов Somfy оснащаются радиоприёмником Glydea Receiver RTS, поддерживающим протокол передачи данных RTS (Radio Technology Somfy). Это закрытый протокол с высочайшей степенью защиты. Для интеграции других производителей систем «умный дом» предусмотрены сменные модули управления электропривода Glydea. Инсталляторам достаточно будет поменять модуль управления самого привода. У других производителей шторных карнизов могут быть свои варианты. Например, привод Xiaomi поддерживает протокол ZigBee и может подключаться к умному дому от тех же Xiaomi, а также, скажем, к системе «умный дом» MyHome Legrand, использующей тот же протокол. Энергопотребление и энергосбережение Система управления устройствами, потребляющими электроэнергию, распределение нагрузки и подключение в зависимости от загрузки сети. Отслеживая определённые параметры, система не допустит несоответствующей работы разных систем (например, включение освещения в дневное время на улице или отопления при оттепели). Благодаря интеллектуальному управлению достигается значительное сокращение потребления электроэнергии (на 30–38 %), воды (на 15–25 %), газа (на 20–35 %). Умная LED Wi-Fi-лампа LB130 с регулировкой цвета (TP-Link). Подключение по Wi-Fi, удалённое управление освещением, совместимость с Android и iOS. Фото: TP-Link Управление аудиовидеотехникой Элементы инженерной системы «умный дом». Детектор дыма. Фото: Fotolia.com Система позволяет управлять любой аудио- и видеоаппаратурой, домашним кинотеатром, акустическими системами. С помощью сценариев можно настроить включение каналов, громкость звука, запись программ и их воспроизведение в определённое время. По прогнозам аналитиков, к 2020 г. Интернет вещей (IoT) объединит 26 млрд устройств стоимостью 300 млрд долл. Как выбрать систему умного дома Детектор движения. Фото: Fotolia.com Сразу заметим, что непрофессио­нал с этой задачей вряд ли справится. Но для того, чтобы хоть примерно ориентироваться в системе «умный дом», необходимо знать, что эта система включает три основных типа элементов. Во-первых, контроллеры. Это управляющие устройства, которые соединяют все части системы друг с другом и с внешним миром. К контроллерам подключаются датчики (например, датчики движения, уровня освещённости, детекторы дыма, видеокамеры), передающие информацию о внешних условиях и событиях, и актуаторы (электроприводы, реле, соленоидные приводы и т. д.), служащие для приведения в действие устройств, подключённых к системе «умный дом». Для системы «умный дом» потребуются как минимум один контроллер, несколько датчиков и некоторое число актуаторов, соответствующее числу таких подключённых устройств, как автоматические шторы или жалюзи, гаражные ворота, отопительный котёл и некоторые другие. Плюс ещё несколько дополнительных устройств, например блоки питания или, скажем, устройства приёма и передачи данных по радиоканалу или инфракрасному каналу (например, если у вас проводная система, а какой-то её элемент невозможно подключить по проводам). Схема организации сети IoT. Все устройства управляются через смартфон или аналогичный мобильный компьютер. Фото: Bobboz/Fotolia.com Если вы хотите получить умный дом более сложный, чем решение «в одной коробке», то вам придётся потратиться и на оборудование, и на проектные работы. SMS-модуль на DIN-рейку HDL-MGSM.431 (HDL). Фото: HDL Для обмена данными используются разные алгоритмы кодирования сигналов — разные протоколы обмена данными (проводные и беспроводные, через сеть Wi-Fi). Существуют десятки различных протоколов, некоторые из них получают более широкое распространение, некоторые используются более специализированно. Например, широкое распространение получили проводные протоколы передачи данных Modbus и KNX, а также российский (INSYTE) и китайский (HDL) аналоги последнего. Протокол DALI используется для управления осветительным оборудованием; протоколы Z-Wave и ZigBee применяются в беспроводных системах «умный дом». Реле на DIN-рейку 4-канальное, 16 А на канал (HDL). Фото: HDL Какой вариант умного дома выбрать? Российский рынок умных домов выглядит так: 50 % — это поставщики иностранных брендов (США, Германия, Австрия). В большинстве случаев их оборудование соответствует стандарту KNX или EIB/KNX. Это качественное, но дорогое оборудование для премиум-сегмента в недвижимости. 20 % рынка занимают российские бренды систем «умный дом», большая часть из которых только маскируется под «производителей» и «разработчиков». Фактически их оборудование взято из ассортимента разных китайских производителей и выдано за собственное. Реальной разработкой и производством комплексных интегрированных систем «умный дом» в России занимаются единицы фирм. Отличить реальных производителей можно по наличию патентов и отделов разработки. Модули управления освеще­нием, шторами, термостатами Glass Touch Panels (Schneider Electric). Фото: Schneider Electric Остальные 30% — это «комплекты в коробке», несложные электронные устройства для управления отдельными процессами в доме. Они только называются умным домом, но по факту это просто игрушки для любителей гаджетов. Элементы инженерной системы «умный дом». Wi-Fi-камера. Фото: TP-Link В среднем же умный дом под ключ для квартиры или небольшого дома предлагается за суммы от 150 тыс. руб. до миллиона и дороже. Но, разумеется, многое зависит от особенностей проекта. Например, потребуются ли вышеупомянутые дополнительные модули, какого типа и в каком количестве. Или, скажем, к управляющему контроллеру можно подключить несколько однотипных датчиков и сенсоров — а что, если их потребуется больше? Понадобится ли дополнительный (достаточно дорогой) контроллер или имеются более дешёвые модули-расширения? Будете ли вы использовать специализированные панели управления (фирменные панели могут стоить до нескольких сотен тысяч рублей) или воспользуетесь экраном смартфона? Только скрупулёзный расчёт стоимости системы с учётом всего требуемого оборудования и стоимости монтажных и наладочных работ даст ответ, сколько будет стоить ваш умный дом. Выключатели Lithoss серии Select и Squares, совместимые с системами «умный дом». Фото: Lithoss Порой на выбор того или иного протокола оказывает влияние совместимость устройств. Например, в одном случае может потребоваться дополнительный модуль-адаптер или радиомодуль стоимостью несколько десятков тысяч рублей, а в другом контроллер и электроустановочные изделия просто соединяются витой парой, как в протоколе KNX, который поддерживают многие европейские производители осветительного оборудования и электроустановочных изделий (ABB, Legrand, Shneider Electric, Jung). Скажем, устройства на базе HDL обойдутся в 2–3 раза дешевле аналогичных систем на основе KNX, а комплекты на базе компонентов американских производителей AMX или Crestron будут ещё дороже. Например, четырёхканальный контроллер HDL, устанавливаемый на DIN-рейку, можно приобрести за 20–25 тыс. руб., а примерно равный по функциональным возможностям KNX-контроллер Jung будет стоить около 30–35 тыс. руб., российский же подобный контроллер INSYTE обойдётся в 15-20 тыс. руб. Умный дом есть нечто большее, нежели группа IoT-вещей (умные лампочки, термостаты, датчики охранные) или так называемых connected devices. Разница между умными бытовыми приборами и полноценной инженерной системой «умный дом» заключается в том, что второе можно дополнить первым, но только на умных устройствах построить полноценный умный дом невозможно! Во всяком случае, пока. По сути, мы имеем дело с прикольными игрушками, но это не умный дом, а отдельные умные устройства. Высокая степень автоматизации подключённых устройств и систем, а также и более высокая эффективность их работы достигается только с помощью инженерных решений типа Loxone, KNX и др., но точно не относится к Интернету вещей. Это моё мнение — игрушки и есть игрушки, они хороши сами по себе, но из них не создать надёжную систему. К тому же, чтобы их интегрировать между собой, нужен ХАБ (hub). Элементарно: при отключённом роу­тере уже ничего работать не будет. А в инженерном решении будет, так как там контроллер «лезет» в Сеть только для интерфейса пользователя и сервисов типа погоды, а коммуникация между выключателем и лампочкой идёт через контроллер и шину, а не Сеть. Геннадий Козлов Генеральный директор компании domotix.pro Элементы инженерной системы «умный дом». Модуль управления музыкальными системами Sonos. Фото: Борис Безель/Burda Media Современный умный дом в сборке на DIN-рейке получается достаточно компактным и удобным для сервисного обслуживания. Фото: Борис Безель/Burda Media Электроустановочные изделия, совместимые с системами «умный дом». Комнатные термостаты FanCoil room (Jung). Фото: Jung Кнопочная панель управления. Фото: Schneider Electric