Система «Умный дом» для квартиры: готовые решения

Комплект оборудования, позволяющий дистанционно организовать управление домашней техникой, называется система «умный дом».

На рынке в широком ассортименте представлены как готовые решения таких систем от разных производителей, так и отдельные их модули для самостоятельной сборки.

Определение и возможности системы «Умный дом»

Понятие «умный дом» возникло от дословного перевода английского словосочетания «smart home». Такие системы являются частным случаем реализации на практике концепции «интернета вещей». Они включают всю домашнюю технику, которая доступна через сеть интернет.

Высокотехнологичные устройства комплекса известны также под другим названием «домашняя автоматизация». Оно произошло от термина «home automation». Современные модели данных систем отличаются гибкостью настроек: каждому владельцу доступно собрать комплект устройств и настроить его исходя из личных потребностей.
Оборудование из комплекта «умный дом» способно без участия пользователя решать целый ряд домашних задач, выполнять разнообразные действия. Технология «домашняя автоматизация» позволяет практически реализовать такие возможности:

• организовать управление домашними электроприборами и электроникой в дистанционном режиме из любого уголка планеты (при наличии доступа к интернету), например, автоматизировать проветривание и обогрев помещений, полив растений;
• выполнить настройку бытовой техники таким образом, чтобы происходило ее включение только в определенных случаях или в заданное время (например, автоматический запуск кондиционера при повышении температуры в помещении выше заданного уровня);
• осуществлять управление входящими в систему устройствами голосовыми командами (в российском сегменте – это разработки Яндекс), выходить в сеть интернет и просматривать контент;
• контролировать и рационализировать расход электрической энергии, воды, газа и прочих ресурсов;
• повысить уровень безопасности эксплуатации жилья, благодаря использованию видеокамер, сигнализаций, датчиков горения и подобных устройств;
• продлить срок эксплуатации осветительных устройств;
• организовать развлечения и регулярное получение сведений о состоянии дома, удаленно контролировать доступ в помещения.

Управление «умным домом» может выполняться двумя способами: проводным и беспроводным. В первом случае используют панель с переключателями либо пульты дистанционного управления. При втором способе все процессы контролируют при помощи смартфона или компьютера, ноутбука, планшета.

Следует учитывать, что проводные системы являются более надежными, но и более дорогими. Их устанавливать нужно в большинстве случаев заранее перед ремонтом. Беспроводные комплекты оборудования доступно монтировать после ремонтных работ, но их сигналы могут искажаться, существует возможность перехвата.

Уровни автоматизации технологии «smart home»

В России, в европейских странах и в США основой технологии «smart home» является АСУЗ (автоматизированная система управления зданием). С помощью оборудования данного комплекса производится управление следующими инженерными системами домов:

• кондиционированием;
• отоплением;
• водоснабжением;
• водоотведением;
• освещением;
• безопасностью (видеонаблюдением, сигнализацией);
• энергоснабжением;
• вентиляцией и прочими.

Систему автоматизации «умных домов» разделяют на три уровня, отличающиеся по выполняемым функциям:

• верхний;
• средний;
• нижний.

Верхний отвечает за управление домом и взаимодействие его жильцов с АСУЗ через специальный интерфейс. На среднем уровне происходит взаимодействие между разными компонентами системы при помощи микроконтроллеров, пультов управления, выключателей и подобного коммутационного оборудования.

Нижний уровень состоит из датчиков и исполнительных устройств, реагирующих на установленные команды и изменения в окружающей среде. Также в его состав входит оборудование для взаимосвязи со средним уровнем.

Состав оборудования «умного дома»

Комплекты АСУЗ от различных производителей включают в свой состав одинаковые по функциям виды устройств. В систему «home automation» входит такие типичные виды оборудования:

1. 1. Контроллер (или по другому хаб). Он является «мозгом», объединяющим все устройства в общую систему и корректирующих их работу. Хаб анализирует поступающие данные и реагирует на изменения в окружающей среде согласно заложенной программе.
   2. Актуаторы. Под данным термином понимают устройства, которые предназначены для выполнения команд контроллера.
   3. Датчики (сенсоры). Данные приборы собирают информацию об окружающей среде и бытовой технике. После чего передают ее на хаб.

Актуаторы – это наибольшая группа. К ней относятся, например, следующие устройства:

• клапаны на трубах;
• электромеханические приводы, которые устанавливают для открытия и закрытия оконных ставен, ролетов, жалюзей, ворот гаражей и дворов, дверей;
• противопожарные сирены и оборудование для пожаротушения (может использовать кроме воды также порошки);
• выключатели и розетки;
• электронные замки.

Управление «home automation» осуществляется с помощью ПДУ (пультов дистанционного управления) и настенных панелей. Различные виды бытовой техники (электрические и электронные приборы) также являются частью системы.

Постоянно на рынке появляются новые разновидности актуаторов, которые совместимы с «home automation». Также усовершенствуются и существующие модели устройств. У домов по сравнению с квартирами больше вариантов оснащения, например, могут использоваться системы полива.

В комплектах «smart home» применяются различные виды датчиков (классифицируются по назначению), например:

• движения;
• присутствия;
• дыма (горения);
• открытия дверей;
• температуры;
• влажности;
• разбития стекла;
• утечки газа;
• звука;
• протечки воды.

При использовании беспроводного типа подключения сенсоров к контроллеру связь между данными элементами системы может осуществляться несколькими способами:

• по Bluetooth;
• по Wi-Fi;
• через радиоканал на частотах 868, 869 МГц либо 2,4 ГГц.

Последний вариант является наиболее распространенным. Охране либо владельцу дома информация от системы поступает через интернет или при помощи мобильной связи. Передаваемые данные шифруются.

Выполнить домашнюю автоматизацию можно несколькими способами:

• приобретя готовый комплект «умного» оборудования;
• самостоятельно собрать систему из отдельных элементов (розеток, датчиков), например, на базе конструктора ARDUINO.

Типичное оборудование в комнатах «умного дома»

Среди всего разнообразия оборудования, которое может быть установлено в различных комнатах «smart home», можно выделить наиболее типичное. Так обычными элементами «умной прихожей» являются:

• датчики движения и открытия-закрытия дверей;
• «умные» лампы и розетки;
• сирены.

Наличие датчика движения позволяет организовать управление освещением без необходимости использования выключателя. При входе жильца в прихожую сенсор включит лампу, а при выходе из комнаты – обесточит ее.

Также датчик движения является частью системы безопасности. При проникновении незваных гостей происходит оповещение владельца жилья об этом с помощью уведомлений, отправляемых на смартфон.

Наличие датчика открытия-закрытия на входной двери позволяет организовать запуск различных автоматических сценариев. Примером может служить отключение электроприборов и освещения от питания во всех комнатах после ухода обитателя, а также включение охранного режима.

Использование «умных ламп» позволяет устанавливать комфортный уровень освещенности (цвет, яркость) для конкретного пользователя или в зависимости от времени суток. Сирена же сопоставима с охранной сигнализацией.

«Умные» розетки можно включать в разные сценарии, отключать при необходимости с помощью мобильного приложения на смартфоне. Они передают сведения о потребляемой подключенными приборами мощности.

В гостиных комнатах с технологией «home automation» устанавливают «умные» розетки и лампы, датчики открытия-закрытия окон и дверей балконов. Последние сенсоры кроме системы безопасности могут быть задействованными в управлении микроклиматом помещения: включать-выключать, например, кондиционер или увлажнитель воздуха по сценарию.

Кухни «умных домов» оснащают датчиками дыма, газа (при наличии газовой плиты), протечки воды, открытия-закрытия дверей холодильной камеры и кухонной мебели, «умными» розетками и лампами. Сенсоры предназначены для своевременного предупреждения жильцов об утечке воды или газа, появлении дыма воем сирены либо при помощи отсылки сообщения на телефон.

Типичное оснащение ванной комнаты «home automation» включает в себя такие устройства:

• «умные» розетки и лампы;
• датчики протечки воды и движения;
• тестер качества водопроводной воды.

Сенсор протечки позволит своевременно отреагировать на утечку воды. Этим он поспособствует предотвращению затопления помещения.

Готовые комплекты «smart home»

Оборудование для построения систем домашней автоматизации поставляется на отечественный рынок, как комплектами, так и в виде отдельных модулей. Среди основных мировых производителей можно выделить, например, следующих:

• американские фирмы Crestron и AMX;
• французские компании Schneider Electric и Legrand;
• немецкие бренды Gira и ABB;
• китайскую Xiaomi.

Среди российских потребителей пользуется популярностью оборудование для умных домов от отечественных компаний Rubetek и Ростелеком. Их продукция характеризуется ценовой доступностью.

✍ FIBARO Starter Kit

FIBARO Starter Kit – это базовый комплект для проведения работ по домашней автоматизации. В этот стартовый вариант первоначально входит ряд устройств:

• сенсоры движения, возгорания, задымленности, влажности, температуры и протечки воды;
• беспроводной блок управления;
• микроконтроллер (Fibaro home center lite).

Датчики связаны с микроконтроллером при помощи радиосигнала. Fibaro home center lite взаимодействует с электротехникой и электроникой посредством протоколов Bluetooth либо Wi-Fi. Благодаря поддержке формата связи GSM возможности хаба позволяют отправлять СМС и осуществлять звонки по телефону.

Управление модулями комплекта осуществляется со смартфона. Программное обеспечение доступно бесплатно в магазинах Apple либо Google (в зависимости от марки используемого гаджета).

Управлять системой FIBARO Starter Kit можно через интернет из любого уголка земного шара. При этом информация передается в зашифрованном виде, что обеспечивает достаточно надежную защиту от взлома.

В России цена набора находится в районе 47 тыс. руб. Отдельно контроллер стоит примерно 30 тыс. руб. Модули для комплекта можно приобретать по доступным ценам на сайте Aliexpress.

✍ Система домашней автоматизации GAL SH-1000

Стартовый комплект GAL SH-1000 – это простейший бюджетный вариант (ценой примерно 5,5 тыс. руб.) для организации собственного «умного дома». Осуществлять управление электротехникой и домашней электроникой с помощью комплекта нельзя. Набор (по комплектации) является подобием системы безопасности, способной предупреждать о следующих событиях:

• отключении электропитания дома;
• затоплении помещений;
• незаконных проникновениях.

В состав набора входят:

• хаб;
• сенсоры протечки и открытия дверей;
• блок питания от сети с выходом (по напряжению) 12 В;
• работающий на радиочастотах ПДУ.

Дополнительно функционал GAL SH-1000 можно расширить, например, приобретя и установив датчики движения. Поддержка стандартов 2G и GSM системой позволяет получить доступ к интернету и звонить по телефону. При этом для пользователя доступно подключение максимум 4 номеров.

Управлять GAL SH-1000 можно следующими способами:

• используя ПДУ (работает на расстоянии до 300 метров);
• с помощью смартфона с установленным специальным приложением (есть для Android и для iOS).

Подключать датчики к микроконтроллеру можно проводным и беспроводным (на частоте радиосигнала 433 Мгц) способами. Первый вариант считается более предпочтительным из-за отсутствия радиопомех.

✍ Набор «Дом»

«Дом» – это простой набор для сборки «home automation» от марки Rubetek Evo. Средняя цена в торговых сетях России составляет около 12 тыс. руб. Комплект состоит из таких устройств:

• хаб;
• датчики задымленности, открытия дверей и окон.

Функционал набора «Дом» схож с возможностями GAL SH-1000. Из дополнительных возможностей доступны:

• включение освещения дистанционно в автоматическом режиме, но только в одном помещении;
• подача питания на один электрический прибор в запланированное время.

Управлять устройствами домашней автоматизации можно только при помощи домашнего ПК через Wi-Fi. При этом все настройки для «Дом» выполняются в меню системы на компьютере. Используя LAN кабель можно также подключиться к домашней сети.

✍ Xiaomi Smart Home 2 Full Kit

Xiaomi Smart Home 2 Full Kit – это комплект, который является полноценным «smart home». Цена базового набора составляет около 5 тыс. руб. В его состав включены такие устройства:

• микроконтроллер;
• температурный датчик;
• сенсоры открытия дверей и движения;
• «умная» розетка;
• блок беспроводного взаимодействия с бытовой электротехникой и электроникой (с помощью Wi-Fi либо Bluetooth).

При необходимости есть возможность дополнить базовый набор. Дополнительно можно приобрести, например, датчик влажности либо различные интерфейсы (термометр с ЖК экраном). Стоимость отдельных устройств доходит до 3 тыс. руб. На многофункциональный «умный дом» на базе Xiaomi Smart Home 2 Full Kit понадобится примерно затратить около 20 тыс.руб.

Управление системой может осуществляться со смартфонов, оснащенных системой iOS либо Андроид. Соответствующие приложения скачиваются бесплатно в официальных магазинах.

Питается набор Xiaomi Smart Home 2 Full Kit от собственной аккумуляторной батареи 150 мА/ч, которой необходима периодическая подзарядка. Заряда аккумулятора достаточно для работы системы почти на семь дней.

✍ «Умный дом» от компании Ростелеком

Ростелеком предлагает пользователям расширенный (ценой до 17 тыс. руб.) и базовый наборы для домашней автоматизации. Последний вариант включает в себя:

• хаб;
• сенсор движения;
• датчик открытия.

В расширенной комплектации еще добавлены датчики дыма и протечки. Также доступны для покупки и установки дополнительные сенсоры, видеокамера, «умные» розетки и лампочки.

Компания Ростелеком сделала акцент на безопасности. Базовый набор «Умный дом» не предназначен для управления электрическими приборами. Для этих целей понадобится приобрести «умные» розетки.

Управление системой от Ростелеком осуществляется с планшета либо смартфона. Управляющие программы представлены для операционных систем iOS и Андроид. Доступна связь через Wi-Fi.

Системы «smart home» постоянно совершенствуются производителями. Тенденция развития указывает на то, что в дальнейшем с их помощью можно будет управлять всей домашней техникой (вдобавок голосом на разных языках), организовать полностью автоматизированный комплекс безопасности. Возможно, что «home automation» интегрируется с персональными компьютерами, заменив их. Уже на данном этапе развития систем домашней автоматизации можно с их помощью самостоятельно значительно улучшить комфорт собственного жилья.

Что представляют собой системы «умный дом», их комплектация и возможности наглядно продемонстрировано в видеоролике далее.