Жильё с интеллектом, или "Умный дом": что это такое?

Глядя на безумный ход человеческой жизни, внезапно захотелось поговорить о том, с чем человек жил и сталкивался чуть ли не с самого начала своего существования. О том, что воспринимается как что-то самое естественное и само собой разумеющееся, то, без чего большинство людей свою жизнь не мыслит, а именно - о жилье. Да-да, о таком, казалось бы, обыденном понятии как "дом".

Жильё действительно всегда было неотъемлемой частью жизни человечества, будь то выстеленная шкурами пещера или же девяностоэтажный небоскрёб высотой в 300 метров. Логично, что жильё постоянно видоизменялось. Сначала эти изменения были связаны с первичными потребностями человека, а впоследствии (и теперь), зодчие начали вести поиски наиболее комфортного и удобного жилья, и процессу этому не видно конца, благо, технический прогресс этому весьма и весьма способствует.

Так и начали появляться идеи дома, который фактически будет обслуживать человека (достаточно вспомнить ту же избушку-на-курьих-ножках в русских сказках, или рассказ Рэя Брэдбэри "Будет ласковый дождь"). Казавшаяся утопической идея, описанная всего лишь 60 лет назад гениальным писателем, оказалась вполне жизнеспособной, и на сегодняшний день полноценно существуют так называемые "умные дома".

Сразу хочется отметить, что помимо понятия "умный дом"/ "Smart House"/ "Intelligent Building", существуют ещё и "системы управления зданием"/ "building management system", и эти понятия следует разграничивать. Системы управления зданиями, как правило, используются в крупных объектах: промышленных или общественных, и основной их задачей является управление системами жизнеобеспечения и мониторинг.

Системы типа "умный дом", в свою очередь, применяются в тех помещениях, в которых основополагающим фактором является комфорт, и наиболее широко на данный момент применяются именно в строительстве коттеджей.

 

Суть заключается в том, что у человека нет необходимости выполнять определённую часть действий, которую может делать за него автоматика: автоматизированное управление системами освещения, водоотведения, расходом ресурсов и т.д.

Понятие "умный дом" на современном этапе можно разделить на несколько типов. Первый тип можно назвать "умным домом настоящего", так как существующие проекты и умные дома относятся именно к этой категории. В подобном жилище техника управляется определённым числом контроллеров, взаимодействующих между собой по запрограммированной схеме. Второй тип можно условно назвать "умным домом будущего", по созданию которого на данный момент только ведутся разработки. Предполагается, что такой дом будет управляться компьютеризированной системой, которая будет способна не только действовать по отлаженной схеме, но и обучаться, работать в нестандартных ситуациях.


Немного истории

Первые предпосылки в области науки, позволившие осуществить идею "умного дома" появились ещё в 1898 году, благодаря Николе Тесла, который впервые запатентовал устройство для дистанционного управления. Вслед за этим, в начале XX века, начала появляться первая электрическая бытовая техника. Самыми первыми же прообразами "умных зданий" стали оборудованные электроникой дома в Америке 1950-х годов.

Сам же термин "умный дом" ("Smart House"/ "Intelligent Building") появился в 70-х годах прошлого века. Это понятие подразумевало под собой здание, "обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства".

Годом рождения "умного дома", пожалуй, можно назвать 1978 год, так как именно тогда компанией PICO Electronics (впоследствии Х10 USA) в Штатах была разработана технология X10, которая позволяла управлять бытовыми приборами с помощью проводов бытовой электросети. Изначально данная технология рассчитывалась на частоту сети в 60 Гц, напряжение в 110 В и на поддержку шести команд управления питанием (чего, разумеется, не хватало для создания "умного дома" мечты). Впоследствии X-10 совместимые устройства стали производить и другие компании: Leviton, IBM, SmartLinc, PowerHouse и другие.

Основным недостатком данного стандарта оказалась низкая скорость передачи информации (что весьма ограничивало возможности системы), а основным достоинством - то, что Х10 использовал для передачи сигналов уже имеющуюся проводку, что сделало возможным его применение при модернизации уже существующих зданий.

Несмотря на свои недостатки, именно эта технология дала толчок к дальнейшему развитию и появлению современных "умных домов".

В общем-то, на этом можно завершить краткий экскурс в историю и перейти к настоящему.


День сегодняшний

На сегодняшний день системы условно разделяют на три категории:

  • Централизованные системы
  • Шинные (или децентрализованные) системы
  • Радиошинные системы

Централизованные системы были разработаны такими компаниями как Lutron, Creston, AMX.

Суть данной системы сводится к совместной работе панелей управления, исполнительно-командных блоков и единого (центрального) контроллера, к которому и подключаются второстепенные системы. В свою очередь, элементы системы также имеют второстепенные микроконтроллеры.

Такие системы хороши тем, что позволяют легко собрать управление всеми системами на единый пульт, однако, с другой стороны, если центральный процессор выйдет из строя, то перестанет работать вся система. Монтаж такой системы можно осуществить либо при возведении здания, либо же при его капитальном ремонте.

Сегодня намного более распространены так называемые шинные системы. Основным их отличием от централизованных является то, что они не обладают единым управляющим центром, а система состоит из множества исполнительных устройств и сенсоров, каждый из которых имеет свой контроллер (который, в свою очередь, подключен к управляющей шине).

Схема действия такова: сенсоры регистрируют какие-либо изменения в среде и посылают сигнал исполнительным устройствам (активаторам), которые выполняют действия, соответствующие сигналу. Примеров шинных систем можно найти много, однако, самыми популярными среди них являются C-BUS, LonWorks и Instabus (EIB).

Стандарт шины бытовой электроники Consumer Electronic Bus (C-Bus) был разработан компанией Clipsal и утверждён в 1992 году, и на сегодняшний день является открытым. Согласно протоколу C-Bus, устройства или узлы домашней сети контактируют между собой через роутеры и мосты, а управляющий сигнал может передаваться по проводам бытовой электросети, коаксиальному кабелю или витой паре. Сеть C-Bus изолирована от основной сети электропитания.

C-Bus является более быстрой и сложной технологией, нежели X-10, и предоставляет возможность взаимодействия различных устройств в различных средах (линии электропитания, радио-, инфракрасные каналы коаксиальных кабелей). Соответственно, имеется возможность выбрать для управления различными устройствами наиболее удобную для них среду передачи.

Система EIB или European Installation Bus ("европейская инсталляционная шина") наиболее популярна в Европе. Протокол EIB поддерживает передачу данных по витой паре, по силовой линии (со скоростью передачи 1200 Бит/с для 230 В, 50 Гц), по радиоканалу и по IP-сети. Также для этой цели может применяться ИК-канал. Оборудование системы представлено сенсорами, системными устройствами и исполнительными устройствами.

Обмен информацией устройствами системы происходит через шину. Информация собирается в телеграммы и по кабелю передаётся от сенсора к исполнительным устройствам. Отправленное сообщение получают все устройства, но реагируют лишь те, которым оно было адресовано.

При передаче информации каждое устройство должно подтвердить получение телеграммы. В противном случае передача данных повторяется ещё два раза, после чего передача прекращается, а запоминающее устройство фиксирует ошибку. При желании система позволяет ввести централизованный режим управления.

Монтаж данной системы возможен либо при капитальном ремонте, либо при возведении здания, однако при необходимости (например, при изменении назначения помещений) есть возможность оперативно изменить существующую систему под новые нужды, не прокладывая новых электропроводок.

Технология LonWorks была предложена компанией Echelon Corporation в 1999 году и схожа по сетевой структуре с вышеописанной системой EIB. В основе технологии лежит протокол LonTalk. На сегодняшний день активно используется в Америке. Передача сигналов происходит по линиям электропитания, по витой паре, коаксиальному кабелю, радиоканалу. LonWorks, как уже говорилось, обладает децентрализованной структурой, где функции управления выполняются непосредственно каждым узлом сети. Контроллерами узлов являются микросхемы Neuron, каждая из которых содержит три 8-разрядных микропроцессора. Данная технология предназначена для создания систем с очень большим количеством узлов, и обеспечивает высокую скорость и надёжность передачи данных. Протокол используется для управления системами освещения, потребления энергии, системами отопления, кондиционирования и вентиляции, для управления системами безопасности, бытовой техникой и т.д.

Помимо централизованных и децентрализованных систем существуют также радиошинные, которые являются своеобразным компромиссом, и предназначены для обеспечения техникой уже существующих небольших объектов. По сути, это набор компонентов, которые позволяют управлять различными устройствами (источниками света, жалюзи и т.д.) дистанционно, с помощью радиосигналов. Элементы такой системы представлены радиоприёмными и радиопередающими устройствами. Сигнал отправляется на все принимающие устройства, однако команда выполняется только теми, которые настроены на приём сигнала от данного передающего устройства.

Возможности "умных домов" на сегодняшний день вовсе не исчерпываются описанными мной технологиями, которые являются лишь наиболее удачными примерами оных. А с учётом того, насколько перспективной представляется эта область...

Несомненно, концепция "умного дома" является интересной. Как и у любой концепции подобного рода, у неё могут быть как сторонники, так и противники, у технологии будут находить как положительные, так и отрицательные стороны, однако несомненно только одно - это направление активно развивается, и со временем может очень сильно изменить жизнь всего человечества.

Absinthium

Версия для печатиВерсия для печати

Рубрики: 

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Всего голосов: 0
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!
 

Комментарии

Аватар пользователя mike

Набило оскомину.

Аватар пользователя sokol

Между прочим собрал сам себе по мотивам страниц сайта http://servissistemy.narod.ru/12.htm и http://servissistemy.narod.ru/14.htm подобную систему. Весь свет, ворота и роллеты управляются пультом ДУ, датчиками движения, сенсорными выключателями и планшетником в гостинной. Оттуда же и все настройки делаю. Управление отоплением собрано на контроллере BM8036. Если руки растут откуда нужно, то любой повторить устройство сможет. Для особо ленивых автор продаёт готовые устройства.