Умный дом: просто о сложном

В современном мире понятие умного дома стало звучать все чаще. Даже в провинциальных городах появляются компании, предлагающие сделать ваше жилище чуточку сообразительнее, автоматизировав некоторые повседневные задачи. Стоить такое удовольствие может недешево, поэтому имеет смысл все неоднократно взвесить и точно для себя решить, действительно ли это нужно? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо знать, что предлагает умный дом и как это реализуется. Именно о таких основах речь сейчас и пойдет.

Прежде всего, стоит понимать: умный дом — это система, совокупность устройств с единым центром управления. Основная задача этой системы заключается в выполнении каких‑либо повседневных задач без участия человека или же с его малейшим вмешательством. Список этих задач определяется вашими потребностями и возможностями.

Что может умный дом:

• управлять освещением — автоматически включать/выключать свет или уличную подсветку, открывать/закрывать шторы/жалюзи;
• управлять климатом — регулировать работу отопительной системы, кондиционера и увлажнителя воздуха;
• управлять безопасностью — оповещать о возгорании/задымлении/протечке или взломе, включать/отключать розетки, управлять замками и сигнализацией, а также вести видеонаблюдение с удаленным доступом;
• управлять мультимедиа и бытовыми приборами — обеспечивать удаленный доступ к музыкальной системе, ТВ,  кухонной технике и другим устройствам;
• управлять приводами — автоматически или через систему удаленного доступа открывать и закрывать ворота, включать насосы для полива растений или включения фонтанов и так далее.

Все это лишь основные задачи, которые обычно предлагают системы умного дома. Их гибкость позволяет каждому пользователю самостоятельно формировать набор и количество задействованных устройств. Главное, чтобы все их объединял и контролировал единый хаб.

В каждой системе умного дома есть центр управления, без него это уже не умный дом, а набор самостоятельных умных устройств.

Именно центр управления, хаб, поддерживает связь с внешним миром, обеспечивая возможность удаленного доступа ко всей системе через интернет. Обычно это предполагает собой возможность управления всем и вся со смартфона или планшета, но иногда обеспечивается и доступ через браузер на ПК.

Принципы работы умного дома достаточно просты для понимания. Все действия внутри системы выполняются либо по команде, либо в заданное заранее время, либо при выполнении каких‑то внешних условий. Именно за распознавание этих условий отвечают датчики, совокупность которых можно назвать  основой любого умного дома.

Какие бывают датчики:

• датчики движения — обычно это инфракрасные или ультразвуковые сенсоры, распознающие движение и подающие команду на включение света и открытие дверей;
• датчики присутствия — другой тип ИК‑сенсоров, реагирующих не только на движение, но и на тепло, за счет чего система может правильно подобрать точечное освещение или просто не переходить в спящий режим, когда перемещения пользователя не фиксируются (не отключать ТВ и музыку, не снижать уровень тепла и так далее);
• датчики освещенности —  сенсоры для автоматического управления источниками света в зависимости от уровня освещенности окружающего пространства (эти же датчики могут быть связаны с приводами задергивания штор/жалюзи);
• датчики дыма — противопожарные датчики, сканирующие зоны помещения на предмет задымления (недорогие используют инфракрасное излучение, а топовые, аспирационные, постоянно анализируют состав воздуха в помещении на предмет опасных частиц);
• датчики открытия окон/дверей — это магнитно‑контактные датчики, позволяющие распознать незаконное проникновение в жилище или же просто оповестить о незакрытом в комнате окне (нередко включение света в помещении привязывают именно к сработке датчика открытия двери);
• датчики температуры — датчик определения температуры воздуха в помещении или на улице для регулировки работы вентиляции, кондиционера, теплых полов и системы отопления (могут также использоваться в ванне или бассейне для поддержания нужной температуры воды);
• датчики влажности — устройства для поддержания оптимального микроклимата в помещении, что важно как для растений, так и для людей, особенно страдающих гипертонической болезнью, заболеваниями сердечно‑сосудистой системы и бронхиальной астмой);
• датчик протечки воды — простейший датчик с парой электродов, попадание воды на которые обеспечивает замыкание и передачу сигнала на блок управления, который уже либо бьет тревогу (звуковой сигнал или уведомление пользователю), либо перекрывает клапаны подачи воды в дом, если таковые установлены;
• датчики вибрации/разбития стекла — сенсоры, позволяющие среагировать на попытку взлома двери или окна, распознав сильные толчки, прогибы или даже звук, возникающий при разбитии стекла (чаще устанавливаются в коммерческих помещениях).

Конечно, это не полный набор сенсоров, которые можно подключить к системам умного дома, их куда больше, но зачастую поставляются они в комплексе. К примеру, датчик влажности и температуры предлагаются как анализатор качества воздуха, который также измеряет уровень кислорода и углекислого газа в помещении. Такое устройство, как в целом и все прочие сенсоры, могут быть полностью автономными и работать от встроенной батарейки. Обычно элементы питания в них меняют раз в 4‑6 месяцев.

Связь умного дома

Датчики при срабатывании отправляют сигнал на главный контроллер, который, выполняя предписанное программой условие, дает команду нужному актуатору — это уже непосредственные исполнители, которые как раз включают свет, открывают дверь, перекрывают воду и так далее. Параллельно пользователю на привязанный смартфон отправляется оповещение о том, что сработало, где, во сколько и какие меры были предприняты.

Чаще всего устройства внутри системы умного дома с главным хабом общаются через радиосигналы. Самые распространенные стандарты радиосвязи для домашней автоматизации — Z‑Wave (частота в России 869 МГц) и ZigBee (868 МГц или 2,4 ГГц), также может использоваться Wi‑Fi (2,4 ГГц) и Bluetooth (2,4 ГГц). К интернету подключается только главный контроллер, он может быть совмещен с WiFi‑роутером, иметь слот под SIM‑карту и даже встроенный веб‑сервер. Все чаще нормой для них становятся собственные аккумуляторные батареи или дополнительные блоки питания, позволяющие работать некоторое время даже после обесточивания квартиры.

Главный контроллер может стать «лицом» всей системы. В одних решениях он представляет собой мощный сервер, обычно скрытый от глаз, а в других — привлекательный внешне гаджет с камерой для видеосвязи и дисплеем для более удобной настройки каких‑то модулей умного дома. Именно головной хаб может обеспечить интеграцию с охранными системами, по тревоге высылающими группы реагирования в случае взлома, пожара или иных чрезвычайных происшествий

Развитие технологий умного дома

Все описанное выше актуально для российских реалий, однако в США, к примеру, системы умного дома продвинулись несколько дальше. Большую популярность там набирают умные колонки с голосовым управлением — Google Home, Amazon Echo и Apple HomePod, которые вполне могут выступать в роли главного контроллера всей системы. Возможности каждой варьируются в зависимости от настройки программной платформы — у разработчиков есть инструментарий для соединения с практически любыми датчиками и актуаторами.

Кардинальное отличие использования именно умной колонки заключается в возможности голосового управления нужными процессами. Постановка задач голосом и получение голосовых ответов «оживляет» всю систему и придает ей образ действительно умной, понимающей. И речь тут не только про «поставь будильник» и «включи свет», но также и про сложные запросы с контекстом и рядом условий. Своими голосовыми ассистентами Apple, Google и Amazon обеспечили непаханое поле возможностей, переведя само понятие умного дома на новый уровень. И пусть пока набор совместимых с ними решений не так широк, а сами ассистенты могут ошибаться, перспективы развития у этого направления очень и очень большие.

Умный дом: за и против

Учитывая гибкость систем умного дома, можно смело говорить, что решение найдется под любую квартиру, любые площади и любые условия. Будь‑то однушка в центре или же коттедж за городом, грамотный подбор компонентов позволит облегчить многие повседневные задачи, сделать жилище чуточку более самостоятельным и защищенным. Иногда установка датчиков и сложных приводов может осуществляться только в период ремонта, когда нужно зашиваться в стены, пол и потолок. Это дорогой и трудоемкий процесс, что многих отталкивает.

Однако никто не отменял доступный минимум, включающий в себя центр управления и несколько автономных датчиков, которые просто расставляются в нужных местах: датчик движения и WiFi‑камера — в прихожей, датчик протечки — под ванной или раковиной, датчик дыма — на стене или полке, ну а умная розетка с удаленным управлением просто позволит быть уверенным, что утюг выключен. Эти простые вещи не сделают погоду в доме, но смогут обезопасить вас и ваше жилище.

Такие наборы, стоимостью от нескольких десятков тысяч рублей, уже сейчас позволят вам почувствовать себя на острие современных технологий и точно понять, стоит ли расширяться. Кто знает, может совсем скоро этот минимальный умный пакет станет нормой для каждого дома, а в топовом варианте система искусственного интеллекта будет открывать шторы по по звуку будильника, приветствовать вас и спрашивать, сколько коньяка плеснуть в кофе?