Умный дом: как устроен и как спроектировать? Создание системы умный дом Проектирование умного дома готовый проект

В настоящее время технологии развиваются настолько быстро, что сегодня понятие комфортного жилища это уже не только стильный дизайн интерьера. Настоящий комфортный дом - это умная среда обитания, чутко реагирующая на приказы хозяина и самостоятельно поддерживающая необходимые параметры жилища.

Первая причина, она же самая главная. Умный дом более безопасен, чем обычный. Мы не говорим здесь о всяких шпионских сканерах сетчатки глаза и лазерных датчиках движений. Системы безопасности умного дома включают в себя контроль над сигнализацией, датчиками утечки газа и воды, противопожарные системы и системы видеонаблюдения.

Умный дом, оборудованный датчиками движения и таймерами автовыключения электроприборов, позволяет экономить на электричестве до 40%. Все системы регулировки температуры и тёплых полов будут переводиться в спящий режим всякий раз, как вы уходите из квартиры.

Благодаря объединению всех устройств в одну систему, любую электронику в доме можно контролировать с помощью своего смартфона хоть с другого континента. Будь то телевизор, лампочка в гостиной или замок на входной двери. Всё это завязано в единую систему управлений.

Забудьте что такое флэшки, кабели и переходники. Смотреть фильм, слушать музыку, сёрфить в интернете всё это делать намного удобнее в умном доме, нежели в обычном. Только представьте: вы включаете плеер в спальне и идёте готовить на кухню, где слушаете эту же музыку через кухонные динамики.

Выключили ли вы утюг? Зарыли ли входную дверь? Не оставили ли открытым окно? В умном доме таких вопросов попросту не возникает. В любой момент вы открываете панель управление на своём смартфоне, или ноутбуке и видите все параметры системы управления домом в реальном времени.

Конечно, до человекоподобных андройдов с искусственным интеллектом нам ещё далеко, хотя работы в этом направлении ведутся и достаточно успешно. Но уже сейчас на рынке можно встретить множество предложений небольших домашних роботов, выполняющих какие-то определённые функции. Робот-пылесос, робот моющий пол, робот чистящий окна, в конце-концов робот, напоминающий вам вовремя выпить лекарства или не забыть сходить на прогулку. Всё это уже реальность.

Конечно же, умный дом не может обойтись и без соответствующей бытовой техники. Например холодильники со встроенными планшетами для поиска рецептов, онлайн заказа заканчивающихся продуктов, или следящий за срокком годности всех продуктов, которые в нём находятся. Ну, а как на счёт кофеварок, которые сами готовят вам утром кофе к назначенному времени, или микроволновок, разогревающих еду к вашему приходу с работы?

В современном технологичном доме умными могут быть не только гаджеты и бытовые приборы, но даже стены и пол. Уже сейчас есть технологии позволяющие создавать обои предотвращающие электромагнитное загрязнение и не пропускающие наружу квартиры сигнал Wi-Fi. Или, например, окна-экраны. Считаете это фантастикой? Нет, такая технология была представлена ещё в 2012 году. Совсем недавно испанские разработчики представили умное напольное покрытие, способное обеспечить равномерный и стабильный сигнал Wi-Fi или Bluetooth во всём доме.

Системы мониторинга жизненных показателей могут работать в единой сети с системами умного дома. Они могут выполнять определённые сценарии действий. Например, система, следящая за пожилыми родителями у них дома, может в случае падения кого-то из стариков, через хаб «умного дома» отправлять сообщение об этом родственникам или соседям, включать сигнализацию или отправлять информацию врачу.

Далеко не самый последний по значимости атрибут практически любого дома - это комнатные растения. В системе управления умным домом можно настроить автоматический полив растений в зависимости от погоды, почвы, времени суток и других параметров.

Проект умного дома представляет собой комплекс электронных устройств, установленный по всему помещению, который исполняет централизованное управление инженерными системами. К инженерным системам относятся канализация, аудио- и видеотехника, газопровод и прочее техническое оснащение квартиры. В этой статье мы рассмотрим общие вопросы при создании умного дома, обзор типовых решений и примеры проектов, которые можно выполнить своими руками.

Типовая структура проекта Умного дома

Система умный дом должна базироваться на следующих принципах:

• сбалансированное функционирование всего оборудования;
• фиксирование всех событий с детальным отчетом и указанием рабочего прибора;
• постоянное отслеживание работы и состояния всего оборудование;
• незамедлительное оповещение хозяина о наступлении аварийной ситуации;
• быстрое реагирование на событие и анализ ситуации;
• предупреждение, предотвращение и ликвидация аварийных случаев;
• простота и удобство управления.

Структура умного дома включает в себя климат-контроль, освещение и электричество, безопасность, систему мультимедиа, погоду и полив растений. Для реализации каждого пункта требуется свой набор датчиков и других компонентов.

В состав умного дома входят устройства, которыми нужно управлять (датчики, видеокамеры, интеллектуальные розетки), и приборы, которые производят управление (пульты ДУ, системы связи).

Система умный дом имеет свои преимущества:

• экономия времени на настройку и проведение различных операций;
• экономия электроэнергии, воды, газа;
• настройка микроклимата положительно скажется на здоровье – в системе можно запрограммировать уменьшение температуры ночью, что способствует скорейшему засыпанию;
• оповещение хозяина о наступлении какого-либо события;
• простота управления – доступ можно осуществлять через приложения на телефоне или планшете;
• быстрое реагирование на аварийную ситуацию и возможность ее предотвратить;
• возможность программирования уникальных сценариев.

Умный дом не лишен недостатков. Один из основных минусов – это высокая стоимость всего оборудования, его монтажа, содержания и обслуживания. Время окупаемости может быть длительным, особенно при поломке оборудования.

Интеллектуальную систему можно собрать своими руками. Все оборудование и программы управления можно приобрести в магазинах.

Планируя проект, нужно обратить внимание на следующие пункты:

• Пользователь. Нужно продумать, как с системой будут обращаться обычные люди. Она должна быть простой, чтобы пользователю не пришлось долго думать, куда нажать и что сделать для совершения операции.
• Выбор технологии. Можно сделать беспроводную, проводную или комбинированную систему. Если будет проводная или комбинированная, следует заранее продумать, где будут размещаться кабели, куда помещать элементы автоматизации и розетки. В беспроводной системе нужно решить, где закрепить датчики и приемники, куда поставить повторители сигналов.
• Исполнитель. Кто будет заниматься организацией и поддержкой системы – сам человек или фирма.
• Автономность. Заранее продумывается функционал и возможности интеллектуального жилища. Нужно также заранее предусмотреть работу системы при отсутствии интенет соединения.
• Ядро, управляющее системой. Нужно решить, какое устройство будет подавать команды, принимать сигналы и анализировать полученные данные.
• Размещение ядра комплекса. Оно должно находиться в проветриваемом помещении (например, кладовка или шкаф).
• Расходы. Сюда относятся как финансовые, так и энергетические затраты.

Разные системы нуждаются в наличии устройства с заранее установленными программами. В качестве такого прибора может выступать компьютер, планшет или телефон.

Выполнение проекта требует понимания и знания основ работы, конфигурации, особенностей комплекса. Перед началом разрабатывается схема умного дома со всеми точками монтажа, способов объединения, контроля.

Для сборки системы можно приобрести готовый набор, в котором будет все необходимое оборудование и инструкция по сборке. Недостатки наборов из коробки – сильно завышенная стоимость, закрытые типы протоколов и систем и отсутствие возможности внесения изменений в систему. Собирая систему своими руками, можно на чем-то сэкономить, но для разработки нужно обладать серьезными знаниями и умениями в области электрики, принципов организации автоматизации, программирования. Также возникает сложность в синхронизации и объединении гаджетов от разных фирм. Придется либо выбирать продукцию от одного изготовителя, либо управлять каждым устройством отдельно.

Состав комплекса напрямую зависит от того, в каком типе помещения он используется. Для частных домов и коттеджей актуальны отопительные системы, водоснабжение, электроснабжение, работающие в автономном режиме. В квартире функции упрощаются из-за подключения к централизованным сетям – здесь достаточно своевременно включать и отключать систему. С увеличением площади и автономности жилища возрастает и количество задействованных механизмов. Чем меньше жилье зависит от централизованной системы, тем больше ресурсов нужно потратить для создания комплекса управления. Также в большом помещении потребуются проводные линии, в то время как в небольшой квартире работу можно осуществлять по радиоканалу.

Процесс монтажа системы умный дом следующий:

• проектирование каждого участка, который будет оснащен интеллектуальными приборами;
• анализ выбранных подсистем;
• изучение возможности установки умных систем;
• приобретение нужного оборудования;
• прокладка кабелей;
• монтаж датчиков контроля;
• подключение и установка исполнительных компонентов;
• подключение всех составляющих к плате процессора.

Выполнять монтажные работы с электросетью 220 Вольт должен высококвалифицированный мастер с опытом работы. В ином случае есть иск возгорания или поражения электрическим током. Работа должна проводиться с соблюдением техники безопасности.

Когда монтаж заканчивается, производится тестовый пуск системы. Во время проверки проводятся различные ситуации – резкое охлаждение или перегрев помещение, срабатывание пожарных, охранных датчиков, искусственное увеличение или уменьшение освещенности. При неудаче ищется ошибка и исправляется.

Затем начинается отладка системы. Прописываются нужные сценарии, задаются основные параметры работы, выбирается способ управления.

Самый сложный этап – программирование умного дома. Если система коробочная, проблем не возникнет, так как есть программа с прописанными сценариями, которые остается только подстроить под себя. В остальных случаях придется самостоятельно разрабатывать программное обеспечение. Существуют рабочие модули, которые можно скачать в интернете, но их придется переделывать и настраивать под свое оборудование.

Обдумывая возможность установки умного дома, возникает вопрос – выгодна ли такая система. Интеллектуальные технологии делают жизнь не только простой и комфортной, но и безопасной. С умным домом можно не беспокоиться о не выключенной розетке или работающей плите. Через панель управления можно прописать сценарии работы приборов и их расписание. Охранные и противопожарные системы всегда уведомят хозяина и соответствующие службы по возникновении аварийного случая. Особое внимание уделяется климатической системе. Оптимальные температуры сделают жизнь не только комфортной, но и здоровой и экономичной. Впустую тепло расходоваться не будет, что приведет к существенной экономии финансов.

ТОП 5 необычных проектов

Реализация проектов невозможна без умных устройств. Они могут выполнять не только свои классические задачи, но и делать дополнительную работу.

Умный домофон может записывать видео в формате HD 24 часа в сутки. Он ведет ночную съемку, может фиксировать посетителей и сообщать хозяевам о приходе гостей. Даже если дома никого нет, домофон передаст сообщение и покажет трансляцию происходящего в доме.

Важной отличительной особенностью прибора является возможность посетителя совершить звонок владельцам дома. Если они не смогут ответить, с посетителем пообщается встроенный голосовой помощник. Гаджет может записать видеообращение, также он запоминает частых гостей.

Зеркало Mirror

От обычных зеркал Mirror отличается встроенным в него фитнес тренером. Стоит включить прибор, и помещение становится спортивным виртуальным залом. На дисплее зеркала появляется картинка виртуального тренера, который вместе с человеком выполняет тренировку, показывает правильность выполнения упражнений и дает советы. В выключенном состоянии устройство является обычным зеркалом.

В зеркале записано более 50 видов различных спортивных упражнений. Есть программы бокса, йоги, растяжки, фитнеса. С учетом индивидуальных особенностей человека и его предпочтений подбирается оптимальная программа тренировок.

Дополнительно зеркало может следить за состоянием здоровья. Для этого гаджет синхронизируется с фитнес браслетом или другим устройством, считывает информацию и выдает полученные данные на экране.

Интеллектуальный будильник Xiao AI Smart Alarm Clock

Будильник от Xiaomi является полноценным гаджетом для сна и домашних дел. В нем установлен голосовой ассистент, но он различает только китайский язык. Помощник может оповещать о важных событиях, сообщать прогноз погоды, управлять другими бытовыми приборами. Работает прибор через приложение Mijia.

Отличительной чертой интеллектуального будильника является возможность убаюкивать человека на ночь. В памяти устройства записаны различные успокаивающие звуки, способствующие быстрому засыпанию. Чтобы разбудить хозяина, по умолчанию установлен режим нарастания громкости, чтобы пробуждение происходило плавно. Время подъема и смена режима производятся в приложении.

Перерабатывающее устройство Zera Food Recycler

Прибор для утилизации бытовых отходов делает жизнь не только комфортнее, но и безопаснее для окружающей среды. Устройство представляет собой визуально привлекательный белый контейнер размерами меньше, чем посудомоечная машина.

Принцип работы следующие – пищевые отходы укладываются в утилизатор через отверстие, которое потом закрывается крышкой. Мусор попадает в смешивающую камеру, где он перемешивается и измельчается. После этого отходы отправляются в камеру переработки, где они обрабатываются специальным составом. Эта смесь способствует быстрому разложению отходов. В итоге получается экологически чистое готовое удобрение, которое можно использовать в огороде. Полный рабочий цикл агрегат проходит за сутки.

Работает через приложение, в котором пользователь может запускать прибор, получать уведомление об окончании цикла, уточнять статус переработки.

Подобные устройства помогают разгрузить полигоны, сэкономить на транспортировке мусора и значительно улучшить экологическую ситуацию конкретного места.

Это гаджет имеет целый спектр различных задач. Он может определять качество воздуха, замерять его состав, в режиме реального времени выдавать метеорологическую сводку о состоянии окружающей среды в доме и за его пределами. В станцию встроены барометр, термометр, гигрометр. Прибор также умеет определять уровень шума.

Подключение беспроводное. В основном режиме метеостанция не взаимодействует со смартфоном или компьютером, она напрямую подключается к интернету и предает показания на сервер фирмы. Приложения получают информацию с этого сервера и выводят их на экран владельца. Есть возможность посмотреть, что показывают другие устройства рядом с пользователем.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОБУ гимназия №9 им. Островского

Проект по технологии

«Умный дом»

Выполнила ученица 7 «в» класса

Бегарь Анастасии

Руководитель проекта

Самчук Ю.М.

1. Поисковый этап

1.1 Обоснование выбора темы проекта

1.2 Цель, задачи проекта

1.3 Исследование. Выбор наилучшего варианта

2. Технологический этап

2.1 Технология приготовления блюд

2.2 Расчет расхода продуктов

3. Заключительный этап

3.1 Экономическая оценка проекта

3.2 Экспертная оценка и самооценка

Список источников информации

1. Поисковый этап

1.1 Обоснование выбора темы проекта

На первом уроке технологии в 7 классе нам предложили ответить на вопрос: что такое комплексная система управления «Умный дом». Я набрала в поисковой системе Интернета эти слова и получила множество ссылок на сайты, которые представляют информацию об этой системе. Я изучила некоторые из них и поняла, что она основана на самых современных технологиях и действительно делает дом умным. Например, с помощью современных приборов можно управлять светом: различные датчики присутствия, движения, освещённости самостоятельно включат свет в комнатах, холлах только тогда,когда зафиксируют, что там появился человек, а потом выключат его сами. Я решила подробнее ознакомится с преимуществами такой системы и рассказать о ней родителям. В нашем доме тоже нужно установить различные приборы, а вот какие-это я постараюсь выяснить и понять.

1.2 Цель, задачи проекта

Цель проекта - изучение системы «умный дом» и рассмотреть применение элементов этой системы для нашего дома.

Задачи, которые надо решить:

1.Собрать необходимую информацию по сайтам Интернета, посвящённым комплексной системе управление «Умный дом».

2.Проанализировать потребности в управлении нашим домом с помощью различных датчиков.

3.Создать список наших проблем.

4.Найти технологии, подходящие для нашего дома.

5.Определить,какими средствами для их реализации располагает наша семья.

1.3 Исследование

Я ознакомилась с соответствующими сайтами Интернета, из которых подробнее узнала о том, что же входит в понятие «умный дом». Поскольку это очень сложный, но интересный для меня вопрос, я обратилась за разъяснениями к папе. Оказалось, что это система автоматизации домов, офисов, квартир, включающая в себя следующие компоненты:

1)управление светом;

2)установка различных датчиков присутствия,движения,освещённости и др.

3)управление жалюзи и роль ставнями;

4)управление вентиляцией и кондиционированием;

5)управление климатом и отоплением;

6)управление интернета по всему дому (wi-fi).

Мой выбор:4)

умный дом кондиционирование сплит

2. Технологический этап

2.1 Схема

2.2 Кондиционирование

Кондиционер -- устройство для поддержания оптимальных климатических условий в квартирах, домах, офисах, автомобилях, а также для очистки воздуха в помещении от нежелательных частиц. Предназначен для снижения температуры воздуха в помещении при жаре, или (реже) -- повышении температуры воздуха в холодное время года в помещении.

Виды кондиционеров:

Мобильные-- кондиционеры, не требующие монтажа; для использования достаточно вывести гибкий шланг или особый блок из помещения для отвода тёплого воздуха. Конденсат обычно скапливается в поддоне в нижней части мобильного кондиционера.

Моноблочный кондиционер -- новый тип кондиционеров, для использования необходимо два отверстия в стене. Преимущества: простой монтаж и обслуживание, отсутствие разъёмных соединений во фреоновой магистрали и, как следствие, отсутствие утечки фреона, максимально возможный коэффициент полезного действия, длительный срок службы, низкий уровень шума. Недостаток: высокая цена

Оконные -- состоящие из одного блока; монтируются в окне, стене и прочее. Недостатки: высокий уровень шума, уменьшение освещённости помещения из-за сокращения площади оконного проёма. Преимущества: дешевизна, лёгкость монтажа и последующего обслуживания, отсутствие разъёмных соединений в хладоновой магистрали и, как следствие, отсутствие утечки фреона, максимально возможный коэффициент полезного действия, длительный срок службы.

Сплит-системы (англ. split -- расщепление) -- состоят из двух блоков, внутреннего и наружного размещения, соединённых между собой медными трубами, по которым циркулирует хладон. Наружный блок содержит (подобно холодильнику) компрессор, конденсатор, дроссель и вентилятор; внутренний блок -- испаритель и вентилятор. Различаются по типу исполнения внутреннего блока: настенный, канальный, кассетный, напольно-подпотолочный (универсальный тип), колонный и другие.

Мульти-сплит системы -- состоят из наружного блока и нескольких, чаще двух, внутренних блоков, связанных между собой медными трубами, по которым циркулирует хладон. Как и обычные, сплиты различаются по типу исполнения внутренних блоков.

Выбор: мобильный.

3. Заключительный этап

3.1 Экологическая оценка проекта

Кондиционер не вредит здоровью. Он очищает воздух от бактерий.

3.2 Экспертная оценка и самооценка

Все мы стремимся к комфорту в нашем доме, к удобному и быстрому управлению современным оборудованием. Система «кондиционирования» была создана, чтобы автоматизировать управление техникой, сделать нашу жизнь более комфортной. Думаю, что со временем всё больше семей будет заказывать установку такой системы в своём доме.

Список источников

https://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%EE%ED%E4%E8%F6%E8%EE%ED%E5%F0 http://kupitedom.com/wordpress/author/admin/page/329/

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

История создания кондиционеров. Физиологическое воздействие окружающего воздуха. Тепловые комфортные условия. Классификация систем кондиционирования. Работа сплит-системы в условиях низких температур. Расчеты предполагаемой мощности кондиционера.

реферат , добавлен 06.12.2010


Особенности "умного дома", представляющего собой интеллектуальную систему, которая объединяет электрические приборы посредством линии управления. Интеграция систем управления: отопления, вентиляции и кондиционирования, сигнализации, контроля доступа.

презентация , добавлен 21.05.2012


Основные задачи архитектурного проектирования "умного дома" в соответствии с потребностями и пожеланиями семьи. Размещение здания в существующей застройке, его ориентация. Планировочное, конструктивное и архитектурно-образное решение жилого дома.

отчет по практике , добавлен 19.05.2015


История распространения и внедрения в производство технологии управления бытовыми приборами по проводам бытовой электросети. Примеры построения системы "умный дом", особенности строительства. Домашняя управляющая система "Master"s Control System".

реферат , добавлен 05.12.2014


Характеристики и особенности VRV и VRF систем Daikin. Схемы мультизональной системы кондиционирования воздуха. Системы вентиляции и фильтрации воздуха. Схема вентиляции кухни и санузлов жилого дома. Система кондиционирования Daikin Super Multi Plus.

отчет по практике , добавлен 11.11.2012


Идея целесообразного "разумного" использования природных ресурсов и минимизации отрицательных воздействий урбанизации на окружающую среду. Автоматизированная "начинка" "умного дома" Разработка и архитектурных форм, повышающих энергоэффективность здания.

реферат , добавлен 02.07.2013


Понятие умного (интеллектуального) здания. Системы обеспечения комфортных условий для жителей и быстрого реагирования на изменение потребностей. Интеграция в систему управления зданием систем жизнеобеспечения. Примеры интеллектуальных систем здания.

реферат , добавлен 01.12.2010


Организационно-правовая и технико-экономическая характеристика деятельности ООО "Центр-Строй". Инвестиционный проект строительства жилого дома в г. Волгограде, расчёт финансовых показателей, прогноз результатов. Оценка готовности предприятия к инновациям.

дипломная работа , добавлен 13.12.2009


Порядок проектирования канальной системы вентиляции жилого дома. Общие данные об объекте (расположение, здания и помещений). Технологический проект и технические условия. Архитектурно-плановые решения. Дизайн-проект. Генплан с вертикальной планировкой.

отчет по практике , добавлен 27.12.2016


Классификация систем кондиционирования. Функциональная схема автоматизации. Состав системы кондиционирования воздуха. Описание принципиальной электрической схемы. Функциональные устройства систем кондиционирования и вентиляции как объекты регулирования.

В фильмах часто демонстрируется жилое помещение, которое как будто живет своей жизнью. Лампочки загораются по мановению руки, открываются шторы, после определенного слова играет музыка. Все это оборудования является интеллектуальной домашней системой, и мы предлагаем рассмотреть, как сделать умный дом своими руками, что для этого нужно, а также какова схема такой системы.

Умный дом – что это

Умный дом – это домашняя автоматика, которая является жилым расширением автоматизации зданий. Главная автоматизация может включать централизованное управление освещением, ОВК (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), бытовую технику, открывать замки ворот, дверей, GSM и других систем, чтобы обеспечить улучшенное удобство, комфорт, энергоэффективность и безопасность. Нужно отметить, что для некоторых категорий населения (пожилых людей, инвалидов) это мероприятие может стать необходимым.

С новейшим внедрением в нашу жизнь SMART технологий, многие уже не представляют свою жизнь без автоматических установок, программного оборудования, нам необходим беспроводной интернет, бытовые приборы.

Домашняя автоматика относится к использованию компьютерных и информационных технологий для управления бытовой техникой и их функциями. Она может варьироваться от простого дистанционного управления освещением до сложных сетей на базе компьютера/микро-контроллера с разной степенью интеллекта и автоматизации. Домашняя автоматика преимущественно должна быть максимально простой.

Достоинства использования «умного дома» в квартире на базе PIC или WAVE:

1. Экономичный расход времени на ежедневную настройку разнообразных механизмов, прием звонков, рассылку почты;
2. Использование газообразных или жидких топливных материалов, а позже использование электричества, позволило увеличить автоматизацию в системах отопления, уменьшая рабочую силу, необходимую, для ручной дозаправки обогревателя и печи.
3. Развитие термостатов позволило настроить более автоматизированное управление отопление, а позже охлаждение;
4. Так часто осуществляется охрана промышленных объектов, жилых помещений;
5. По мере увеличения числа управляемых устройств в доме поднимается их взаимосвязь. Например, печь может отправлять уведомления, когда он нуждается в чистке, или холодильник, когда он нуждается в обслуживании.
6. В простых установках, smart может включать свет, когда человек входит в комнату. Также в зависимости от времени суток, телевизор может настраиваться на нужные каналы, выставлять температуру воздуха, освещение.

Умный дом может предоставить интерфейс-доступ к бытовой технике или автоматизации, чтобы обеспечить контроль и мониторинг на Вашем смартфоне, через сервер, мини Smart для iPhone, iPod touch, а также при помощи переносного компьютера (необходим специальный soft: AVR Studio).

Видео: система Schneider Electric умного дома

Элементы умного дома

Элементы домашней автоматизации включают в себя датчики (например, температуры, дневного света или обнаружения движения), контроллеры и приводы, таких как моторизованные клапаны, выключатели, двигатели и другие.

Это отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, ОВК может контролировать температуру и влажность, к примеру, термостат интернет-контроля позволяет домовладельцу удаленно управлять системами отопления и кондиционирования воздуха здания, система может автоматически открывать и закрывать окна, включать радиаторы и котлы, теплый пол.

Освещение

Эти механизмы управления освещением могут быть использованы для управления бытового света, техники. Также сюда можно отнести систему естественного освещения, работу жалюзи или штор.

Аудио-визуальная

• Эффект присутствия дистанционного управления (Это самая современная технология, которая применяется для увеличения безопасности). Заключается в зажигании света, музыкальном сопровождении.
• Имитация присутствия
• Регулирование температуры
• Регулировка яркости (электросветильники, уличное освещение)
• Безопасность (сигнализация, жалюзи).

Как сделать умный дом

Интеллектуальную систему можно сделать своими руками, самый бюджетный вариант – это настройка контроля освещения в доме или включения компьютера.

Чтобы сделать лампу, которая будет «сама» загораться, к ней понадобится подключить специальное оборудование. Есть несколько вариантов решения это задачи:

1. Установить акустическое реле (1 или x10-wire);
2. Присоединить диммер;
3. Подключить датчик движения.

Проще всего работать с датчиком. Его продажа осуществляется в любом интернет-магазине, можно купить канальный прибор, можно разработать свой собственный по своим параметрам. Единственное замечание, нельзя устанавливать с таким прибором лампу накаливания, она может не выдержать нагрузки и взорваться, лучше работать со светодиодной.

Еще один «умный» бесшумный вариант – это диммер. Здесь Вам понадобится прикоснуться к лампе, в зависимости от количества прикосновений, говорящий прибор будет менять яркость. Это очень удобно использовать на лампе в спальне, детской.

Чтобы настроить контроль и регулирование температуры, нам понадобится многоканальная система. Центральная схема контроля температуры и влажности состоит из:

• Датчиков (ds1820), которые измеряют физическое состояние жидкости, воздуха.
• Контроллеров (rfm12), которые могут быть простыми физическими компонентами и сложными устройствами специального назначения или встроенных компьютеров.
• Приводов люнекса, которые реагируют на сигналы контроллеров.

Самый современный способ – это купить все составляющие умного дома, провода, термостаты. После установить приборы в каждой комнате, по терморегулятору на радиатор и один на котел. Также понадобится управляемый блок, или «мозг» всей системы. Его рекомендуется смонтировать на входной трубе отопления.

Наиболее просто осуществляется монтаж системы видеонаблюдения и сигнализации. Принципиальные положения установки систем безопасности:

1. Нужно подключить датчики на окнах, дверных проемах, там электрика будет самой продуктивной;
2. Сложнее всего подбирается плата, от неё зависит контроллер умного дома, работа посредственных деталей, уровень сигналов;
3. Многие специалисты считают, что монтировать индикаторы нужно на уровне пола. Где-то см 20 от плинтуса, это повышает эффективность;
4. Желательно установить постоянный мониторинг, установить цифровую систему контакта со службой охраны. Часто ответственными хозяевами устанавливается специальная программа к себе на персональный компьютер, которая позволяет контролировать работу системы из любой точки, где есть интернет (так советует поступить Елена Тесля и её книга: «Умный дом: как сделать своими руками», также там есть и другие решения). Можно подключить sms-оповещения.

Умный дом – это очень удобный способ сделать свою жизнь проще, часто целая система покупается полностью (Arduino, KNX, Linux).

Стоимость каждой системы индивидуальна. Самые популярные марки следующие: beckhoff, gira, lpt, redeye, Smart Switch IOT screen, teleco. Мы рекомендуем, перед тем, как построить такое жилье, посоветоваться со специалистами, они помогут вычислить уровень нагрузки, рассчитать потребляемую мощность.

Чтобы почерпнуть идеи, можно пролистать В.Н.Гололобов «Умный дом» своими руками, DJVU или PDF, бесплатно посмотреть у нас фото и видео- инструкции, прочитать советы известных мастеров.

Дело было так. Михаил из Краснодара обратился ко мне с предложением помочь разработать систему ”Умный дом” для его коттеджа. Михаил объяснил, что преследует сразу несколько целей:

• Научиться программировать контроллеры Ардуино, улучшить свои знания в области электроники, системотехники, алгоритмизации и т.п. Т.е. научиться разрабатывать достаточно сложные системы. У него есть опыт работы с электроникой, микроконтроллерами. Но что-то подзабыл, отсутствуют фундаментальные знания, скорее он в этой области не профессионал, а любитель. Также он хочет увлечь этой работой своего 14 летнего сына.
• С небольшими материальными затратами получить работоспособную, адаптированную под его задачу систему.
• Приобрести опыт в разработке систем ”Умный дом”, изучить специфику задач подобного рода.

У Михаила есть 3х этажный дом, на котором он планирует отработать и эксплуатировать систему. Он готов поэтапно устанавливать на объектах дома контроллеры, испытывать их, постепенно включать в систему.

Я подумал, что это идеальная тема для еще одной серии уроков Ардуино. Система ”Умный дом” представляет собой распределенную вычислительную систему:

• с множеством самых разнообразных датчиков;
• с различными типами исполнительных устройств;
• с самыми разными регуляторами;
• с несколькими уровнями обработки данных;
• с различными средами передачи, в том числе и по беспроводным технологиям;
• и т.п, всего не перечислить.

Многие особо отметили мои уроки, в которых я разрабатывал . В этих уроках я не выдал готовый проект, а поэтапно разрабатывал устройство, поясняя каждый шаг. Проект ”Умного дома ” по-другому и не разработать. Уж очень объемная задача.

Мы с Михаилом договорились, что:

• Он определяет техническое задание для каждого контроллера, определяет все конструктивные особенности.
• Вместе мы разрабатываем электронные схемы узлов.
• Михаил собирает контролеры, конструктивно доводит их до законченных устройств.
• Резидентные программы пишем где-то вместе, где-то я один. Как пойдет.
• Я разрабатываю тестовые программы верхнего уровня (на компьютер).
• Михаил все это испытывает на реальных объектах.
• Корректируем программы, если надо, и контроллер остается установленным на объекте. Таким образом, система будет постепенно разрастаться.
• Михаил выдает мне все результаты испытаний, информацию об объектах, которыми мы управляем и все остальные материалы.
• Я постепенно, с пояснениями выкладываю информацию на сайт.

Михаил хочет управлять всем, чем только можно управлять. Система обещает стать огромной. В будущем планируется сделать варианты с полностью беспроводной связью между контроллерами, возможны разные варианты реализации верхнего уровня. Хочется верить, что новый раздел сайта будет объемным и популярным.

Кроме уроков, обучающих материалов я надеюсь, будут разработаны полностью работоспособные контроллеры. Система ”Умный дом”, собранная на контроллерах Ардуино должна стоить очень дешево.

У меня нет опыта разработки подобных систем, но когда проект проверяется на реальном объекте, опыт приходит сам по себе.

Итак, я сформулирую цели нового раздела:

• Обучающие статьи, уроки по:
  • разработке сложной распределенной вычислительной системы;
  • подключению различных датчиков к платам Ардуино;
  • управлению исполнительными механизмами;
  • разработке регуляторов;
  • использованию беспроводных технологий.
• Практический опыт, связанный со спецификой разработки систем ”Умный дом”.
• Работоспособные проекты контроллеров, из которых может быть создана система ”Умный дом”.
• Надеюсь, в итоге получится ”народная” система "Умный дом" с крайне низкой ценой.
• Проект будет вестись ”в реальном времени”. Возможны ошибки, доработки.

Система управления “Умный дом”.

Под ”Умным домом” понимают аппаратно-программный комплекс автоматизации и управления различным оборудованием квартиры или дома. Цель – добиться оптимального ресурсосбережения, безопасности, комфорта. Система должна распознавать ситуации, происходящие в доме и реагировать на них соответствующим образом.

Как правило, ”Умный дом” это интеграция в единую систему нескольких подсистем управления:

• отоплением, вентиляцией, кондиционированием;
• водоснабжением;
• освещением;
• электропитанием;
• обеспечением охраны и безопасности;
• управлением сложной бытовой техникой.

Интернет пестрит предложениями по созданию систем ”Умный дом”. Предлагаются готовые модули, из которых пользователь может сам синтезировать систему. Много предложений установки системы “под ключ”. По моим наблюдениям в результате получаются уж совсем простенькие системы, позволяющие только управлять чем-то не вставая с дивана, или цена проекта может достигать 2,5 - 3 миллиона рублей.

Основные принципы разработки системы ”Умный дом”.

Пока приходят в голову следующие принципы. Возможно, жизнь их изменит или добавит новые.

• Мы ставим цель – разработать сложную систему из комплектующих с низкой стоимостью. Как следствие – в качестве контроллеров будем использовать платы Ардуино.
• Система должна легко расширяться. Контроллеры будем добавлять по мере разработки. Конфигурация системы, т.е. число и типы контроллеров, может быть легко изменена на любом этапе разработки или эксплуатации.
• Система представляет собой несколько децентрализованных подсистем, связанных в единую систему в одном узле – центральном контроллере. Т.е. система строится по принципу локальных регуляторов – контроллеров самостоятельно выполняющих задачи даже при отсутствии связи. Например, система контроля протечек воды самостоятельно перекрывает воду в случае аварии. Но управление подачей воды может происходить и от центрального контроллера.
• Система может расширяться за счет сегментов с другими сетями, средами передачи данных, как на более низком уровне, так и на более высоком. Например, к локальному контроллеру могут быть подключены датчики или контроллеры по его собственной сети, в том числе и беспроводной. Если не ошибаюсь, такие сети называются гетерогенными. Можно к центральному контроллеру подключить компьютер. Это будет расширение системы в сторону верхнего уровня.
• В качестве основной сети связи будем использовать RS-485. Это самый дешевый и надежный вариант организации сети.
• В общем случае, питание локальных контроллеров будет происходить от отдельной сети напряжением 12 В. Это позволяет:
  • упростить систему – нет необходимости в отдельных блоках питания;
  • простыми способами организовать резервное питание от аккумулятора;
  • повысить надежность системы - в случае зависания какого-либо контролера, центральный контроллер может перезагрузить локальный контроллеры выключением общего питания.
• Постановка технического задания для разработки локальных контроллеров будет происходить "по месту" их установки. Т.е. мы не будем сейчас планировать и детально расписывать, какие контроллеры необходимы, какие датчики или исполнительные механизмы к ним подключать. Когда настанет время разработки конкретного контроллера, мы посмотрим, в каком помещении он устанавливается, какие элементы к нему необходимо подключить и т.п.
• Разработка системы будет происходить ”снизу”. В первую очередь разрабатываются локальные контроллеры. На этапе разработки в качестве центрального контроллера будет использоваться компьютер.
  • Т.е. мы разрабатываем локальный контроллер.
  • Устанавливаем его на объект. Подключаем к сети.
  • С помощью компьютера и специальной тестовой программы отлаживаем локальный контроллер.
  • Только когда будет разработано и установлено несколько локальных контроллеров имеет смысл разрабатывать центральный. Но даже в этом случае новые локальные контроллеры будут испытываться с помощью компьютера.
• В качестве сетевого протокола будем использовать стандартный протокол .
• Конфигурация системы будет производиться с помощью компьютера или планшета.
• И последнее правило – не иметь никаких догматических правил. Если практика покажет, что в каких-то принципах мы ошиблись, значит надо смело перечеркнуть их и взять за основу новые.

Обо всех этих принципах мы еще поговорим при разработке элементов системы.

Объект управления.

Я уже говорил, что система будет испытываться и эксплуатироваться на конкретном объекте. Это уже построенный таун-хаус (блокированной застройки) с участком прилегающей территории. Здание состоит из 3 этажей и технического прилегающего помещения. План дома выглядит так.

Предварительно Михаил поставил для системы следующие задачи и функции.

Территория.

1. Управление светом (зональное, с опциональным автономным режимом). Применяются беспроводные модули управления светом 315MHz на которые сигнал передается по воздуху от контроллера через модули беспроводной связи.
2. Управление поливом (зональное). Обязательный контроль влажности почвы, на основании которого может быть заблокирован полив. Для контроля используется датчик влажности почвы.
3. Управление системой доступа (ворота, шлагбаум).
4. Измерение погодных условий (температура и влажность).

Помещения жилые.

1. Управление светом (по помещениям + зональное).
2. Управление вытяжной и приточной вентиляцией (по помещениям). Работает автоматически, сравнивая температуру и влажность воздуха снаружи и внутри помещения, а также с возможностью ручного удаленного "оверрайда". Управление двигателем от релейного модуля, датчики влажности и температуры DHT-22, как в п.4
3. Управление кондиционерами (по помещениям). Применяются ИК-излучатели.
4. Управление системами полива комнатных растений (индивидуальное по точкам полива). Аналогично п.2, но без контроля погодных условий.
5. Управление жалюзи, шторами и т.п. (индивидуальное). Релейные модули управления с датчиками концевых положений.
6. Контроль температуры и влажности (по помещениям). Стандартные датчики DHT-22
7. Контроль загазованности (утечка газа, CO2, дым) (по помещениям "риска").
8. Контроль присутствия человека (по контрольным помещениям).
9. Управление силовыми розетками и потребителями (в зависимости от проекта и потребностей). Стандартные релейные модули.
10. Управление мультимедиа устройствами.
11. Интернет вещей (контроль состояния и управление отдельными приборами – холодильник, например).

Помещения технические

1. Управление централизованной системой водоснабжения (включая учёт).
2. Управление централизованной отопительной системой (включая учёт).
3. Управление централизованным электроснабжением (включая учёт).

Схематично он изобразил задачи системы ”Умного дома” так.

Все это только предварительные требования. Функции каждого локального контроллера, а значит и всей системы, будут определяться на этапе его разработки ”по месту”. Я привел этот перечень скорее, чтобы показать масштабность проекта. Насколько я понял, Михаил придерживается принципа – система должна делать все, что можно делать.

На форуме сайта я создам раздел для обсуждения проекта. Если вопросы объемные, требуют представления схем или скетчей, просьба общаться там, а не в комментариях.