Интеллектуальная собственность, или философия умного дома

Статья "Интеллектуальная собственность, или философия умного дома"
Статья "Управление вентиляцией в умном доме. "Умная" вентиляция"
Статья "Система умный дом: основные особенности, функции и составляющие"

Отопление, газ, водопровод и кондиционеры. Системы охраны и домашний кинотеатр. Светильники, люстры, оконные жалюзи и многое другое. И всей этой армией домашних устройств надо как-то управлять. На помощь приходят современные системы электронной автоматизации.

На Западе (где большой процент населения проживает в частных коттеджах) автоматизированные (умные) дома — явление массовое. Российская загородная жизнь тоже постепенно набирает высокотехнологические обороты — в каменных телах новоиспеченных коттеджей все чаще и чаще можно обнаружить по-русски загадочную и непонятную (на первый взгляд) электронную душу, которая наполняет эту самую жизнь особенным смыслом.

Заказчику на заметку
Компания «ТРИА» предлагает создание и интеграцию комплексов внутренних инженерных систем с системой управления умный дом в Москве и Московской области.

Смысл

Коттедж, расположенный в отдалении от пространств мегаполиса, должен уметь автономно предоставлять своему владельцу все необходимые атрибуты комфорта и уюта. Поэтому современный загородный дом — вещь с технической точки зрения довольно-таки сложная, он оснащен всевозможными устройствами жизне- и досугообеспечения. К ним можно отнести осветительные приборы, системы газо- и водоснабжения, отопления, климат-контроля. Вспомним также информационные коммуникации (телефон, интернет, спутниковое и кабельное телевидение). Не забудем и об обеспечении безопасности и охраны хозяев (от злоумышленников и от пожара). И наконец, дополним картину аудио-видео системами, домашним кинотеатром и прочими агрегатами, призванными скрасить наше времяпрепровождение на природе…

Итак, у нас есть требующие контроля многочисленные устройства, работой которых надо каким-то образом управлять. Традиционный подход к решению этой проблемы подразумевает наличие в доме хаотично-разрозненной массы всевозможных включателей-переключателей, кранов, вентилей, пультов дистанционного управления (ПДУ), регуляторов... Они стремительно размножаются с ростом числа этажей и комнат. Так, например, только система домашнего кинотеатра может иметь в своем арсенале до восьми ПДУ: DVD-плеер — раз, ресивер — два, телевизор — три, видеомагнитофон — четыре, спутниковый ресивер — пять, СD-проигрыватель — шесть... в то время как рук всего две. Вот было бы здорово заменить эту груду одним универсальным ПДУ и с его помощью управлять сразу всеми аудио- видеоустройствами!

Что делает дом умным:

серверы, блоки питания, шинные и линейные соединители, порты, контроллеры;
кнопочные выключатели;
средства дистанционного управления (инфракрасные и радиочастотные приемники и пульты-передатчики);
программируемые таймеры и радиоантенны для управления ими;
физические датчики (термостаты, датчики движения, освещенности, дождя, протечек, ветровой нагрузки, дверные и оконные контакты, датчики разбития стекла, дымовые);
аналоговые и цифровые входы и выходы;
исполнительные устройства (всевозможные приводы, механизмы управления жалюзи и шторами, реле, переключатели, регуляторы мощности);
средства визуализации (стационарные и переносные дисплеи и пульты с жидкокристаллическими экранами, мини-табло с индикацией);
функциональные приборы и вспомогательные материалы (универсальные и шинные кабели, щитки, клеммники);
программное обеспечение.

Смысл системы умного дома как раз в том и состоит, чтобы сделать управление не только домашним кинотеатром, но и всем домашним хозяйством более простым и надежным. И даже в некоторой степени превратить его в игру, развлечение, предоставить владельцу множество полезных возможностей по организации быта и досуга. Для реализации такой идеи вышеупомянутые устройства объединяют в сеть (или несколько параллельных сетей), связующим элементом которой является микропроцессорный контроллер (или несколько контроллеров), к которому подключаются пульты централизованного управления, расположенные в удобных для хозяев местах.

Все под контролем

Управлять всем, что только может управляться, — это основная задача системы умного дома. Основная, но не единственная. Другая важная способность интеллектуального здания — отслеживать ситуацию: включить кондиционер (или обогреватель), когда температура воздуха перешагнула заранее установленную норму, закрыть кран, если вода в ванне достигла критического уровня, сообщить хозяевам о визите незваного гостя, проследить за расходом электроэнергии, регулируя накал ламп в зависимости от внешнего освещения... Этот перечень можно продолжать и продолжать. Главное, что система делает многие важные дела сама, без постороннего вмешательства, денно и нощно неустанно неся свою службу.

Как это работает!

Система умного дома — это целостный организм, реагирующий на изменение внешних и внутренних факторов. Ее мозг — мини-компьютер или контроллер, который обрабатывает поступающие с пультов управления и внешних датчиков сигналы и отдает команды исполнительным устройствам. В контроллер вводится программа, написанная специально под конкретные нужды заказчика. Она и определяет поведение умного дома в той или иной ситуации. Система домашней автоматизации может быть собрана на базе одного (центрального) или нескольких (независимых или распределенных) контроллеров. В каждом конкретном случае тот или иной вариант имеет как плюсы, так и минусы.

Возможности умного дома:

автоматическое управление светом;
температурный контроль, кондиционирование, контроль отопительной системы и водоснабжения;
«мультирум» — аудио- и видеокомпоненты, эфирное и спутниковое телевидение становятся доступны во многих комнатах;
интерком (громкая связь между комнатами);
интегрированные в единую сеть телефон и компьютер;
управление системой безопасности;
удаленный доступ;
запуск сценария «с одной клавиши». И многое другое...

Пульт управления (ПУ) — звено, через которое происходит общение умного дома со своими жильцами. Предлагаемое индустрией многообразие пультов управления велико: от самых простых настенных кнопочных управляющих устройств до переносных беспроводных жидкокристаллических панелей с цветным экраном, чувствительным к нажатию. Сейчас довольно популярны жидкокристаллические тачпады с диагональю экрана 5 —10 дюймов. Последний крик моды — цветные сенсорные 21-дюймовые панели. Существуют пульты, оснащенные датчиками движения (включаются при поднесении руки), автоматической подсветкой (в зависимости от условий внешнего освещения), джойстиками. Пульты управления подразделяются на односторонние и двусторонние. Односторонние работают только на передачу сигнала (можно отдать команду DVD-плееру, находящемуся в соседней комнате, но нельзя проверить, выполнена ли она). Двусторонние осуществляют как передачу, так и прием данных. С пульта команда может быть передана двумя способами: по проводам или дистанционно (за счет распространения радиоимпульсов). Проводные пульты всегда двусторонние.

По сценарию

В быту часто возникают ситуации (на языке установщиков системы умного дома — сценарии), требующие стандартной последовательности действий по включению/выключению определенных электромеханических устройств. Например, чтобы посмотреть видеофильм, вам необходимо притушить свет, зашторить окна, включить компоненты системы домашнего кинотеатра... Программа, заложенная в контроллер, может быть составлена таким образом, что вышеописанная цепочка действий будет выполнена автоматически после нажатия одной единственной кнопки на пульте! Владелец умного дома может сам придумать свой сценарий, например «Пробуждение» или «Визит гостя», разнообразив его соответствующей музыкой и освещением.

Светить всегда!

Между прочим, одна из самых полезных и часто используемых возможностей умного дома — это управление светом. Недорогая система может состоять только из устройств, плавно регулирующих освещенность вашего жилища в разных комнатах. Осветительные приборы разделяют на одновременно управляемые группы (зоны). Как правило, одна зона — одна комната. Некоторые модели центральных контроллеров способны не только управлять освещением в разных зонах, но и создавать нетривиальное световое оформление внутри одной комнаты в зависимости от ситуации («Деловой ужин», «Праздник»...). Довольно часто к контроллеру подключают датчики освещенности, что позволяет системе автоматически регулировать накал ламп в зависимости от внешнего освещения. Престижная вещь — датчики движения. На их базе достаточно легко организовать автоматическое сопровождение светом человека, идущего по коридорам и лестницам здания.

Кстати...

Помимо термина «умный дом» часто используется несколько других устоявшихся словосочетаний: Smart Home («умный дом» по-английски), «интеллектуальное здание» (относится скорее к решениям в масштабе корпорации). Умный дом пришел в наш быт из профессиональной военной отрасли (как и многие другие явления повседневности). Изначально системы автоматизации управления были очень дороги. Однако расцвет цифровых технологий существенно понизил стоимость интеллектуальных устройств, позволив внедрить их в обиход.

Нет плохой погоды

Если учесть, что летом у нас жарко, а зимой подчас нестерпимо холодно, то система климатического контроля (кондиционирование, влажность, отопление, вентиляция) не будет лишней в вашем доме. Датчики температуры и влажности станут чутко следить за состоянием атмосферы в жилище, передавая «сводки погоды» контроллеру. Последний в свою очередь отдаст приказания нагревателям или кондиционеру. Не стоит забывать и о газонах, клумбах, фруктовых деревьях. Как только сухость почвы достигнет угрожающей отметки (это фиксирует специальный датчик), системы автополива незамедлительно начнут работу.

О деньгах

Создание умного дома предполагает готовность (и возможность) потратить на это немалые деньги. Для ориентира: простая система централизованного управления светом и домашним кинотеатром обходится в 4—6 тыс. долл.

Наполним музыкой дом!

Жизнь без музыки скучна. Понятно желание владельцев коттеджей снабдить каждую комнату (а также кухню, ванную, сауну) музыкальным сопровождением. Для этого вовсе не обязательно устанавливать множество мелких разрозненных дешевых аудиосистем. Достаточно установить систему «мультирум», сделав ее еще одной неотъемлемой частью умного дома. В общем, «мультирум» — это несколько серьезных источников аудио-видео сигналов, собранных в единой главной стойке, плюс система распределения аудиовидеоданных по дому, питающая звуковизуальную атмосферу в других комнатах. Иначе «мультирум» еще называют мультизональным (мультизонным) аудио (или видео). Такие устройства, как мультизональные усилители и ресиверы, встраиваемые в потолки и стены акустические системы, способны работать в условиях повышенной влажности (для ванных комнат, бассейнов и саун). Вы сможете сэкономить, если позаботитесь о системе управления еще на стадиях проектирования и строительства дома. Основная трудность установки такой системы — прокладка многочисленных кабелей, поэтому сеть проводов стоит сразу заложить в расчете на расширение. Даже если какое-то время часть этой сети не будет использоваться, то возможная со временем модификация окажется относительно простой и не потребует серьезных затрат на вмешательство в сложившийся интерьер (которое обычно сопровождает прокладку новых кабелей).

Паутина

В основном компоненты умного дома связываются друг с другом по проводам. Это могут быть силовые провода (высокое напряжение), двужильная витая пара или информационные шины (4—8 жил). Переносные пульты общаются на радиочастоте или с помощью инфракрасного излучения. Дабы не загромождать жилое пространство паутиой из проводов, кабели прокладывают в стенах или над подвесным потолком. Кроме того, существует масса декоративных коробов, в которые можно спрятать жилы. Короба используют, когда по каким-либо причинам прокладка кабеля внутри стен (пола, потолка) невозможна.

На расстоянии

Пока это еще экзотика, но теоретически существует возможность установить управление коммуникациями дома по телефону и через интернет. Это открывает перед хозяином ряд удивительных перспектив. Одна из них — звонок домой за некоторое время до своего приезда. Итак, вы звоните и запускаете сценарий «Встреча». И к вашему появлению будут приурочены разогретый котел, наполненная ванна и радостное перемигивание осветительных ламп!