Что такое система умный дом и пример её реализации

Что такое умный дом. Голосовое управление умным домом с помощью системы Apple HomeKit, Google Ассистент или Яндекс Алиса.

Остались довольны

Юрий 11 ноября, 2020 год

Заказывали умный дом у Insyte. Про них нам рассказали знакомые, которые тоже раньше установили умный дом. У них мы и посмотрели как это работает. Стоимость конечно не самая низкая, но это и не дешевая коробка с датчиками, а профессиональная система. Пользуемся уже третий месяц, нас устраивает, проблем особых нет, возникали мелкие по началу недочеты, но после звонка с обращением нам… Читать отзыв Заказывали умный дом у Insyte. Про них нам рассказали знакомые, которые тоже раньше установили умный дом. У них мы и посмотрели как это работает. Стоимость конечно не самая низкая, но это и не дешевая коробка с датчиками, а профессиональная система. Пользуемся уже третий месяц, нас устраивает, проблем особых нет, возникали мелкие по началу недочеты, но после звонка с обращением нам их исправили. А так в целом привыкли быстро ко всему, нормальное приложение. Удобно получается такая единая система управления всем в квартире. Сколько приятных мелочей, можно не вставая с дивана, или с кровати включить или выключить свет, и также с другими приборами.

Слишком много Smart-Home-стандартов?

Если вы хотите установить систему Smart Home, необходимо знать, какие стандарты беспроводной связи поддерживают ваши устройства. Могут понадобиться Wi-Fi, Bluetooth, 433 МГц, 868 МГц или DECT, а также возможность работать по стандартам ZigBee или Z-Wave.

Слишком много Smart-Home-стандартов?

Звучит всё гораздо сложнее, чем есть на самом деле. Для многих систем все эти стандарты часто играют лишь второстепенную роль, так как шлюзы обычно поддерживают несколько производителей и стандартов. Например, Mediola AIO Gateway поддерживает около 300 устройств от 30 производителей, распознавая при этом 433 МГц, 868 МГц и инфракрасные сигналы.

Кроме того, всё больше производителей предлагают интерфейсы для Amazon Echo и Google Home, так что вы сможете использовать эти приборы в качестве основного, и таким образом Smart-Home-устройства, которые вроде бы не совместимы друг с другом, вполне смогут работать вместе.

Слишком много Smart-Home-стандартов?

Тем не менее, перед покупкой следует заглянуть на соответствующий веб-сайт, чтобы убедиться, что выбранная система Smart Home действительно распознает все необходимые вам компоненты.

«Умный дом» своими руками

Прежде, чем приступать к обустройству системы, стоит изучить всю необходимую информацию. В первую очередь необходимо понимать принципы управления техникой, работающей от электрического тока, уметь собирать электрические щиты, знать требования безопасности при работе с электричеством, уметь правильно соединять кабель.

Также стоит изучить информацию про типы контролеров, виды сигналов, выходы и входы контролеров.

Для того, чтобы создать интерфейс управления, необходимо обладать навыками мобильной или настольной операционной системы.

Для того, чтобы создать «Умный дом» своими руками, необходимо понимать алгоритмы работы и разбираться в оборудовании, которое используется.

Очень часто в продаже встречаются простые системы с ограниченными возможностями. Именно они предназначены для самостоятельной сборки. Они могут контролировать протечки воды, управлять включение света или информировать владельца через сообщения. Такие комплекты продаются в готовом виде. Есть наборы «Видеонаблюдение и контроль доступа», «Умная квартира», и другие.

Читайте также:  Как обновить смайлики на андроид — подробная инструкция

Как пробросить хаб в HomeKit

Установленная в качестве образа сборка SprutHub является полностью авторской разработкой и доступна только для покупателей любого из стиков компании.

Система может самостоятельно управлять подключёнными гаджетами, а кроме этого позволяет пробросить подключенные устройства в любой удобный сервис для управления умным домом. Это может быть HomeKit от Apple, Google Home, умный дом от Яндекс и даже специфическая Маруся от

Посетителям нашего ресурса интереснее всего будет интеграция именно с умным домом от Apple, этим сейчас и займемся.

1. Запускаем приложение Дом на iPhone, iPad или Mac.

2. Нажимаем кнопку “+” и выбираем пункт Добавить аксессуар.

Как пробросить хаб в HomeKit

3. В диалоговом окне выбираем пункт Нет кода или возможности его сканировать.

4. Указываем найденный при поиске SprutHub.

5. В качестве кода сопряжения вводим “66666666” (конспирологи оценят) и подтверждаем сопряжение с гаджетом.

Вместе с хабом будет предложено добавить еще пару устройств: Сигнализация и кнопка Поиск. Первая нужна для настройки и активации различных сценариев, связанных с приходом или уходом из дома, а вторая и есть та самая волшебная кнопка SprutHome, которая делает хаб самым удобным хабом для умного дома.

Как видите, и на этом этапе нет никаких сложностей, премудростей и танцев с бубном. Аналогичную процедуру придется проделать с любым хабом других производителей.

Определение начальных условий

В первую очередь необходимо определиться с постановкой задачи, то есть, с функциональностью системы. Допустим, у нас имеется однокомнатная квартира, которую можно условно разделить на следующие зоны:

  • Тамбур.
  • Прихожая.
  • Туалет, совмещенный с ванной комнатой.
  • Кухня.
  • Жилая комната.

Задача: автоматизировать управление освещением, бойлером и системой вентиляции.

Поставим задачи для каждой из зон.

Тамбур

В данном случае можно автоматически включать свет при приближении к входной двери. То есть, потребуется датчик движения. При этом необходимо учитывать уровень освещенности, соответственно, автоматика должна срабатывать только в темное время суток. Для этого понадобиться датчик GY302 или аналогичный (в обзоре мы не приводили его, но найти описание не составит проблем). Включение и выключение лампочки (через заданное в программе время) можно доверить твердотельному маломощному реле, например G3MB-202P, рассчитанному на ток нагрузки 2 А.

Прихожая

Управление освещением в данной зоне можно организовать по тому же принципу, что и в тамбуре. Можно добавить включение света при открытии входной двери. В качестве датчика подойдет типовой дверной геркон.

Туалет и ванная комната

Включение бойлера можно связать с наличием в квартире хозяев. Если никого нет, автоматика принудительно отключает нагреватель воды при помощи модуля SSR-25DA. Отслеживать температуру нагрева нет смысла, поскольку данные устройства самостоятельно отключаются при достижении заданного порога. Свет и вытяжка должны включаться автоматически при входе человека в эту зону, и отключаться через определенное время, если не обнаруживается движение.

Автоматизация кухни

Управление освещением данной зоны можно оставить ручным, но дублировать его автоматикой, отключающей свет, если движение не обнаруживается длительное время. При работе электро или газовой плиты должна включаться вытяжка и отключаться через некоторое время после приготовления пищи. Управлять работой вытяжки можно при помощи термодатчика, фиксирующего повышение температуры при включении плиты.

Читайте также:  Как можно скорее обновите iOS и iPadOS до версии 14.4

Жилая комната

В данном помещении управлять освещением лучше вручную, но можно реализовать возможность автоматического отключения света при достаточном уровне освещенности.

Приведенный пример довольно условный, поскольку алгоритм работы Умного дома каждый разрабатывает в зависимости от личных предпочтений.

Особенности терморегуляции

В заключение дадим несколько рекомендаций по управлению отоплением. Следует учитывать большую инерционность данной системы. Велика вероятность того, что управление посредством простого включения и отключения отопления, в соответствии с заданным температурным диапазоном, могут создать довольно дискомфортные условия. В данном случае следует использовать алгоритм PID-регуляции, в сети доступна библиотека с его реализацией для Ардуино.

Не вдаваясь в подробности можно описать работу данного алгоритма следующим образом:

  • Производится анализ между необходимой и текущей температурой в помещении, и по результату устанавливается определенная мощность отопительной системы.
  • Производится учет постоянных теплопотерь. Они могут зависеть от уличной температуры или других факторов. Поэтому при достижении заданной температуры, отопление не отключается полностью, а снижается до уровня необходимого для компенсации теплопотери.
  • Последний фактор, влияющий на работу алгоритма, учитывает инерционность системы отопления, что не допускает выход температуры за установленный диапазон.

Умный Дом от Apple, Google и Amazon

Переломным моментом в развитии систем умного дома стал выход платформы HomeKit от Apple в 2014 году. Идея Хоумкит очень проста – предоставить пользователю единый центр управления устройствами умного дома от разных производителей. Вместо нескольких сторонних приложений на своём iPhone теперь вам нужно только одно приложение от Apple – Дом (Home).

Приложение Дом от Apple с добавленными HomeKit-устройствами от разных производителей

При этом всеми устройствами, добавленными в приложение Дом на айфоне, можно управлять голосовыми командами через персонального ассистента Siri даже без разблокировки телефона. Как же это удобно, просто сказать “Привет Siri, выключи свет” для того, чтобы выключить свет во всех комнатах, несмотря на то, что в гостиной у вас лампочки от Икея, а в спальне – от Philips. Фантастические фильмы про Железного Человека и его виртуального помощника, управляющего домом, становятся реальностью.

Возможность связывать воедино устройства разных производителей через голосового помощника стала настолько успешной у пользователей, что компания Amazon в конце 2014 года выпустила отдельный гаджет для дома с “живущим” в нём голосовым помощником – умную колонку Amazon Echo с ассистентом Alexa. Эта колонка может понимать голосовые команды и управлять бытовыми устройствами в доме.

Умный Дом от Apple, Google и Amazon

Эти события означали, что на рынок дорогих закрытых систем, которые не совместимы между собой, пришли технологические гиганты. Пришли и начали вводить стандарты, позволяющие совместить продукцию разных производителей и управлять всем этим из одного приложения на вашем телефоне или вообще с помощью голоса из любой точки вашей квартиры.

В 2016, следом за Амазон, вышла умная колонка Google Home с голосовым помощником Google Ассистент. А позднее, в 2018-м году, Гугл выпустил приложение для управления своей платформой умного дома – Google Home. Компания Apple же представила свою колонку HomePod с встроенным помощником Siri. А затем и российская компания Яндекс выпустила свою Станцию с Алисой.

Читайте также:  10 обновок iOS 10 и что в апдейте актуально для России?

Умные колонки от Google, Apple и Amazon со встроенными голосовыми помощниками

Началась новая эпоха домашней автоматизации: три крупнейшие IT-корпорации взяли на себя роль ведущих разработчиков программного обеспечения для Умного Дома, начав задавать свои правила игры. Теперь Apple, Google и Amazon предоставляют программную часть Умного Дома, а производители техники теперь делают только то, что у них получается лучше всего – бытовые электроприборы. При этом оснащая их модулями для подключения к беспроводной сети умного дома (Wi-Fi или Zigbee). Выстраивается схема очень похожая на взаимодействие производителей телефонов и операционной системы Android, которую делает Google.

Получается, сегодня мы имеем 3 передовых конкурирующих между собой платформы для Умного Дома: HomeKit от компании Apple, Google Ассистент от компании Google и Amazon Alexa от Amazon. В России также развивается своя платформа Умного дома Yandex. И любая компания, которая занимается устройствами Умного Дома, должна сотрудничать, как минимум, с одной из этих платформ, интегрировать свои устройства в экосистемы этих компаний. Если производитель «железа» не будет сотрудничать с Apple и Google, то с ним, вероятно, произойдёт то же, что произошло с производителями мобильных телефонов, которые отказались от использования Android. Его приборы не смогут связываться с Siri и Google Ассистентом, и их не будут покупать.

Ведущие мировые производители бытовой электроники уже начали активно сотрудничать с Apple, Google и Amazon и активно выпускать совместимые с их системами приборы. Для того, чтобы покупатель мог легко отличить совместимые устройства от несовместимых, лидеры рынка придумали специальную пометку для сертифицированных «одобренных» товаров. Так, устройства совместимые с платформой HomeKit от Apple имею наклейку Works with HomeKit (работает с Apple HomeKit). Аналогична ситуация с умными устройствами, которые совместимы с Google, Amazon и Яндекс (Works with Google Assistant, Works with Amazon Alexa, Работает с Алиса).

Логотипы на упаковках одобренных и сертифицированных умных устройств

Умный Дом от Apple, Google и Amazon

Именно совместимость устройств с экосистемами Эпл, Гугл, Амазон или Яндекс и делает умный дом современным. Поэтому сегодня каждый, кто хочет автоматизировать свой дом, должен выбрать одну из этих ведущих платформ, точно так же, как мы это делаем при выборе операционной системы телефона: Андроид или iOS.

Именно совместимость устройств с экосистемами Apple, Google, Amazon и Яндекс и делает умный дом современным.

Влияние на здоровье человека

Производители утверждают, что система абсолютно безопасна для здоровья. Надо признать, что это спорное утверждение. Проводной комплекс предполагает наличие большого количества кабелей, спрятанных в стенах и полу, от которых исходит излучение. Это не считая множества приборов, которые тоже излучают. Если в доме установлен беспроводной вариант системы, добавляются еще и радиоволны различных частот. Безопасность, равно как и опасность такого соседства для человека пока еще никем не доказана. Однако медики склонны расценивать его как потенциальную опасность для здоровья.

Влияние на здоровье человека

Это наиболее значимые недостатки Умного дома. О них обязательно нужно знать, принимая решение об установке такой системы в своем доме. Красивая реклама частенько обманчива. А будущему владельцу УД вряд ли нужны неприятные сюрпризы, неожиданно появляющиеся после того, как принято решение об автоматизации дома. Нужно четко понимать все за и против такой установки, только тогда можно сделать осознанный выбор.