Краткий справочник для начинающих по автоматизации дома. От домашней автоматизации и умных домов в общем к конкретному примеру

Автоматизация все шире внедряется в повседневную жизнь современных людей. И если раньше вершиной прогресса можно было считать автоматизированное производство, то теперь даже быт, квартиру или частный дом, можно достаточно просто кардинально улучшить, привнеся туда концепцию «умный дом». Ведь сегодня системы «умный дом» призваны не только оптимизировать расходы на электроэнергию, но в первую очередь — сделать жизнь человека более комфортной. О возможностях современных систем «умный дом» и пойдет речь в нашей статье.

Объединить в одну систему домашний кинотеатр, управление освещением, водоснабжение, систему видеонаблюдения, контроль климата, электроснабжение и контроль доступа, газоснабжение и мультирум, - вот задача, которую решает сегодня система «умный дом». Давайте пройдемся последовательно по каждому из пунктов, рассмотрим, что же вообще могут современные системы автоматизации применительно к нашему быту.

Климат-контроль

Микроклимат общественных и жилых помещений сильно влияет на нашу работоспособность, да и на здоровье в целом. Условия воздушной среды в помещениях меняются в зависимости от режимов работы климатической техники. Отопительное и вентиляционное оборудование, осветительная техника, другие приборы, - все это в совокупности оказывает определенный суммарный эффект на человеческий организм, на самочувствие, на здоровье в конце концов. А техника становится все сложнее.

Автоматизированные системы позволяют не только оперативно контролировать и осуществлять управление всей этой техникой, но в конечном итоге заботятся о нашем здоровье. При помощи датчиков отслеживается текущее состояние воздуха в помещении, а посредством панелей управления происходит корректировка режимов работы кондиционеров и приточной вентиляции, и отопления. То есть климат настраивается автоматически под требования человека, которые задаются предварительными настройками.

Так климат-контроль позволяет следующее. Управление качеством воздуха в зависимости от погоды за окном и от времени суток. Своевременное проветривание помещений путем управления отоплением и открыванием окон.

Управление работой теплого пола. Поддержание оптимальных температуры и влажности индивидуально в каждом помещении. Например помещение для хранения продуктов требует своего особого климата, который отличается от климата в гостиной или на кухне и т. д.

Управление температурой, влажностью, интенсивностью притока свежего воздуха, системой очистки воздуха и озонированием. В каждой комнате условия должны быть своими, наиболее подходящими для каждого члена семьи, с учетом места в доме, где эта комната расположена: какая-то севернее, какая-то южнее, - и управление в каждом случае будет индивидуальным.

В детской недопустимы сквозняки, в спальне должно быть потеплее, в ванной комнате пол должен быть вовремя подогрет, и не нужно держать его теплым все время. То есть управление получается оптимальным, чтобы эффект энергосбережения также имел бы место.

Настройка варьируется в соответствии с образом жизни семьи или коллектива. В выходные дни подача тепла в рабочие помещения снижается или отключается.

Автономная система отопления загородного дома — наоборот включается на выходные. Котел дистанционно включается или переводится в экономичный режим и т. д. Все рационализируется для сочетания экономичности и комфорта жизнедеятельности. Это особенно касается водоснабжения, электроснабжения и теплоснабжения.

Развлечения

Уже давно никого не удивишь домашним кинотеатром. Но управлять из разных мест звуком и видео, а также стереосистемами, расположенными по всей квартире — эти функции как раз реализуются при помощи системы «умный дом».

Домашний кинотеатр подключается к автоматизированной системе, и весь комплекс мультимедийного оборудования вместе со вспомогательными устройствами гармонично интегрируется в квартиру. Источников звука и видео может быть несколько, и они могут быть многоканальными: акустические системы, ресиверы, плазменные панели, проекторы, - все управляется напрямую или дистанционно из любого места помещения.

Вы можете смотреть фильмы и передачи, слушать музыку во всех комнатах или только в нескольких, запрограммировать сценарий и активировать его одной кнопкой с сенсорной панели или с пульта. Программу сценария можно вписать в индивидуальные условия: жалюзи закрываются, свет гаснет или становится менее интенсивным, включается плазменная панель, выдвигается проектор, запускается плеер.

Программы сценариев можно редактировать, настраивать по времени для автоматического запуска, устанавливать сопутствующие настройки для просмотра кино, например включить кондиционер возле места где установлен домашний кинотеатр, если стоит жаркая погода.

Функция «мультирум» - это как раз та функция, которая позволяет слышать звук или смотреть видео в нескольких независимых зонах квартиры. Появляется возможность регулировать громкость из любой комнаты, в каждой из которых установлены кнопочные или сенсорные, настенные или настольные панели управления, а также имеются пульты дистанционного управления.

Что может быть более выразительным признаком интеллектуальности системы «умный дом», чем умное управление освещением? Освещение в «умном доме» является поистине разумным и поэтому экономичным. Ресурсы электроэнергии в квартире, в доме или в офисе используются максимально экономно, без ненужной расточительности.

Достоинство автоматизированной системы управления освещением в том, что она, опираясь на данные с датчиков внешнего и наружного освещения, а также на данные таймеров, позволяет включать и выключать свет нужной яркости и только там, где это действительно необходимо. К тому же открывают широкий простор для творчества. Кроме того доступна опция имитации присутствия хозяев.

Современная система «умный дом» является комплексом технологий комфорта, безопасности и экономичности. Стабильность обеспечивается интеграцией на случай отключения централизованного электроснабжения, чтобы электроника оставалась работоспособной всегда.

Аккумуляторные батареи и инверторы, зарядные устройства и жидкотопливные генераторы устанавливаются в систему и программно интегрируются. В момент отключения электроэнергии система автоматически перейдет на резервный источник, в крайнем случае от аккумуляторов останутся запитаны системы безопасности и наиболее важное оборудование.

Автоматизированная система обеспечения безопасности

Система «умный дом» включает в себя, как часть, охранно-пожарную сигнализацию и видеонаблюдение, чтобы как пребывание хозяев в доме, так и их отсутствие были бы безопасными и для дома и для самих хозяев. Здесь может быть установлен и видеодомофон и система охраны периметра для защиты от непрошеных гостей.

Что касается безопасности вообще, то система «умный дом» способна обеспечить: защиту от коротких замыканий в электропроводке, защиту от протечек воды, защиту от утечек газа, посредством срабатывания датчика дыма и включения системы автономного пожаротушения, автономное электроснабжение, сигнализацию, автоматический вызов спасательной службы.

Так, «умный дом» защитит себя и хозяев от любых опасных ситуаций, ведь в систему могут быть включены: автоматизированные ворота и двери, автоматические защитные ставни, система видеонаблюдения, охранная сигнализация, датчики присутствия, задымления, утечки газа и т.д.

Контроль доступа в помещение, видеонаблюдение за прилегающими территориями, включение прожекторов при проникновении через периметр — еще три плюса в копилку достоинств. Через интернет хозяин сможет удаленно получить картинку с любой из камер системы видеонаблюдения, сюда же можно отнести и функцию видеоняни.

Видеонаблюдение как таковое

Интеллектуальное видеонаблюдение — одна из главных составных частей современных «умных домов». Видеокамеры подключаются к интернету, и позволяют получить к себе доступ из любой точки земного шара.

Хозяин может быть за границей, при этом оперативно наблюдать любую из зон, и видеокамеры здесь могут быть управляемыми. Например управляемыми камерами обычно оснащают калитки, дворы, расположенные неподалеку постройки, площадки возле дверей квартир. Работа видеокамеры может быть сопряжена с датчиком движения, а сигналы могут подаваться на контрольный центр.

Интернет и спутниковые телевизионные сети, как основные источники информации, удобно интегрируются сегодня в системы «умный дом». Находясь внутри дома, хозяин может получать информацию, и направлять ее в различные помещения, на телевизоры и мониторы. Это касается и передачи информации, получаемой с систем видеонаблюдения. Благодаря функции «мультирум» открываются все эти возможности. Безусловно, через интернет возможно настроить при желании и удаленное управление.

Управление с мобильного телефона посредством прямых голосовых команд и по смс доступно сегодня для владельцев систем «умный дом». Вы можете также настроить переадресацию телефонных звонков и на свой мобильный телефон, если находитесь вне дома, даже будучи в другой стране.

В случае необходимости вы сможете впустить гостей в дом, просто послав соответствующую команду с мобильного телефона своей автоматизированной системе. Аналогичные возможности удобно реализуются и через интернет, достаточно будет найти Wi-Fi для смартфона или ноутбука.

Андрей Повный

  • Умный дом ,
  • Интернет вещей ,
  • Что такое умный дом?

    «Из нор в стене высыпали крохотные роботы-мыши. Во всех помещениях кишели маленькие суетливые уборщики из металла и резины. Они стукались о кресла, вертели своими щетинистыми роликами, ерошили ковровый ворс, тихо высасывая скрытые пылинки. Затем исчезли, словно неведомые пришельцы, юркнули в свои убежища. Их розовые электрические глазки потухли. Дом был чист».

    Знакомые строки? Это отрывок из перевода рассказа «Будет ласковый дождь» американского писателя-фантаста Р. Брэдбери полувековой давности, в котором опустевший автоматизированный дом следит за чистотой и поддерживает установленный хозяевами график домашнего распорядка.

    В 1950-е годы о подобных «интеллектуальных» домах можно было только мечтать или читать в научно-популярных журналах и книгах. Концептуальные разработки комфортного автоматического жилища, если и были, то назывались по-другому. До появления на публике термина «smart home» (умный дом) оставалось ещё около 20 лет.

    Датчики движения, теплые полы, кондиционеры, вентиляционные системы и отопительные котлы исправно работали, но самостоятельно, не зная о существовании друг друга. Стоит ли говорить, что человек должен был сам заботиться о комфортности своего жилья. Если было открыто окно и включен кондиционер, то регулировать температуру и влажность приходилось вручную, сверяя показания уличного термометра с комнатным.

    Умный дом… Технология?

    О том, что дом может быть умным, массовое общество середины - второй половины 20 века также хорошо знало, как знали инженеры-разработчики черно-белых телевизоров, что впоследствии они выпустят цветные модели. Между тем, без общедоступных технологий и открытых стандартов, о хоть сколько-нибудь массовом и недорогом «умном доме» и речи ни шло.

    Для сравнения, умный дом американского миллиардера-филантропа Билла Гейтса, спроектированный и построенный в конце 1980-х годов, обошелся известному предпринимателю в баснословные 63 млн долларов.

    В 1975 году неразбериха со стандартами передачи данных для домашних систем начала сходить на нет. Публике был представлен протокол X10 - первый открытый промышленный стандарт передачи данных в системах домашней автоматизации. Он представлял собой коммуникационный протокол для электронных устройств, работавший на частоте 60 Гц и напряжении 110 В в обычной домашней электрической сети. Это несколько ограничивало рынок стран, на которых можно было использовать совместимые устройства. В Советском союзе они бы точно не заработали.

    Будущему владельцу системы домашней автоматизации по стандарту X10 достаточно было приобрести нужные модули, вставить их в розетки и подключить к домашней сети через них бытовые электроприборы, чтобы свободно ими управлять. Конечно, на тот момент, внедрение рабочих модулей удаленного управления по модему или высокоскоростных центров управления с программируемыми сценариями произойти не могло.

    Только в 1978 году на рынке появляются первые модули по стандарту X10: 16-и канальная командная консоль, модуль для управления лампой, модуль для управления электроприбором. В последствии появились модули выключатели и модуль таймер. По идее, именно 1978 год считается многими историками отправной точкой в истории домашней автоматизации и умных домов. В то же время, целью первых домашних систем автоматизации была именно автоматизация, а не создание сценариев управления инженерными коммуникациями и коммунальным хозяйством жилого дома.

    Разумный дом

    В начале 1990-х годов появились первые коммерчески успешные решения и молодой рынок систем домашней автоматизации наводнили многочисленные фирмы, предлагавшие различные типовые решения, что называется «под ключ». Такой всплеск был вызван появлением нового международного стандарта электронной системы 1992 года, регулировавшего выпуск оборудования для «умных домов», что делало возможным выпуск систем и отдельных продуктов силами практически любой коммерческой компании или фирмы.

    Новые системы ушли от простой автоматизации света или бытовых приборов и предлагали сценарии, например, сценарий «сон», когда мощность бытовых ламп снижалась, электроприборы выключались, кроме самых важных, например, холодильника, а в спальне включался кондиционер, понижавший температуру до комфортного уровня.

    Сценарий «охрана» срабатывал, когда хозяин покидал дом, и домашняя техника вкупе с световыми приборами начинала симулировать обычный распорядок дня жильцов, показывая потенциальным ворам и преступникам, что дом не пустой. В случае незаконного проникновения срабатывала сигнализация, которая могла не только оповестить округу сильным звуковым сигналом о факте взлома, но и включая все бытовые приборы и освещение, отпугнуть потенциального преступника.

    К концу 1990-х годов ситуация на рынке улучшилась, т.к. покупатели получили возможность выбора между продуктами различных фирм и разных ценовых категорий.

    Так в какой же момент системы домашней автоматизации стали называть «умными домами»?

    На самом деле термин «умный дом», который так хорошо знаком нашим соотечественникам, является, своего рода, сборной солянкой значений из англоговорящего мира. В западном понимании есть несколько определений умного дома, в зависимости от формата, масштаба и цели использования: это home automatization, smart home и smart house. Каждый из них обозначает строго определенный сектор рынка.

    Соответственно, home automatization - это системы домашней автоматизации; smart home - умные дома; smart house - умные здания. В русском языке «умный дом» вобрал в себя все выше перечисленные понятия и добавил новые. Например, системы мультирума (управление мультимедиа и домашним кинотеатром, музыкальным центром), которые на Западе строго к современному домашнему умному дому не относятся и зачастую представляют соизмеримые по сложности и стоимости с умными домами готовые решения.

    Умный дом под ключ

    «Умные дома» для россиян - это, прежде всего, компактные домашние решения, которые позволяют автоматизировать рутинные процессы в доме: включить и выключить свет; проверить состояние электроприборов, например, утюга, или холодильника; установить видео-няню, чтобы проследить за маленьким ребенком; отрегулировать работу систем климат-контроля (теплых полов, отопления, вентиляции, кондиционирования и др.); сделать все это удаленно, желательно с мобильного устройства, не из дома, а с работы, в дороге, или в другом городе, или даже за границей.

    Сегодня нет необходимости задумываться - как сделать умный дом? Сейчас готовых решений такого уровня присутствует на рынке достаточное количество. Такое положение дел было вызвано техническим бумом 1990-х - начала 2000-х годов в странах Азиатско-Тихоокеанского региона, в основном, в Китае, Вьетнаме, Малайзии, которые смогли обеспечить массовый выпуск относительно дешевых в производстве и доступных на розничном рынке как микроконтроллеров, так и отдельных решений для систем автоматизации, умных домов.

    Система «умный дом»

    В мире большинство объектов коммерческой и жилой недвижимости оснащаются системами автоматизации или системами «умный дом», а в России этот процесс пока находится в зачаточном состоянии. Уже сейчас понятно, что автоматизация управления целым зданием дает множество плюсов, например, снижает расходы на обслуживающий персонал, повышает уровень комфорта для гостей, оптимизирует энергопотребление, водоснабжение и газоснабжение, сокращает наносимый вред экологии. Добавить метки

    Дом, исполняющий все желания - не фантастика, а вполне осуществимая реальность с использованием современных интеллектуальных систем автоматизации. Они позволяют существенно повысить качество жизни, достичь максимального комфорта и безопасности, позволяя чувствовать непрерывную « заботу» дома обо всех его обитателях.

    Умный дом

    Управление личным пространством с системой автоматизации Умный Дом - это не просто набор устройств, выполняющих определенные функции, а индивидуально созданный проект, отвечающий всем требованиям и пожеланиям конкретной семьи. При этом, система может быть легко перепрограммирована в соответствии с изменением условий и « настроения» домочадцев, продолжая гибко подстраиваться под семью в целом и каждого человека в отдельности.

    Автоматизация дома позволяет избежать поиска пультов для различных устройств, ручного включения и выключения приборов, ежедневного открытия жалюзи и т.д. Теперь, нет необходимости вставать ночью, если в доме стало жарко или душно, Умный дом позволит избежать этой ситуации за счет установки функциональной системы климат контроля. Дом сам уменьшит или увеличит интенсивность отопления при отклонении температуры в помещениях от желаемой нормы, при необходимости, включит кондиционер и выполнит все другие действия, чтобы поддержать максимально комфортные условия.

    Для кого подходит Умный Дом?

    Интеллектуальная система автоматизации дома предоставляет массу преимуществ для своих владельцев. Ее установка одинаково целесообразно, как для активных людей, так и для тех, кто предпочитает спокойную, размеренную жизнь.

    Умный дом отлично подойдет для всех групп населения:

    • много работающих, занятых людей - автоматизированный дом возьмет большинство забот о своем хозяине на себя, своевременно открывая окна, включая свет, поливая приусадебную территории и т.д., даже если человек проживает один, его быт станет максимально обустроенным, не требуя для этого дополнительных затрат времени;
    • семей с маленькими детьми - интеллектуальная система обеспечит максимальную безопасность для маленьких домочадцев, при этом освободив массу времени у их родителей;
    • людей, часто уезжающих в командировки, путешествия - автоматизация дома позволит создать полную иллюзию ежедневного присутствия человека, что обезопасит жилище от риска краж и прочих подобных угроз, будет следить за исправностью приборов, при протечке воды, задымлении и прочих проблемах подаст сигнал в соответствующую службу;
    • пожилых и маломобильных людей - у многих есть родные, чье здоровье и самочувствие нередко вызывает волнение друзей и близких. Система автоматизации Умный дом позволит с легкостью разрешить эту задачу. Будь то пожилой человек или люди, которым по состоянию здоровья сложно обслуживать жилое пространство в полном объеме, интеллектуальная система поможет в этом. Благодаря различным датчикам, контролерам и оповещениям, ни включенная конфорка, ни забытый утюг или открытое окно не станут угрозой. При правильном программировании Дом сам всё сделает правильно или подаст сигнал, предупредив о незавершенном действии.

    Каждый сможет найти свои преимущества в автоматизированной системе « Умный Дом» и настроить ее именно так, как считает нужным, наиболее комфортным.

    Возможности и преимущества

    Купить оборудование для автоматизации дома это важный шаг в правильном направлении. На сегодняшний день множество крупных зарубежных и российских производителей предоставляют широкий выбор устройств, отвечающих за безопасность, отопление, освещение, рациональное расходование энергоресурсов, вентиляцию, увлажнение воздуха и т.д. Многообразие датчиков, контролеров, клапанов и прочего оборудования позволяет создать и настроить слаженную систему, которая будет работать как единое целое.

    В нашем Интернет магазине осуществляется продажа устройств автоматизации от лучших производителей. Продукция отличается надежностью и имеет гарантию производителя.

    Есть возможность настроить интеллектуальную систему со звуковым и голосовым управлением, а также с функцией решения задач в соответствии с внешними параметрами, например, с изменением интенсивности освещения или температуры воздуха.

    Оборудование легко и быстро программируется. В дальнейшем хозяин может самостоятельно вносить свои корректировки.

    Цена автоматизации дома зависит от проекта и, непосредственно, от выбранного оборудования. При необходимости, наши специалисты всегда готовы Вас проконсультировать.

    В один прекрасный день я получил по почте извещение о долге за горячую воду, по причине несвоевременного оповещения коммунальных служб о показаниях водомеров. К этому моменту я, праздного любопытства ради, осваивал WiFi радиомодуль от “Roving Networks” с целью «обучить» его дистанционно включать/отключать электрический водонагреватель для экономии электроэнергии при долгом отсутствии пользователей. И так все сошлось, что решил я свести эти задачи и еще некоторые задумки «умного дома» к практической реализации. Ну и конечно, было бы не интересно, если бы я использовал знакомые мне технологии, поэтому я решил использовать как можно больше нового и интересного.

    Постановка задачи

    В квартире установлено два счетчика холодной воды, два счетчика горячей воды и электросчетчик. Также имеется бойлер, мощностью 1,5кВт. Ввиду фактического отсутствия горячей воды, соответствующие счетчики используются исключительно для снятия показаний всегда равных приблизительно нулю. Во время первого этапа автоматизации подвергнется только один из счетчиков холодной воды, электросчетчик и бойлер. В соответствии с этим была разработана постановка задачи:

    1. Автоматизировать процесс съема показаний водомера холодной воды и электросчетчика. Для фактически не используемых водомеров предусмотреть заглушки с постоянными значениями.
    2. Реализовать пересылку email с показаниями счетчиков коммунальным службам.
    3. Разработать механизм дистанционного включения(выключения) бойлера, съема величины мгновенного потребления тока и температуры воды.
    4. Разработать Веб-сервис для управления вышеописанными механизмами.

    Принцип действия

    На приведенном выше рисунке я попытался изобразить принцип действия спроектированного устройства. Веб-сервис, исполняющий роль пользовательского интерфейса, подключается к WiFi модулю, который по протоколу telnet предоставляет возможность управления собственными портами ввода-вывода, АЦП и интерфейсом UART. Собственные порты ввода-вывода и АЦП используются для управления силовым ключом бойлера, в то время как через UART происходит обращение к микроконтроллеру, для считывания показаний счетчиков и термометра. Для получения более правильной картины взаимодействия, рассмотрение отдельных модулей я начну снизу вверх.
    Датчики.

    Датчики
    Так уж случилось, что к моменту начала разработки этой системы, возникло обязательство относить мои «холодные» водомеры на проверку в водоканал, что стало удобным поводом заменить их на более современные водомеры КВ-1.5i, производства ПАТ «Електротермометрія», которые оборудованы интерфейсом для снятия показаний. В данном случае интерфейсом оказался провод, который подключен к геркону внутри счетчика таким образом, что контакт замыкается через каждые 10л воды, прошедшей сквозь счетчик.
    К сожалению, на электросчетчике НИК 2102-02 отсутствовали телеметрические выходы, поэтому было решено подсчитывать количество вспышек светодиодного индикатора, который согласно документации, выдавал 6400 вспышек на киловатт. Для этой цели, на ближайшем радиорынке, я приобрел жменю noname фототранзисторов, среди которых нашелся тот, который приемлемо реагировал на светодиодный индикатор.
    В качестве термометра, я использовал знакомый любителям 1wire сетей, термометр DS18b20, который достаточно легко получилось подружить с микроконтроллером Attiny2313.
    Дольше всего прочего я выбирал датчик тока. В итоге остановился на ACS712 30A, принцип работы которого основан на эффекте Холла. Датчик требовал внешний источник питания и на выходе выдавал величину напряжения пропорциональную силе тока относительно опорного напряжения равного Uпит/2.

    Силовой ключ
    Как я уже говорил, мощность водонагревателя составляет около 1,5кВт, поэтому управлять такой нагрузкой лучше с помощью реле. И такое реле нашлось внутри обычного блока защиты от перепада напряжения, купленного давным-давно в каком-то супермаркете. На плате этого блока я отсек дорожку питающую базу транзисторного ключа и прикрутил ее к порту ввода-вывода WiFly модуля, чей сигнал прдварительно был усилен с помощью транзистора. Корпус блока оказался достаточно большой и дополнительно вместил в себя датчик тока. Таким образом весь силовой ключ вместе с датчиком тока был выполнен в корпусе блока защиты от перепада напряжения.

    Микроконтроллер
    Будучи прикладным программистом я очень редко сталкивался с «железом» и никогда не сталкивался с МК, поэтому я выбрал Attiny2313, примеров использования которого в интернете было предостаточно. Кроме того, программатор USBasp для AVR микроконтроллеров оказался очень дешевым, всего около 9$. Прошивку написанную на С можно найти тут: github.com/AndriiArtemenko/UARTSensorsReader . Грубо говоря, МК занимается тем, что подсчитывает внешние прерывания инициируемые счетчиками и при отключении питания сохраняет значения в энергонезависимую память. Внешние команды МК получает через UART от WiFly-модуля и отвечает на них пересылая в ответ данные. Пока я запрограммировал всего 5 команд:

    “a” - получить значение счетчика воды.
    “b” - получить значение счетчика электроэнергии.
    “c” - получить значение термометра.
    “d” - обнулить значение счетчика воды.
    “e” - обнулить значение счетчика электроэнергии.

    Термометр ds18b20 опрашивается МК через обычный порт с помощью внешних библиотек 1wire и ds18x20_v2. Для поддержания работоспособности МК в отсутствия электроэнергии в цепи питания присутствует ионистор на один Фарад.
    Основные трудности при работе с МК вызывал дребезг контактов водомера, который был подавлен программно с помощью таймера.

    WiFi модуль
    В качестве wifi-модуля я использовал RN-171 от Roving Networks, также известный как WiFly. По факту, это не просто wifi-модуль, а самодостаточное устройство с собственными портами ввода-вывода, АЦП, UART, WEB и FTP клиентами. Очень интересная вещь, ознакомится с которой рекомендую всем энтузиастам.
    WiFly был настроен на подключение к домашней сети через wifi-роутер, telnet порт которого был проброшен на wifly модуль. Таким образом появилась возможность управлять модулем извне.
    Один из портов ввода-вывода был настроен на управление силовым ключом, а одно из АЦП оцифровывает показания датчика тока. Порт UART напрямую соединен с МК.

    Принципиальная схема
    Как хорошо жить в 21 веке, когда нет необходимости держать дома огромный испытательный стенд и набор компонентов на все случаи жизни. Принципиальную схему я моделировал в Proteus 7 Professional, однако лишь ту часть, которая касалась работы микроконтроллера. Часть касающуюся WiFly модуля я просто дорисовал, по той причине, что в интернете не нашлось модели RN-171для Proteus. По тем же причинам, на схеме вместо фототранзистора изображена оптопара, вместо счетчиков - кнопки, а вместо стаблилзатора напряжения - просто еще один вывод питания. В остальном схема достаточно точная и соответствует “железному” прототипу. Источником питания для устройства послужил зарядный блок от мобильного телефона на 5В. Напрямую от него питается только датчик тока и транзистор усиливающий сигнал выходного порта, WiFly и МК являются 3.3В устройствами и для них был установлен стабилизатор. На сегодня система находится на стадии испытания, а по сему смонтирована на монтажной плате.



    Веб-сервис
    Создать Веб-сервис я решил с использованием Ruby on Rails 3, только по той причине, что мне очень хотелось попробовать поработать с этим хваленым зверем. Изначально, хостить проект я хотел на Cloud Foundry, но, не дождавшись аккаунта, скатился до Heroku. Исходный код Веб-приложения можно посмотреть тут: github.com/AndriiArtemenko/SmartFlat .
    В приложении использовались гемы devise, delayed_job_active_record, liquid, simple-navigation, log4r и т.д.

    На данный момент помимо отображения собранных данных, приложение умеет по расписанию отправлять письма с показаниями счетчиков в соответствующие инстанции и управлять питанием бойлера. Конечно же это мало, но первоначальная задача выполнена, и уже имеются планы на расширение функционала.





    Вместо заключения

    Реализацией этой задачи я занимался в свободное время и по этой причине потратил на это около 3х месяцев. За это время я осознал направления дальнейшего развития проекта и его актуальность. В ближайшем будущем я планирую добавить возможность автоматически оплачивать коммунальные услуги через какой-нибудь платежный сервис, добавить устройства для аварийного перекрытия воды в ванной и многое другое.

    Благодарности

    В течении всего времени реализации проекта значительную помощь по проектированию аппаратной части мне оказали пользователи форума «Радиокот». Ребята, огромное вам спасибо!

    Теги: Добавить метки

    Написал он его в ответ на многочисленные просьбы рассказать о своем видении того, как должен выглядеть "умный дом".

    Идеальная автоматизация дома

    Люди часто спрашивают меня, о моем видении Home Assistant (буквально, домашний помощник, далее НА). Прежде чем описать куда хотим дойти с НА, я должен сначала поговорить о том, как домашняя автоматизация должна выглядеть в моем идеальном мире. Это будет целью этого поста. Я не собираюсь фокусироваться на протоколах, сетях или конкретных контроллерах умного дома. Это все детали реализации. Вместо этого, этот пост будет сфокусирован на том, что действительно важно: взаимодействии между человеком и его домом.

    Вы не должны адаптироваться под технологии

    Когда люди начинают пользоваться домашней автоматизацией, они всегда начинают с управления: возможность контролировать устройства новыми способами, с использованием телефона или компьютера. Они верят, что будущее наступило, и их приложение на телефоне станет пультом управления их жизни. Они сфокусированы только на том что получают, но не на том что теряют. Вы устанавливаете несколько "умных" лампочек и, внезапно, лишаетесь возможности пользоваться выключателями в стене. Когда вы приходите домой ночью, вы вынуждены доставать свой телефон, открывать приложение, дожидаетесь пока оно соединится с домашней сетью и, наконец, получаете возможность включить свет.

    Да, вы можете решить эту проблему настроив обнаружение вашего присутствия, но что если в вашем телефоне сел аккумулятор? Вам придется все равно воспользоваться выключателем.

    Если вы вдруг обнаруживаете, что использование ваших новых умных устройств стало обременительным, то вы испытаете чувство, что технологии домашней автоматизации не оправдали ваших надежд. Ваш свет должен работать как с выключателем (или кнопкой) при входе в комнату, так и с использованием метода определения присутствия. Честно говоря, врядли существуют более или менее адекватные решения для управления освещением с вашего телефона, кроме как в демонстрационных целях.

    Вы не единственный пользователь умного дома

    Люди склонны забывать, что они не одни живут в доме. Как разработчик решений в своем доме, вы восторгаетесь возможностями, которые вы получаете, но вы игнорируете недостатки. Шансы того, что другие люди в вашем доме увлечены другими вещами и хотят заниматься своими делами - очень велики.

    Это означает, что все что вы автоматизируете, должно работать безупречно. Если вам удается достичь 90% успеха задуманного, у вас остается 10% вероятность провала. Например вы настроили плавное затухание света в гостиной, когда вы начинаете смотреть фильм или сериал. Но в действительности это работает, только если все члены семьи садятся смотреть кино.

    Ограничивайте влияние псевдо-полезностей и негативного влияния

    Когда вы создаете новый сценарий, вы всегда должны сначала подумать о том, какие последствия будут если он не сработает? Все умные системы состоят из разных устройств, созданных разными производителями, которые общаются между собой на разных протоколах: иногда все идет не так. И вы должны сделать все от вас зависящее, чтобы минимизировать негативное влияние если все пойдет не так как задумывалось. В идеале, устройства должны стать "глупыми" и начать работать так, как они работали до автоматизации. Например лампы Philips Hue работают как обычные лампочки, если пользоваться простым выключателем в стене и не подключать их к системе управления. Если все становится хуже при неполадках в системе, те люди, с которыми вы живете - восстанут. Например неполадки с термостатом Nest, который из-за логической ошибки в своей прошивке, вдруг перестал отапливать дом. Ужас.

    Идеальное приложение - отсутствие приложения

    Умный дом должен сочетаться с вашим ритмом жизни, а не заменять его. Для большинства устройств, не существует более быстрого управления, чем то, которым вы уже ими управляете. В большинстве случаев, лучшее приложение - это его отсутствие. Единственный интерфейс, который может быть более удобным или доступным для вас и ваших гостей любого возраста - это голосовой интерфейс. Производители уже реализовали его, и наиболее крупные из них, сфокусировались именно на нем. Возьмем к примеру Apple: единственный способ контролировать голосом ваши устройства в HomeKit - это Siri. Amazon пошел дальше, и создал Amazon Echo, который постоянно слушает все что происходит через подключенные микрофоны. Я ожидаю, что еще больше компаний присоединятся к этой тенденции в 2016м.

    Голосовой интерфейс тоже не идеален. Скорость с которой вы можете подавать команды - низкая, потому что вам нужно ждать реакции. Также существует проблема с пониманием команд, распознаванием акцентов и зависимости от облачных сервисов для обработки вашего голоса. Я считаю, что все проблемы кроме первой, в конечном итоге будут решены.

    Однако это не означает что для приложений нет места в вашей жизни, оно определенно есть. Они прекрасно подходят для проверки состояния вашего дома, когда вас в нем нет или для развлечений, когда вы удаленно зажигаете свет, когда к вам в гости приходят дети.

    Ваша система должна работать внутри дома, а не в облаке.

    Облачные сервисы - настоящая магия. Где-то в мире, есть компьютеры, которые собирают все данные, которые генерирует ваш дом, проверяют их на правильность и отправляют команды назад когда это необходимо. Облачные сервисы будут обновляться со временем, чтобы стать лучше и удобнее. Но пока это не так. Есть множество причин, по которым ваш дом может потерять соединение с облачными сервисами. Интернет может перестать работать, или обновление установилось с ошибкой, или серверы в облаке сломались.

    Когда это произойдет, ваш дом должен быть в состоянии функционировать нормально. Не стоит использовать облачные сервисы для создания домашней автоматизации, а вот для расширения их функциональности - вполне. Таким образом вы избежите проблем, которые могут случиться, когда например упал Amazon AWS и Amazon Echo перестал работать.

    Это было написано 2.5 года назад, но на сегодня, рынок технологий не сильно продвинулся в формировании основной идеологии построения систем домашней автоматизации. Да они стали умнее, да голосовое управление стало лучше, но основ того, как должен выглядеть умный дом - до сих пор особо не сформировано.

    Почему все маркетинговые модели построены на том, что моргает или светится? Потому что это Вау-фактор . Но суть автоматизации совершенно в другом. Она должна решать проблемные вопросы вашей жизни. То есть если то, что может быть автоматизировано становится проще нежели делать это вручную - тогда это дельная цель.

    Давайте разберем на примерах. Вот берем умные розетки. Фактически, они нужны для того, чтобы включать нечто, что в основном выключено, и только тогда, когда это действительно необходимо. То есть мы должны сначала разобраться в этой ситуации и понять, когда и что нам необходимо, и насколько действительно нам нужно автоматизировать сей процесс. Причем на это выдумывание ситуаций, иногда уходит значительно больше средств и ресурсов, чем если бы мы просто подошли к этому устройству и включили его.

    Или возьмем например умные лампочки. Особенно с RGB цветом. В принципе умные лампочки были придуманы для того, чтобы либо зонировать освещение если это необходимо, но в основном они требуются тогда, когда нет возможности управлять проводными лампочками так, как нам хочется, ввиду невозможности переделать старую электропроводку под новые требования. К тому же есть немало случаев, когда на этапе ремонта, делаются всякие ниши с подсветкой вазочек, которые планируются размещаться в них, и по факту эта подсветка включается пару раз, а потом не используется вообще. Ну или цветные лампочки, или диодные ленты, которые устанавливаются иногда с переделкой потолка, а потом используется как демонстрация "прикольной фишки" но никакой полезной нагрузки не несет. Большинство людей же не заморачиваеться о том, как влияет цвет освещения на эмоциональный фон или биоритмы. Многие даже не знают что освещение на это в принципе влияет. И что по идее, освещение можно использовать в целях релаксации или наоборот чтобы взбодриться. Но нет, вау-фактор - рулит.

    А ведь основной целью умных процессов в доме, является решение действительно серьезных проблем. Ну например организация вентиляции помещений в которых мы живем. Ведь всем известно, что новые технологии позволяют сделать квартиру или дом практически изолированными от внешней среды. Новые окна, средства тепло и влагоизоляции позволяют сделать квартиру практически непроницаемой. Но при этом, например в зимний период, люди не задумываются что воздух необходимо увлажнять, и что необходимая комфортная влажность в квартире, должна быть в пределах 30-45% в зимнее время и 30-60% в летнее время. А что насчет уровня углекислого газа? Мы ведь часто даже не задумываемся о том, каким воздухом дышим. А есть например нормы и правила. Вот к примеру ГОСТ 30494-2011 гласит, что допустимые значения содержания углекислого газа измеряемого в единицах СО 2 * см /м (международное обозначение - ppm), должно находиться в пределах 600-1000ppm. Причем это допустимые значения. Хотя многие современные физиологи, утверждают что 1000 это уже не допустимое. Допустимым считаются значения 600-800ppm.

    И вот это действительно важные аспекты вашей жизни. И для того чтобы в современном городе, с современными условиями жизни, достичь таких параметров, нужно использовать не одно устройство, а комплекс устройств вентиляции, кондиционирования, осушения и увлажнения. И достичь оптимальных параметров в ручном режиме практически невозможно.

    И вот именно для этого и существуют домашние автоматизации. Которые действительно улучшают качество нашей жизни.

    Или, например, существует множество споров относительно систем предотвращения протечек. Сейчас на рынке огромное количество датчиков протечки. Ну и какой от них толк, если стояк в квартире не перекрыть, а вам до дома ехать час? Конечно это хорошо, что вы об этом узнаете и возможно приедете домой раньше, чем соседи которых вы затапливаете перекроют своими силами стояк до вашего приезда (что врядли конечно, но возможно). И да, существует много автономных технических решений, которые умеют закрывать краны. Но многие почему-то хотят этим процессом управлять. То есть при создании системы защиты от протечек, они используют некий центральный контроллер умного дома. И не хотят использовать например автономные решения, которые на рынке есть, но не интегрируются пока в системы умного дома. Вопрос Зачем? Ведь основная задача - предотвратить затопление. Возможность закрыть или открыть кран по желанию - приятный бонус, но основная задача - закрыть кран и предотвратить потоп. Даже если вырубилось электричество, или завис контроллер умного дома, или в датчике села батарейка. Кран должен закрыться и все.

    Поэтому мое личное мнение состоит в очень простых тезисах:

    1. Слишком сложные автоматизации - вредят качеству вашей жизни, особенно если вы живете не одни
    2. Надо упрощать сложное, и не стоит усложнять простое.
    3. Автоматизации должны улучшать качество жизни, но не создавать проблем если они вдруг перестали работать.

    Идеальная система автоматизации - должна быть интуитивно понятной. И не требовать курса обучения для того чтобы включить свет в ванной, и махать рукой или нажимать кнопку, чтобы обновить значение таймера, который автоматически выключает свет.... ну вы поняли....