Розумний дім

Каталог статей

У людей що не розбираються в техніці, і вперше почули поняття "розумний будинок" ("smart home"), може виникнути враження, що система інтелектуального будинку за своїми можливостями близька до технологій, які описуються в науковій фантастиці, коли будинок починає думати за особу. Метою створення цієї технології зовсім не є заміна людського розуму. Можливості, яка вона надає, повинні допомогти людині розібратися в різноманітті технічних засобів, які оточують його в житті, а також автоматизувати і спростити управління різною технікою і, за рахунок цього, підвищити зручність її використання.

Людина обзаводиться предметами, які полегшують йому життя: автоматичною пральною машиною, мікрохвильовою піччю, холодильником, домашнім кінотеатром, музичним центром, пилососом, персональним комп'ютером, нарешті. А ще ж є системи опалення, вентиляції, електропостачання, пожежної сигналізації, які багато людей вже звикли приймати як належне. І таких предметів і систем стає все більше. І виникає цілком природне бажання, щоб вони складали єдине ціле, як і сам будинок.

Тисяча і одна думка

Так що ж називати "інтелектуальним будинком" і для яких цілей будівлям необхідний інтелект?

Насправді, однозначного трактування терміну "інтелектуальні будинки" немає як в Україні, так і в світі в цілому. І це - через відсутність єдиних стандартів і навіть думок - кожна компанія і розробник вкладає в термін власний сенс і ідеї. Саме поняття "інтелектуальні будинки" допускає велику кількість варіацій залежно від того, які завдання покликаний вирішувати готовий продукт.

У загальному випадку під "інтелектуальною" будівлею мається на увазі набір технічних рішень, що дозволяють здійснювати контроль і взаємопов'язане управління домашнім обладнанням та інженерними підсистемами будівлі: від лампочки або теплої підлоги до сигналізації, домашнього кінотеатру, системи опалювання і кондиціонування. При цьому одна з основних вимог до системи - можливість зміни взаємодії та режимів роботи підсистем без серйозних переробок. Такі системи об'єднуються в єдиний комплекс за допомогою мереж і контролерів. Ну а далі впроваджуються так звані АСУ - автоматизовані системи управління.

З іншого боку концепція інтелектуального будинку передбачає новий підхід до питання проектування та реалізації середовища проживання. Успішна реалізація будь-якого складного комплексу, що складається з тисяч взаємопов'язаних елементів, залежить від технології проектування і будівництва. Стандартний порядок розробки та впровадження об'єктів застарів і не підходить для будинків майбутнього. У новій системі організації будівельного виробництва необхідна наявність фахівців, відповідальних за технологічне передбачення. Головним стає не встановлення зв'язку між технічними елементами, і не розробка і розрахунок основних процесів створюваної споруди, а різноманітні комбінації, методів (які вже склалися) проектування, технологічних і винахідницьких процесів.

Розділ між поняттями «Розумний будинок» і «Інтелектуальна будівля» проходить по сфері призначення. У випадку "розумного будинку" передбачається впровадження інтелекту в квартирах, невеликих заміських будинках, котеджах. Власне, мета системи «розумний будинок» - підвищення якості життя, рівня комфорту.

Зазвичай, варіанти рішення для приватних будинків відрізняє більш низька вартість і менше можливостей нарощування системи. Мета «інтелектуального будинку» - забезпечити комфортне середовище для роботи та відпочинку безлічі різних людей. При цьому експлуатація громадської будівлі набагато більш інтенсивна, ніж приватного будинку. Звідси більш високі вимоги до надійності, зрозумілості реалізованих функцій.

Родовід домашнього інтелекту

Перші інтелектуальні будинки з'явилися у 80-х роках в заможних американців. Саме жителям США, першим що зазнали на собі комп'ютерний бум, ми зобов'язані тим що мікропроцесори стали застосовуватися не тільки у військовій техніці, а й у побуті. Кондиціонери, вентилятори, мікрохвильові печі, пральні машини, вбудовані в стінку телевізори з дистанційним управлінням подарувала світу Америка. У Японії з'явилися на світ перші багатозональні аудіо- і відеосистеми.

Але задовго до цих подій Ільф і Петров в "одноповерховій Америці" описали електричний будиночок містера Ріплі, вся начинка якого "живилася" електрикою, а дещо навіть автоматично вмикається і вимикається.

Справжніх інтелектуальних будинків у світі поки одиниці. Це не просто дороге, а дуже дороге задоволення. Але техніка розумнішає кожного дня, а тому інтелектуальний будинок повинен постійно оновлюватися. Білл Гейтс кожен день модернізує свій будинок - привносить в нього все нові і нові ідеї. Найвідоміший інтелектуальний будинок у світі дійсно належить найбагатшій людині світу. У нього налагоджений мало не телепатично діалог з будинком, який між іншим коштує понад $ 50 мільйонів.

Що стосується адміністративних будівель, то офіси найбільших компаній світу вже близько 10 років оснащуються зачатками інтелекту, хоча переважно мова йде про системи життєзабезпечення. Одна з найвідоміших «розумних» будівель сучасності - Рейхстаг, ще довгий час буде залишатися зразковим прикладом. Опалення, вентиляція та електропостачання здійснюється тільки за рахунок поновлюваних енергоносіїв - переробленого рослинного масла і перепадів температур. Для цього під площею перед будівлею встановлений гігантський тепловий акумулятор, який поглинає тепло під час спеки і віддає його в прохолодну пору. Екологічним балансом будівлі управляє купол. Там встановлена немислимої складності система з 360 дзеркал, що відображає природне світло і дозволяє практично не використовувати електричне освітлення в пленарному залі і прилеглих до нього приміщеннях. Керований комп'ютерами гігантський козирок обертається усередині купола слідом за сонцем і захищає внутрішнє середовище Рейхстагу від дуже яскравого світла.

Структура домашнього мозку

Інтелект будинку - це накопичений набір знань, що допомагає йому самостійно приймати різні рішення в залежності від зовнішніх факторів та обставин. Набір знань містить інформацію про інженерний склад будівлі, пристрої у ній, про характер та звички його мешканців та відвідувачів.

Обставини - це час доби і року, температура в приміщенні і на вулиці, кількість відвідувачів, і т. д. Чим більшим обсягом інформації оперує будівля і чим ширший діапазон знайомих їй обставин, тим більшим рівнем інтелекту вона володіє. Фактично "інтелектуальний будинок" сам приймає рішення за сценаріями, які йому були задані користувачем. Будівля знаходиться під постійним "самоконтролем", що призводить до багаторазового зниження ризику виникнення непередбачених ситуацій.

Найпростішими елементами "розумного будинку" є датчик і виконуючий пристрій, пов'язані між собою через контролер з прошивкою певного алгоритму видачі команд в залежності від подій. Так, наприклад, може бути реалізована найпростіша охоронна сигналізація - в цьому випадку втручання людини для виконання керуючих функцій не потрібне. Дії, які повинні виконувати виконуючі пристрої в залежності від команди користувача, програмуються за допомогою ПЗ або прошивки, зазвичай входять до комплекту поставки, а для сенсорних панелей і пультів з допомогою цього ПЗ можна створювати свій власний інтерфейс управління, який навіть дитині дозволить командувати будинком.

Носій інтелекту

Сучасний будинок стає цілим комплексом, що складається з безлічі інженерних і електронних систем. Ускладнення цього комплексу відбувається не стільки на тлі збільшення кількості функцій, які він несе, а через більшу деталізацію кожної з них. Інженерні системи стають все більш складними, містять велику кількість пристроїв розподілу й керування, з'єднаних між собою величезною кількістю проводів. Задовольнити постійно зростаючі запити дозволяють технології інтегрованого управління. У концепції «Інтелектуального будинку» важливе значення має яким чином пристрої, керуючі різними інженерними системами будівлі передають інформацію про стан цих систем і отримують керуючі команди. Для цих цілей призначена польова шина (fieldbus). Топологія, протоколи передачі даних і саме фізичне середовище передачі інформації відрізняються у виконанні різних виробників. На сьогоднішній день в якості польової шини рекомендовані два стандарти - LON (Lonworks) і EIB (European Installation Bus).Оскільки архітектури цих шин не мають принципових відмінностей, суперництво між ними лежить в області здешевлення інтеграції пристроїв і масштабованості. Відмінності полягають у кількості приладів, які можна об'єднати в одній зоні і сукупності таких зон в рамках "розумного" будинку. EIB допускає підключення в загальній складності до 11 500 пристроїв, а LonWorks - 32 385. Фізично EIB і LonWorks представляють собою децентралізовану шинну систему з подієвим управлінням та з послідовною передачею даних для управління, контролю і сигналізації. Всі спільні прилади можуть обмінюватися інформацією через загальний канал передачі - шину. По ній одночасно передається напругу живлення для шинних приладів і власне керуючі сигнали.

Існує і третій, що стоїть особняком, міжнародний стандарт - Х10. Його головне достоїнство - можливість інсталяції пристроїв у вже збудованому будинку. Система Х-10 - це своєрідні перехідники. Х10 визначає метод і протокол передачі керуючих сигналів-команд (включити, виключити, яскравіше, гарячіше і т.д.) по силовій електропроводці на електронні модулі, до яких підключені керовані електропобутові та освітлювальні прилади. Усього в мережу X10 може бути об'єднано до 256 груп пристроїв з різними адресами.

З точки зору організації мережі X10, всі пристрої можна розбити на дві великі групи: контролери та виконавчі модулі. Контролери відповідають за генерацію команд і, крім кнопкового управління, можуть мати вбудований спеціалізований пристрій введення зовнішнього впливу (наприклад, датчик освітленості). Виконавчий модуль, виконуючи команди, керує комутацією електроживлення побутового або освітлювального приладу, граючи роль «розумного» вимикача.

Все може розумний будинок!

По-справжньому хороші "мізки" у готове житло вбудувати неможливо, вони закладаються при проектуванні і будівництві котеджу або елітної квартири. Акустичні та інфрачервоні детектори, різні датчики, пов'язані між собою прихованою проводкою, пульти управління - усі вони повинні продумуватися спочатку і зв'язуватися з головним комп'ютером, який управляє всіма приладами і пристроями в будинку.

Повітрообмін, кондиціонування, водопостачання, каналізація, очищення води, полив галявин, зрошення клумб, набір води в басейн, її підігрів, освітлення, музичне оформлення - всі ці процеси можна автоматизувати. Інтелектуальні системи підстроюються під людину. Наприклад, опалення - це не просто послідовність команд "тепло - жарко". "Розумна" система запам'ятовує, що означає "більше тепла" і "менше тепла" для конкретної людини. За допомогою автоматизованих систем кондиціонування можна підтримувати в приміщенні певну температуру і вологість у залежності від часу доби і від того, чи перебуваєте ви в будинку чи ні. Якщо ви залишаєте приміщення, прилади вимикаються автоматично.

Одним з ключових аспектів інтелектуального будинку є система безпеки. При спрацьовуванні датчиків система видає повідомлення і при задимленні, і при витоці води, повідомляючи, де і що трапилося, і, найголовніше, запобігаючи наслідкам. При цьому система зазначає в повідомленні причину аварії. Під час відсутності в будинку господарів система окрім повідомлення до служби охорони про аварійну ситуацію може видати телефонне повідомлення господарям. Для забезпечення повної безпеки передбачені прилади, що реагують на рух всередині будинку та на прилеглій території, камери спостереження, датчики, які фіксують, наприклад, розбивання скла. А запрограмований телефон може автоматично набрати номер господаря квартири, відділення охорони і голосом попередити, що в будинок вторглися зловмисники. Якщо будинок тимчасово спорожнів, за бажанням господаря можна встановити датчики, що створюють видимість присутності в будинку. Комп'ютер буде вмикати і вимикати світло, музику, рухати жалюзі.

На Заході високою популярністю користуються системи інтелектуального освітлення. Всім відомо, що світло не завжди включене там, де воно потрібне в даний момент. Наприклад, світло в коморі може горіти кілька днів і ніхто цього не помітить, а електроенергія при цьому витрачається даремно. Існує безліч аналогічних ситуацій, коли ваш рахунок за електрику буде рости. Замінивши у своєму будинку наявні перемикачі світла на інтелектуальні, ви зможете, нарешті, змусити світлові прилади працювати так, як потрібно вам. В основу управління освітлювальними приладами покладена ідеологія світлових сцен. Суть її в тому, що натисканням клавіші інтелектуального вимикача або віртуальної кнопки на сенсорній панелі ви одночасно керуєте роботою кількох світильників відповідно до закладеної дизайнером програми. Приміром, заходячи у вітальню, ви натискаєте тільки одну клавішу "Вечір", і верхнє світло встановиться на 20%, торшери на - 70%, закриваються штори і т. д., - ви одним рухом створюєте особливий світловий настрій. Рухаючись по будинку, ви не думаєте про те, щоб вмикати і вимикати світло у коридорах та санвузлах: це відбувається автоматично. Йдучи з будинку, натисніть одну клавішу "Нікого немає", і система одночасно вимикає світло і переводить кондиціонери й радіатори в режим економної роботи.

І нарешті варто відзначити систему "мультирум", що проторувала доріжку і в будинки українців. Переваги цієї системи в сучасному будинку вже не викликають суперечок про її необхідність. Музика, що супроводжує вас в будинку, інформація, для прослуховування якої не треба бути "прив'язаним" до радіоприймача або телевізора, - це невід'ємні атрибути життя. Прийшла електронна пошта по Інтернету? Не турбуйтеся, система вчасно повідомить вам про це. За Вашим бажанням: голосом або індикацією на клавіатурі. Немає часу відкривати e-mail на комп'ютері і читати пошту - доручіть це "мультирум". Система дасть вам інформацію про кількість повідомлень і прочитає тексти, причому вголос і цілком членороздільний голосом. При бажанні можна проглянути і надіслані малюнки на найближчому телевізорі. Хочете вчасно прокинутися під свою улюблену музику? Для цього зовсім не потрібний будильник - адже є чудова система "мультирум". Вкажіть потрібний час, виберіть улюблений диск, радіостанцію. В потрібний час вас розбудить приємна музика - і день почнеться відмінно. Дзвінок по телефону? Розмовляйте з співрозмовником, не знімаючи трубки, - наче він поруч з вами, за одним столом. Всі повідомлення, залишені вам на автовідповідачі, можна прослухати через вбудовані динаміки системи. Можливості системи інтелектуальний будинок визначаються лише фантазією розробника і побажаннями власника - доручіть головне електронному мозку і насолоджуйтеся життям.

Практична необхідність

Причин для будівництва "розумних" будинків існує чимало. Таке житло надає своєму господареві величезний набір вражаючих можливостей, що базуються на трьох китах споживчого попиту - ефективності, зручності і розкоші.

Управління будинком - це важка робота. Система "інтелектуальний дім" подбає про всі рутинні дії, заощадить дорогоцінний час і буде штовхати ефективність вашого життя на новий рівень.

Зручність використання декількох пультів централізованого управління не викликає сумнівів. По-справжньому вся привабливість системи управління будинком усвідомлюється тільки при особистому складанні користувальницьких сценаріїв роботи конкретних пристроїв. Залежно від того, як ви собі уявляєте роботу системи або пристроїв, можна натисканням декількох кнопок навчити будинок реагувати на послідовність команд. Вам більше не знадобиться знати як працює кожний окремий пристрій і як ним управляти - системи апаратного та програмного управління допоможуть спілкуватися з електронікою на "ти".

Розкіш - інтелектуальний будинок надасть масу розважальних можливостей для вашої родини. Фактично в будинку оселиться невидимий електронний дворецький, який втім буде працювати за десятьох справжніх.

Будинок-економ

З іншого боку є наявність кількох істотних життєвих переваг. Будівля з інтелектом може протягнути без капремонту значно довше, ніж її звичайний аналог. Використання "розумної" інфраструктури дозволить обійтися без капремонту як мінімум 50 років, у той час як звичайний будинок потребує оновлення раз на 30 років. Сучасна будівля напхана комп'ютерними мережами, супутниковим і кабельним телебаченням, телефонними станціями та побутовою електронікою. Все це господарство справно споживає енергію, що недешево обходиться власникам та орендарям. "Розумний будинок" дозволить економити енергію до 50% за рахунок грамотного розподілу ресурсів.

Дуже часто мають місце абсурдні ситуації, коли в одному приміщенні одночасно батареї гріють повітря, а кондиціонер його охолоджує. Послужлива електроніка буде підтримувати температуру в заданому режимі і допомагати своєму господареві раціонально витрачати гроші. «Інтелектуальні» будівлі здатні витрачати удвічі менше тепла, ніж звичайні.

"Інтелектуальний" будинок чудово справляється з позаштатними ситуаціями. Уявіть, що у вашій квартирі прорвало якусь трубу. У звичайному будинку швидше за все потрібно буде підраховувати багатотисячні збитки, а в розумному вчасно спрацює система управління, яка сама перекриє воду, повідомить про те, що трапилося диспетчеру, в аварійну службу і вам на мобільний. Крім того диспетчерський контроль в системах життєзабезпечення дозволяє продовжити термін роботи приладів у півтора-два рази. І нарешті, важлива стаття економії для великих будинків - скорочення чисельності обслуговуючого персоналу. Для управління "розумним" будинком не потрібно заводити великий штат постійних фахівців. Досить злагодженої команди з 4-5 чоловік для управління житловим або адміністративним об'єктом площею 10 000 кв. м.

Секрети управління

Управляти розумним будинком можна по-різному, але в будь-якому випадку робити це дуже легко і зручно. Найпростіший варіант - використання настінних панелей і універсальних пультів управління, які йдуть в комплекті будь-якої повноцінної системи. Наприклад дві-три центральних настінних панелі дозволяють повністю контролювати систему освітлення та домашнього кінотеатр, а також включати зони безпеки. Для тих кому ближче управління через графічний інтерфейс передбачені багаті можливості візуалізації усіх установок "інтелектуального" будинку з допомогою сучасних цифрових помічників, таких як персональний комп'ютер, ноутбук, мобільний телефон з підтримкою WAP, кишенькові комп'ютери (PDA) або будь-які пристрої з Інтернет-браузером, що підтримує Java. Таким чином, можливе здійснення постійного контролю і управління функціями інтелектуального будинку з будь-якої точки світу.

Для просунутих домашніх користувачів і управління адміністративними будівлями ведуться розробки програмного забезпечення, які спростять як процес програмування системи управління (створення сценаріїв) так і саме управління. Подібних програм на сьогоднішній день менш десятка, але вони вже можуть управляти потоками цифрової медіаінформаціі, обробляти інформацію про перешкоди, дані датчиків та стан виконавчих пристроїв, а потім посилати її у вигляді повідомлень SMS або по електронній пошті. В цілому можна виділити наступний набір доступних на даний момент функцій: можливість отримувати інформацію про стан всіх систем "інтелектуального" дому, обслуговування через кнопкові або автоматичні вимикачі, оповіщення в разі певних подій, створення користувацьких макросів і сценаріїв. Лідерами в розробці подібних систем є американські компанії AMX і Crestron.

Ціна питання

У першу чергу елементи "розумного" будинку стануть використовуватися в елітних будівлях, проте потім вони неминуче будуть затребувані і в інших проектах. Витрати на інтелектуалізацію окремого котеджу площею 500 кв. м. можуть становити від $ 25 000, але в межах невеликого охороняємого селища ця сума знижується до $ 10 000 - 15 000.

У той же час вартість устаткування для "розумного" будинку на нульовому етапі будівництва можна знизити до $ 35 - 50 за квадратний метр. Причому в цю ціну входить не тільки устаткування і його установка, але і комп'ютерні та автоматизовані комплекси управління всіма системами будівлі. А ось якщо будинок вже збудовано, то ціна нав'язування йому "інтелекту" зростає до $ 70 - 100 за квадратний метр і навіть більше - у цьому винна вартість обладнання, яке зазвичай закуповується у різних постачальників. У цілому вигідно не тільки будувати з нуля, але і займатися масштабними проектами, так як з ростом площі будови знижується собівартість "квадратного метра інтелекту".

Недалеке майбутнє

Напрямок інтелектуального будинку здатне в найкоротші терміни надати додатковий імпульс індустрії побутової та промислової електроніки, в яких вже намітилися перші ознаки майбутнього технологічного і практичного застою, пов'язані з однотипністю виробів. За прогнозами в найближчі п'ять років кількість розумних побутових пристроїв буде щорічно зростати на третину. З великою часткою ймовірності можна припустити, що недалекий той день, коли всі побутові пристрої навчаться спілкуватися між собою. Будь-який будинок буде оснащуватися "електронної головою", яка буде розуміти з півслова бажання господаря та домочадців, тримати нитки управління у своїх руках і віддавати вказівки кожному з пристроїв. У той же час, навряд чи вдасться домогтися 100%-ої сумісності виробів і систем різних виробників, і, тим більше, з випущеними в майбутньому. І хоча досконалість в житті недосяжна, до неї можна максимально наблизитися якщо жити і працювати в "тямущому житлі".

Джерело: http://rozum-domu.at.ua/