Розумний дім

Каталог статей

Domus sapiens, або Все добре, прекрасна маркіза

Пригадайте відому маркізу, що виїхала кудись і що залишила будинок, все рухоме і нерухоме майно, а також кобилу на піклування своїх легковажних слуг. Якби перед від'їздом господиня звільнила нероб і завела "електронного керівника", тобто поклопоталася про оснащення садиби домашньою автоматикою, з нею не трапилося б так багато неприємностей. Втім, веселу пісеньку теж не склали б.

Чи можна казку зробити реальністю?

Отже, що це за штука така "розумний будинок" і які реальні можливості домашньої автоматики? У наш час стирати і посуд мити стали машини, готувати – мікрохвильові печі і духовки, забезпечувати потрібну температуру і комфорт в приміщенні - кондиціонери, приймати і передавати повідомлення - факси, комп'ютери. Стежити за роботою великої кількості побутових пристроїв і механізмів в будинку - непроста справа. Ще складніше - примусити автоматичні "залізяки" діяти узгоджено. Чом би не покласти цей обов'язок на "електронного керівника"? Судячи по зростаючому інтересу, до автоматики і телемеханіки для "розумного будинку" недостатку в прихильниках у них сьогодні немає.

Що ж може "розумний будинок", а точніше, система управління ним зразка 2000 року? На відміну від окремих автоматичних систем, охоронної, пожежної, відеоспостереження, управління освітленням і ін., "розумний будинок" примушує різні прилади і механізми взаємодіяти один з одним, відповідно до різноманітних сценаріїв здійснювати комплексні дії, засновані на складних зв'язках і діалозі "заліза" і людей. Сценарії вводяться в пам'ять так званого програмованого логічного контроллера (PLC) і/або персонального комп'ютера, здатних самостійно аналізувати ситуацію і ухвалювати рішення в рамках поставлених перед ними завдань. Таких сценаріїв може бути достатня кількість, щоб практично виключити позаштатні ситуації.

Наприклад, налетів порив вітру, по даху застукали перші краплі дощу - "розумний будинок" віддає декілька команд одночасно і стежить за їх виконанням: скласти сонцезахисні тенти і маркізи, закрити вікна, включити вентиляцію (щоб зберегти притік свіжого повітря, що надходив до дощу через вікна природним чином), запалити окремі світильники (якщо сонце сховалося за хмарами). Хлинула злива - "електронний керівник" командує: поливним насосам припинити полив газону, дренажним - зібрати дощову воду в технічну ємність. Температура повітря в приміщеннях знизилася, вологість підвищилася. Контроллер розпоряджається: включити обігрівальні пристрої, але тільки в тих кімнатах, де знаходяться люди, запустити кондиціонер, нагрівати в бойлері воду для душу. Йдучи з будинку, господарям досить натиснути кнопку на управляючій панелі, і віддати команду - "розумний будинок" вимкне світильники, побутові прилади, аудіо- і відеотехніку, переведе опалювання в економний режим, включить системи переадресації телефонного і факсимільного зв'язку, охорони і автономного пожежогасіння.

Відмітьте, одні пристрої стежать за роботою інших - від цього залежить їх власний режим. Інформація про функціонування окремих підсистем постійно доводиться через інформаційні дисплеї до відома людей, які можуть втрутитися в роботу того або іншого пристрою. Господар, наприклад, не згоден з тим, що в кімнаті повинне горіти світло, і відключає його. Словом, завдяки автоматиці ваше життя в "розумному будинку" буде комфортним в усіх відношеннях.

''Ще і не таке буде! Ой-е-ей!''

Достатньо нашвидку пройтися по сайтах Інтернету, щоб переконатися в масштабності глобального підходу до вирішення даної проблеми.

Двадцять років тому компанія Х 10 (США) розробила однойменний стандарт (і протокол передачі сигналів) і створила на його основі першу універсальну централізовану автоматизовану систему "розумного будинку". Управління всіма приладами в ній і подібних до неї системах з дистанційного пульта (управляючої панелі) через центральний логічний програмований контроллер (моделі СК11А, СМ11) здійснюється за допомогою вузькополосних сигналів з частотою 120 кгц, що посилаються на виконавчі пристрої (таймери, діммери, вимикачі, електродвигуни ролет, маркіз і воріт та ін.). Вони, щоб розуміти команди контроллера, оснащуються індивідуальними приймачами-інтерфейсами. Родзинкою цієї системи є те, що сигнали управління посилаються по проводах електроживлення виконавчих пристроїв (сигнали, що управляють, передаються, коли силова напруга змінного струму проходить через нуль). Це значно здешевило систему, оскільки при впровадженні не вимагається прокладки спеціальних ліній для управління приладами.

Істотним недоліком системи є те, що на робочій частоті (120 кгц) можливі перешкоди, які створюються побутовими електричними приладами і спотворюють сигнали управління. У таких випадках додатково треба встановлювати мережеві фільтри. Незаперечна перевага американських централізованих систем, прототипом яких є стандарт Х-10, в тому, що вони обходяться, як мінімум, втричі дешевше альтернативних європейських.

До наступного покоління систем управління "розумним будинком" відносять розроблену американцями однопровідну мережу MICROLAN. Вона дозволяє здійснювати "інтерактивний" обмін інформацією між центральним контроллером, різними приладами і датчиками. Віддалений доступ до управління здійснюється через інтернет по мережах Ethernet/LAN.

На жаль, системи Х10 і MICROLAN підтримують не всі протоколи, через те що з ними не завжди сумісні системи або пристрої інших типів. З цією проблемою в змозі справитися LONWorks (США) - одна з найдорожчих на сьогоднішній день систем, що підтримує всі протоколи і що використовує для інтерактивного обміну інформацією будь-які канали зв'язку. У США виробниками універсальних автоматизованих систем для будь-яких об'єктів, включаючи приватний будинок, є AMX CORPORATION, APEX WHOLE HOUSE CONTROL & SECURITY, CRESTRON, HOME AUTOMATION Inc., HONEYWELL, INTERACTIVE TECHNOLOGIES Inc., ONQ TECHNOLOGIES Inc., PHAST CORPORATION, VANTAGE, UNITY SYSTEMS Inc., XANTECH та інші. Хоча у кожної фірми є свій стандарт (наприклад, Cresnet у СRESTRON), в основі цих розробок в переважній більшості лежить ідеологія прототипу Х-10.

Десять років тому в Європі отримала розвиток концепція децентралізованої автоматизованої системи на базі європейської інсталяційної шини (European Installation Bus), розроблена концерном SIEMENS. До одноіменної асоціації (EIBA) увійшли провідні фірми, що випускають електроустановні вироби і автоматику, - ABB, ELERO GMBH, GIRA, LEXEL GROUP, LEGRAND, PHILIPS, SIEMENS - BOSCH, SHNEIDER ELECTRIC, SOMFI, WOERTZ і близько сотні інших компаній. Відмінністю технології EIB від Х 10 і MICROLAN є те, що у системи "розумного будинку" немає головного управляючого центру. Кожен датчик і виконавчий пристрій мають свій контроллер, що підключений до управляючої шини, і діє цілком самостійно, оскільки в нього закладена прикладна програма з таблицею управляючих сигналів.

За допомогою двожильного кабелю типу "вит пара" або універсального кабелю WOERTZ забезпечується як електроживлення контроллерів і виконавчих пристроїв (24 В, постійний струм), так і обмін управляючими сигналами, за особливими правилами (протокол CSMA/CA). Одна шина об'єднує всі електричні пристрої будівлі. Управління шинною системою здійснюється або з клавішних панелей, розташованих в певних приміщеннях, або централізовано - з диспетчерського пульта або комп'ютера. У системі EIB комп'ютер працює як рядовий шинний прилад, але з набагато більшими, в порівнянні із стандартним контроллером, можливостями - продуктивністю і об'ємом пам'яті. Головними достоїнствами цієї системи є її відкритість і здатність управляти великою кількістю елементів, що підключаються.

Чи можуть американські контроллери і периферійні пристрої використовуватися в системах EIB, і навпаки? Якщо вони сумісні по протоколу, то проблем не виникне. Інакше доведеться додатково витрачатися на відповідне програмне забезпечення і пристрої. Краще дотримуватися якої-небудь однієї технології, яка найбільше вам імпонує, враховуючи можливість компромісів.

Автоматика і телемеханіка російських фірм часто складають реальну конкуренцію якісної, але дорогої іноземної продукції. Досить привести в приклад розробки ІАЦ НТІ "КОНТІНІУМ" (систему передачі даних і управління по силовій електропроводці з використанням електромодему), фірми "Інтернетдом" (сенсорні управляючі панелі останнього покоління), контроллери і ноу-хау фірм "ДЕП" або "ІТС-ЕЛЕКТРО", технології віртуальних приладів відділу автоматизації "РОСТЕСТ-МОСКВА".

Ну і як же оцінюються ці "розумні" послуги будинку? По-різному, оскільки наш ринок тільки формується. Наприклад, вартість фінської системи Stromfors з середніми можливостями для особняка (великої квартири) - від $ 2000 до $ 20 000 залежно від конфігурації, а подібної шведської системи Eljo - від $ 3000 до $ 30 000. Максимальну вартість визначити важко - адже все залежить від бажаної "гостроти розуму" будинку. Практики вважають, що для системи середньої складності витрати на неї складають $ 80-160 на 1 м 2 загальної площі будинку (квартири).

Мозок і руки ''розумного дому''

Пристрої, включені в інтелектуальну автоматизовану систему, обмінюються між собою закодованою інформацією по одному або декільком каналам зв'язку. Від швидкості і надійності їх роботи ефективність системи залежить істотно. Тому можуть застосовуватися різні типи зв'язку: традиційна і комп'ютерна (IP) телефонія, інфрачервоні промені і радіозв'язок (зокрема мобільний і супутниковий), оптоволоконні мережі і звичайна силова електропроводка.

Наприклад, цифрові системи відеоспостереження ізраїльської компанії OZVISION дозволяють в режимі реального часу спостерігати, записувати, зберігати, відтворювати відеозображення, а також звук і передавати їх по мережі Інтернет на монітор персонального комп'ютера через високошвидкісний модем.

Електромережевий модем ЕСМ-1А, створений фахівцями ІАЦ НТІ "КОНТІНІУМ", передає дані по проводах побутової електромережі будь-якого типу на відстань до 1000 м з швидкістю до 2500 бод в межах трансформаторної підстанції. Модем підтримує міжнародний протокол обміну інформацією по мережевій електропроводці IEC EIA-600 (CEBus). У квартирі або індивідуальному будинку прилад може бути використаний і в роботі окремих автоматизованих систем (охоронної, пожежної, системи життєзабезпечення будівлі), і для обслуговування "розумного будинку" в цілому. Вартість інформаційного каналу в мініміальній конфігурації з використанням даного модему складає всього $ 80.

При цьому широкі можливості надає розробленою швейцарською фірмою WOERTZ кабель-шина Ecobus, що складається з п'яти жил силової проводки і двожильного слабкострумового дроту.

''Розумна'' автоматика приводів

Важливою складовою системи життєзабезпечення сучасної будівлі, є автоматика і сервоприводи (електродвигуни з редукторами і іншою механікою) периферійних пристроїв.

Найбільш популярними серед них є керовані приводи німецьких компаній SOMFI і ELERO GMBH, у вигляді триступінчатих планетарних редукторів, забезпечених асинхронними однофазними двигунами, кінцевими вимикачами і електромагнітними дисковими гальмами. Вони регулюють положення ролет, рольставней, маркіз, жалюзі, тканинних навісів, грат, що збираються, гаражних воріт.

Автоматика, пов'язана з датчиками, що реагують на сонячне світло, вітер і дощ, систем Somfy-Line 2000/2400, SM300, SM400 або систем ASM-E, ACS, JA (фірма ELERO) при перших ознаках негоди розпрямить тент на балконі, скрутить його при сильних поривах вітру, відрегулює рівень освітлення в кімнатах з допомогою жалюзі. Дистанційне керування автоматичними пристроями за допомогою пульта на ІЧ-променях або УКХ-передатчика з радіусом дії 50 м забезпечує автоматика Somfy-Fernsteuerungen і Elero Antriebe.

Електроустановочні пристрої в світі нових можливостей

Практично всі провідні виробники електроустановочних виробів випускають сьогодні широкий спектр автоматичних пристроїв. Міжнародна корпорація LEXEL GROUP виключенням не є.

Фінські компанія STROMFORS і холдинг ESMI, які належать корпорації, поставляють на ринок основні складові інтелектуальних систем управління освітленням, опалюванням, вентиляцією, пожежною і охоронною сигналізацією з контролем доступу, а також будь-якими електроприладами в сучасному будинку, і, крім того, створену фірмою STROMFORS інтелектуальну систему IHC.

Шведська фірма ELJO - виробник великого спектру електроустановочних і автоматичних пристроїв. Ними комплектується універсальна децентралізована система "розумного будинку" Eljo's Bus System, розроблена по концепції EIB. Фірмове програмне забезпечення В-СON забезпечує взаємодію з іншими шинними системами, що використовують відмінні від EIB протоколи. Дистанційний бездротовий зв'язок з Eljo's Bus System здійснюється через мережу GSM по мобільному телефону, пейджеру, факсу і за допомогою інших комунікацій.

Панелі управління (пультові, touchscreen)

Поширеною нині стала панель на екрані комп'ютера, де "віртуальні" кнопки спрацьовують при установці на них курсора і "кліканні" клавішою мишки.

Кілька років тому в області централізованого управління "розумним будинком" зробили революцію сенсорні панелі touchscreen. Першими їх сталі випускати AMX CORPORATION і CRESTRON. Ці панелі, по суті, є легкими ноутбуками, що передають команди як в ІЧ- і УКХ-діапазонах, так і по проводах. На рідкокристалічний екран панелі виводяться піктограми введених в пам'ять макрокоманд (наприклад, управління вуличним світлом, контролю за температурою і рівнем води в басейні і т. п.), одночасно з ними демонструються відеокартинки з камер спостереження (телевізора, відео) з можливістю мультиплексування, наприклад, Visiontouch VT-4000 фірми CRESTRON. Команди віддаються доторканням до потрібної піктограми пальцем або голосом через вбудований в панель мікрофон. Через панель можна також вести телефонну розмову. "Далекобійність" бездротових панелей - до 150 м.

Як програмне забезпечення можна відзначити програмне середовище SIMPL Windows і програму Active Home.

Вітчизняна дротяна мультимедійна сенсорна панель, що збирається фірмою "Інтернетдом" з комплектуючих провідних зарубіжних виробників, включає 15-дюймовий активний матричний дисплей PHILIPS, що відображає одночасно декілька картинок, і забезпечує чіткіше і яскравіше, ніж у панелей CRESTRON, зображення, а коштує істотно дешевше за іменитий аналог. Поставляємі нею бездротові монохромні сенсорні панелі діють до 10 метрів, але порівняно дешеві.

У статтях про домашню автоматику не згадати про праску, яку забудькувата господиня залишила включеною в мережу, - поганий тон. Полохливих заспокою відразу: противну праска, якщо вона не перегорить сама, знеструмить елементарний пристрій захисного відключення. В гіршому випадку про це йому "нагадає" датчик системи пожежогасіння. Отже яким би "тупим" будинок не був, а з праскою справиться.