Розумний будинок

Розумний дім (розумний будинок/ smart home, digital house) — система домашніх пристроїв, здатних виконувати дії і вирішувати певні повсякденні завдання без участі людини. Функціонально пов'язуються між собою усі електроприлади будівлі, якими можна керувати централізовано — з пульта-дисплею. Прилади можуть бути під'єднані до комп'ютерної мережі, що дозволяє керувати ними за допомогою ПК та надає віддалений доступ до них через Інтернет. Завдяки інтеграції інформаційних технологій у домашні умови, усі системи та прилади узгоджують виконання функцій між собою, порівнюючи задані програми та зовнішні показники (обстановки).

Мультимедійний дисплей для керування розумним будинком

Для визначення високотехнологічних приміщення також вживають терміни: intelligent building, smart-house, digital home.

Розумний дім створюється за допомогою професійного проектування та програмування компаніями, що займаються розробкою проектів smart-home. Програми, що вводяться до алгоритмів multi-room розумного дому, розраховані на певні потреби мешканців та ситуації, пов'язані із зміною середовища або безпекою. Особливістю smart-home є керування за допомогою пульта, на котрому людина може натиснути одну-єдину клавішу для створення певної обстановки. При цьому, сама система мульти-рум аналізує навколишню ситуацію та параметри усередині приміщення, та, керуючись власними висновками, виконує задані користувачем команди із відповідними налаштуваннями. Окрім того, електронні побутові прилади, встановлені у розумному будинку, можуть бути об'єднані у домашню Universal Plug'n'Play — мережу із виходом до інтернету.

Приклад сучасної будівлі

Основні функції розумного будинку

• Надійна та проста у користуванні система охорони та відеонагляду;

• Автоматична централізована корекція освітлення у залежності від часу доби та пересування людей по приміщенню (особливо важлива для тих, хто виховує дітей або доглядає за родичами похилого віку);

• Побутові турботи, які, зазвичай, лягають на плечі людини, у розумному будинку узгоджуються з усіма його системами та виконуються найлегшим і найефективнішим способом за допомогою сучасного обладнання. Це, наприклад, може бути полив саду або його накриття від сонця (грози) згідно із вимірами погодних умов; відчинення дверцят о певній годині для вигулу домашніх тварин, щоб уранці вони могли вийти на двір без залучення часу хазяїв і тд.;
• Контроль за протіканням води/газу;
• Орієнтир на енергозбереження. Інтелектуальний дім — це не енерговитратна система (автоматика на 500м² становить приблизно 60 W);

• Домашня автоматика будинку дозволяє покращити умови життя та спростити побутові задачі для користування інвалідів та людей похилого віку;

• Можливість керування інтелектом будинку та побутовими приладами через інтерфейс за допомогою телефонної лінії, мобільного зв'язку або Інтернет. Тобто, Ви можете робити якісь домашні справи через смартфон або веббраузер, ще не діставшись самого будинку;

• Усі функції виконуються за допомогою одного пульта-дисплея;

Технології

Пульт управління кімнатою.

Система розумного будинку включає три типи пристроїв:

• Контролер (хаб) — керуючий пристрій, що з'єднує всі елементи системи один з одним і зв'язує її з зовнішнім світом.
• Датчики (сенсори) — пристрої, які отримують інформацію про зовнішні умови.
• Актуатори — виконавчі пристрої, безпосередньо виконують команди. Це найчисленніша група, в яку входять розумні (автоматичні) вимикачі, розумні (автоматичні) розетки, розумні (автоматичні) клапани для труб, сирени, клімат-контролери і так далі.

У більшості сучасних розумних будинків контролер спілкується з іншими пристроями системи через радіосигнал. Найпоширеніші стандарти радіозв'язку для домашньої автоматизації — Z-Wave (частота залежить від країни, в Європі 868 МГц, в Росії 869 МГц) і ZigBee (868 МГц або 2,4 ГГц), Wi-Fi (2,4 ГГц), Bluetooth (2,4 ГГц). Майже всі вони використовують шифрування даних (AES-128), в Wi-Fi застосовується шифрування WPA, WPA2 або WEP. Для зв'язку із зовнішнім світом контролер, як правило, підключається до інтернету або використовує кілька каналів зв'язку.

Після початку використання систем глушіння сигналу, частина охоронних систем почали одночасно використовувати додаткові канали зв'язку: до ethernet додали GSM та wi-fi.

Розважальні мультимедійні можливості

• Повноцінний домашній кінотеатр;

• Облаштування приміщень для ігор будь-якого виду;

• Розумні технології можна ефективно інтерпретувати в інтер'єр будинку, офісу, закладу тощо;

• Облаштування та функціонування приміщення згідно із вихованням дитини: її розвиток, безпека та розваги.

Історія створення

Розумні будинки, як і більшість досягнень сучасної техніки, початково з'явилися на сторінках фантастичних оповідань. Але матеріалізовуватись ідея почала лише у ХХ-му сторіччі після широкого введення електрики у будівлях і розвитку інформаційних технологій. Перше повідомлення про віддалені прилади контролю можна віднести до розробки Ніколою Тесла дистанційного керування судами та транспортними засобами у 1898 році.

Електричні побутові прилади почали з'являтись у 1915—1920 роках і продемонстрували готовність суспільства замінити роботу домашнього персоналу дешевими механічними пристроями. Правда на той час, проблема енергозбереження при використанні нових технологій ще вирішена не була. Тому, певний час, новітні технологій були доступні лише дуже заможним людям.

Ідеї більш розвинені до понять сучасних систем автоматизації будинку були продемонстровані на ярмарках у Чикаго (1934) та Нью-Йорку. У «великому яблуці» трохи пізніше (1964—1965), представили плани електрофікованих та автоматизованих приміщень . У решті-решт перший серйозний аналог розумного дому з'явився у 1966 році. Це була експериментальна система домашньої автоматизації — «домашній комп'ютер Эхо IV». Його винахідник — Джим Сазерленд, інженер компанії Westinghouse Electric. Його технологія була приватним, некомерційним проектом. Перші «дротові будинки» були зведені американськими винахідниками-любителями у 1960-х, але вони були суттєво обмежені можливостями тогочасних технологій.

Уперше термін «розумний будинок» був вигаданий Американською Асоціацією Housebuilders у 1984 році. Із винаходом мікроконтролерів, вартість на електроприлади швидко падала. Ця ж установа зазначила, що таке помешкання відмінне від звичайного своєю здатністю забезпечувати продуктивне та ефективне використання робочого та житлового середовища.

Годівниця для котів, що керується через інтернет

За цим, віддалені інтелектуальні технології керування були прийняті будівельною промисловістю, яка поступово почала вводити їх не лише у бізнес установах, але і у домашніх помешканнях. Під час активної домашньої автоматизації 90-х років інформатика та телевізійні системи були поєднані для підтримки інтелектуальних можливостей приміщень. У 1995 році винахідники технологій Java оголосили одним із основних призначень даної технології — «збільшення інтелекту побутових приладів».

Сьогодні технології дозволяють збирати домашню автоматику покомпонентно: обирати лише ті функції розумного будинку, які дійсно потрібні користувачу. Тепер новітні технології керування приміщенням з'являються щодня. Навіть речі, котрі раніше розглядалися лише як красиві предмети інтер'єру тепер можуть виконувати ряд мультимедійних або побутових функцій.

До 2012 року в США, за даними ABI Research, було встановлено 1,5 мільйона систем домашньої автоматизації. Згідно з дослідницькою фірмою Statista, до кінця 2018 року в будинках США буде встановлено понад 45 мільйонів пристроїв для розумного дому.

Приклади

Система «розумний дім» допомагає більш результативно використовувати комерційні пересування, автоматизувати певні побутові процеси, урізноманітнити дозвілля. Попри те, що smart-home — дорога технологія, яка вимагає планування із самого початку зведення будинку та якісного устаткування, існують альтернативні рішення. Найпростіший за проектом дім можна доповнити певним прогресивним обладнанням, яке розширить функціональні можливості житлової площі та усучаснить пересування.

Наприклад вже тепер, за допомогою технологій інтелектуального будинку, піч може повідомити хазяїв, коли вона потребує чистки. А коли холодильнику стане необхідний техогляд, він «скаже» про це. Сигналізація може одночасно подзвонити на номери служби безпеки та хазяїна будинку, якщо у домі з'явився незваний гість. За допомогою налаштувань мульти-рум, будинок може визначити, хто із членів родини пересувається по помешканню, і включити таке освітлення (температуру/музику тощо), яке влаштовує саме цю людину. Або наприклад «розумний замок» використовує з'єднання Bluetooth, щоб зафіксувати, коли людина та її смартфон залишаєте приміщення. Користувач може надати право доступу друзям та членам сім'ї за допомогою спеціально згенерованого ключа. Кожного разу, коли хто-небудь відкриває двері, власник буде отримувати повідомлення на телефон.

Більш складні системи можуть вести облік продукції у комерційних закладах, облік її використання через зчитування штрих-кодів або RFID-тег. А у домашньому використанні: готувати список покупок.

Сучасні мобільні пристрої, забезпечені акселерометрами, мікрофонами, камерами, всілякими датчиками, які можуть забезпечити потік даних, що однозначно і чітко описує все, що відбувається в навколишньому середовищі. І залишається тільки розробити досить складні і потужні універсальні програмні алгоритми, які здатні інтерпретувати цей потік даних, зробити висновки, прийняти відповідні рішення і виконати необхідні дії.

Керування освітленням

• Розумні вимикачі і диммери
• Модулі управління шторами, жалюзі та ролетами
• RGB- і RGBW-контролери для управління світлодіодними світильниками, перш за все світлодіодними стрічками
• Датчики руху і присутності
• датчики освітленості

Такі пристрої дозволяють автоматизувати управління світлом і найчастіше використовуються, щоб:

• автоматично включати світло, коли люди входять в приміщення, і вимикати, коли виходять
• автоматично підтримувати освітленість на постійному рівні, регулюючи яскравість світильників і положення жалюзі або штор
• автоматично регулювати освітленість в залежності від сезону і часу доби або по іншим заздалегідь заданими правилами

В Україні

У грудні 2017 року було заявлено про встановлення першої створеної в Україні системи CLAP «розумний дім» у Києві у 2018—2019 роках. Планувалось встановити її у 20 тис. квартир.

З 2011 року компанія Ajax Systems виробляє в Україні й продає до майже 100 країн бездротові системи безпеки та керування розумним домом.

Розвиток технології

Значним потенціалом володіє інтеграція з системами розумного будинку фінтех-проєктів. Прогнозується, що у найближчому майбутньому платіжними функціями будуть оснащені смарт-колонки, які найчастіше є центром управління розумним будинком. Така колонка, отримуючи дані з лічильників, зможе самостійно оплачувати комунальні послуги. Або інший приклад: колонка отримала дані з кондиціонера про те, що у нього забилися фільтри, самостійно викличе фахівця, який ці фільтри і замінить, і оплатить його роботу.

Див. також

• Диспетчеризація
• Ajax Systems
• CLAP

Примітки

1. . Ajax Systems (ua) . Архів оригіналу за 21 вересня 2020. Процитовано 10 березня 2020.
2. . Ajax Systems (ua) . Архів оригіналу за 28 лютого 2020. Процитовано 28 лютого 2020.
3. Tesla Nikola Method of and apparatus for controlling mechanism of moving vessels and vehicles//Patent 613809. — United States Patent and Trademark Office, 8 November 1898
4. Spicer Dag If You Can't Stand the Coding, Stay Out of the Kitchen. — Dr. Dobb's Journal, Retrieved 2010-09-02
5. Anogianakis George (1997) Advancement of assistive technology. — IOS Press.
6. . www.abiresearch.com. Архів оригіналу за 28 грудня 2021. Процитовано 22 листопада 2016.
7. . Statista (англ.). Архів оригіналу за 29 січня 2021. Процитовано 7 листопада 2019.
8. . Відгук (ua) . 2018-11-07CET14:06:44+01:00. Архів оригіналу за 18 грудня 2018. Процитовано 17 грудня 2018.
9. Компанія Intel розробляє концепцію «розумного будинку» [ 6 червня 2014 у Wayback Machine.](рос.)
10. Разработчики называют CLAP «первой полноценной системой умного дома, полностью созданной в Украине». Ее установят в 20 тыс. киевских квартир [Архівовано 12 березня 2018 у Archive.is], 7.12.2017, Владимир Скрипин, itc.ua
11. . Ajax Systems (ua) . Архів оригіналу за 17 березня 2020. Процитовано 28 лютого 2020.
12. . delo.ua (рос.). Архів оригіналу за 2 березня 2021. Процитовано 28 лютого 2021.

Джерела

• Gerhart James Home Automation and Wiring//McGraw-Hill Professional, 31 March 1999. — .
• Harper et al, 2003. pp. 18–19
• Mann William C. The state of the science//Smart technology for aging, disability and independence. — John Wiley and Sons, 7 July 2005. — .