Умный дом

Это незавершённая статья. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.

Умный дом, умное здание — автоматизированная система, способных выполнять действия, связанные с управлением квартирой или целым зданием и решать определённые связанные с этим задачи без прямого участия человека в управлении. В зависимости от сферы применения могут использоваться термины домашняя автоматизация (англ. home automation), или умное здание (англ. smart house). При этом различные типы систем "умного дома" могут относиться к управлению устройствами и инженерными подсистемами внутри квартиры, в пределах многоквартирного или офисного здания, а также к индивидуальному частному жилому дому и прилегающему к дому участку.

В сфере автоматизации умных домов используется множество специально разработанных типов устройств и технических стандартов. На текущий момент вряд ли можно сказать, что существует какой-то "золотой стандарт" умного дома, в рамках которого можно определить единый набор таких устройств. Напротив, существует большое число конкурирующих подходов, вариантов исполнения и т.д.

История

См. также: История технологий умного дома

Современным подходам к автоматизации зданий предшествовало постепенное развитие инженерных систем здания и бытовой техники, которое началось с начала-середины XIX века.

В середине XX века появились первые единичные попытки домашней автоматизации в современном понимании. Для своего времени они выглядели футуристическими экспериментами и причудами изобретателей и практического распространения не получили. Наиболее известными были «Дом с кнопками» (Push-Button Manor, 1950) американского инженера Эмиля Матиаса, где расположенные по всему дому кнопки автоматизировали выполнение основных бытовых задач, и компьютер Echo IV (1966) американского инженера Джеймса Сазерленда, который мог регулировать работу домашней климатической техники, включать и выключать некоторые приборы и распечатывать списки покупок.

В 1975 году шотландская Pico Electronics разработала первый специализированный стандарт управления домашними устройствами: X10. Для передачи сигналов использовались обычная электрическая сеть. Кроме того, создатели предусмотрели беспроводное управление на радиочастоте 433 МГц (в США — 310 МГц). Новая система позволяла включать и выключать приборы и менять яркость света, а также получать данные о текущем состоянии приборов. Для управления X10 были разработаны специальные пульты и компьютерный интерфейс. Широкому распространению систем на X10 способствовали простота их установки и низкая цена.

В 1980-х основным рынком X10 стали США, а в Европе устройства на X10 использовались значительно меньше, в первую очередь из-за особенностей государственного регулирования, не позволявшего применять весь функционал устройств. Одновременно европейские электротехнические компании готовили собственные аналоги X10. Чтобы эффективнее продвигать свои разработки, немецкие компании во главе с Siemens в итоге решили использовать единый стандарт, который назвали Европейской инсталляционной шиной (EIB, 1990). Группа компаний во главе с французской Electricité de France создала стандарт BatiBus. Голландская Philips, немецкая Daimler Benz, французская Thomson Consumer Electronics, British Telecom и ряд других создали Европейскую ассоциацию домашних систем (EHSA, 1991) и третий европейский стандарт — EHS.

В 1984 году американская Ассоциация жилищно-строительных компаний (ppNational Association of Home Builders]]) изобрела для домов с использованием автоматизации термин «умный дом» (smart house), а в 1999 году студия Disney выпустила фильм Smart House, представивший идею умного дома широкой публике.

В 1999 году компании, производившие устройства на трех европейских стандартах, договорились об объединении и создании единого протокола KNX, который был представлен в 2002 году и стал открытым.

В 2012 году на рынке была представлена смарт-система домашнего освещения на основе ламп с регулируемым спектром и яркостью свечения под маркой Philips HUE. В каждую лампу этой системы встроен свой микроконтроллер, который оснащен радиоинтерфейсом ZigBee.

В 2014 году появилась первая «умная колонка» Amazon Echo — небольшое устройство со встроенным умным помощником Alexa с голосовым управлением. Она позволяла получать ответы на бытовые вопросы и управлять домашними устройствами. В 2016 году появился аналог Google Home на основе собственного умного помощника Google Assistant. Компания Apple в 2017 году выпустила умную колонку Apple HomePod на базе голосового помощника Siri. Китайская Xiaomi представила свой вариант умной колонки Xiaomi Mi Al Speaker в 2017 году.

В России в 2018 году компания Яндекс выпустила на рынок свою Яндекс.Станцию с похожим функционалом и голосовым помощником Алиса. Её отличие от иностранных аналогов заключается в том, что на момент 2019 года, это была единственная платформа умного дома, которая поддерживает голосовое управление на русском языке. Также её платформа является открытой, что позволяет производителю или разработчику интегрировать в неё собственные экосистемы умного дома (например, Xiaomi Mi Home, Samsung SmartThings, Redmond Ready for Sky и т. д.). Голосовой интерфейс для пользователя не изменяется и управляется через Алису.

Организация системы управления умным домом

В зависимости от объёма покрытия и собственных технических решений тех, кто проектировал и инсталлировал систему умного дома, она может быть объединена в общую информационную сеть или фрагментирована на отдельные подсистемы.

Управление ими может быть организовано по-разному.

В случае умного здания они могут быть выведены в диспетчерскую и замкнуты на специализированную Автоматизированную Систему Управления Зданием (АСУЗ, англ. Building Management System, BMS, нем. Gebaudeleittechnisksystem, GLT). Доступ отдельных жильцов к функциям такой системы может предоставляться только в ограниченном объёме.

В рамках отдельной квартиры умные устройства могут быть подключены к одному или нескольким контроллерам домашней автоматизации.

Системы автоматизации уровня зданий могут не включать в себя некоторые из инсталлированных в здании подсистем, таких как охранная и пожарная сигнализация, система управления лифтами из соображений формальной сертификации оборудования или обеспечения дополнительного уровня безопасности, а могут и включать их.

Типы устройств

• Контроллер (хаб) — управляющее устройство, соединяющее все элементы системы друг с другом и связывающее её с внешним миром.
• Датчики (сенсоры) — устройства, получающие информацию о внешних условиях.
• Актуаторы — исполнительные устройства, непосредственно исполняющие команды. Это самая многочисленная группа, в которую входят умные (автоматические) выключатели, умные (автоматические) розетки, умные (автоматические) клапаны для труб, сирены, климат-контроллеры и так далее.
• Устройства прямого управления умным домом, такие как умные колонки со встроенным голосовым ассистентом.
• Устройства удалённого управления (как правило - смартфон с установленным на нём управляющим ПО, но это может быть и пульт дистанционного управления.

Конкретный состав устройств постоянно расширяется, так как промышленность выпускает всё новые и новые решения.

Состав автоматизируемых систем и устройств

Состав автоматизируемых в рамках концепции умного дома систем включает большинство или даже все используемые в настоящее время инженерные системы квартиры или здания, а также ряд отдельных устройств и функций.

Среди них могут присутствовать:

• Система отопления
• Система освещения
• Системы водоснабжения и канализации
• Система вентиляции и кондиционирования воздуха
• Система электроснабжения
• Охранная, пожарная сигнализация, сигнализация залива водой

Популярными являются также автономно работающие роботы-пылесосы, автоматические жалюзи, интеллектуальные домофоны и электронные замки, а также устройства мониторинга качества воздуха и домашние метеостанции.

Большое число интеллектуальных бытовых устройств также может быть интегрировано в умный дом.

См. также

• Умный город
• Умный квартал
• Умная парковка
• Умное производство
• Умное сельское хозяйство