5,2K подписчиков

Система «умный дом»: что это такое и как работает

101 прочитал

Мы уже писали о том, что жизнь на даче можно серьезно облегчить и улучшить за счет «умных» систем автоматизации, и даже рассказали про некоторые из них. А что такое «умный» дом в целом, что к нему относится, как это устроено и сколько может стоить система «умный дом» для загородного дома?

Фото blog.switch-bot.com
Фото blog.switch-bot.com

Что относится к системе умного дома

В общих чертах система умного дома состоит из обычной бытовой техники и устройств, а также датчиков, некоторых вспомогательных элементов и «мозгового центра», который чаще всего называют хабом. Как все это работает?

  • Хаб собирает информацию от датчиков и запускает устройства либо по заданным сценариям, либо по команде владельца. Строго говоря, хаб не всегда обязателен: простые конфигурации вроде «умное реле и два светильника» могут работать и без него. Но без главного управляющего центра умный дом распадается на разрозненные элементы, каждым из которых нужно управлять по отдельности – это не упрощает, а усложняет жизнь.
  • Датчики детектируют определенные события или состояние среды в доме и передают сигнал на хаб, который согласно пользовательским настройкам подает команду на конечные устройства. Например, сработал датчик освещенности или движения в помещении – нужно включить свет. Датчик температуры выдал значение вне установленного предела комфорта – включается кондиционер или отопление. Умный дом позволяет создавать сложные сценарии с участием датчиков и конечных устройств: например, вы зашли в дом – включаются свет, теплый пол и приятная музыка, а на кухне начинает греться чайник, потому что вы привыкли пить чай после долгой дороги.
  • Вспомогательные элементы – это всевозможные умные реле, пульты, выключатели и розетки, которые позволяют встроить в систему умного дома даже те приборы, которые изначально для этого не предназначались.
  • Конечные устройства – это наша с вами бытовая техника, освещение, климатическое оборудование – в принципе, почти что угодно.

Система «умный дом» для загородного дома

Почему, собственно, мы заговорили про умный дом применительно к загородному жилью? В первую очередь потому, что в комфортном загородном жилье потребность в автоматизации даже выше, чем в городской квартире. Для дачи, например, очень востребованы умные системы безопасности: защита от проникновения и контроль за оборудованием – газом, водоснабжением, электричеством – в отсутствие владельцев. Система умного дома подходит для этого на все сто процентов: датчики движения, открывания окон и дверей, умные дверные замки могут быть частью контура защиты от воров наряду с системой видеонаблюдения. Существуют датчики протечки воды, которые могут быть частью сценария безопасности: при обнаружении протечки владельцу отправляется тревожный сигнал, а умный дом отключает электричество в помещении, где произошла авария, чтобы вода не повредила технику. Есть в продаже и датчики пожара и утечки газа.

Умные розетки позволяют удаленно получать данные об энергопотреблении и статусе бытовых приборов, что тоже полезно: вы всегда будете в курсе, работает ли ваша техника и все ли с ней в порядке. Они же позволят автоматизировать процессы на участке: например, настроить режим автоматического дождевания газона или капельного полива теплицы.

Наконец, в систему умного дома можно интегрировать инженерное оборудование загородного жилья: насосы водопровода и отопления, автоматику теплых полов и тому подобное. В результате становится не только проще управлять всем этим хозяйством, но и контролировать его состояние, когда хозяев нет на месте.

Как работает система «умный дом»

Xiaomi Smart Home Hub 2
Xiaomi Smart Home Hub 2

Управляющий модуль (хаб) подключается к интернету по Wi-Fi или через кабель и работает от сети 220В (обычно через адаптер). Датчики и выключатели могут быть проводными или общаться с хабом и по беспроводной связи. Первый вариант считается более надежным в плане безопасности, но у него есть большие минусы. Устанавливать проводную систему в уже готовом интерьере не имеет смысла – выглядит некрасиво, к тому же ее очень сложно масштабировать, если вам понадобится добавить еще устройства.

Поэтому самые популярные датчики и прочие устройства – беспроводные, чаще всего на батарейках. Они контактируют друг с другом и управляющим модулем по радиопротоколам. Самый простой и уже привычный нам протокол – Wi-Fi, но применительно к умному дому у него есть недостатки: медленная реакция и большое энергопотребление устройств. К тому же при большом количестве приборов, подключенных к Wi-Fi, они могут создавать друг другу помехи и работать некорректно.

По этой причине для умного дома все чаще используется специальный протокол ZigBee: он устойчив к помехам, имеет очень короткое время отклика (менее 15 миллисекунд) и расходует мало энергии, так что батарейка в совместимом устройстве может работать до 2 лет. Преимущество ZigBee еще и в том, что отключение интернета никак не сказывается на способности устройств общаться с хабом по этому протоколу. Примерный аналог ZigBee – протокол Z-Wave, тоже разработанный специально для умных домов, но устройства с ним немного дороже.

Большинство современных хабов поддерживают и используют одновременно оба протокола, а нередко – и протокол Bluetooth. Датчики обычно связаны с хабом и между собой через ZigBee. Конечные устройства в большинстве своем могут подключаться только через Wi-Fi, но в этом нет большой проблемы: вопрос энергопотребления для них почти не стоит, потому что они питаются от сети или имеют емкие аккумуляторы. Существуют хабы с GSM-модулем, чаще всего они используются в умных системах охраны дома, где должна быть возможность передать сигнал на смартфон владельца даже без интернета.

Количество устройств, поддерживаемых хабами от крупных производителей – больше 100, это более чем достаточно даже для очень просторного жилья со всеми удобствами. Иногда хаб может быть встроен в какое-либо из умных устройств – например, в видеокамеру наблюдения.

Команды с хаба передаются либо на конечное устройство, либо на устройство-посредник – например, умную розетку или реле. Они нужны для тех приборов, у которых нет встроенного модуля Wi-Fi, так что управлять ими можно только через включение-выключение подачи электричества. Чаще всего это осветительные приборы и всевозможная простая автоматика наподобие насосов, электрических приводов ворот и тому подобного. Умные розетки и выключатели позволяют интегрировать такие приборы в сложные сценарии, настраивать для них индивидуальные режимы и получать информацию об их статусе и энергопотреблении.

В умный дом можно интегрировать и устройства, управляемые с пульта через ИК-порт. Для этого существуют специальные умные пульты.

Управление системой умного дома – самая интересная тема. Очень большую часть работы оборудование делает автоматически – недаром оно «умное». Прогресс движется в сторону самообучающихся систем, которые умеют сами запоминать нужные сценарии и на их основе конструировать новые, но пока полная самообучаемость еще впереди. Сейчас настроить систему и отдавать ей команды можно через приложение или голосового помощника на смартфоне либо через умную колонку с голосовым ассистентом. Последний вариант можно считать самым удобным, и, вероятно, будущее именно за ним. Недавно, например, Яндекс выпустил новую умную колонку с голосовым помощником Алисой и встроенным хабом ZigBee, который позволяет колонке напрямую общаться с датчиками.

Что может входить в систему «умный дом»

Об этом мы уже в целом поговорили, но давайте немного конкретизируем. Что может быть в умном доме?

Умное освещение

Лампа светодиодная Yeelight Smart LED. Фото Aliexpress
Лампа светодиодная Yeelight Smart LED. Фото Aliexpress

В продаже есть так называемые умные лампы с собственным приемником Wi-Fi, которыми можно управлять через приложение, с пульта или с помощью голосового помощника. Для взаимодействия с такими лампами хаб не обязателен, но в этом случае нельзя будет создавать сложные пользовательские сценарии. Умные лампы достойны отдельного подробного рассказа, поэтому оставайтесь с нами. Однако умный дом может “найти общий язык” и с обычными светильниками – для этого, как уже говорилось, существуют умные реле, выключатели и их разновидность - умные кнопки. Здесь открывается простор: освещение может работать по таймеру, по сигналу датчиков, по сценарию для нескольких разных зон и пр. На даче можно подключить к умному дому и освещение сада – будет не только красиво, но и удобно. Интересно, что пользователи обычно приходят к системе умного дома именно через освещение - сначала автоматизируют его, а потом входят во вкус.

Умная бытовая техника

Чайник Xiaomi Viomi
Чайник Xiaomi Viomi

Все идет к тому, что в ближайшие годы техника без подключения к умному дому станет восприниматься как устаревшая. Уже сейчас почти во всех линейках устройств можно найти такие, которые интегрируются в умный дом. Есть стиральные и посудомоечные машины, холодильники, чайники, мультиварки, кофемашины и другие агрегаты, способные работать в умных системах без всяких устройств-посредников. Представлено на рынке и климатическое оборудование для умных систем, и даже “милые мелочи” вроде кормушек для животных и моторчиков для жалюзи и рулонных штор.

Умная климатическая техника

Обогреватели, кондиционеры, теплые полы, увлажнители и очистители воздуха тоже могут работать в системе умного дома и встраиваться в сложные многоступенчатые сценарии. Кстати, это еще и выгодно: климатическое оборудование считается очень “прожорливым” в плане потребления электричества, которое все дорожает и дорожает. Для дачного дома, если в нем нет газового отопительного котла, зимний обогрев – огромная статья расходов. Интеллектуальные настройки отопления помогают экономить и расходовать ценный ресурс только тогда, когда это действительно нужно и полезно.

Умные системы безопасности

О них мы уже упоминали и еще поговорим подробнее, потому что для загородного дома безопасность – дело первостепенной важности.

Экосистема умного дома: что это такое

Фото nedv-expo.ru
Фото nedv-expo.ru

Когда речь заходит про умный дом и управление им, обычно говорят сразу про «умный дом с Алисой» или «умный дом Xiaomi». Все это - так называемые экосистемы умного дома, где все устройства совместимы между собой и управляются одним приложением и одним голосовым помощником. Как правило, принадлежность к определенной экосистеме зависит от производителя устройства, но очень часто они «дружат» между собой. Об экосистемах умного дома мы поговорим в отдельной статье, не покидайте канал.

Что нужно для системы «умный дом»

В целом – только хорошее подключение к интернету и стабильное электропитание от сети 220В. Как добиться хорошего интернета на даче, мы уже писали здесь. В принципе, система умного дома может работать и без интернета, но в ограниченном масштабе - при отключении интернета устройства по-прежнему остаются в домашней сети Wi-Fi, ими можно управлять с телефона в пределах ее действия. Недоступным становится удаленное управление из любой точки мира, могут быть проблемы с некоторыми сценариями.

Отдельный сервер для большинства современных умных домов не нужен, все расчеты происходят в облачных сервисах – например, сейчас очень популярна китайская облачная платформа Tuya, с которой совместимы очень многие устройства.

Так что единственная реальная проблема – отключение электричества. В такой ситуации умный дом действительно почти превращается в тыкву – впрочем, конечные устройства тоже отключаются, так что управлять становится попросту нечем. Но и тут все не так плохо: охранные системы умного дома могут некоторое время работать даже без электричества, если у хаба есть свой аккумулятор или другое резервное питание (такая возможность иногда бывает предусмотрена производителем). Беспроводные датчики, в том числе противопожарные, питаются от собственных батареек, электромеханические умные замки просто превращаются в обычные, а без видеонаблюдения при таких условиях можно какое-то время обойтись.

Цена системы «умный дом» для загородного дома

Это непростой вопрос, потому что стоимость будет очень сильно зависеть от того, какие именно операции автоматизируются и сколько устройств для этого нужно. Совершенно не обязательно сразу набирать «всего и побольше», один из плюсов системы умного дома – ее масштабируемость: можно начать с самого простого и постепенно добавлять новые устройства и функции. В продаже есть уже готовые базовые решения разного назначения: например, для безопасности дома можно купить комплект из хаба, датчиков открывания дверей и окон, умной розетки и умной кнопки-выключателя. Стоить он будет в пределах 13 тыс руб. Примерно в те же деньги обойдется базовый комплект видеонаблюдения из двух камер, видеодомофона, умного звонка и хаба управления. Набор для базовой автоматизации освещения в одной точке (умная лампа+датчики) будет стоить от 2 тыс рублей, а комплект из 4 умных сенсорных выключателей в красивом дизайне плюс хаб обойдется примерно в 7 тыс рублей. Если вы купили комплект с хабом от конкретного производителя (и с конкретной экосистемой), в дальнейшем при покупке новых подключаемых устройств нужно смотреть, совместимы ли они с тем, что у вас уже есть.

Читайте также