технологии «Умного Дома - Беспроводной Интернет

ООО «СМАРТ СИСТЕМЫ»
ТЕХНОЛОГИЯ «УМНЫЙ ДОМ»
1.
2.
3.
4.
5.
Содержание:
Вступление
Концепция
Технология
Процедуры и инструменты:
4.1.
Процедуры проектирования и интеграции:
4.1.1. Функциональные задачи
4.1.2. Сервисная карта объекта
4.1.3. Оснащение
4.1.4. Технологии и решения
4.2.
Типовые проекты и компоненты:
4.2.1. Электропитание и энергосбережение
4.2.2. Система безопасности и идентификации
4.2.3. Видеонаблюдение
4.2.4. Датчики, считыватели, исполняющие устройства
4.2.5. Удалённое оповещение и управление
4.2.6. Контроль и управление системами
4.3.
Расширение системной платформы
Перспективы рынка и партнёрство
В современном обществе всё ярче прослеживается тенденция развития и широкого
применения высоких технологий для решения повседневных задач. Это вызвано стремлением
удобно управлять бизнесом или жилищем и контролировать связанные с этим процессы. Поэтому
была разработана концепция «Умный Дом». «Умный Дом» - это комплекс технических устройств,
аппаратных и программных решений, направленных на обеспечение согласованной работы всех
инженерных систем, направленных на безопасность, комфорт, а также контроль и
ресурсосбережение в зданиях и сооружениях публичного или частного пользования.
Концепция «Умного Дома» представляет собой систему взглядов, охватывающих
совокупность вопросов, которые раскрывают в описательной или виртуальной форме все
возможные варианты использования и области применения системных компонентов. Концепция
«Умного Дома», как определённый способ понимания и трактовки, является только основной точкой
зрения и руководящей идеей, и поэтому имеет существенное отличие от технологии «Умного Дома».
Технология несёт в себе элементы конструктивного принципа построения системы «Умный
Дом» и последовательности операций и процедур, необходимых для профессионального
воплощения концепции. Технология тесно связана с применяемыми средствами, оборудованием,
инсталляционными процессами и инструкциями по их выполнению, технологическими
требованиями, а также методами диагностики, контроля и управления, включая программирование
и настройку систем.
Внедрение основных элементов интеллектуальной системы по технологии «Умный Дом»
состоит из некоторых обязательных процедур проектирования и интеграции.
На этапе проектирования, прежде всего, составляется перечень целевых и функциональных
задач запрашиваемых заказчиком. Данная процедура предусматривает детальное описание
процессов и систем, предназначенных для контроля и управления бизнесом или необходимых для
осуществления безопасной и комфортабельной жизнедеятельности. Выявляются технические
требования к устанавливаемым элементам системы в соответствии с пожеланиями заказчика,
особенностями их эксплуатации, а также технологическими принципами и возможностями их
взаимодействия. Отдельные элементы «Умного Дома» уже сейчас пользуются большим спросом и
присутствуют практически во всех зданиях: есть видеокамеры, контроль доступа, управление
вентиляцией и кондиционированием, информационные системы, просто все они спроектированы
независимо друг от друга. В основе технологии «Умный Дом» лежит интегрированный подход для
осуществления разумного и удобного взаимодействия всех участвующих систем. «Умный дом» – он
и отличается от обычного дома наличием взаимосвязей между системами, возможностью
автоматически производить обмен информацией между различным оборудованием. Поэтому
весьма важно учитывать возможность расширения функциональных возможностей платформы с
учётом уже установленного или планируемого к установке оборудования для дальнейшей
адаптации. Безопасность, комфорт, ресурсосбережение - основные задачи, решаемые при
инсталляции системы «Умный дом». То есть автоматика, устанавливаемая в доме, берет на себя
рутинные функции по контролю над регулярными событиями (подогрев полов, микроклимат,
наполнение бассейнов, полив растений, освещенность), над безопасностью (удаленный контроль и
оповещение, видеонаблюдение, электронные метки и замки), а совокупность всех действий
приводит к ресурсосбережению и повышению уровня комфортности.
Следующим шагом является макетирование сервисной карты объекта для определения мест
дислокации системных компонентов и индивидуальных технических особенностей объекта.
Процедура макетирования сервисной карты включает в себя предварительную диагностику объекта
на предмет предустановленных инженерных и коммуникационных структур и бытовых устройств, а
также оценка подготовленности объекта к прокладке кабельных сетей и монтажу оборудования. На
макете предусматривается отображение топологии размещения системных устройств и типы их
взаимодействия, точки распределительных ячеек, с указанием элементов соединения, точки
доступа для сервисного обслуживания и места установки контрольных панелей управления.
Процедура оснащения подразумевает выбор основной интеллектуальной платформы и
дополнительного технологического оборудования. Вопрос оснащения – это вопрос лишь степени
автоматизации: комплексной или локальной. Комплексная автоматизация предполагает установку
крупных систем контроля и управления доступом, автоматических систем пожарной сигнализации и
приспособлений противопожарной защиты, многоканальной системы видеонаблюдения, систем
безопасности, систем управления вентиляцией, кондиционированием, освещением, систем
промышленной автоматизации индустриальных процессов, а также организацию диспетчерских
пунктов и центральных пунктов управления. Локальная автоматизация предполагает установку
отдельных элементов системной платформы или независимых компонентов, исходя из
поставленной задачи, например видеодомофонов, различных датчиков (движения, контроля
протечек воды, освещённости, возможность полива растений, пока хозяева в отпуске и т.п.),
использование пультов дистанционного управлении (по ИК каналу или радиочастоте). Вопрос
заключается в целесообразности затрат на организацию сервиса и оптимальности выбора систем и
оборудования для осуществления запроса потребителя. Системы «Умного дома» не обязывают
потребителя предусматривать с самого начала все возможные варианты эксплуатации здания,
потому что открытая архитектура системы позволяет добавить современные технологии по
улучшению условий нахождения в офисе или квартире, без проведения строительных работ, на
любом этапе эксплуатации.
Таким образом, для определения типа инсталлируемой системы оптимально
соответствующей требованиям заказчика следует уделить пристальное внимание решаемым
задачам. Среди решаемых задач можно выделить обеспечение полного контроля над
функционированием систем жизнеобеспечения и безопасности здания, осуществление контроля
над перемещением и доступом на территории, удаленный мониторинг и управление. То есть,
иными словами - определить уровень интеллектуализации объекта.
Системы начального уровня.
Большинство производителей электрофурнитуры имеют в своем арсенале элегантные и
законченные наборы «умных» выключателей, розеток со встроенными таймерами или датчиками
температуры, датчиками движения, присутствия. Венчают этот список пульты управления,
позволяющие управлять включением/выключением света. Обычно это системы закрытого типа,
работающие по радиоканалу, и не позволяющие подключать (в явном виде, что не мешает
осуществлять такие подключения опытным инсталляторам) дополнительное оборудование,
например GSM- дозвонщик.
Системы, построенные на базе какой- либо охранной панели, например POWERMAX фирмы
Visonic, Израиль (www.powermax.com.ua). Такие системы «заточены» под охрану помещений, имеют
в своем составе, или позволяют подключать, модемы сотовой связи для работы с обычной
телефонной линией. Они могут иметь возможность подключения носимых брелков, удаленных
панелей управления и пультов, позволяющих управлять основными режимами работы системы.
Обычно имеется возможность управлять несколькими выходами, или, как в случае с POWERMAX,
имеется выход для управления оборудованием стороннего производителя, например Х10. Эти
системы достаточно эффективны и востребованы как для маленьких проектов, так и для работы в
составе сложных и продвинутых систем «Умный дом».
Системы, построенные на базе оборудования Х10, работающего на принципе передачи
управляющих сигналов по существующей электропроводке. Это сегодня самое простое, доступное и
эффективное оборудование. Различными производителями выпускается множество оборудования,
совместимого по протоколу Х10: датчиков, контроллеров для управления светом, жалюзи,
приводами ворот, видеокамерами. Универсальные пульты и интерактивные панели многих фирм
имеют опцию управления оборудованием по протоколу Х10.
Профессиональное оборудование.
Более профессиональными и «правильными», с точки зрения продвинутых инсталляторов,
являются системы, построенные на основе какой либо сети передачи данных: EIBUS, LONWORK, RS485, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee… Все они имеют массу преимуществ перед системами
начального уровня, например, масштабируемость, поддержка бесконечного числа элементов сети,
легкость интеграции с оборудованием сторонних производителей (за счет использования
переходников типа «сторонний производитель - сеть Х»), высокая помехозащищенность и
безопасность, изначальная ориентация на Интернет - технологии и т.д. Построение таких систем
«Умный дом» желательно начинать при строительстве зданий, с закладки информационных
кабелей. Правда, последнее время, все активнее используются беспроводные решения – Wi-Fi,
Bluetooth, ZigBee. Но, без прокладки основных магистралей (хотя бы для аварийного питания
серверов и подсветки лестниц и проходов) все равно не обойтись. Во всем мире выпускается
множество контроллеров, работающих в подобных сетях, так как похожая схема работы является
основой для систем промавтоматики, без которой невозможно современное производство.
Основным вопросом при инсталляции становится выбор программного обеспечения, в полной мере
раскрывающего все возможности установленного оборудования. Основой таких систем является
сервер, построенный на базе персонального компьютера (желательно в промышленном
исполнении) и установленное на нем программное обеспечение (ПО) управления инженерными
системами, камерами видеонаблюдения. Часто используется ПО, поставляемое с панелями
управления или универсальными пультами, поддерживающими большой список оборудования. В
этом случае возможности системы ограничены возможностями ПО.
VIP-оборудование. Оборудование, нацеленное, как правило, на решение небольшого круга
задач и исполненное в дорогом форм - факторе. Его можно сравнить с мобильными телефонами
«Верту» - минимум возможностей, много блеска и громких заявлений о функциональности.
Очевидна необоснованность претензии на то, что инсталляция именно этого оборудования ведет к
полноценному обладанию «Умным домом» - ни одна готовая система не несет в себе той
функциональности, которая доступна при построении системы с помощью различных
комплектующих. Совместимость - на уровне использования универсального пульта или панели
управления.
Системы, построенные на основе медиасерверов фирм, производителей эксклюзивного
оборудования для домашних кинотеатров и качественного звуковоспроизведения. Основным в
таких системах является подача медиаконтента на выбор, в любую точку дома, от любого источника
данных. При этом поддерживается одновременный вывод аудио, видео для разных помещений.
Такие системы комплектуются продвинутыми универсальными пультами, поддерживающими
управление, в том числе, и электрической нагрузкой, управление которой предусмотрено
конструкциями медиасерверов. Масштабируемость ограничена. Совместимость - на уровне пультов
управления, в некоторых случаях - на уровне поддержки какого-нибудь сетевого протокола (чаще
Lon Works).
Основным вопросом при инсталляции становится выбор подходящего оборудования и
программного обеспечения, в полной мере раскрывающего все возможности установленных
компонентов. Для осуществления данной процедуры существуют так называемые типовые проекты,
реализованные на физическом и программном уровнях. Программный уровень вмещает в себя
совокупность программного обеспечения для эффективного функционирования системных
устройств, их автономного взаимодействия, и интерактивный пользовательский интерфейс для
настройки, сервисного обслуживания, контроля и управления системной платформой. Программный
уровень предназначен для сбора и обработки данных об устройствах, поступающей с них
информации и передачи команд изменения статуса или управления.
Физический уровень системы представлен: датчиками движения и температуры, дыма и
затопления, присутствия и освещенности, проникновения; считывателями бесконтактных
идентификаторов; исполняющими реле и модулями управления света, жалюзи, водяными и
газовыми задвижками, дверными замками и гаражными воротами, мини-насосами полива;
акустическими системами; видеокамерами и видеодомофонами; интерактивными пультами
управления; сервером; источником аварийного питания; сетью, объединяющей все оборудование и
построенной по типу Ethernet- сети, с применением проводных (САТ5Е) и беспроводных технологий
(Wi-Fi).
Энергоснабжение и энергосбережение.
Стратегически важной является система контроля над наличием, качеством и управлением
питающим напряжением. Ресурсосбережение - естественная функция «Умного Дома». Наличие
датчиков температуры, освещенности, движения и других, позволяет оптимально расходовать
энергоресурсы. Теперь свет будет включаться, и гореть только там, где он действительно необходим,
обогрев или кондиционирование - работать с максимальной эффективностью, а вода расходоваться
оптимально. Инсталляция систем домашней автоматики позволяет оптимизировать работу всех
служб жизнеобеспечения и комфорта в доме, что приводит к снижению расходов на оплату
энергоресурсов до 20 %, а при инсталляции специальных решений и энергосберегающих технологий
до 50-70 %.
Безопасность.
Системы безопасности призваны отслеживать ситуацию на объекте и адекватно реагировать
на события по заранее установленному сценарию, как для каждого отдельного случая, так и
комплексно, как в случае использования многофункциональных автоматических систем охраны и
противопожарной защиты.
Ядром системы безопасности является контрольная панель (мы например, используем
Powermax, производства фирмы Visonic, Израиль), с возможностью работы с проводными и
беспроводными датчиками (для установки в тех местах, куда нецелесообразно или невозможно
протянуть провода). Она также поддерживает: управление с брелков; работу удаленной панели
управления (например, возле входной двери, для постановки и снятия с охраны путем ввода
пароля); дозвон по телефонной линии и модему сотовой связи по нескольким номерам; управление
с удаленного телефона или компьютера (сервера Умного дома); выдачу голосовых оповещений о
состоянии системы или готовности стать под охрану; управление исполнительными устройствами по
протоколу Х10, что позволяет гибко перенастраивать реакции системы, не протягивая
дополнительных проводов; персональную автономность, благодаря встроенным аккумуляторам;
постановку под охрану по отдельным зонам. Для реализации сложных сценариев, завязанных на
реакцию системы под конкретного пользователя и его идентификацию, используются радиометки,
которые могут быть исполнены в виде браслетов, жетонов, капсул для вшивания в одежду.
Считыватели, расположенные в проемах дверей, фиксируют появление пользователя по радиометке
и запускают, предусмотренный расписанием сценарий или вызывают соответствующую данному
пользователю реакцию на производимые им действия.
Видеонаблюдение включает в себя видеокамеры, видеодомофоны и видеосервер.
Информация от всех камер сохраняется на отдельном видеосервере, независящем от
работоспособности основного сервера, с удобным интерфейсом управления. Технология «Умного
Дома» позволяет: управлять видеосервером с другого компьютера (сервера Умного дома, а значит и
через Интернет); настраивать режимы записи видеоинформации, например, по движению в
определенной части экрана; вести видеоархивы, редактировать их; выводить видеоинформацию на
любой, удобный пользователю, источник воспроизведения, например, телевизор в спальне;
настраивать работу домофонов на разные режимы, например, ночной - громкость тише, или
световой сигнал, работает домофон только возле спальни, и так далее.
Датчики, считыватели, исполняющие устройства - глаза, уши и руки Умного дома.
От их количества, правильного расположения и работоспособности зависит, какие решения
примет «Умный дом», в ответ на то или иное событие. Технология «Умного Дома» подразумевает
установку следующих датчиков: присутствия, движения (охрана, сценарии); разбития стекла
(охрана); открытия дверей (охрана, сценарии); температуры, освещенности (климат- контроль,
сценарии); затопления, наполнения бассейна, загазованности (управления вентилями воды и газа);
дыма (пожаробезопасность); контроля напряжения сети (аварийное питание). Кроме того,
используются считыватели радиометок в проходах (сценарии) и электронных ключей
(электрозамки), а также исполняющие устройства: контроллеры управления светом; модули
управления жалюзи; модули Х10 (управление по существующей электропроводке); приборы
управления вентилями воды и газа; контроллеры Wi-Fi; коммутаторы аудио- видео – сигналов;
мини-насосы полива цветов.
Удаленное оповещение и управление.
Система Умный дом полностью доступна и управляема, как с удаленного компьютера (все
функции), так и с мобильного телефона (ограниченное число функций). Все что нужно - подключить
Интернет, поставить в модем сотовой связи сим - карту любого удобного Вам оператора. При
доступе через Интернет Вы получаете управление системой так, будто Вы сидите непосредственно
за компьютером, на котором она установлена. При управлении с мобильного телефона Вам
доступно голосовое меню, следуя подсказкам которого Вы можете эффективно управлять своим
Умным домом.
Контроль и управление системами.
Типовые решения основанные на технологии «Умного Дома» позволяют эффективно
оперировать всеми интегрированными компонентами. Начиная с управления освещением, согласно
индивидуальных предпочтений, реализации «эффекта присутствия», управления жалюзи
моторизированным приводом по установленному расписанию или детекции внешнего освещения,
дистанционного управления сауной или бассейном, поливом цветов посредством контроллера и
мининасосов, и заканчивая любым оборудованием, изначально не предназначенным для
совместной работы. Благодаря открытости архитектуры системы «Умный Дом», технология
позволяет осуществлять передачу команд в соответствующих диапазонах системам отопления,
увлажнения, озонирования, проветривания, кондиционирования, центральной системе
пылеудаления, системам медиасервера или домашнего кинотеатра, и так далее.
Расширение системной платформы.
Благодаря использованию типовых сетей связи, между контроллерами, исполняющими
устройствами и датчиками, система легко масштабируется. Нет никаких проблем дооборудовать ее
всеми типовыми возможностями для адаптации к новым условиям эксплуатации объекта или
интегрировать элементы, участие которых изначально не планировалось. Это зачастую даже не
требует прокладки дополнительных проводов. По мере появления новых решений на рынке, их
можно будет легко интегрировать в существующий проект. В качестве примера - домашние роботы,
использующие в основном тот же канал связи (Wi-Fi), что и наш «Умный дом», или голосовое
управление, которое можно будет добавить путем установки специального программного
обеспечения и микрофонов в каждую комнату.
По оценкам некоторых экспертов, сегодня потенциальный рынок прогрессивных
строительных технологий в 10 раз превосходит реально освоенный. Причин тому несколько. Одна из
них в том, что строительством и эксплуатацией здания обычно занимаются разные организации.
Другими причинами можно слабую информированность конечных пользователей о преимуществах
систем автоматизации зданий и недостаток информации об оборудовании и технических решениях у
проектировщиков. Один из способов увеличения привлекательности недвижимости - повышение
уровня комфорта за счет обеспечения необходимым набором устройств автоматизации. Спрос будет
усиливаться по мере осознания инвесторами объективной целесообразности внедрения таких
проектов и наличия профессионального представителя данного сегмента рынка с всесторонне
продуманной концепцией и проработанной технологией «Умный Дом».
Исходя из этого, целесообразным и перспективным решением для взаимовыгодных
партнёрских отношений следует считать консолидацию рынков строительства недвижимости и
интеграции системы «Умный Дом».