Умный дом. Размышления, идеи и постановка задачи.

Всем привет! Этим постом я начинаю очередной цикл статей. На этот раз он посвящен тематике умного дома и интернета вещей. В сети уже миллион раз поднималась эта тема. Обсуждались тысячи вариантов реализации тех или иных вещей, однако как показывает практика, универсальных рецептов не бывает. Пока я жил в однокомнатной квартире, построенной в 70х годах прошлого века о какой-то автоматизации можно было забыть. Да и к чему? Все и так центральное, свет, газ, отопление. Раз в год воду отключают по граффику. Разве что свет включать и выключать? Да и зачем. Ради люстры, можно и с дивана встать. Навешать охранных датчиков? Так для этого есть сигнализация, случись чего, охрана приедет и упакует злодея. А в ином случае, ну узнаю я что кто-то влез в квартиру, пускай даже камера снимет воришку упакованного в кепку-куртку-перчатку-маску и что? Пока приеду, сам не факт что к тому времени в квартире останется что-то ценное. Вызову милицию, так пока дозвонишься, объяснишь что и к чему, пока патруль приедет… Вобщем такое себе.. Так же история со всякими датчиками протечки. Какая разница, узнаешь ты о том что затопил соседей сразу и будешь час домой добираться или когда уже домой придешь? Ничего такой умный дом не дает. Разве что позволяет бесполезно деньги потратить. Короче, в моем случае вариант псевдоумной квартиры казался не состоятельным и я от него отказался. Больше гемора чем профита.

Ситуация начала меняться когда я продал квартиру, взял кредит, купил дом и переехал жить за город. Тут то меня и начали посещать идеи относительно умного дома.

Прежде чем продолжать, давайте определимся, что же такое умный дом. Лично в моем понимании это строение с прилегающей территорией, на которой степень автоматизации такова, что человеку требуется минимум вмешательства. При этом все работает очень рационально.

Например, на участке с умным домом имеется газон, который должен поливаться каждый день. Но зачем поливать газон, если за час до полива пошел дождь? И ни в коем случае газон нельзя поливать когда на нем отдыхают люди. Система должна выполнять полив только при условии, что газону этот полив нужен и при условии, что никого в это время нет. Что значительно усложняет систему по сравнению с поливом по расписанию. Но при этом, такое усложнение системы дает как экономию воды, так и защиту от перелива газона.

А вот вам второй пример. Вы приезжаете домой и хотите чтобы перед вашими воротами горел свет. Казалось бы, что проще? Включил и пускай горит, но это нерациональный расход электроэнергии. Настраивать по расписанию? Тоже не вариант. Приехали позже или раньше, застряли в пробке, задержались в гостях.. И все. Опять электроэнергия потрачена впустую. Даже жизнь по строгому расписанию не поможет, ведь летом в 18.00 в наших широтах светло, а зимой же темнота.

Такого рода примеров можно привести великое множество. Из чего можно сделать вывод, что умный дом — это не какая-то коробка с таймерами и реле. Умный дом — это настоящий слуга, который рационально и своевременно делает то что необходимо. Поливать газон только тогда, когда он нуждается в поливе, включать свет и открывать ворота только тогда когда вы приходите домой, а не кто попало, включать и отключать бойлер / кондиционер именно тогда когда это необходимо. А не просто тупо по расписанию.

На современном этапе для организации такого умного дома, реле и таймеров недостаточно. По большому счету для умного дома необходимы следующие вещи:

  1. Набор различных датчиков, которые будут анализировать среду. Это глаза и уши умного дома.
  2. Некие системы управления (реле, механизированные краны, системы открытия/закрытия жалюзей, интерфейсы управления отопительного оборудования и кондиционеров и т.д.). Это руки нашего дома.
  3. Центральная система управления (некий сервер, который собирает данные с датчиков и передает команды интерфейсам управления) Это сердце умного дома.
  4. И самое главное — это сценарии автоматизации. Это мозг всего дома. То что позволяет анализировать данные пришедшие с датчиков и внешних источников информации и на основе этих данных управлять различными устройствами, обеспечивающими комфорт.
  5. Интерфейс администратора, для настройки, отладки системы и разработки сценариев.
  6. Интерфейс взаимодействия с пользователем.

Еще стоит не забывать о этих самых внешних источниках данных, типа прогноза погоды и среде передачи данных между датчиками, интерфейсами управления и сервером умного дома. С первым все понятно. Сейчас интернет есть в каждом доме, ну а в качестве второго может выступать локальная домашняя сеть, у кого проводная, у кого Wifi у кого и то и другое.

После анализа вышесказанного я немного опечалился. дело в том, что я купил практически готовый дом.  Инженерные системы были готовы. Для проживания необходимо было только поклеить обои, сделать потолки прикрутить плинтуса да наличники и проложить домашнюю сеть. При прокладке сети я изрядно намучался, штробить и снова шпатлевать стены не хотелось, поэтому кабели пришлось вести окольными путями и маршрутами далекими от оптимальных. Благо расстояния позволяли и проблем это не создало.

Не смотря на то, что многие системы умного дома имеют беспроводные интерфейсы взаимодействия, провод им все таки нужен. Как минимум для питания. Так что тем кто загорелся идеей умного дома я скажу сразу и безапеляционно, если вы хотите настоящий умный дом, то его необходимо сначала грамотно спроектировать а потом построить. Т.к. даже попытка создать полноценный умный дом либо приведет к тому что по вашему дому будут висеть сопли из проводов, либо вам придется делать капитальный ремон и прокладывать кучу проводов для элементов умного дома. Но провода это не все! Если у вас частный дом, то глубокая модернизация затронет систему отопления, энергоснабжения, вентиляции и прочие системы жинеобеспечения. В ином случае вы получите не умный дом, а некое подобие иллюзии. Конечно можно попробовать обойтись батарейками и аккумуляторами, но долго ли проживет на батарейках система открытия / закрытия жалюзей?

Ведь если делать по уму, для максимальной экономии и комфорта умный дом должен управлять отоплением индивидуально в каждой комнате. Система должна иметь выделенные каналы связи, желательно проводные, а-ля RS485, иметь надежное и резервное питание, должна быть максимально изолирована от домашней сети, т.к. сама система умный дом становится системой жизнеобеспечения.

Короче. Пришел я к выводу что до настоящего умного дома мне как до луны и снова отложил этот вопрос на потом. Но как оказалось не так уж и на долго.

Знаете, свой дом — это не квартира. Тут и комнат побольше да и следить за всем надо. Коммунальшиков в своем доме нет. Газ, свет воду ты получаешь, ну а дальше будь добр сам. В итоге от идеального умного дома я отказался до лучших времен, но решил рассмотреть его не как слугу. Я просто решил упростить себе жизнь и автоматизировать ряд процессов которые меня раздразжают. Проще говоря решил облегчить себе жизнь точечно. Давайте перейдем от лирики к практике.

Для начала, во мои требования к системе:

  1. Система должна быть модульной
  2. Система должна быть дешевой
  3. Системы датчиков и системы управления должны быть максимально просты и стандартны
  4. Сердцем системы должен быть одноплатный компьютер типа Raspberry Pi. Возможно потом я сделаю полноценный сервер, но пока так
  5. Система должна быть автономна, т.е. работать без всяких интернетов. Т.е. работать как онлайн так и оффлайн. Без всяких там облачных сервисов и прочей ерунды. Облака для меня опция а не основной функционал.
  6. Интерфейс администратора — компьютер или ноут
  7. Интерфейс для пользователя Программа Дом на устройствах Apple
  8. Связь между элементами умного дома будет по WiFi и по Ethernet (Зависит от компонента)
  9. Софт для всего этого дела должен быть оупенсорсный
  10. Минимум разработки ПО и прошивок
  11. Минимум пайки

В общем виде система выглядит как показано на картинке:

Архитектура системы умного дома

Однако, у меня присутствует ряд устройств, работающих на частоте 433 МГц и очень хотелось бы охватить и из. К тому же существует ряд датчиков, которые работают на этой частоте. Вот по этому в моем структура умного дома будет выглядеть следующим образом:

Сеть умного дома

Проще говоря буду собирать пазл из разных компонентов, что должно облегчить мне жизнь и позволит сделать систему гибкой и адаптированной.

Ну а теперь перейдем к задачам, которые я ставлю для этой системы на первом этапе:

  1. Мониторинг температуры и влажности в каждом помещении дома с выводом этого всего дела на экран телефона.
  2. Мониторинг температуры, влажности и атмосферного давления на улице
  3. Управление освещением на участке
  4. Управление водяными полотенцесушителями дома
  5. Управление откатными воротами

Остановлюсь пока на этом. А благодаря модульности, в последующем можно будет наращивать функционал умного дома.

В качестве первой задачи которую я буду решать в процессе построения умного дома, это будет автоматизация работы откатных ворот и освещение на участке. Я уже начал готовиться к этому. Ворота установлены, ну а для освещения была установлена небольшая осветительная мачта.

Фух. В статье уже очень много букаф и пора бы остановить свой поток размышлений, тем самым оставив материалы для других статей.

Данная статья это только начало на тернистом пути построения умного дома. Так что продолжение следует…

 

Оставить комментарий через социальную сеть VK

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы оставить комментарий.

Поделись с друзьями!
Открыть с мобильного телефона
qr code
Считайте QR-код при помощи камеры мобильного телефона или планшета и откройте страницу на своем устройстве
Мои проекты на GITHUB


Мои проекты на GitHub

iOnline в социальных сетях
IOnLine.by в социальной сети Вконтакте (vk.com)


Мы в Facebook


Ionline.by в Instagram


Мы в Twitter