Что такое умный дом? Разбираемся, как работает и для чего нужен

Содержание

• Система «умный дом»: как появилась
• Как устроен умный дом?
• А что ещё умеет умный дом?
• Плюсы и минусы умного дома
• Что вам понадобится
• Способы управления
• Популярные бренды
• Заключение

Технический прогресс постоянно ускоряется. Ещё 20 лет назад мы могли только мечтать о виртуальной реальности, а в середине XX века люди имели слабое представление о возможностях компьютеров и роботов. Современные технологии и научное развитие повышают уровень комфорта: сегодняшний инженер живёт намного лучше короля эпохи Возрождения, а менеджер по продажам путешествует чаще, чем глава знатной семьи в Средневековье. Прогресс и не думает замедляться. По прогнозам экспертов, через десять лет мы будем тратить в пять раз меньше времени на бытовые дела. И помогут нам в этом современные системы, которые умеют взаимодействовать с другими устройствами. Мы расскажем о том, что такое умный дом, зачем он нужен и как создать его своими руками.

Система «умный дом»: как появилась

Первые шаги к домашней автоматизации сделали ещё в 60-х годах прошлого века. Несколько инженеров в разных странах мира представили свои проекты. Их хитроумные системы состояли из электронных и механических контроллеров, которые позволяли управлять техникой с помощью централизованного пульта. Интеллектуальные здания того времени представляли собой своеобразные «выставочные стенды». Они отлично подходили для демонстрации достижений прогресса, но оставались непрактичными в силу дороговизны и сложности.

К идее вернулись на рубеже веков. К началу 2000-х мощные компьютеры стали миниатюрными и энергоэффективными. На рынке появлялось всё больше домашних устройств с электронным управлением: сначала стиральные машины, холодильники и кондиционеры, а затем пылесосы, микроволновые печи и даже чайники. Энтузиасты научились подключать такие устройства к беспроводным сетям, а вскоре их идею подхватили крупные корпорации.

Так что такое умный дом? Это комплексная система, которая подразумевает централизованное дистанционное управление бытовыми устройствами для обеспечения комфорта и безопасности жильцов. В 2010-х началось бурное развитие мобильных девайсов: их производительность росла в геометрической прогрессии, а новые функции появлялись каждый день. И уже к середине десятилетия большинство систем умного дома было ориентировано на подключение к смартфону.

Появилось понятие «интернет вещей» (IoT, Internet of Things). Специальные протоколы позволяют бытовым приборам и электронным устройствам обмениваться информацией поверх существующих каналов глобальной сети. Благодаря этому управлять умным домом может каждый владелец смартфона из любой точки мира. Единственное, что понадобится, — устойчивое подключение к интернету.

Какова же польза от умного дома? Во-первых, вы тратите намного меньше времени на повседневный быт: есть автоматическое управление освещением и системой отопления, а технику можно запускать на расстоянии и контролировать её работу с помощью смартфона. Во-вторых, получаете защиту от неприятных происшествий: утечка газа, воды, кража и т. д. В-третьих, это экономия электроэнергии. Практика показывает, что затраты на установку умного дома окупаются в течение 2–3 лет.

Как устроен умный дом?

Проследим всю цепочку от начала до конца. К примеру, вы заходите в супермаркет и видите значительную скидку на овощи. Хорошо бы купить несколько килограммов и заморозить их, не правда ли? Но такая внушительная загрузка нарушит нормальную работу холодильника. Выход прост: нужно заранее включить функцию суперзамораживания через контроллер, входящий в систему умного дома.

Итак, вы достаёте смартфон и обращаетесь к голосовому ассистенту: «Сири/Алиса/Алекса, включи суперзаморозку в холодильнике». Команда распознаётся, звуки превращаются в текст, который отправляется в облачный сервис. Получение информации происходит мгновенно: искусственный интеллект делит слова на составляющие и выделяет в них ключевые фрагменты. Технология машинного обучения составляет подходящий сигнал и отправляет его к вам домой.

Данные передаются на беспроводной роутер, который принимает сигнал, определяет его принадлежность к протоколам IoT и мгновенно отправляет центру управления системы умного дома. В свою очередь тот просматривает список возможных сценариев и созданных автоматически, и записанных пользователем. Определившись с командой, он возвращает сигнал маршрутизатору и транслирует его холодильнику. Система выполняет полный контроль температуры, поэтому, приняв сообщение, устройство повышает производительность компрессора и снижает температурный уровень. Вернувшись домой, вы загружаете овощи в ящик, где они замораживаются за пару часов, сохраняя свой естественный вкус и полезные свойства.

Теперь рассмотрим сценарий с другим принципом. Срабатывает датчик движения, который передаёт сигнал на пульт управления сигнализацией. Тот передаёт сигнал тревоги центру управления умным домом через зашифрованный канал связи. Сверившись с набором инструкций, контроллер решает предупредить человека об опасности. Через маршрутизатор он отправляет сигнал в интернет.

Облачный сервис выбирает правильного адресата. Он создаёт push-сообщение, которое передаётся приложению в смартфоне. Включается подсветка экрана — и владелец помещения видит сигнал тревоги: возможное проникновение в дом. Остаётся только запустить программу и установить связь с камерой по той же цепочке. Пара секунд — и вы видите, что беспокоиться не о чем, просто не в меру игривый кот решил устроить скачки в охраняемой зоне.

А что ещё умеет умный дом?

Выше привели два примера, подробно описав схему действий в каждом случае. Продолжим этот список и перечислим вкратце, что умеет умный дом:

1. Дистанционно включать и выключать любые электрические устройства. Вы можете включить кондиционер, проверить, выключен ли утюг, заранее разогреть кофеварку и т. д.
2. Оповещать вас о возникновении проблем. Датчик протечки, освещения, дыма и другие подобные устройства системы умного дома предупреждают о незакрытом замке, разбитом стекле, движении в квартире, утечке воды, коротком замыкании в электросети, задымлении и сильных колебаниях температуры. При этом умный дом может активировать заранее созданные сценарии или запрашивать вашу команду.
3. Поддерживать постоянный микроклимат. Автоматизация домашних приборов позволяет системе самостоятельно принимать решение о включении конвектора, кондиционера, вентилятора, увлажнителя и воздухоочистителя. Вам остаётся только задать нужные значения температуры и влажности.
4. Экономить электроэнергию. Вы выходите из дома — срабатывает датчик закрытия двери, смартфон отключается от роутера. Контроллер сразу же выключает освещение, телевизор и мультимедийные устройства. Полноценный климат-контроль: летом отключается кондиционер, а зимой система будет включать отопление на минимально возможную температуру. Суточная экономия может достигать 10–20 кВт·ч в зависимости от количества и мощности ваших домашних устройств.
5. Готовить в автоматическом режиме. Просто натрите тушку курицы специями, положите её в форму и поставьте в духовку. Далее в дело вступает голосовой ассистент. Вы говорите: «Алиса/Сири/Алекса, приготовь птицу, два килограмма». Умная духовка выберет нужную программу и отправит сообщение на телефон, когда блюдо будет готово.
6. Автоматически включать музыку и фильмы. Хотите посмотреть новинки кинематографа? Просто произнесите название — и система умного дома найдёт нужную ленту в онлайн-сервисе, на который вы оформили подписку. С музыкой ещё проще: облачные службы предлагают множество плейлистов для разного настроения.
7. Управлять домофоном. Приложение предупредит о том, что к двери подошли гости. Вы можете поговорить с ними при помощи двусторонней аудиосвязи или даже посмотреть изображение со встроенной камеры. Система умного дома позволяет дистанционно открывать двери при помощи голосовой команды или виртуальной кнопки на сенсорном экране.
8. Запускать заранее подготовленный сценарий освещения, кондиционирования и других систем. Пришли гости? Автоматика включит приглушённое освещение через умные лампочки, приятную музыку и тихий режим вентиляции. Собираетесь спать? Умный дом начнёт медленно снижать яркость ламп и уменьшать громкость ТВ. Устраиваете вечеринку? Контроллер подберёт динамичный плейлист, запустит мерцающую разноцветную подсветку и повысит мощность кондиционера. Наступило время для пробуждения? Интеллектуальная техника включит бодрую музыку, предоставит вам новости и приготовит кофе.

Плюсы и минусы умного дома

Мы разобрались с тем, что такое умный дом, и поняли, что это уже давно не кинофантастика, а реальность. Обещая комфорт, безопасность и управление домашними устройствами и датчиками с помощью смартфона, он привлекает всё больше людей. Но стоит ли игра свеч? Давайте разберём плюсы и минусы умного дома.

Преимущества:

• Комфорт и удобство. Система позволяет управлять освещением, температурой, бытовой техникой и даже шторами одним касанием на смартфоне, находясь в любом месте. Представьте себе, как удобно включить свет, пока едете домой, или задать комфортную температуру перед пробуждением.
• Энергоэффективность. Умный дом оптимизирует энергопотребление, автоматически отключая свет в пустых комнатах, регулируя температуру в зависимости от присутствия людей. Возьмём для примера умную розетку: она отслеживает количество энергии, потребляемой каждым прибором. Получив данные о наиболее затратных устройствах, вы сможете принять соответствующие меры, в итоге экономя на оплате счетов.
• Безопасность. Умные системы безопасности, включающие датчики движения, камеры видеонаблюдения и сигнализацию, обеспечивают круглосуточную защиту вашего дома. Вы можете получать уведомления о подозрительных движениях, просматривать видео с камер в режиме реального времени и управлять системой безопасности удалённо.
• Доступность для людей с ограниченными возможностями. Система может значительно облегчить жизнь людям с ограниченными возможностями, позволяя им управлять освещением, температурой, домашними устройствами и даже открывать двери без лишних усилий.
• Развлечение. Умный дом может предоставить вам доступ к мультимедийным системам, управлять музыкой, проецировать фильмы на проектор, создавать атмосферу для полноценного отдыха.

Но говорить о том, что эта система совершенна, нельзя. Отметим несколько недостатков умного дома:

• Стоимость. Как правило, это дорогостоящее удовольствие. Необходимо потратить деньги на оборудование, установку и обслуживание системы.
• Программное обеспечение. Бывают ситуации, когда установленные датчики не срабатывают из-за зависания системы. Такое случается редко, но полностью исключать такую вероятность нельзя.
• Отсутствие единого принятого стандарта. На рынке много производителей умных устройств, поэтому их функционал может отличаться. Конечно, можно собрать систему «из коробки» от одного бренда, но если использовать разные вариации гаджетов, то они могут конфликтовать друг с другом.

Что вам понадобится

Раньше автоматизацию выполняли только профессиональные инженеры, которые знали, что такое умный дом и как работает эта технология, разбирались в протоколах передачи данных и умели самостоятельно собирать электронные схемы. К счастью, эти сложности остались в прошлом. Сегодня достаточно приобрести комплект оборудования, содержащий все необходимые устройства, и потратить несколько минут, чтобы объединить их в единую сеть.

Начнём с центра управления. Традиционные пульты используются всё реже. На смену им приходят смарт-колонки со встроенными голосовыми ассистентами. Яркий пример — российская колонка «Яндекса», американские Apple HomePod и Amazon Echo. Такие устройства подключаются к сети Wi-Fi и имеют доступ к интернету.

К сожалению, пока не все сенсоры используют широко распространённые протоколы обмена информацией. Чтобы подключить умные замки или различные узкоспециализированные датчики, вам потребуются специальные контроллеры. Обычно они нужны для охранной сигнализации, систем контроля за утечкой воды, климатических приборов и приводов управления роллетами, воротами и куполами бассейнов.

Стоит рассказать о самих сенсорах и датчиках. Наибольшую популярность получили:

• инфракрасные датчики движения, которые работают в темноте и обнаруживают постороннее присутствие на расстоянии 5–10 метров;
• классические видеокамеры с динамиками и микрофонами, позволяющие контролировать обстановку в помещении и общаться с присутствующими;
• магнитные датчики, которые реагируют на открытие дверей и окон. Они предупреждают о незаконном вторжении и запускают определённые сценарии, когда входите в комнату;
• климатические сенсоры, определяющие температуру и влажность. Специалисты рекомендуют устанавливать по 2–3 таких приспособления в каждой комнате, чтобы поддерживать комфортные условия во всех уголках дома;
• датчик влажности, который реагирует на протечку воды. Он спасёт вас от затопления квартиры и нанесения ущерба соседям;
• беспроводные выключатели и сенсоры освещённости, которые оценивают яркость солнечных и искусственных лучей. Они автоматически настраивают подключённые к ним лампы, помогая поддерживать одинаково комфортную обстановку в любое время суток.

К сожалению, пока не все устройства совместимы с автоматикой «из коробки». Но есть и хорошая новость: умные розетки помогут вам управлять ею. То же касается и других электроточек, в том числе выключателей и лампочек. Если какой-то прибор подключён к сети напрямую, вы можете встроить в цепь реле, которое соединяется с беспроводным контроллером. Функции всех этих приспособлений одинаковы: дистанционное включение и отключение питания в автоматическом режиме.

Ещё одно интересное решение подготовлено для телевизоров, кондиционеров, музыкальных центров и других устройств с инфракрасными пультами. Универсальный ИК-контроллер отправляет лучи во всех направлениях. Установив его в нужном месте, вы сможете управлять всеми устройствами одновременно. Вам остаётся только подобрать нужные команды. Как правило, они загружаются с сайта производителя или выбираются во встроенной библиотеке.

Обязательная часть системы умного дома — беспроводной маршрутизатор, который служит основным средством связи. Для маленькой квартиры достаточно одного роутера. А в большом офисе или частном доме стоит установить MESH-систему, которая создаёт бесшовную сеть с одним SSID и паролем. Когда перемещаетесь, гаджеты подключаются к разным точкам, не требуя внимания с вашей стороны. Если беспроводные технологии невозможно использовать из-за толстых стен, экранирования или большого количества помех, вам понадобится кабель Ethernet или адаптеры PowerLine, передающие данные через обычную электропроводку.

Сенсорные смартфоны и планшеты идеально подходят для взаимодействия с системой умного дома. Однако иногда без дополнительных приспособлений обойтись не получается. Они могут представлять собой классические электромеханические кнопки, цифровые клавиатуры и брелоки. Зачем нужны дополнительные средства управления? Представьте, что забыли смартфон в машине. Чтобы не возвращаться за ним, достаточно ввести код и отключить сигнализацию или активировать определённый сценарий.

Наконец мы переходим к домашним устройствам, которые совместимы с системой умного дома по умолчанию. Знаменитые бренды предлагают вам следующие электронные приборы:

• холодильники;
• мультиварки;
• чайники;
• телевизоры;
• медиаплееры;
• стиральные и посудомоечные машины;
• роботы-пылесосы;
• лампы;
• напольные и кухонные весы;
• музыкальные центры;
• вытяжки;
• кофемашины;
• кухонные комбайны;
• блендеры;
• игровые консоли;
• кондиционеры;
• обогреватели;
• увлажнители и осушители;
• воздухоочистители и многое другое.

Как правильно выбрать такие умные вещи? Ищите в названии Wi-Fi, Smart или IoT. Чтобы удостовериться, что вещь совместима с вашим голосовым помощником, не поленитесь просмотреть инструкцию, найти подробный обзор или проконсультироваться с представителем продавца.

Способы управления

Выше мы уже рассказали, что такое умный дом и как он действует. Теперь объясняем подробнее, как вы можете управлять этой системой:

1. Через приложения на смартфоне. Самый популярный способ: смартфон и умный контроллер обмениваются друг с другом push-уведомлениями.
2. С помощью голосового помощника. Искусственный интеллект добавляет в цепочку связи ещё одно звено, упрощая процесс взаимодействия с системой умного дома. Облачный сервис расшифровывает ваши слова и преобразовывает их в стандартные команды.
3. Через веб-интерфейс. Если под рукой у вас нет смартфона или компьютера с установленным приложением, вы можете открыть центр управления в браузере. Для этого нужно знать адрес сервера, логин и пароль.
4. С помощью локальных контроллеров. Ранее говорили о кнопках, сенсорных панелях, реле и клавиатурах. С их помощью можете запускать конкретные сценарии в пределах дома.
5. При помощи телевизора, смарт-приставки или умной колонки. Обратите внимание на то, что эти устройства должны быть совместимы с вашим оборудованием или поддерживать установку сторонних приложений.

Популярные бренды

Если речь идёт об электронике для организации системы умного дома, вам стоит присмотреться к продукции следующих торговых марок: Fibaro, Rubetek, Ajax, Broadlink, Ezviz, ZigBee.

Хотите приобрести комплект, готовый к работе «из коробки»? Тогда вас заинтересует продукция мировых лидеров: Apple, Google Smart Home, Amazon, Яндекса и Xiaomi.

В сфере умных устройств стоит присматриваться и к брендам повнимательнее. Лучшее соотношение цены и качества предлагают компании LG, Samsung, Xiaomi, Philips, Tefal, Electrolux, Gorenje, Liebherr и некоторые другие.

Заключение

Умный дом в 2024 году — это легко, комфортно и безопасно. Купив роутер, центр управления, датчик температуры, освещения и влажности, специальные розетки и реле, вы без труда соберёте систему умного дома самостоятельно, без помощи профессионального инженера. А настройка вряд ли отнимет больше дня. За это время вам удастся объединить все устройства в сеть, создать сценарии и откорректировать существующие команды при необходимости.