Блог о саморазвитии

Как управлять «умным домом»: техника, приложения, лайфхаки

Как управлять «умным домом»: техника, приложения, лайфхаки

Хотите возвращаться по вечерам в чистую уютную квартиру, где вас ждет вкусный ужин? Для этого не обязательно жениться или выходить замуж! Можно создать свой «умный дом», который будет к вашему приходу разогревать и даже готовить еду, прогревать или охлаждать воздух в помещении в зависимости от сезона и делать уборку практически без вашего участия.

Научиться разбираться со всеми инновациями и эффективно интегрировать их в свою повседневность вы научитесь на наших программах «Когнитивистика» и «ТРИЗ на практике: творческий подход на работе и в жизни». А сегодня мы поговорим о том, что это за система – «умный дом», она же smart house, какие нужны устройства для «умного дома» и как всем этим управлять.

Что такое «умный дом»: немного истории

По большому счету, история «умного дома» стартует с того самого момента, как появились первые бытовые электроприборы, облегчающие человеку ведение домашнего хозяйства. В 19 веке в США появились первые пылесосы, холодильники и посудомоечные машины. В начале 20 века научились делать стиральные машины с электрическим приводом, а в 1949 году появилась первая «стиралка-автомат».

Вся вторая половина 20 века и начало 21-го – это победоносное шествие технического прогресса в деле автоматизации домашней работы. Вплоть до того, что на чистку и нарезку продуктов можно запрограммировать кухонный комбайн, а потом останется все это переложить в мультиварку, которая может жарить, парить, варить, запекать. Причем вы можете задать время старта так, чтобы еда была готова к вашему приходу.

Если когда-нибудь появится устройство, способное перегружать нарезанные и измельченные продукты из кухонного комбайна в мультиварку без участия человека, прогресс в данном направлении можно будет считать завершенным. Хотя могут найтись желающие разработать дополнительные устройства, которые будут ходить в магазин за продуктами, а по окончании готовки раскладывать пищу по тарелкам и сервировать стол. Пока что с этими обязанностями лучше всех справляется человек.

И, конечно, сколь бы «умным» не был дом, человек все равно умнее, потому что именно человек додумался до изобретения всех этих «наворотов» и способов управления ими. Собственно говоря, «умный дом» – это и есть система автоматизации личного жилья. Первые попытки автоматизировать управление тогда еще примитивными бытовыми электроприборами предпринимались с середины 20 столетия.

В 1950 году американский инженер Эмиль Матиас изобрел Push-Button Manor. Или, если по-нашему, «Дом с кнопками». В этом чудо-доме окна закрывались сами, когда на улице начинался дождь, включать свет и открывать гаражные ворота можно было дистанционно, а сам дом был оснащен системой сигнализации.

Разумеется, в 1950 году никаких Wi-Fi-модулей не было, и современников изобретателя поразила не столько многофункциональность управления домашним хозяйством, сколько то, что в помещении не было «висячих» проводов, и все они были скрыты в стенах, полу и прочих конструктивных элементах здания. Узнать больше подробностей можно из статьи Push-Button Manor: The Original Smart Home [G. Cookson, 2018].

Еще одной знаковой вехой на пути прогресса можно считать «умный дом»

американского инженера Джеймса Сазерленда, управляемый с компьютера Echo IV. Electronic Computing Home Operator IV (сокращенно Echo) был создан в 1966 году специально под идею автоматизации домашних процессов. Echo умел включать и выключать бытовую технику, телевизор, стереосистему, выполнял функцию будильника, контролировал температуру в помещениях.

Также там были доступны функции «печатной машинки» и файлового хранилища. Семья Сазерленда использовала технику для хранения рецептов, составления списков покупок, учета домашнего инвентаря. Одной из особенностей, которая очень радовала Сазерленда, была способность Echo функционировать как «семейный центр сообщений» и место, где люди могли оставлять друг другу записки.

Устройство, судя по фотографии, где изобретатель Джеймс Сазерленд сфотографировался со своим детищем, получилось достаточно громоздким:

Более подробно об истории этого изобретения можно узнать из статьи If You Can’t Stand the Coding, Stay Out of the Kitchen («Если вы не переносите программирование, держитесь подальше от кухни») [D. Spicer, 2010]. А также из более позднего обзора того же автора The Echo IV Home Computer: 50 Years Later («Домашний компьютер Echo IV: 50 лет спустя»), посвященного техническим характеристикам устройства [D. Spicer, 2016].

Поистине знаковым стал 1975 год, когда шотландская компания Pico Electronics разработала первый специализированный стандарт управления «умным домом» X10. Для его реализации нужна обычная бытовая электросеть и беспроводное управление на радиочастоте 433 МГц. В США под этот стандарт отвели частоту в 310 МГц.

Стандарт X10 позволяет управлять бытовыми приборами, включением, выключением и яркостью света, получать данные об актуальном состоянии приборов и освещения. Для X10 разработали специальные пульты и компьютерный интерфейс. Данный стандарт используется по сей день наряду с более новыми разработками, о которых мы расскажем в нашей статье чуть позже.

Больше об этом стандарте можно узнать из статьи X10 Home Automation Systems and Software («Системы домашней автоматизации X10 и программное обеспечение») [B. Mitchell, 2019]. Интересующимся техническими подробностями можем рекомендовать обзор What Is X10 («Что такое Х10») [Smarthome, 2020].

Собственно термин «умный дом» (smart house) используется с 1984 года по инициативе National Association of Home Builders («Ассоциации жилищно-строительных компаний) в США. В 1999 году студия Disney презентовала фильм Smart House, популяризирующий идею среди широких народных масс.

С тех пор технологии «умного дома» совершенствуются быстрыми темпами, производители предлагают все более совершенное оборудование, новые возможности управления, а с появлением смартфонов эти возможности стали поистине безграничными.

Это был наш краткий исторический экскурс, из которого вы узнали, как развивался прогресс и что умели самые первые «умные дома». Теперь давайте посмотрим, что умеет «умный дом» сегодня.

Что умеет «умный дом»: функции, удобства, преимущества

Из нашего исторического экскурса вы уже получили представление, что такое «умный дом» и его основные возможности. По мере того, как прогрессируют возможности бытовой техники и домашней электроники, развиваются и возможности автоматизации управления всем этим «хозяйством». Итак, каковы же возможности и преимущества системы «умный дом» в каждом из сегментов управления домовладением? Какие удобства сулит использование smart house?

Системы безопасности и видеонаблюдения:

  • Собственно видеонаблюдение за домом, помещениями и прилегающей территорией.
  • Домофон с функцией видеозаписи и оповещения о визите.
  • Регистрация проникновения посторонних лиц и уведомление домовладельца.
  • Автоматическое наведение видеокамеры на точку проникновения.
  • Включение сирены и запуск видеосъемки при проникновении посторонних.
  • Блокировка окон, входных и межкомнатных дверей.
  • Автоматическое открытие собачьей будки при проникновении на территорию домовладения посторонних лиц.

Система электропитания и освещения:

  • Включение света при регистрации движения.
  • Управление уровнем освещенности и энергосбережением.
  • Имитация присутствия путем включения света по заданной программе.
  • Управление жалюзи, гаражными воротами и прочими устройствами с электроприводом.
  • Запуск бесперебойного электропитания при отключении электричества.
  • Автоматическое отключение электричества при перегреве, перегрузке, опасности возгорания.
  • Возможность дистанционного отключения отдельной электрической розетки, вилки, прибора.
  • Стабилизация напряжения.
  • Световой дизайн.

Система аудио и видео:

  • Централизованная «озвучка» всех помещений с индивидуальным регулятором громкости.
  • Централизованная «разводка» телевизионного и любого другого видеосигнала на все помещения.
  • Централизованный банк аудио- и видео на CD, DVD, HD, HDD.
  • Управление домашним кинотеатром.
  • Автоматическое снижение громкости при дверном или телефоном звонке.
  • Аудиосвязь и система оповещения между помещениями.
  • Автоматическое выведение предупреждающих сообщений на экран.

Система климат-контроля, вентиляции и кондиционирования воздуха:

  • Управление температурой и влажностью.
  • Сбор и отображение метеорологической информации.
  • Автоматическое поддержание температуры и влажности.
  • Запуск кондиционера или отопления при достижении заданной температуры.
  • Управление системой очистки, озонирования и ионизации воздуха.
  • Управление системой «теплый пол» и радиаторами, возможность полного или частичного отключения.
  • Аварийная остановка системы отопления.

Система водоснабжения:

  • Управление сенсорным сантехническим оборудованием.
  • Автоматическое отключение при прорыве трубы и затоплении.
  • Локализация протечек.
  • Контроль уровня воды в бассейне.
  • Контроль состояния и срока службы водяных очистных фильтров.
  • Автоматический полив клумбы, газона и цветов в помещении по графику.
  • Управление интенсивностью орошения в зависимости от осадков.
  • Автоматическое «стаивание» снега и наледи.

Как максимально полно воспользоваться всеми этими преимуществами? Например, утром можно спать на 10 минут дольше, если не вставать специально для того, чтобы приготовить завтрак. Можно просто запрограммировать электрочайник и тостер на определенное время, а налить воду в чашку и положить колбасу на бутерброд займет не так много времени.

«Умный дом» может автоматически отпугивать домашних животных от мягкой мебели вашим заранее записанным голосом, чтобы они ее не «драли» когтями, и сгонять их со стола, если они туда запрыгнут в ваше отсутствие. Для этого нужно установить датчики движения над столешницей и возле мягкой мебели, а звук будет включаться автоматически.

А еще благодаря системе «умный дом» вы можете принимать гостей… находясь далеко от дома. Если к вам в гости попросились друзья или хорошие знакомые, которые проездом в вашем городе и хотели бы увидеться с вами, а вы будете на месте только завтра, можно дистанционно открыть «умный замок» и впустить гостей.

Больше идей, как сполна воспользоваться всеми удобствами «умного дома», вы найдете в статье «Что из себя представляет современный умный дом: 10 народных лайфхаков» [novate, 2017]. Кстати, о том, что собой представляет smart house, что нужно для его обустройства и как управлять всей этой красотой, стоит поговорить подробнее.

Управление «умным домом»: «железо», программы, лайфхаки

Управление системой smart house осуществляется с помощью специальных программно-аппаратных комплексов. Программу или приложение «умный дом» можно скачать на смартфон. Где скачать «умный дом», совместимый с выбранным вами оборудованием, можно посмотреть на сайте производителя оборудования или просто спросить в точке продажи.

К слову, лучше выбирать таких поставщиков оборудования, которые сами возьмутся за монтаж, подключение настройку всех устройств, потому что тут много нюансов. Если вы никогда ранее не имели дело с такой техникой, и вдруг озаботились, как подключить «умный дом», у вас вряд ли все получится без проблем.

А самая большая проблема в том, что после вмешательства в систему вы можете потерять право на гарантийное обслуживание. Практически все производители дают гарантию только тогда, когда вы приобретаете оборудование у официальных представителей, а его монтажом занимаются специалисты сервисного центра, прошедшие соответствующую сертификацию на право работать с оборудованием определенной марки.

Устройства для «умного дома»

Для начала расскажем про «железо», которое необходимо, чтобы воплотить в жизнь идею «умного дома». В самом общем виде оборудование представляет собой три типа устройств:

  1. Контроллер или хаб, соединяющий между собой и с внешним миром все элементы системы.
  2. Датчики или сенсоры, «считывающие» информацию о внешних условиях.
  3. Актуаторы или так называемые «исполнительные устройства», посредством которых осуществляется исполнение запрограммированных команд.

Так, хозяин «умного дома» может запрограммировать на определенное время включение света и мультиварки, запуск кондиционера или отопления, когда воздух в помещении достигнет определенной температуры. Или, например, дистанционно дать команду на отключение розетки, когда сидя в офисе, вспомнит, что перед уходом на работу забыл вытащить из розетки вилку утюга. Все это будет сделано через исполнительные устройства: «умные розетки», «умные выключатели», «умные климат-контроллеры» и прочее.

Кроме того, для полномасштабного обустройства потребуется камера «умный дом» с монитором, «умный дом – домофон», «умный дверной звонок», «умный замок» и все, что вы хотели бы «образумить». В принципе, все зависит от того, что именно вы хотели бы контролировать и чем управлять в своем «умном доме». Возможно, вам будет достаточно системы видеонаблюдения с оповещением обо всех нештатных ситуациях и климат-контроля в помещении.

Если же вы желаете управлять бытовой техникой дистанционно через систему «умный дом», вам нужно будет обзавестись соответствующей «умой» бытовой техникой: «умным чайником», «умным пылесосом», «умной мультиваркой» и прочим.

Есть и более простой вариант: купить «умный модуль», который вставляется в обычную розетку, и через него подключить чайник, утюг, пылесос, настольную лампу. Через этот модуль можно будет дистанционно управлять включением и отключением электроприборов от электричества.

Другими словами, ваш обычный чайник «поумнеет» настолько, чтобы по заранее заданной программе включаться в нужное время и кипятить воду к вашему приходу. Больше идей можно найти в статье «Как из обычного дома сделать умный. Лайфхак от TP-LINK» [Hi-Tech, 2016].

В зависимости от того, какие опции вы выбираете, вам потребуется набор датчиков. Минимальный набор – это датчики движения, температуры, освещенности, вибрации, открытия окон и дверей. По желанию можно установить датчики утечки воды, газа, задымления, загрязнения воздуха.

Многие производители, например, «Умный дом» Xiaomi (Mi Home) сразу комплектуют базовый набор датчиков, который при желании можно расширить. Разумеется, по умолчанию все датчики совместимы с прочим оборудованием для «умного дома» от данного производителя.

Небольшой лайфхак: многие датчики легко крепятся на двусторонний скотч и работают от батарейки, так что внедрить элементы «умного дома» можно даже в самой обычной квартире.

Теперь пару слов о контроллере – «сердце» всей системы. Контроллер сообщается с подконтрольными устройствами через радиосигналы. Существует несколько наиболее распространенных стандартов радиосвязи для smart house:

  • Z-Wave (в Европе на частоте 868 МГц, в Российской Федерации на частоте 869 МГц).
  • ZigBee (868 МГц либо 2,4 ГГц, в Российской Федерации в частотном диапазоне 2,4-2,4835 ГГц).
  • Bluetooth (2,4-2,484 ГГц).

Еще один лайфхак: сигнал от контроллера можно усилить, если увеличить количество «умных розеток» или «умных модулей», вставляемых в обычную розетку. Реле «умных розеток» играют роль ретранслятора сигнала Z-Wave и ZigBee. Благодаря таким ретрансляторам, сигнал находит оптимальный путь и как бы «обходит» препятствия в виде стен, межэтажных перекрытий, громоздкой мебели и бытовой техники:

В случае, когда устройство находится в зоне «прямой видимости» контроллера или же прямой путь является более оптимальным, нежели через ретрансляторы, сигнал «выберет» прямой путь:

Это основная причина, по которой специальные протоколы выигрывают у Bluetooth. Для Bluetooth принципиально важно расстояние до устройства, а различные отражатели не решают проблему для больших помещений.

Для связи с внешним миром используются Wi-Fi-соединение и GSM-модули. Через Wi-Fi удобно подавать дистанционные команды и получать информацию о том, что происходит дома. Например, контролировать через систему видеонаблюдения, чем занимаются в ваше отсутствие дети и домашние животные.

GSM-модуль позволит оставаться «на связи» со своим «умным домом», если в данный момент нет доступного вай-фая. Так, даже если вы будете в лесу, где слабый мобильный сигнал, вы все равно получите смс, что на территорию дома проникли посторонние или что у вас прорвало трубу и «умный клапан» отключил подачу воды в дом.

Тем, кто хочет вникнуть глубже в технические нюансы, сравнить разные системы и познакомиться с другими вариантами и стандартами радиосвязи для smart house, можем рекомендовать статью «Z-Wave vs ZigBee, Wi-Fi, Thread, Bluetooth BLE: выбираем протокол управления умным домом» [SuperHome, 2020].

Это мы рассмотрели совсем вкратце то, что касается «железа». Если вы не слишком уверенно себя чувствуете в технических терминах, не беда – поставщики оборудования установят, настроят и подключат все устройства. Рядовому пользователю достаточно научиться работать с приложением, посредством которого будет осуществляться управление «умным домом».

Приложения «Умный дом»

На сегодняшний день стандартной является практика, когда разработчики предлагают собственное приложение под свою систему «умный дом». Самым разумным вариантом будет воспользоваться готовым решением, а по возможности еще и взять «мастер-класс» по обучению пользованию приложением.

Однако далеко не всем нужна полномасштабная и многофункциональная система. Кому-то достаточно обезопасить себя от незаконного проникновения во время частых командировок путем имитации присутствия, кто-то хочет знать, в котором часу дети пришли домой, кому-то интересно наблюдать за поведением домашнего любимца в свое отсутствие, а кто-то панически боится пожара или затопления.

Собственно, самую простую систему «умный дом» можно сложить из нескольких датчиков и двух смартфонов, один из которых будет «работать» камерой видеонаблюдения, а со второго будет осуществляться контроль происходящего. Некоторые домашние умельцы идут именно по такому пути: комплектуют систему под свои потребности из наиболее доступных по цене и приемлемых по качеству элементов. Заметим, кстати, что развить мышление и не бояться осваивать новое можно научиться на наших программах «Когнитивистика» и «ТРИЗ на практике».

Интересующимся можем порекомендовать статью «Что такое умный дом и как его собрать» [А. Козориз, 2019]. А также обзор «Умный дом своими руками: как его собрать и какие есть нюансы» [GIOX, 2021]. В любом случае, если в систему объединить технику от разных производителей, появляется потребность в универсальном приложении для «умного дома», собранного собственноручно. Что же можно посоветовать в этом случае? И что может предложить рынок на русском языке?

Топ-3 универсальных приложений для «умного дома»:

  1. Разработка «Яндекс» «Умный дом с Алисой» «Умный дом» Яндекса поддерживает устройства производителей Philips, Samsung, Xiaomi, Redmond и многих других. «Алиса» – это голосовой помощник, при помощи которого можно подавать команды.
  2. «Умный дом» от «Ростелеком» – высокий уровень совместимости с устройствами сторонних производителей. Достаточно, чтобы они работали по Z-Wave-технологии в соответствующем диапазоне частот. Отдельный плюс – подробная инструкция, как настроить «Умный дом» от «Ростелекома».
  3. «Умный дом.ру» – это, по сути, «умный домофон», запись истории звонков и возможность пользоваться домофоном со смартфона всей семьей. Не всегда однозначные отзывы, но многое зависит от запросов пользователя. Ознакомиться с отзывами и скачать «Умный Дом.ru» можно в Google Play и App Store для Android и iOS соответственно.

Если вы достаточно сильны в английском, чтобы разобраться с меню и интерфейсом приложения, можно изучить варианты из обзора «Приложение Умный дом: топ лучших, их функции и применение» [Б. Вязовский, 2019]. А также рассмотреть «4 лучших приложения для автоматизации умного дома» [WebSetNet, 2020].

Теперь, когда вы получили некоторое представление о возможностях smart house и поняли, где потенциально можно задействовать эти технологии, может возникнуть вопрос: какой «умный дом» купить? Оборудование какого производителя выбрать? Тут, говорится, «на вкус и цвет товарищей нет», но, возможно, вам поможет обзор «Топ-5: Рейтинг лучших систем «Умный дом» по производителям 2022 года» [Vencon, 2022].

Мы желаем вам всегда чувствовать себя комфортно и в безопасности и просим ответить на вопрос по теме статьи:

Ключевые слова:,