На сегодняшний день в интернете можно найти большое количество статей, в которых говорится о том, как создать систему управления: светом, розетками, чайником, холодильником и т.д. Однако все эти статьи описывают разные варианты подключения, что не приемлемо в единой системе.

Актуальность темы исследования обусловлена высоким потенциалом развития систем «умного дома» и отсутствием единых стандартов устройств, включенных в эти системы.

В чем актуальность «умного дома»? Достаточно взглянуть на преимущества комплекса:

• автоматизация большинства процессов в смарт-хаусе;
• контроль над состоянием электроприборов, освещения, системы водоснабжения;
• предотвращение несанкционированного проникновения в смарт-хаус;
• снижение суммы коммунальных услуг за смарт-хаус за счет экономии электроэнергии.

Автоматизация зданий, или умное здание (англ. smart house ) - система высокотехнологичных устройств в жилом доме современного типа, организованная для наиболее комфортного проживания или работы людей.

Из недостатков системы «умный дом» специалисты отмечают разве что дороговизну. Если сравнить плюсы и минусы, становится ясно, что он дает: экономию, комфорт и безопасность. Технологии строительства комплексов предусматривают, что в системе «умного дома» не перегорит проводка из-за попадания воды с затопленной ванны, не лопнет труба из-за перепада температур.

Цель данного проекта – описать структуру автоматизации системы домашних устройств без участия человека.

Исходя из поставленной цели вытекает ряд задач:

• изучить литературу по данной тематике;
• выявить системы управления;
• проанализировать системы домашней автоматизации в Японии и в России.

Объектом исследования данной работы является система «умный дом».

Предметом исследования выступает система высокотехнологичных устройств в жилом доме современного типа.

В работе использованы такие методы исследования как анализ и синтез.

1.1 Умный дом как домашняя автоматизация

Умный дом (smart home) в этом значении – система домашних устройств, способных выполнять действия и решать определенные задачи без участия человека. Наиболее распространенные примеры таких действий - автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении, возгорании или протечке воды.

---

Домашняя автоматизация в современных условиях – чрезвычайно гибкая система, которую пользователь конструирует и настраивает самостоятельно в зависимости от собственных потребностей. Это предполагает, что каждый владелец умного дома самостоятельно определяет, какие устройства и где установить и какие задачи и как они будут исполнять.

1.2Умный дом как автоматизация здания

Умный дом (smart house, также building automation и intelligent building, рус. АСУЗ) в этом контексте – жилой дом современного типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает безопасность и ресурсосбережение (в том числе и комфорт) для всех пользователей. В простейшем случае она должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Кроме того, от автоматизации нескольких подсистем обеспечивается синергетический эффект для всего комплекса.

Это проще понять, если представить, например, что система отопления никогда не сможет работать против системы кондиционирования. А отопление осуществляется не только по погоде, но и с учётом целого ряда других факторов. От силы ветра, по предсказанию, от времени суток (ночью комфортная температура меньше).

Можно считать, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека (пользователей) с жилым пространством, когда в автоматизированном режиме в соответствии с внешними и внутренними условиями задаются и отслеживаются режимы работы всех инженерных систем и электроприборов.

В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопительными системами, системами видеонаблюдения и охранной сигнализации, моторизированными воротами и прочим.

1.3 История возникновения

В 1987 году, в СССР был представлен проект радиоэлектронного оснащения жилища «СФИНКС», по своей сути напоминающий идею современного умного дома. Главной изюминкой проекта был главный центральный процессор, состоящий из нескольких блоков, а также пульты управления – «малый» пульт со съемным дисплеем и большой с псевдосенсорными клавишами. Как ручной, так и большой пульт содержат микрофоны управления голосом.

---

Проект был разработан в ВНИИТЭ и публиковался в нескольких журналах «Техническая эстетика».

В 1995 году разработчики технологий Java предрекали одним из основных назначений для этой технологии увеличения интеллекта бытовых приборов1 – например, холодильник сам будет заказывать продукты из магазина. Промышленного распространения эта идея не получила, но такие компании, как Miele и Siemens, уже выпускают бытовую технику с возможностью включения в «умный дом».

1.4 Конструкция системы «Умный дом»

Система умного дома включает три типа устройств:

• Контроллер (хаб) - управляющее устройство, соединяющее все элементы системы друг с другом и связывающее ее с внешним миром
• Датчики (сенсоры) - устройства, получающие информацию о внешних условиях
• Актуаторы – исполнительные устройства, непосредственно исполняющие команды. Это самая многочисленная группа, в которую входят умные (автоматические) выключатели, умные (автоматические) розетки, умные (автоматические) клапаны для труб, сирены, климат-контроллеры и так далее.

В большинстве современных умных домов контроллер общается с остальными устройствами системы через радиосигналы. Самые распространенные стандарты - Z-Wave, ZigBee и Wi-Fi, в США популярен также Thread.

Для связи с внешним миром контроллер как правило подключается к интернету.

1.4.1 Системы безопасности

• Датчики движения, датчики присутствия, датчики вибрации, датчики разбития стекла, датчики открытия окна или двери;
• Видеонаблюдение;
• Видеодомофоны и видеоглазки;
• Электронные замки (умные замки, смартлоки) и модули управления воротами;
• Сирены.
• Эти устройства позволяют сконструировать подходящую систему безопасности, от сравнительно простой до достаточно сложной.
• Среди основных алгоритмов:
• регистрация нежелательного проникновения;
• уведомление владельцев;
• включение сирены;
• запуск видеосъемки;
• запирание входных или межкомнатных дверей.

Вдобавок, системы безопасности умного дома интегрируются с охранными системами, по тревоге высылающими группы реагирования. В большинстве стран рынок охранных систем существует достаточно давно, в то время как системы умного дома стали широко распространяться лишь в 2010-х годах. Отдельные поставщики охранных услуг позволяют интегрировать свою сигнализацию с умными устройствами, которые устанавливает сам пользователь, либо соглашаются высылать группы реагирования по сигналам тревоги с таких устройств.

---

Электронные замки, видеодомофоны и видеоглазки позволяют также организовать систему контроля доступа с возможностями дистанционного управления, видеозаписи и так далее.

1.4.2 Управление освещением

• Умные выключатели и диммеры;
• Модули управления шторами, жалюзи и рольставнями;
• RGB- и RGBW-контроллеры для управления светодиодными светильниками, прежде всего светодиодными лентами;
• Датчики движения и присутствия;
• Датчики освещенности;
• Такие устройства позволяют автоматизировать управление светом и чаще всего используются, чтобы:
• автоматически включать свет, когда люди входят в помещение, и выключать, когда выходят;
• автоматически поддерживать освещенность на постоянном уровне, регулируя яркость светильников и положение жалюзи или штор;
• автоматически регулировать освещенность в зависимости от сезона и времени суток или по другим заранее заданным правилам.

1.4.3 Управление климатом

• Основная задача устройств умного дома в этом случае - Датчики влажности;
• Датчики температуры;
• Термостаты для поддержания постоянной температуры или ее автоматического регулирования;
• Терморегуляторы для управления мощностью батарей отопления;
• Климат-контроллеры, передающие команды умного дома на технику предыдущих поколений, которая управляется обычными дистанционными пультами, прежде всего на кондиционеры;
• Гигростаты для поддержания постоянной влажности или ее регулирования;
• автоматически регулировать работу климатических систем так, чтобы одновременно обеспечить комфортный микроклимат и сократить расходы на его поддержание;
• автоматически поддерживать комфортную температуру в помещениях, где находятся люди;
• автоматически снижать мощность батарей и кондиционеров в отсутствие людей и ночью;
• автоматически поддерживать влажность, комфортную для людей и щадящую для помещения и предметов обстановки;
• автоматически вентилировать помещения и очищать воздух, поддерживая комфортное качество воздуха.

Фотография в инфракрасных лучах показывает, насколько эффективна теплоизоляция пассивного дома (справа) по сравнению с обычным домом (слева).

Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию следующих систем в единую систему управления зданием:

• Системы управления и связи;
• Система отопления, вентиляции и кондиционирования;
• Система освещения;
• Система электропитания здания;
• Система безопасности и мониторинга.

---

1.4.4 Система управления

• Управление с одного места аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром, мультирум;
• Удалённое управление электроприборами, приводами механизмов и всеми системами автоматизации. Электронные бытовые приборы в умном доме могут быть объединены в домашнюю Universal Plug’n’Play – сеть с возможностью выхода в сети общего пользования;
• Механизация здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электроподогрев ступеней и т. п.).

1.4.5 Система отопления, вентиляции и кондиционирования

Система отопления, вентиляции и кондиционирования (Heating, Ventilation and Air Conditioning, HVAC) обеспечивает регуляцию температуры, влажности и поступление свежего воздуха. Кроме этого, HVAC экономит энергию за счет рационального использования температуры среды. Некоторые подсистемы:

• управляемый через сеть кондиционер;
• механизмы автоматического открытия/закрытия окон для поступления холодного или теплого воздуха в подходящее время суток.

1.4.6 Система освещения

Система освещения (Lighting control systems, LCS) контролирует уровень освещенности в помещении, в том числе для экономии электроэнергии за счет рационального использования естественного освещения. Некоторые подсистемы:

• автоматика для включения/выключения света в заданное время суток;
• датчики движения для включения света только тогда, когда в помещении кто-то находится;
• автоматика для открытия/закрытия ставней, жалюзи, для регулировки прозрачности специальных оконных стекол.

1.4.7 Система электропитания здания

Системы электропитания обеспечивают бесперебойное питание, в том числе за счет автоматического переключения на альтернативные источники электропитания. Некоторые подсистемы:

• Автоматический ввод резерва;
• промышленные ИБП;
• дизель-генераторы.

1.4.8 Система безопасности и мониторинга

В систему безопасности и мониторинга входят следующие подсистемы:

• система видеонаблюдения;
• система контроля доступа в помещения;
• Охранно-пожарная сигнализация (в том числе контроль утечек газа);
• Телеметрия – удалённое слежение за системами;
• Система защиты от протечек – автоматическая блокировка водоснабжения при протечке и заливе помещения. Состоит из контролирующего устройства, специальных кранов и датчиков, детектирующих затопление (Аквасторож, Neptun, Гидролок и другие);
• GSM-мониторинг – удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и управление системами дома через телефон. В некоторых системах при этом можно получать голосовые инструкции по планируемым управляющим воздействиям, а также голосовые отчёты по результатам выполнения действий;
• IP-мониторинг объекта;
• Имитация присутствия.

---

Смотрите также файлы

• Систематизация информации. Методы поиска информации.pdf

• The judge is the arbiter of justice, the person who has the judicial power and who has the last word in the process of making an important decision.pdf

• Видеоконференции.pdf

• Культура речи продавца как фактор эффективной продажи.pdf

• Роль Генри Форда в становлении методов школы научного менеджмента.pdf