Умный дом

1. Определение

Умный дом (англ. smart home) – это система автоматизации жилых помещений, включающая в себя контроль и управление светом, отоплением, вентиляцией и кондиционированием, безопасностью.

Кроме того, составной частью умного дома является умная бытовая техника.

2. История создания и развития

Отправной точкой домашней автоматизации стало появление бытовых электрических приборов. С начала и до середины 20 века были изобретены и внедрены утюг, холодильник, стиральная машина и др.

Одним из первых проектов умного дома стал шестикомнатный дом американского инженера Эмиля Матиаса. В 1950 году в журнале Popular Mechanics о нем вышла статья Push-Button Manor («кнопочный дом»). Матиас оборудовал свой дом множеством устройств и кнопками для их управления. Так, нажатием на кнопку Матиас мог открывать дверь гаража, дистанционно включать и выключать радио. Кроме этого, в доме были установлены автоматические системы сигнализации. Для реализации проекта Матиас потратил более двух километров кабеля (однако все провода, моторы и другие использованные устройства были спрятаны в стенах и полу).

Другим проектом того периода стало ECHO IV (Electronic Computing Home Operator), над которым в 1960-х работал Джим Сазерленд. Устройство ECHO IV могло контролировать температуру в доме, включать и выключать приборы. Однако в коммерческую продажу оно так и не поступило.

Важной вехой развития домашней автоматизации стало появление стандарта X10, предназначенного для электрической техники. Стандарт был разработан шотландской компанией Pico Electronics в 1975 году и использовался для управления бытовыми устройствами. Передача данных происходила по электрической сети.

Проекты умных домов возникали и в СССР. Так, в 1987 году в журнале «Техническая эстетика» была опубликована концепция радиокомплекса «СФИНКС». Устройства, входящие в комплекс, делились на три группы – носимые; предназначенные для дома; предназначенные для автомобиля.

Популяризация концепции умного дома началась в конце 1990-х годов. Например, в 1999 студия Disney выпустила фильм «Умный дом», рассказывающий об автоматизированном доме во главе с роботом-горничной. В новом тысячетелетии эта тема поднималась в кино, прессе всё чаще и чаще.

Наиболее активный период развития систем умных домов наступил в 2000-х и 2010-х годах, чему способствовало массовое распространение технологий беспроводной связи, появление смартфонов и совершенствование бытовой техники. Так, в 2010-х свои продукты и платформы для умного дома представили такие гиганты IT-индустрии, как Apple, Samsung и Amazon, не говоря о множестве проектов в этой области от менее крупных компаний.

Этапы развития умных домов можно разделить на следующие:

  1. Внедрение беспроводной связи.

  2. Внедрение технологий искусственного интеллекта.

  3. Внедрение роботов-помощников.

3. Технические характеристики

Умный дом состоит из различных систем и устройств:

  • Система отопления, вентиляции и кондиционирования с возможностью дистанционного управления;

  • Система контроля за освещением;

  • Интеллектуальные счётчики, умные сети и решения, интегрированные с ними;

  • Система безопасности, работающая совместно с другими системами умного дома;

  • Датчики протечки, дыма и другие датчики;

  • Системы внутреннего позиционирования.

В системах умного дома используется большое количество различных протоколов:

  • KNX. Протокол работает с радиочастотами, связью по линии электропередач, витой парой, Ethernet и инфракрасным каналом передачи данных. Поддерживает скорость передачи данных до 9 600 бит/с.

  • X10. Протокол используется для передачи данных с помощью связи по ЛЭП. X10 работает в системах удаленного управления и контроля за осветительными приборами и другими домашними устройствами. Маскимальная скорость передачи данных - 20 бит/с.

  • ZigBee. Скорость передачи данных в сетях ZigBee может составлять от 20 до 250 кбит/сек. Дальность действия – до 100 м.

  • C-bus. Протокол работает с передачей данных по кабелю и радиочастотам. Дальность действия составляет до 1000 метров со скоростью передачи информации до 3500 бит/с.

4. Кейсы применения

Системы домашней автоматизации могут применяться в частных домах, загородном жилье, в квартирах многоэтажных домов. Многие устройства и системы, относящиеся к умному дому, используются и в умных нежилых зданиях.

5. Полезные ссылки

Источники:

  1. https://books.google.ru/books?id=jNgDAAAAMBAJ&pg=PA84&lpg=PA84&dq=Push-Button+Manor+Popular+Mechanics
  2. http://cctvinstitute.co.uk/smart-home/'
  3. http://www.sersc.org/journals/IJSH/vol10_no8_2016/18.pdf