Умный дом по вай фай. Беспроводные системы умного дома

Стоит заметить, что требования к функциональным возможностям умного дома как системы управления различным оборудованием и устройствами определяются исключительно "аппетитами" и фантазией пользователя. Тем не менее, существуют определенные, наиболее востребованные опции, которые уже стали "классикой" жанра.

В первую очередь это:

управление освещением и отоплением ;
контроль и защита от протечек воды;
создание интегрированных систем с использованием сигнализации, видеонаблюдения, контроля доступа.

Любая из них может быть реализована на базе как проводного, так и беспроводного оборудования. Последний вариант для многих заказчиков представляется наиболее предпочтительным за счет скорости и простоты монтажа системы, а также минимального нарушения дизайна внутренних помещений дома.

Кроме того, реализация дистанционного управления на базе беспроводных технологий дает возможность легко масштабировать систему умного дома, а также изменять ее конфигурацию за счет переноса исполнительных устройств и датчиков.

Стоит заметить, что управлять работой оборудования без использования проводов можно различными способами:

на дистанциях в пределах домовой (придомовой) территории;
без ограничения расстояний между управляющим устройством и контролируемым оборудованием.

В последнем случае используются GSM, 3G и 4G каналы связи, а в первом - WiFi, Z-Wave, EnOcean и некоторые другие технологии беспроводной передачи данных. Давайте рассмотрим особенности применения последних трех перечисленных систем.

Умный дом на базе WiFi оборудования.

С учетом того, что WiFi технологии предназначены все таки для применения в составе сетей, специализированного оборудования для работы в составе умного дома не так много. Существуют реле, управляемые по WiFi каналу, но готовых, простых в реализации решений лично я не встречал.

Очевидным достоинством такого оборудования является возможность легкого управления с любого устройства, поддерживающего WiFi и интернет подключение. Кроме того, при работе с системами беспроводного видеонаблюдения этот вариант наиболее предпочтителен и прост в реализации.

Беспроводной протокол связи Z-Wave.

Данная технология разработана для систем автоматизации и предусматривает использования маломощных радиочастотных модулей. Рабочий диапазон этого оборудования лежит в районе 1 ГГц, что позволяет избежать помех, наводимых другими устройствами типа WiFi, Bluetooth и пр.

Особенностями Z-Wave аппаратуры являются:

низкий уровень энергопотребления;
возможность использования модулей в качестве ретрансляторов.

Безусловно, перечисленные достоинства делают Z-Wave технологию чрезвычайно удобной для реализации в составе умного дома систем управления освещением, кондиционированием и вентиляцией, контролем доступа и пр.

Имейте ввиду, что за счет невысокой скорости передачи данных этот способ мало пригоден для передачи больших объемов информации, например, видеоизображений.

Беспроводные технологии EnOcean.

Также активно используются для управления оборудованием. Интересная особенность, заявляемая производителями, инсталляторами и ритейлерами - возможность работы без батарей питания. Подразумевается, что энергии от альтернативного источника питания (фото- пьезо- или термо- датчика) будет достаточно для нормального функционирования устройства.

Если это так, то в ряде случаев этот момент может оказаться решающим при выборе устройства, работающего на таком принципе.

БЕСПРОВОДНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Управлять освещением можно в нескольких вариантах, например:

автоматически по заранее определенному алгоритму (сценарию);
вручную с помощью пульта дистанционного управления (ПДУ).

Дистанционно включать/выключать свет в первом случае целесообразнее с применением беспроводных выключателей, работающих по радио каналу. Некоторые из таких способов были рассмотрены выше. Ручные выключатели света, кроме того, могут управляться инфракрасными (ИК) пультами.

В ряде случаев это не совсем удобно, так как требует установки ИК приемника в зоне прямой видимости ПДУ, но все зависит от особенностей помещения и тактики управления. В любом случае, давайте посмотрим, на что обратить внимание и как правильно выбрать беспроводной дистанционный выключатель света.

Принципы передачи управляющего сигнала мы уже, пусть кратко, но рассмотрели. Идем дальше.

Способ и параметры коммутации.

Для бытовой сети переменного тока можно использовать два основных типа выключателей света:

электронный;
релейный.

Первый в качестве ключевого элемента использует электронные устройства типа, например, симистора. Отсутствие механических контактов обуславливает отсутствие искрообразования (особенно при мощной нагрузке), как следствие не возникают электрические помехи. Но главным, наверное, является возможность плавной регулировки освещенности.

Насчет надежности говорить поостерегусь. Теоретически, отсутствие механических частей должно обеспечивать длительный срок службы, но электроника тоже может отказать. Здесь много зависит от качества сборки, правильного режима работы, качества комплектующих.

Второй вариант по сути своей является обыкновенным выключателем, управляемым электрическим сигналом. В любом случае при выборе нужно учитывать значение переключаемых токов и напряжений, а также количество направлений коммутации.

Конструкция и место установки.

Поскольку мы говорим про беспроводные выключатели, то устанавливать их можно где угодно. Чаще всего это:

место расположения штатного выключателя;
корпус осветительного прибора.

С учетом этого выбираем исполнение. Естественно, чем меньше габариты, тем лучше, но главное - удобство размещения и крепления. Кстати, возможны бескорпусные исполнения. Но в этом случае следует позаботиться о мерах электробезопасности.

Вполне очевидно, что, поскольку мы говорим о беспроводном коммутаторе, то в месте его установки должен осуществляться уверенный прием управляющего сигнала. Не забывайте, что металлические конструкции способны значительно ослабить радио сигнал.

Кроме того, при уличной установке выключателя позаботьтесь о его климатической защите и обратите внимание на рабочий температурный диапазон.

Кстати, с точки зрения дистанционного управления электрическими приборами, интересным вариантом может оказаться GSM розетка .

БЕСПРОВОДНЫЕ ДАТЧИКИ

Если же ваш дом управляется специализированным контроллером, то лучше всего использовать датчики одного с ним модельного ряда.

В большинстве случаев для датчиков протечки беспроводное исполнения является наиболее подходящим. Объясняется это специфичность мест их установки:

на полу;
в труднодоступных местах;
помещениях, отделанных кафельной плиткой и пр.

То же самое можно сказать о датчиках температуры, устанавливаемых непосредственно на радиаторах отопления (как правило такой способ позволяет осуществить наиболее раннее обнаружение отключения отопительного оборудования).

В любом случае рекомендую помнить, что использование беспроводного оборудования, зачастую является вынужденной мерой. Если есть возможность применения проводного подключения, то сбрасывать со счетов его в угоду моде или советам некомпетентных людей не нужно.

Не забывайте, основной характеристикой любой системы безопасности и управления является надежность. В этом отношении проводной канал связи предпочтителен хотя бы тем, что позволяет осуществлять непрерывный (постоянный) контроль своей целостности. Беспроводные системы такой возможностью пока похвастаться не могут.

* * *

© 2014-2019 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Технология «Умный дом» знакома практически каждому пользователю цифровых устройств, поэтому нет особого смысла рассказывать об особенностях. Умный дом оборудование поставляется в двух вариантах – дорогостоящем комплексном пакетном и в виде комплектующих, во втором случае систему нужно собирать своими руками. Потребители, которые покупают готовый пакет, могут не разбираться в возможностях, а технически подкованные покупатели уже хорошо представляют себе желаемую функциональность.

«Умный дом» в каждый дом – насколько доступна технология?

На практике использование технологии «Умный дом» упирается в доступное оборудование и программные приложения, с помощью которых можно управлять установленной системой. В нашем обзоре пойдет речь о предложенных на рынке комплектующих, причем будет обсуждаться как ценовая, так и техническая доступность.

Читатели могут выбрать между недорогим оборудованием, обеспечивающим всю необходимую функциональность, и более дорогими системами, которые отличаются развернутыми функциями, высокой надежностью и безопасностью. Оба варианта доступны широкому кругу потребителей и не требуют колоссальных вложений.

Доступные решения – какие они

На сегодняшний день можно выбирать между следующими предложениями:

специализированным оборудованием китайского производства и мобильными API приложениями, уровень надежности которых можно улучшить за счет также производимого в Китае недорогого оборудования российского производства и различных настольных систем;
российскими комплектующими, которые позволяют собрать практически сколь угодно сложное решение Умный дом с требуемым уровнем надежности и защитой, сделанной своими руками с самостоятельно программируемыми функциями на базе ПК, расширяемую по модульному принципу;

Сначала разберемся, с чего начать и как выбрать комплектующие для вашего «Умного дома». Отметим, что функциональность системы можно расширять по мере необходимости в одном и другом варианте. Необходимый и оптимальный пакет оборудования позволяет управлять освещением и включением/выключением оборудования, обычно осуществляемым не только с пультов, но и программным приложением, установленным на базе ПК или на смартфоне пользователя.

Умная квартира или небольшой дом: как сделать свой быт более комфортным?

Доступные технологии и их особенности

Объективно техника уже стала частью нашей жизни. На сегодняшний день, говоря о технологии «Умный дом» речь идет о развитии технологии Интернет вещей (Internet of Thing, IoT). Это устройства, которые могут быть подключены к Интернет по проводному и беспроводному каналу, во втором случае по Wi-Fi (с радиусом в среднем до 50, в зависимости от передатчика) или Bluetooth (до 10 м).

Wi-Fi и Bluetooth – два стандарта ближней радиосвязи, которые отличаются небольшим радиусом действия и используются в системах домашней автоматизации. Bluetooth может применяться только если между управляющим модулем и устройством не более 10 м, а на практике – не более 3-5 м. Дальность беспроводной передачи Wi-Fi зависит от передатчика и конкретных условий установки, радиосигнал плохо пропускают бетонные перекрытия.

Несмотря на достаточно развитые возможности, производители не занимаются интенсивным внедрением и реализацией подобного оборудования. Основная проблема в том, что повсеместное использование технологии приведет к росту количества IoT-устройств, на которое просто не рассчитана существующая инфраструктура Интернет. В результате желающим установить «Умный дом» у себя в квартире недорого, придется разбираться в тонкостях самостоятельно, не рассчитывая на крупных производителей.

AliExpress – Китай всегда выручит: пакет «Умная квартира своими руками»

Если есть желание внедрить у себя новые решения бытовой автоматизации с низкими затратами, конечно, надо обратиться к производителям, реализующим свою продукцию на AliExpress. На данном портале практически не предлагаются пакеты «Умный дом своими руками и как сделать», но есть необходимое оборудование, которого вполне хватит для необходимого оснащения квартиры или дома.

Итак, минимальный пакет оборудования, который есть в Китае по очень доступной стоимости и приложения в сети – назовем его «Умная квартира своими руками» – включает:

управление включением и выключением бытовых приборов и устройств;
сенсорные системы;
оборудование для управления освещением;
устройства для мониторинга и охраны – сигнализации и видеокамеры;
API-приложения для смартфонов, доступные бесплатно на Google Play;
сетевые облачные приложения, упрощающие подключение и управление домашними приборами.

Оборудование «Умного дома» на AliExpress

Ассортиментный ряд оборудования представлен реле для подключения устройств, диммерами плавного регулирования нагрузки (для освещения и электроотопления) и пакетными системами, включающими управление «климат-контролем», освещением, сигнализацией и иногда видеокамерой. Полный список предложений можно получить, введя в строку поиска портала AliExpress «smart home», «умный дом», «интеллектуальный дом», а также названия двух китайских производителей Lilovo и Sonoff.

Sonoff выпускает Wi-Fi реле для дистанционного управления бытовыми приборами со смартфона. Устройство устанавливается на линию с одним или несколькими электроприборами, позволяет включать и выключать подачу электроэнергии со смартфона с помощью мобильного приложения.

Преимущество этого устройства в том, что оно всегда доступно Online, может подключаться через телефонную сеть (PTSN) и позволяет задавать индивидуальную программу работы с помощью 8 встроенных таймеров. Через реле можно управлять работой любого бытового прибора мощностью до 2.2 кВт с помощью мобильного приложения eWeLink, доступного на Google Play IOS и Android.

Продукция Sonoff доступна также в России. Цена в Китае составляет около 6 долларов (без пульта дистанционного управления), в России – 2000 рублей (с пультом). Реле предлагается в двух вариантах на 10 А и 16 А, во втором случае кроме всевозможных бытовых приборов к мобильному приложению может быть подключен котел.

Аналогично работают другие модели электрофурнитуры, позволяющие подключать сразу несколько приборов, например, Sonoff Sensor-AM2301. Причем управление реализуется с разными значениями таймеров.

Производителем выпускаются три модели Wi-Fi реле Sonoff:

Sonoff World On – Wi-Fi реле с подключением к мобильному приложению (для бытовых приборов и камер);
Sonoff World On TF – Wi-Fi реле с датчиками, например, для системы климат контроля (для котлов и кондиционеров);
Sonoff World On RF – Wi-Fi реле с дистанционным управлением, например, для ворот и дверей с магнитными замками.

Sonoff выпускает также сенсорные выключатели-диммеры для приборов освещения с плавной регулировкой, которые одновременно можно подключить к Wi-Fi и мобильному приложению.

Чтобы устройства были доступны в Интернет их нужно подключить одним из доступных способов. Одним из удачных и недорогих вариантов можно считать роутер для домашней автоматизации Broadlink, поддерживающий 4 типа беспроводной связи WI-FI, IR, RF и 4G.

С его помощью можно подключить все домашние устройства через сим-карту к мобильному интернет. Лучше выбирать услуги оператора с новой инфраструктурой средств связи, в частности, один из пакетов МТС с помегабайтной тарификацией.

XIAOMI выпускает целый ряд реле, диммеров, датчиков для автоматизации дома. Прежде всего, стоит обратить внимание на Wi-Fi датчики влажности и температуры, дверные и оконные, «умные» розетки и недорогие IP-камеры. Оборудование этой фирмы отличает простота и ценовая доступность наряду с высоким качеством сборки.

Производитель выпускает пакетные решения для квартир и небольших домов – это Xiaomi Smart Home Suite. Данный пакет широко предложен в России и относится к категории оборудования «люкс». Ценовая категория этих датчиков немного выше, чем устройств от Sonoff.

Сенсорные выключатели Lilovo работают только с пультами дистанционного управления. Их ключевой особенностью является возможность плавной регулировки освещения, элегантный дизайн и разные цветовые решения. Выключатели этой фирмы могут использоваться для включения и выключения бытовых устройств без подключения к интернет.

Wi-Fi реле российских производителей

В Китае можно приобрести продукцию российских производителей, осуществляющих сборку электрофурнитуры на китайской базе. Российские Wi-Fi реле Smart Home DC доступны по меньшей стоимости, чем Sonoff, и считаются более надежными и безошибочно улавливающими сигнал. Потребительский недостаток реле Smart Home в отсутствии пластикового корпуса, но это самый простой, надежный и недорогой способ интеграции бытовых устройств.

API-приложения для смартфонов на Google Play

eWeLink – приложение, которое позволяет подключить условно-бесконечное количество устройств «Умного дома», поддерживает продукцию Sonoff и ряда производителей. К недостаткам относится некоторый лаг запаздывания в российских сетях, к приложению желательно подключаться через интерфейс мобильного провайдера, а не проводные каналы PTSN (телефонной сети общего пользования).
Smart Home от Alltek Technology Corp. – это еще одно универсальное мобильное приложение, к которому можно подключить приборы освещения, сигнализацию, отопление и ряд других домашних устройств. Некоторые пользователи о данном приложении отзываются лучше, чем о eWeLink.

На Google Play можно скачать еще целый ряд мобильных приложений для подключения приборов домашней автоматизации, отличающихся разным уровнем универсальности и стабильности.

Приборы домашней автоматизации можно подключить с помощью локальных приложений, работающих на базе ПК и в «облаке». Каждый из этих вариантов отличается рядом преимуществ. Приложения в «облаке» рассчитаны на бюджетное использование технологии «Умный дом» с широким набором функций, однако в таких системах остается открытым вопрос безопасности и несанкционированного доступа к домашним устройствам.

Стационарные пакетные предложения в защищенной облачной среде или для ПК рассчитаны на автоматизацию загородных домов, общественных зданий и учреждений. Такое приложение гарантирует высокий уровень безопасности и надежности.

Приложения «Умный дом»:

Bitdefender – пакетное приложение для безопасного подключения приборов домашней автоматизации, которое позволяет без рисков использовать функции любого внешнего облака;
Friendly-tech.com предлагает ряд продуктов для домашней автоматизации, включая управление IoT устройствами с консолью администратора и пользовательским интерфейсом через мобильные сервисы, в том числе, с использованием облака (IoT SaaS)
IoT Home Guide доступен как в пакетном исполнении для довольно крупных систем домашней автоматизации, а также с API-приложений партнеров OpenHAB, Home Assistant и Eclipse SmartHome.

Облака «Умный дом»:

Sharp Cloud Smarthome System – развитая облачная система для автоматизации домов, на ней может быть построена сколь угодно сложная система автоматизации как дома, так и целого квартала;
Cloud Based IoT Platform GO+ – российская бесплатная платформа с малым количеством пользователей.

Российское оборудование компании «Разумный дом» отличается высокой надежностью и качеством сборки. Производитель предлагает различную электрофурнитуру, датчики, реле для построения сколь угодно сложных систем по технологии «Умный дом» с гарантированным уровнем безопасности. Устройства позволяют создавать системы домашней автоматизации с индивидуальными набором функций, доступен программный софт для мобильных устройств, ПК и планшетов.

Видеоинструкции по сборке и эксплуатации Умного дома

Заключение

Описанное нами оборудование позволит создать различные решения по автоматизации жилых помещений и приусадебных хозяйств, начиная от недорогих бюджетных решений для квартир, заканчивая полной автоматизацией больших загородных домов. Стоит отметить, что сейчас не развиваются веб-платформы по управлению устройствами домашней автоматизации из-за проблемы концепции.

Покупателям предлагают установить локальные системы на базе ПК или создать частные облака, управляемые готовыми приложениями. Пользователь может выбрать для себя и собрать сам наиболее подходящий вариант автоматизации квартиры или дома.

Человек всегда стремится к усовершенствованию и модернизации своего жилища. Именно разработка системы «умный дом» даёт возможность максимально автоматизировать все возможные процессы, происходящие в нём. За счёт этого достигается комфорт и безопасность квартиры или дома. То есть, умный дом - это многофункциональное комплексное устройство систем управления, которое может работать как в автономном (полностью автоматическом режиме), так и в ручном. Последнее время этот комплекс устройств стал всё более популярен, хоть и стоит достаточно дорого. Сердцем любого умного дома является так называемый контроллер, который и превращает весь этот сложный механизм в уникальную сеть и именно он отличает её от обычной автоматики на основе электронных устройств.

Из чего состоит умный дом

На сегодняшний день существует множество модификаций и конфигураций системой управления умным домом, это зависит от того:

Каких целей хочет достичь хозяин жилья;
Материальных возможностей;
Размеров и функциональности дома.

В любом случае основными составляющими системы являются:

Контроллер выполняет роль руководствующего и регулирующего механизма между модуляторами ввода и вывода. То есть основной соединительной частью между управляющим человеком и нужным процессом;
Системы расширения связи, включает в себя всевозможные роутеры, коммутаторы, GPS/GPRS модули;
Приборы коммутации электрической цепи с их помощью происходит включение или выключение нужного механизма или устройства. Это реле, блоки питания, различные диммеры;
Датчики и сенсоры, а также измерительные приборы разного направления. Они могут измерять движение, температуру, насыщенность света, влажность и т. д.;
Элементы, за счёт которых, происходит непосредственное управление всей системой или её частями;
Механизмы, приводящие в исполнение сигнал от контроллера, то есть превращающие электрический сигнал в соответствующий выбранному устройству. Это двигатели вентиляции, роллеты, клапаны подачи воды, осветительные приборы, обогревательные элементы и т. д.

Что собой представляет контроллер для управления

Сердце этой системы контроллер не только руководит всеми потребителями и приборами входящими в систему умного дома, но ещё и высылает отчёт хозяину о том в каком состоянии той или иной прибор в данный момент. Он может быть запрограммирован на выполнение различных действий в нужный промежуток времени или же по утверждённому графику включения. Вся система умного дома может работать в автономном режиме, то есть без участия человека, связь с ней происходит несколькими способами через:

Компьютерную сеть;
Мобильный телефон;
По радиопередатчику.

Выбор контроллера нужно выполнять в зависимости от архитектуры системы управления. То есть весь комплекс может быть:

Принцип работы контроллера

Основный принцип работы всей системы интеллектуального дома базируется на автоматизации и контроле всех процессов, происходящих в нём. Первоначально всё управление настраивается на самостоятельные включение и отключение тех или иных механизмов, упрощающих жизнь человека в доме. Контроллер умного дома может выполнять и контролировать задачи которые заложены у него в программе или же ранее были выставлены пользователем. При этом обязательна обратная связь между человеком управляющим домом и контроллером. Все системы, завязанные на работе с контроллером имею один или группу датчиков, и поэтому пользователю остаётся выбрать только режим их срабатывания, или же попросту отключить их автоматическую работу. А вот насколько полезна вся информация, подающаяся с контролера, это уже вопрос. Так как часть их может быть неинтересна обычному обывателю, не вникающему в подробности работы системы. Поэтому во время настройки и установки всей системы умного дома, хозяин должен решить насколько он будет автоматизирован. Так как, например, не всем нужно знать давление воды в магистрали холодной воды, или же напряжение в сети.

Типы связи систем

Связь для управления этой довольно сложной системой является немаловажным компонентом. Существует несколько основных типов связи:

Беспроводная локальная. Этот тип связи имеет ограниченный радиус действия и производится с помощью радиосигнала, Wi-Fi, или же в крайнем случае Bluetooth. Управление осуществляется с любой точки помещения или даже придомовой территории. Однако, если дом многоэтажный и ещё выполнен из материала, который выполняет экранирующую функцию (обшитый железом или даже состоит бетонных плит с арматурной увязкой), то устанавливаются специальные, усиливающие беспроводной сигнал, приборы или же дополнительные радиоточки;
Удалённая беспроводная связь. Она возможна при условии подключения контроллера умного дома к глобальным сетям или системам расширения связи, которые обеспечивают постоянный доступ к ним. Это такие сети, как GSM/GPRS, любой мобильны интернет. То есть, даже если отсутствует интернет можно отправить или получит смс на телефон о состоянии той или иной системы управляемой контроллером. Основные устройства связи это телефон (смартфон), планшет или ноутбук.
Проводной локальный. Это один из устаревших и выходящих из обихода способов, но всё же обладающих хорошей надёжностью. Связь происходит по кабелю, витой паре или электрической проводке. Любой центральный или региональный контроллер умного дома имеет такое подключение. Расширение связи и функции происходит с помощью коммутатора, который создаёт несколько ответвлений. Управление осуществляется путём нажатия кнопок на панели управления, она может быть сенсорной или же механической. Но иногда и через компьютер можно выполнять соединение, но это не совсем удобно теряется мобильность в управлении.
Проводной удаленный способ. Это довольно дорогой способ, так как подразумевает прокладку большого количества кабельной продукции. И чем дальше будет расположен блок управления тем проблемнее его связь с контроллером. Чаще всего такой метод связи применяется не для частных а для государственных организаций и структур для управления несложными процессами корпусов зданий и близлежащей территории. Для домашнего пользования применяется крайне редко.

То есть устройства, за счёт которых, и происходит непосредственное управление чаще всего идут в комплекте. Представляют они из себя графические панели управления с кнопочным или сенсорным воздействием, также это могут быть пульты дистанционного управления, настроенные на радиочастоту передатчика. Такие приборы управления, как мобильные телефоны, компьютеры или планшеты, естественно, приобретаются отдельно. Связь через них и управление происходит при помощи специально разработанного программного управления, которое и обеспечивает удалённый доступ при помощи интернета.

Основные варианты конфигураций

Постоянно, стремясь к совершенству и автоматизации, человек изобретает всё новые и новые механизмы для этого. Также это стремление направлено и на уменьшение габаритов устройств без потерь их функциональных особенностей.

Для контроллера управляющего механизмами так и для всей системы умный дом есть основные требования это:

автоматизм;
самоконтроль;
чёткость управления, без совершения ошибок.

Варианты конфигурации любой такой системы зависят от многих факторов, о который уже говорилось выше, вот варианты систем которое могут подключаться к контроллеру:

Регулировка и управление освещением как в самом помещении, так и на придомовой территории, и в местах архитектурных сооружений;
Климатические установки (кондиционирование, вентиляция, обогрев);
Закрывание и блокировка дверей, ворот и окон;
Аудиосистемы, и телевидение, домашний кинотеатр;
Управление шторами, жалюзи и солнцезащитными роллетами;
Системой водоснабжения;
Кормление домашних животных и аквариумных рыбок.

То есть всё заключается в желании клиента и его материальных возможностей.

Распространённые марки контроллеров

Качество выполнения команд и функциональность любой системы интеллектуального дома напрямую зависит от контроллера и его производителя.

Овен

Этот контроллер для умного дома модификации ПЛК 100 является базовым решением. Особенностью которого можно выделить применение протокола Modbus. Именно он выполняет организацию обменом информации между каналами связи. Рассчитан контролер «Овен» для использования и создания автоматических систем жилых домов и коттеджей с этажностью не более двух, уличного освещения, обогрева напольного, и устройств сигнализации. Логический контроллер связан с панелью оператора и аппаратом ввода-вывода через интерфейс RS-485. Программирование происходит самим владельцем, если, конечно, у него есть такое желание. Меню состоит из шести информативных блоков управления, каждый из которых отвечает за определённый сегмент. Есть функция отправки СМС с помощью элемента GSM-контроллера. Оповещение происходит в случае аварийных ситуаций энергоснабжением или неисправности питающих контуров отдельных ключевых элементов системы «умный дом».

VeraEdge

Модель семейства Vera отличается большим запасом доверия пользователей, из-за применения их аппаратуры в данной отрасли уже многие годы. Основные преимущества данной модели это:

Высокая производительность;
Эргономика;
Компактность;
Надёжность.

Разработчики применили здесь новую платформу, дающую высокие показатели производительности под названием SoC, её частота составляет 600 МГц, а оперативная память увеличена до 128 Мб. Основное нововведение реализовано на чипе Z-Wave Plus являющимся пятым поколением данных микросхем. Пользователь одновременно может контролировать и управлять механизмами количество которых доведено до 200 устройств. Оборудован контроллер VeraEdge модулем связи через Wi-Fi. Одним из недостатков которые всё же имеются в любой системе можно считать отсутствие интегрированного блока бесперебойного питания, который можно докупить и установить дополнительно.

Arduino

Контролер Arduino предлагает довольно необычное, но довольно логичное решение для управления «умным домом». Некоторые умельцы с лёгкость выполняют подключение и установку своими руками, это возможно из-за простоты работы с ним. Логический контроллер имеет очень небольшие габариты. И также в комплекте есть датчики, сенсоры, а также всевозможные индикаторы. Разработчикам почти удалось довести оптимизацию устройства до совершенства. Все датчики имеет беспроводную связь и отличаются минимальными погрешностями в работе, а для управления служат блоки которые отличаются необычным внешним видом, с удобной и уникальной веб-страницей. Она же доступна и в качестве мобильного приложения.

Siemens

Эти системы немецкого качества применяются не только для автоматизации систем в быту, но и на производстве, в промышленности. Контроллер этой компании выражен линейкой LOGO, участвующей в создании «умного дома». Это традиционная двухкомпонентная модель. Один, из которых, выполнен в виде клавиатуры с дисплеем и являющийся системой ввода-вывода, а второй позволяет выполнять манипуляции и подключение к контролеру через удобный и надежный проводной интерфейс. Компания предлагает также самостоятельную разработку определённых режимов в работе, для чего прилагается специальная программа Soft Comfort. Когда LOGO используется как центральный контроллер, то с помощью него можно создавать целые алгоритмы работы схем. Постоянно новые введения и модификация повышают эксплуатационные качества этого аппарата.

Положительные и отрицательные стороны контроллеров

Бесспорное достоинство применения контролеров для управления домом или помещением направлено на эффективное решение разнообразных задач, а также на воспроизведение интеллектуальных способностей, казалось бы, у самых простых и элементарных механизмов. Домовладельцы реально избавляются от многих рутинных действий. Однако как и у каждой системы существуют обязательно недостатки. К ним стоит отнести:

сложность подключения и введение в работу;
дорогостоящее обслуживание и стоимость всех элементов системы.

Однако развитие и технологии не стоят на месте и когда-то системой «умный дом» будет оборудован каждый дом или дачный участок, как буквально столетие назад не знал человек об электричестве, а теперь оно существует в каждом доме.

Различные беспроводные технологии в последнее время привлекают к себе много внимания. Производители, как довольно известные компании, так и многие стартапы постоянно предлагают новые гаджеты, аксессуары, позволяющие человеку быть более мобильным, организованным.

Плюсы и минусы беспроводных систем

Как правило, говоря об Умном доме с wi-fi оборудованием, подразумевают устройства, работающие под беспроводными протоколами Z-Wave и ZigBee – специализированными стандартами связи, использующими низкие диапазоны радиочастот. Среди их плюсов – мобильность, простота установки и настройки.

Серьезных минусов у таких систем гораздо больше:

низкая энергоэффективность – практически все беспроводные элементы используют элементы питания с ограниченным сроком службы: батарейки могут разрядиться в самые неподходящий момент, после чего устройства становятся полностью бесполезными. Более того, некоторые из них после этого требуют повторной настройки;
длительное время отклика – для экономии энергии датчики передают параметры раз в несколько минут, что особенно критично при возникновении протечек воды или газа, пожаров;
отсутствие обратной связи – из-за технических особенностей радиосвязи вы можете попросту не узнать, выполнена ваша команда или нет;
небезопасность – система имеет слабую защиту, поэтому может быть полностью заглушена соседями или обычными хулиганами.Злоумышленники могут получить к ней полный доступ, удаленно управляя всеми устройствам вашего дома;
низкая надежность – всеми элементами управляет один сервер, при зависании которого они моментально выходят из строя. Радиосвязь имеет ограниченную зону действия, что заставляет использовать дополнительные роутеры, которые также могут зависнуть. Кроме того, сигнал может экранироваться толстыми стенами, из-за чего в помещениях возникают «мертвые зоны» или повышенной влажностью, что особенно критично для датчиков утечки воды.

Стоит также помнить, что все устройства Z-Wave и Zig-Bee разработаны для европейских и американских реалий, с учетом их стандартов радиозашумленности, и поэтому не особо хорошо проявляют себя в быту в странах СНГ.

Как показывает опыт, с беспроводным оборудованием создать полноценный Умный дом невозможно. На нем нельзя построить системы видеонаблюдения и контроля доступа, не получится полноценно управлять кондиционером, вентиляцией, отоплением, установить мультирум и умный домофон. Все, что позволяет такая система – частичная автоматизация освещения, управление шторами и некоторые другие небольшие функции. Более того, если вы вначале установите беспроводную систему и полностью в ней разочаруетесь, то для установки полноценного умного дома придется заново штробить стены и делать ремонт.

Комфортная жизнь с MimiSmart

Хотите создать полноценный Умный дом? Наша компания предлагает разработку и установку под ключ надежной проводной системы автоматизации рутинных бытовых процессов по разумной цене. При этом вы сможете подключить любой беспроводной аксессуар – наша система полностью с ними совместима.

Все предлагаемое нами оборудование имеет отличное качество, сертифицировано и способно прослужить не один десяток лет. Для получения более детальной информации свяжитесь с нашим представителем.

Некоторое время назад к нам обратился один потенциальный заказчик со своей идеей проекта «умного дома». Мы заказчикам всегда рады, особенно если у них есть более-менее внятная идея и достаточно денег для ее воплощения (сразу скажу - этот заказчик пока что является идеалом сферического заказчика в вакууме, повезло нам с ним). Так что после пары встреч родилось общее описание проекта, и мы приступили к поиску вариантов технической реализации. Нужен был недорогой контроллер с поддержкой WiFi и USB, небольшим энергопотреблением и, главное, с достаточно открытой архитектурой, чтобы мы могли сделать на его базе собственное кастомизированное решение.

И тут очень удачно попалась нам на глаза . Ух ты, какие штуки бывают, оказывается! У меня самого в качестве передвижной точки доступа для поездок по Китаю (где до сих пор RJ-45 розетка в номере при отсутствии WiFi - довольно частое явление) давно уже используется мини-роутер TP-LINK TL-WR702N, купленный рублей за 700, но тот факт, что внутри живет вполне приличный одноплатный компьютер с кучей дополнительных возможностей, стал для меня приятным сюрпризом. А поскольку мы по своему основному бизнесу плотно завязаны с Китаем (и китайскими производителями электроники в частности), стало нам интересно - во сколько же нам обойдется собственная плата на базе SoC AR9331, если целое законченное решение в корпусе, в коробке, с проводами и блоком питания, стоит в России 700р (на то время - $22) в рознице?

1. Чем так привлекательна SoC AR9331?

Для начала, что же лежит в основе всех этих крайне дешевых мини-роутеров? Это SoC (system-on-chip) Atheros AR9331 (даташит). В одном небольшом чипе (12х12мм) сосредоточены:

32-разрядный процессор MIPS 400МГц
интерфейсы памяти (DRAM и serial Flash)
пятипортовый Ethernet switch
радиоинтерфейс 2.4 ГГц WiFi 802.11b/g/n (до 130Мбит)
контроллер USB 2.0 (хост/клиент)
UART, I2S/SPDIF, SLIC интерфейсы
до 28 GPIO (!!!).

Работает это все (помимо проприетарных прошивок) под управлением OpenWRT . Но самое интересное - этот чип в Китае оптом стоит в районе 5-6 USD! Однако…

2. Дайте две!

Очень захотелось посмотреть на это чудо живьем, провести пару-тройку бесчеловечных экспериментов. Выяснилось, что в «шаговой доступности» есть два варианта CPU board на основе AR9331. Это литовская Карамбола2 и китайские платы EL-M150 . Конечно, для удобства мы заказали по паре-тройке development board (эту и вот такую , соответственно).

Понятно, что китайские платы мы заказывали по своим каналам в Шеньжене, и обошлись они гораздо дешевле (65 USD с доставкой). Заодно у китайцев приобрели несколько штук процессорных плат, чтобы узнать, сколько же на самом деле стоит их производство? (в розницу китайцы ими торгуют по $25). Вот таких:

3. Carambola2 development board

Лирическое отступление.

Что хорошо:

недорогая (33 Euro)
разъём miniUSB (подсоединяем к компу и сразу получаем питание плюс консоль)
маленькая (84х63х12мм вместе с разъемами)
керамическая антенна WiFi плюс разъем для маленькой внешней антенны
16Мб флеш-памяти
развитое сообщество энтузиастов.

Что не очень хорошо:

мало всего: разъемов, кнопок, LEDов и т.п.
WiFi по умолчанию отключен, SCP и консоль - недоступны, из коробки - только WEB-доступ через Ethernet
неинформативная индикация текущего состояния
мне пришел вариант с какой-то сильно усеченной прошивкой
непонятно, что с доступностью: я до Нового года покупал, а вот сейчас на сайте доступен только предзаказ.

Поскольку питание - от компа через miniUSB, потребляемую мощность пока не замеряли.

4. EL-M150 development board

Что хорошо:

дофига всего на плате (14 LEDов, две релюхи, три Ethernet разъема, три USB (полноразмерных), слот для карт SD, кнопка включения с фиксацией, три кнопки без фиксации (включая Reset), 16 джамперов), разъем для большой антенны WiFi
прошивка сразу вполне полноценная, перепрошивать сходу не понадобилось
WiFi включен из коробки в режиме «точка доступа» - первоначальная настройка без проблем
SCP и консоль доступны сразу (если покупатель достаточно догадлив, чтобы угадать пароль «admin» для пользователя «root»).

Что не очень хорошо:

подороже и побольше Карамболы (это не недостаток - см. список возможностей чуть выше)
нужен отдельный блок питания (7-12В)
флеш-памяти - 8Мб
встроенная WiFi антенна (дорожка на плате) - не фонтан (хотя и работает)
изначально WEB-интерфейс - на китайском языке (ох, как же я матерился!)
2 реле волшебного бренда «HUI KE» почему-то в номинале 1А 125В (что мешало 230В поставить - непонятно)
китайская специфика - технической поддержки не дождешься
одну плату мне каким-то образом удалось превратить в кирпич.

Потребляемая мощность (без внешних подключенных устройств) - порядка 1.1 Вт.

5. Процессорная плата EL-M150

Как я уже упоминал, нам было очень интересно - какова же себестоимость изделия наших китайских друзей (напоминаю, в розницу они продают эту плату в среднем за $25)? Мы посчитали. Итак, на тираже в 1000 шт. себестоимость платы выходит чуть меньше $12:
SoC AR9331 $5.4
RAM DDR2 64Мб $1.5
Serial flash 8Мб $1.1
Изготовление печатной платы (4 слоя) плюс монтаж - $3.2
Плюс мелочевка, тестирование и прошивка.

Наша собственная плата получится в себестоимости чуть подороже, чем китайская, т.к. мы делаем вход питания 5В (у китайцев - 3.3В), чтобы можно было сразу на процессорную плату подключать USB клиентов (и питать ее от USB же). В общем, $20 в розницу в России - вполне реально. Опять же, китайские друзья сделали нижнюю поверхность гладкой как попка младенца, чтобы использовать свой любимый способ монтажа на «несущую плату» - трудолюбивыми вчерашними крестьянами с горячими (очень горячими - припой-то у всех уже бессвинцовый!) паяльниками в мозолистых руках. Мы же хотим сделать плату «двухсторонней» и уменьшить габариты раза в полтора. Как сделаем опытные образцы - всю документацию на плату откроем.

Да, кстати. Процессорная плата «в сборе» потребляет порядка 0.4Вт и не греется (вообще!).

Ну а сейчас в качестве эксперимента попробуем сделать с каждой из этих двух development boards и самой дешевой USB WEB-камеры (в тумбочке валялась Logitech какая-то, покупалась когда-то дешвле 500р) IP-камеру с трансляцией видео по локальной сети через WiFi. Надо же с чего-то начинать?

1. EL-M150

Начнем с китайской платы, т.к. с ней все проще простого.
1. Включаем питание. Секунд 20 плата мигает огоньками, как новогодняя елочка, после чего пара светодиодов начинают гореть постоянно. Плата готова к экспериментам.
2. Смотрим доступные WiFi сети. Обнаруживаем что-то вроде «Небезопасная беспроводная сеть OpenWRT_el-m150_020020». Цепляемся за нее, получаем IP адрес.
3. Лезем браузером на 192.168.1.1. Вводим пароль «admin». Видим неземную красотищу и радуемся, блин.

4. Переключаем язык на английский, радуемся еще раз, но гораздо сильнее. (я нашел видео на YouTube , где переключали немножко другой интерфейс OpenWRT, и сравнивал иероглифы, ...!!!). Заодно устанавливаем дату/время и сохраняем все конфиги. Еще можно зайти на вкладку «LEDX/RELAYX», посмотреть на мигающие светодиоды и послушать щелчки реле.
5. Переводим плату из режима «точка доступа» в режим клиента своей (домашней или рабочей) сети WiFi. Как это делать - подробно написано . Запоминаем IP-адрес платы.
6. Подключаем камеру к порту USB.
7. Заходим на плату уже по новому IP-адресу в своей родной локальной сети. В WEB-интерфейсе выбираем вкладку usbd/webcam и ставим флажок на поле «enable or disable mjpg-streamer webcam». Сохраняем изменения - вуаля, на камере загорается зеленый светодиод, мы в эфире!
Теперь можно смотреть видео (например, в плеере VLC) по адресу http://:8080/?action=stream, или ловить скриншоты по ссылке http://:8080/?action=snapshot.

2. Carambola2

Здесь работы побольше (ну, хоть приключений с китайским языком нет).

1. Подключаем плату к компьютеру шнурком USB-miniUSB. Плата радостно мигает (один раз) зеленым светодиодиком. В консоли ничего нет. Новых WiFi сетей нет. Только ласково (и постоянно!) горят зеленые светодиоды на двух разъемах RJ-45. Что вообще происходит?!

2. Цепляем витой парой порт J4 на Карамболе к сетевой карте компа. Ага, комп получил IP-адрес! Идем на 192.168.1.1, видим LuCI, ура!

3. Устанавливаем пароль для рута. Теперь плата «видна» в консоли и по SCP. Круто.

4. Включаем WiFi, меняем режим с «точки доступа» на «клиент». Цепляемся за плату в локальной сети через WiFi - ура! Теперь плата может выйти в Интернет (нужно для следующего пункта).

5. Хотим поставить пакет mjpg-streamer. Облом!!! Нет такого пакета в репозитории! Нифига себе…

6. Скачиваем с сайта последнюю прошивку, перепрошиваем плату через WEB-интерфейс с сохранением настроек.

Ура, mjpg-streamer появился в списке пакетов! Устанавливаем.

7. Подключаем камеру к USB.

8. Все круто, только mjpg_streamer не запускается. Ошибка «Init v4L2 failed». Сравниваем установленные пакеты на M150 (где видео работает) и на Карамболе. Оказывается, не хватает еще пакета kmod-video-videobuf2. Устанавливаем пакет, перезапускаем стример - ура! Заработало.

С подключением и использованием USB флешек проблем никаких. Сейчас потихоньку мучаем GPIO, подключение 3G модема, собираем собственные прошивки OpenWRT и т.д. За эти деньги, я считаю, обе development boards - просто подарок. А сама процессорная плата - сказка.

Насколько решение на AR9331 подходит в качестве контроллера «умного дома»? По-моему, идеально подходит. В локальную сеть интегрируется без каких-либо проблем (хочешь - по кабелю Ethernet, причем PoE никто не отменял, хочешь - по WiFi). Мощности 400МГц MIPS процессора более чем достаточно. OpenWRT позволяет делать с этой платой что угодно без особых трудностей в программировании, множество пакетов доступно из репозитория в готовом виде. Периферия подключается легко. Стоит вполне разумных денег. В общем, если не нужно аппаратное кодирование/декодирование видео - по-моему, просто чума.