Умный дом на базе пк


Умный дом своими руками на базе ПК - технология управления

  • Преимущества и недостатки
  • Технологии управления

Управление умным домом с компьютера

3.8 (75%) 4 votes

Жители квартир и домов тратят много времени на регулирование множества процессов в своем жилье: включение и выключение электроприборов и света, видеонаблюдение. Однако не все знают, что эти и другие процессы можно автоматизировать, управляя соответствующей техникой с обыкновенного настольного компьютера, который есть у каждого.

Управление домом с компьютера — идея логичная. А появилась она даже до начала массовых продаж в магазинах комплексов автоматизации. Таким образом, сконструировать «умный дом» своими руками теперь может каждый владелец жилья – компьютер в этой системе выступает ключевым узлом. Установить его можно непосредственно в комнате или в отдельном шкафу.

Пользовательский компьютер выполнит все «умные» функции, а сигнал с внешних датчиков проходит по стандартным каналам  TCP/IP или USB. Удобство создания такого узла объясняется еще и тем, что больше половины производителей выпускают технику на основе проводного подключения, которая снабжена адаптерами (чтобы подключить ее к компьютеру или ноутбуку). Возможный вариант работы с аналоговыми или же цифровыми сигналами — модуль для вывода и ввода, подключающийся посредством USB. Возможности такого устройства недостаточны, а сама автоматика подойдет для сигналов, имеющих уровень 0—5 вольт. Чтобы преобразовать полученный сигнал, в таком комплексе используются формирователи и преобразователи.

Управление домом с компьютера

Преимущества и недостатки

Пользователям компьютеров умный дом на базе ПК кажется перспективной идеей по следующим причинам:

  • доступность узла для интеллектуального управления. У владельцев домов дома присутствует хотя бы один компьютер, а при необходимости под эти цели покупается даже бюджетный нетбук;
  • доступная стоимость модулей для ввода и вывода (сравнительно с устройствами, которые используются с промышленными контроллерами);
  • у него нет ограничений по количеству подключенных приборов (в готовых комплектах обычно присутствует малое количество техники для контроля над светом и безопасностью, а контроллер не рассчитан на множество приборов). Собрав умный дом собственноручно, вы сможете настроить его на выполнение нужных для вас опций, а также удобный способ управления, будь то голосовые команды или смартфон;
  • возможность составить сложный комплекс с широким набором функций.
В каких случаях вы чаще всего покупаете новый телефон?

Сразу, как только выходит новая модель 46 ( 1.31 % )

Когда текущиая модель совсем устареет морально и физически 919 ( 26.12 % )

Только когда старый сломается/потеряется 2024 ( 57.52 % )

Когда выходит модель, которая уже значительно отличается от моей по функциям 449 ( 12.76 % )

Другое 81 ( 2.3 % )

Не стоит забывать о возможных недостатках системы, среди которых выделяют следующие:

  • необходимость подбора надежного узла (непосредственно компьютера) с достаточно надежной операционной системой и широким функционалом;
  • зависимость составляющих комплекса от ноутбука, который по ходу использования ломается по причине механической поломки, износа или отключения света;
  • необходимость собственноручного планирования схем и воплощение их в жизнь.

Технологии управления

Управление домом с компьютера сложно представить без контроля над электропитанием. Для воплощения этой технологии специалисты рекомендуют использовать 1-wire фирмы Maxim/Dallas. Такая технология используется в промышленных и бытовых системах и хорошо там себя зарекомендовала.

Кроме того, с компьютера удобно управлять и контролировать охранный комплекс — в удаленном режиме можно просматривать данные с видеокамер и информацию с датчиков, чтобы узнать, как ведут себя дети или животные, а также увидеть, не было ли несанкционированного проникновения в квартиру. Помимо компьютера, для реализации этой идеи понадобятся видеокамеры с датчиками движения или открытия дверей, которые можно подключить к технике через USB-разъем. Если вас беспокоит стандартное ограничение длины провода в 5 м, купите активный длинный кабель или свяжите провода через специальные хабы, имеющие внешнее питание (возможны другие варианты).

Чтобы научить систему «умного дома» понимать владельца и даже разговаривать с ним, можно воспользоваться самым доступным методом и приспособить под потребности функционал распознавания речи от компании Google. Миллионы людей по всему миру уже оценили его достойный уровень голосового перевода и поиска.

Технологии управления умным домом с компьютера

Что для вас предпочтительней: живое общение, или любимый мессенджер?

Общение - это когда видишь собеседника лично. Все остальное - иллюзия общения. 434 ( 32.17 % )

Не люблю общаться с людьми в живую, написать сообщение мне прозе и удобней. 115 ( 8.52 % )

Общаюсь и в живую, и в соц сетях. Один способ вовсе не исключает другой. 800 ( 59.3 % )

Для координации и управления системой при помощи компьютера лучше всего написать отдельную программу для всех ее компонентов или воспользоваться готовыми решениями (Ardublock). Эта программная среда для автоматизации техники идет в комплекте с некоторыми наборами электроники. Помимо управления сигнализацией и электричеством, такая программа сможет:

  • управлять состоянием электроприборов (подключать и отключать технику через «умную» розетку, программировать время включения и режим работы);
  • замерять и контролировать постоянную температуру в доме.

Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.

Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.

proumnyjdom.ru

«Умный дом» собственными руками

Представьте картину: вы входите домой, автоматически включается свет и приятный женский (мужской, впрочем — кому как) голос приветствует вас. Вы небрежно бросаете фразу в сторону микрофона: «Дом, включи мой компьютер». Через несколько секунд слышите привычный шелест кулеров своего родного железного коня. Фантастика? Под хабракатом я хочу поделиться своими успехами в построении подобной системы у себя дома.

Будущее — сейчас
Все мы когда-нибудь видели подобные картины в зарубежных фантастических фильмах и мечтали: «Когда-нибудь такое будет и у нас». Спешу вас обрадовать — подобие увиденного можно реализовать уже сейчас и без гигантских затрат. Небольшой экскурс в том, что сейчас называют «умный дом». Вот что скажет нам википедия: «У́мный дом (англ. digital home) — жилой автоматизированный дом современного типа, организованный для удобства проживания людей при помощи высокотехнологичных устройств. Под «умным домом» следует понимать систему, которая должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем в единый управляемый комплекс. Важной особенностью и свойством „Умного дома“ отличающим его от других способов организации жизненного пространства является то, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека с жилым пространством, когда человек одной командой задает желаемую обстановку, а уже автоматика в соответствии с внешними и внутренними условиями задает и отслеживает 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 сигнализации, воротами и прочим. В доме оборудованном системой „Умный дом“ достаточно одним нажатием на настенной клавише (или пульте ДУ, сенсорной панели и т. д.) выбрать один из сценариев. Дом сам настроит работу всех систем в соответствии с Вашим пожеланием, временем суток, Вашим положением в доме, погодой, внешней освещённостью и т. д. для обеспечения комфортного состояния внутри дома.» В моем случае, я расскажу как организовать управление нагрузкой (розетки, лампы накаливания, etc) при помощи распознавания голосовых команд и озвучить все это неплохим русским голосом.
Технические подробности

1-wire

Для начала нам, конечно же, необходимо определиться с технологиями управления электропитанием устройств. На текущий момент таких имеется множество. Самая, пожалуй, простая, популярная и недорогая в реализации, это 1-wire от компании Maxim/Dallas. Технология 1-wire далеко не нова и известна уже около 10 лет. 1-wire широко применяется как в быту, так и в промышленных системах.

Преимущества 1-wire
  • Простая и понятная архитектура сети
  • Низкие требования к кабелям
  • Большая протяженность линии
  • Низкая стоимость и простота компонентов
  • Открытый протокол и доступное ПО для программирования
  • Возможность в определенных ситуациях обходиться без питания
Как известно, плюсов без минусов не бывает. Вот они:
  • Низкая скорость передачи данных
  • Обязательное наличие мастера, ведущего сети
Видно, что плюсов технологии гораздо больше, чем минусов. Остановимся подробнее на обязательном требовании к наличию мастера сети. Дело все в том, что устройства с точки зрения организации обмена данными пассивные элементы цепи. Компоненты 1-wire не могут без специального запроса посылать в сеть данные. Таким образом устройства не могут общаться друг с другом без «активного» ведущего. Элементы сети являются всегда ведомыми. Мастер в сети 1-wire только один. Именно он инициирует, контролирует и управляет работой сети и подключенных к сети устройств. В зависимости от используемого программного обеспечения, мастер 1-wire линии может по-разному работать со своими подопечными, но только он в конечном итоге может опросить состояние конкретного элемента, а также послать запроса на получение от этого элемента какой-либо информации. Например, если нам необходимо в режиме реального времени выводить значение температуры с множества датчиков, то мастер сети в цикле будет по очереди опрашивать эти датчики. Отвечать мастеру по сети может только одно устройство. В качестве мастера может выступать МК (микроконтроллер), который может при соответствующем ПО напрямую включаться в сеть 1-wire к одному из своих портов ввода-вывода. Мастером может выступать также ПК (персональный компьютер), использующий специальные элементы сопряжения, позволяющие соединять 1-wire с COM-портом или USB-портом компьютера, такие как DS9097 или DS9490. Собственно, работа ПК в качестве контроллера нас и интересует. Специальный элемент сопряжения выглядит примерно так:

Как видно, это небольшой переходник, имеющий с одной стороны USB, с другой — разъем RJ-11 для подключения элементов сети 1-wire (элементы 1-wire мы можем вешать на стандартный телефонный кабель — дешево и сердито).

X10

Другая технология под названием Х10 использует для передачи данных метод частотного уплотнения в обычной электросети квартиры. Плюсы:
  • Легка в установке
  • Никаких дополнительных проводов в квартире
  • Распространенный стандарт, много исполнительных элементов
  • Относительно низкая стоимость и простота компонентов
  • Не требует дополнительного электропитания
Минусы:
  • Медленная передача данных
  • Большинство элементов не поддерживает команду статуса (т.е. не узнать текущее состояние устройства)
  • Дороже чем 1-wire
Х10 подойдет ленивым и тем, кто не желает по каким-то причинам тянуть дополнительные кабеля. Я попал в ту и другую категорию, поэтому мой выбор остановился на Х10 =) Будем считать, что с технологией управления электропитанием мы определились.
Едем дальше — видеонаблюдение
Ведь хочется иногда посмотреть, что творится дома, пока вы на работе, в отпуске, на даче, etc? У меня есть домашние питомцы и при длительном отсутствии хочется посмотреть на них и даже поговорить. Цели могут быть разными. Что нам для этого потребуется? В первую очередь — компьютер. Он будет ядром, головой нашей системы «умный дом». Именно к нему мы подключим управление электропитанием наших домашних устройств посредством мастера сети 1-wire или Х10, к нему же мы подключим и камеры видеонаблюдения. В моем случае, я выбрал обычные простые web-камеры среднего качества. Подключаться все будет через USB. Ограничение на длину кабеля в 5 м, обходилось мной в виде покупки длинных активных USB кабелей, где возможно, и связкой кабелей через USB-хабы с внешним питанием (возможно, кто-то предложит другое решение — буду рад услышать). У меня вышло в итоге 4 веб-камеры для всех помещений квартиры.
Учим компьютер понимать нас и разговаривать
Для меня «умный дом» в первую очередь — это интерактивность. Для этого мы его научим разговаривать и понимать в свою очередь нас. Мои исследования показали, что достойный уровень распознавания речи в данный момент может дать только Google. Я думаю, все знакомы с его замечательным голосовым поиском и переводчиком, которые могут здорово упростить жизнь владельцу мобильного устройства. Народные умельцы вычислили, что, куда и как надо отправить, чтобы получить из звукового файла текст. То же самое и с синтезом — я не стал сильно заморачиваться и воспользовался тем же Google. На мой взгляд, синтезированная речь на достаточно неплохом уровне.
Объединяем
Самым удобным интерфейсом управления умным домом и связкой ПО я счел веб-интерфейс. Координированием работы ПО будет заниматься специально написанный демон на perl
Подводим итоги
В этой небольшой статье я рассмотрел минимально необходимые, с моей точки зрения, компоненты нашего «умного дома». Тут нет технической реализации — только краткий теоретический обзор. В следующих статьях я по-шагово опишу каждый компонент системы, его техническую и программную реализацию.
Используемые материалы

upd: Часть 2. Видеонаблюдение

Теги:
  • умный дом
  • 1-wire
  • видеонаблюдение
  • синтез речи

habr.com

Умный Дом на базе ПК

     Идея данного метода крайне проста, и появилась ещё до поступления в массы комплексных систем бытовой и промышленной автоматизации: в качестве интеллектуального узла Умного Дома используется обычный компьютер (ноутбук). Он устанавливается в отдельном шкафу или в основном шкафу автоматики. При этом он несёт все интеллектуальные функции, а сигналы внешних цепей подключаются по стандартным компьютерным интерфейсам PCI, USB, RS232, TCP/IP и др. Практически у всех производителей есть адаптеры для подключения системы к компьютеру, их мы и используем для управления подсистемами с внутренней шиной или интерфейсом на LON, EIB, DALI, RS485, Modbus, X10 и др.     Так, например, для работы с электрическими цифровыми и аналоговыми сигналами используется специальный модуль ввода-вывода подключемый по USB.                 Возможности таких модулей обычно ограничиваются вводом-выводом стандартных сигналов уровня 0-5 вольт; для их преобразования в сигналы, используемые в большинстве средств автоматизации, используются платы преобразователей, формирователей.      В итоге, к щиту автоматики прилагается постояно работающий компьютер (Ноутбук или промышленный ПК) 

     Этот метод позволяет создать самый дешёвый Умный Дом, обладающий всеми интеллектуальными возможностями.

Плюсы такой системы очевидны:

1.  низкая стоимость интеллектуального узла (к примеру, нетбук ASUS eeePC стоит от 200 у.е.), невысокая стоимость модулей ввода-вывода (заметно дешевле модулей, применяемых с промышленными контроллерами);

2.  неограниченные возможности по созданию программы работы системы и интерфейса пользователя (внутренняя логика, подключение интерфейсов на базе сенсорных экранов, КПК, ПК, голосовое управление и сопровождение и пр.);

3.  остальные плюсы аналогичны системе на ПЛК (использование как простых, так и сложных интеллектуальных устройств).

Минусы системы тоже очевидны:

1.  невысокая надёжность работы компьютера (физическая надёжность, устойчивость операционной системы). Впрочем, во многих применениях (например, в квартире в многоэтажке) выход из стоя компьютера не приведёт к печальным последствиям, а ремонт займёт считанные часы (покупка нового ноутбука и инсталляция ПО работы модулей расширения и ПО интерфейса пользователя);

2. Если вы жаждете посмотреть на то как писают в рот симпатичной девушке или парню, непременно оцените галереи по ссылке, вас очень впечатлит.

2.  весьма пёстрое оборудование, применяемое при решении сложных задач (для обеспечения экономичных решений многие элементы системы могут быть от различных производителей).

P.S. Именно такой вариант централизованного управления системой Умный Дом предлагает немецкий производитель беспроводных систем AXICO.

www.dom-intel.ru

Программное обеспечение для умного дома

Всем добрый день. В качестве хобби написал программу, которую можно использовать как часть системы “умный дом”. Чтобы сразу заинтересовать читателя, продемонстрирую некоторую малую часть сценариев использования ПО:

Включение и выключение ZWave лампочки через мобильное приложение
При появлении устройства в сети (по приходу пользователя домой) происходит включение ZWave лампочки, релейного модуля Modbus RTU, запуск компьютера через WakeOnLan и включение ТВ
Запуск браузера, переход на яндекс.радио, перелистывание треков (эмуляция горячих клавиш)
Вкратце:

1. Основная часть ПО — сервер, который крутится на ОС Windows, написан на C#;

2. Клиент на ОС Android, написан на Java; 3. Планируются клиенты на UWP и IOS, web-клиент.

Некоторые особенности ПО:

1. Конструктор сценариев. Создание сложных сценариев с циклами и условиями;

2. Работа с устройствами ZWave и Modbus; 3. Вложенность сценариев. Можно один сценарий использовать в другом в качестве процедуры; 4. Запуск удаленного сценария. В сценарии текущего сервера можно запускать сценарий удаленного; 5. Возможность добавлять в систему свою функциональность посредством создания модулей; 6. Запуск сценариев с помощью смартфона.

Конструктор сценариев

Программа позволяет создавать как сложный сценарий, так и одиночное действие.

Одиночное действие — это сценарий, который содержит только одно действие. В нем нет возможности создавать циклы и условия, а можно лишь “замапить” определенное действие на кнопку в UI клиента.

В качестве примера приведу свой способ их использования: создал категорию “Розетки”, в ней собрал все лампы, бытовой вентилятор, светильники, телевизор и компьютер. Теперь, чтобы включить одно из этих устройств, следует открыть клиент на андроиде, зайти в категорию “Розетки” и выбрать соответствующий пункт меню. Обычно, одиночные действия использовать неудобно, так как различные устройства удобно запускать при каком-то условии или хотя бы не по одному. Именно для этого нужен “сложный сценарий”, о чем далее.

Конструктор сложного сценария позволяет создавать сценарии с циклами и условиями. Имеет два режима: просмотр и редактирование.

Пример сценария в режиме просмотра Пример сценария в режиме редактирования
ЕСЛИ и ИНАЧЕ в конструкторе. В данных конструкциях можно создавать цепочки условий с логическими операторами НЕ, ИЛИ, И. Конструктор позволяет создавать группу условий и использовать операторы непосредственно с группой. Если условие остается пустым, то оно автоматом вычисляется как ложь. Есть некоторое количество встроенных проверок (такие как проверка на дату, время и т.д.), а также некоторое количество в качестве подключаемых модулей.

Цикл ПОКА в конструкторе. Цикл состоит из условия и тела. Условие создается аналогично тому, как он создается в конструкции ЕСЛИ (группы условий, операторы НЕ, ИЛИ, И).

Оператор ЕСЛИ и возможные условия Оператор ПОКА
Тела ЕСЛИ, ИНАЧЕ и ПОКА нужно чем-то заполнять. Собственно, это содержимое и есть самое важное в сценарии.
Основное окно конструктора сценариев
Также можно настроить следующие параметры сценариев: — Запуск извне (вкл/выкл), позволяет запретить или разрешить запуск сценария с другой машины или из клиента; — Автоматический запуск сценария при старте системы; — Выбор категории сценария, позволяет отображать в UI клиента пункт меню для запуска сценария в определенной категории.

Работа с устройствами ZWave и Modbus

На данный момент система поддерживает устройства ZWave (на основе openzwave) и Modbus RTU (на основе nmodbus).

ZWave — это беспроводной протокол связи, использующийся в домашней автоматизации. Для реализации протокола используются миниатюрные маломощные радиочастотные модули. Сейчас на рынке ZWave представлен довольно обширный перечень устройств, таких как ZWave лампочки, розетки, релейные модули, переключатели, замки, датчики температуры (влажности, движения, протечки), терморегуляторы, устройства управления кондиционером и т.д. Также распространены мультисенсоры — устройства, сочетающие несколько датчиков (например, датчик освещенности, присутствия, температуры, дверной датчик и т.д.), что весьма привлекательно с точки зрения финансовых затрат и расположения в помещении.

В моей программе модуль ZWave позволяет производить все стандартные операции с устройствами, такие как удаление, добавление устройств, сброс контроллера. Также можно использовать несколько ZWave контроллеров, конечный пользователь не увидит разницы. К примеру, можно осуществить снятие показаний температуры с датчика, который соединён с контроллером «А», и запустить кондиционер с помощью контроллера «Б». Тут нет ни каких ограничений, любое действие и проверка осуществляются стандартными способами и добавляются в конструкторе сценариев.
Рынок ZWave устройств достаточно широк. Имеется множество исполнительных устройств, таких как релейные модули, лампочки, устройства для работы с кондиционером, терморегуляторы, регуляторы теплого пола, розетки, переключатели. Так же существует множество датчиков: датчик открытия двери, температуры, датчик протечки, датчик присутствия и т.д. В качестве контроллера ZWave можно использовать USB stick.
Основное окно ZWave модуля
Окно выбора контроллера и операций с ним
Выбор узла (датчики, переключатели и т.д.)
Выбор параметра узла (включен/выключен, различные числовые параметры, такие как температура, влажность и т.д.)
Modbus — это проводной протокол, применяемый для связи между электронными устройствами, которые его поддерживают. В контексте нашей программы может быть полезен для работы с релейными модулями, для чего я его и использую у себя дома.
Релейный модуль Modbus. Соединяется с контроллером через COM-порт
Основное окно Modbus RTU модуля

Вложенность сценариев

Вложенность сценариев используется для декомпозиции сценариев умного дома. Часто бывают такие ситуации, когда одно действие участвует во многих сценариях (например, отключение всех бытовых устройств может происходить по нажатию на пункт меню в программе, по сценарию выхода всех wi-fi устройств из сети, просто по таймеру), и поэтому каждый раз создавать (или править) одинаковый алгоритм в каждом из сценариев не представляется удобным. Для этого существует такое встроенное действие, которое позволяет запускать уже созданный сценарий в текущем. Также это может быть удобно, когда часто добавляются новые бытовые устройства (или другие частые изменения в алгоритме работы “умного дома”), для изменения работы всех сценариев достаточно будет изменить лишь один сценарий, который используется в них.
Действие «Существующий сценарий» в списке Выбор существующего сценария

Запуск удаленных сценариев

Посредством запуска удаленных сценариев можно запускать сценарий одного сервера в сценарии другого. В качестве примера хочу привести мой вариант использования этого функционала: создал сценарий (на домашнем сервере) под названием “свет+мультимедиа”, который включает свет в помещении, запускает мой десктоп (используя WakeOnLan), включает тв, к которому подключен десктоп и ждет пока на нем (десктопе) запустится экземпляр нашей программы, затем запускает на ней сценарии “включить музыку” и “звук на 20 единиц” с помощью запуска удаленных сценариев.
«Запуск удаленного сценария» в списке Выбор сервера и его сценария

Написание собственных модулей

Помимо того, что пользователь может создавать сложные сценарии штатными средствами, программа позволяет “расширять” ее пользовательскими модулями на C#. Все элементы действий и проверок в сценариях (такие как “Проверка по дате”, “Показать сообщение”, “Действие Modbus”, “Действие ZWave” и т.п.) это классы, унаследованные от ICustomAction и ICustomChecker. Следуя определенным правилам, любой пользователь может создать свой модуль, который может быть как очень простым (например, озвучивание текущей температуры воздуха за окном), так и сложным, за которым может крыться целый фреймворк. Достаточно наследоваться от интерфейсов ICustomAction или ICustomChecker, расставить несколько атрибутов, скомпилировать DLL и добавить в программу через вкладку “МОДУЛИ” (полная инструкция создания модулей).
Вкладка «МОДУЛИ»

Запуск сценариев с помощью смартфона

*пока только OS Android Сценарии отображаются на главном экране и в категориях. Категория является виртуальной “папкой”. При запуске сценария обновляется статус соответствующей кнопки.
Экран настроек соединения Экран с запуском сценариев
Помимо этого, есть возможность запускать сценарии из меню быстрого запуска на PC.
Меню быстрого запуска
В дальнейшем планируется клиент для UWP, IOS, web, а так же голосовой модуль для управления устройствами (планы на ближайшее будущее) и создания сценариев с помощью голоса (стратегические планы). Видео напоследок:

» Страничка программы

» Ссылка для скачивания » Инструкция для пользования » Инструкция для создания собственных модулей

P.S.: Если нашли ошибку в программе, то пожалуйста, перешлите её на почту.

Теги:

habr.com

Как сделать «умный дом» собственными руками

Ряды армии поклонников систем «Smart home» неуклонно растут. Еще бы, система автоматизации и управления жилищем под общим название «умный дом» постоянно расширяет свои возможности, функционал и увеличивает выбор «умных» гаджетов.Для автоматизации работы дома или квартиры производители интеллектуальных систем предлагают комплексное оборудование или отдельные девайсы. Причем на современном рынке девайсов, именно последние пользуются наибольшим спросом. И вполне закономерно, ведь систему «Smart home» можно собирать как конструктор, подбирая отдельные комплектующие, согласно своему бюджету и предпочтениям. Монтаж и простейшая настройка таких смарт-гаджетов посильна практически любому мужчине, имевшему мало-мальски опыт общения с несложной домашней техникой и компьютером. Для технически подкованных пользователей открыты возможности для установки сложных «умных» систем и многофункциональных девайсов.Итак, задача определена. Попробуем детально разобраться как сделать «умный дом» своими руками.

С чего начать

Начнем с определения ваших потребностей и, собственно, ваших возможностей. Для этого следует ответить на два базовых вопроса: какие функции вам требуется автоматизировать для вашего комфорта и какими знаниями и навыками вы владеете?Безусловно, если у вас ранее был опыт монтажа электрических приборов и есть навыки программирования, то вам, скорее всего, разобраться в системе и её установке не составит особого труда.  При отсутствии такого опыта, четко следуя пунктам инструкции, тоже можно добиться положительного результата в элементарной автоматизации некоторых процессов. Однако для этого потребуется время и максимум вашего терпения. 

Выбираем платформуЕсли вы решили выбрать уже готовые системы, необходимо обратить внимание на платформы от проверенных временем производителей интеллектуального оборудования с понятным интерфейсом. Основные и самые популярные платформы, на которых работают системы «умного дома»:
  • Xiaomi Smart Home Suite;
  • Google Home;
  • Amazone Echo;
  • Arduino Zigbee.
Компания Xiaomi завоевала доверие на рынке, благодаря своей качественной продукции при невысокой стоимости. Этот производитель решил не отставать от своих коллег по цеху и представил собственное решение для автоматизации домашних процессов. Smart Home Suite представляет собой систему, состоящую из модуля, контроллера, датчиков и сенсоров. Она может управлять огромным числом устройств непосредственно с помощью гаджетов от Xiaomi или других производителей. Центральный блок с легкостью подключается к сети электропитания, а контроль происходит посредством смартфона или планшета. Все приборы совместимы друг с другом и другими интеллектуальными системами.Google Home, в отличие от китайской компании, еще не успел завоевать такую популярность в России. В целом, платформа от Google схожа с китайской по функциональности и качеству. Тем не менее, разработчики Google Home пошли дальше и предложили своим потребителям оригинальную функцию голосового поиска. Компактное Bluetooth-устройство - колонка, которая используется для сбора показателей и дальнейших команд, имеет удобный интерфейс, поддерживает различные сервисы.

Американская компания Amazone Echo является полным аналогом системы «Smart home» от Google. Голосовым помощником здесь выступает «Alexa». Простая инструкция и понятный интерфейс позволит без труда разобраться с установкой этой интеллектуальной системы.

Zig Bee Arduino в отличие от предыдущих компаний, не является готовой системой «Smart Home». По сути, это набор протоколов передачи данных, которые позволяют построить «умный дом» без покупки дорогостоящего оборудования. Компания разработала огромный арсенал девайсов, которые достаточно легко можно установить самостоятельно. Ардуино имеет открытую «политику», что позволяет работать с ней всем желающим. Покупка отдельных комплектующих (датчиков, кабелей, самого контроллера) обойдется для потребителя в несколько раз дешевле, нежели приобретение готовой смарт-системы. А дальше – широкое поле для пользовательских экспериментов. 

Комплектующие для системы «умный дом»Платформа выбрана, теперь самое время приступить к покупке необходимого оборудования. В соответствии с отобранным вами проектом, потребуется купить разнообразные контроллеры, серверы, провода и другие комплектующие.Для уже готового жилища лучше всего выбрать беспроводную систему, если вы, конечно, не планировали капитальный ремонт. Если же вы только приступаете к глобальным ремонтным работам со сменой штукатурки и заменой проводки, смело выбирайте проводной тип системы. Контроллер представляет собой «мозг» всей системы. Зачастую этот сервер называют генеральным компьютером, базовым блоком или центром управления. Не забудьте, что от выбранного вида коммуникации зависит тип требуемого контроллера. Согласно актуальной классификации, контроллеры могут быть многофункциональными или же в виде мультимедийного устройство с функцией подключения дополнительных модулей.Связь, анализ и передача данных в этих устройствах может проходить:
  • через Интернет,
  • по радиоканалу,
  • через адаптер PLC.
В качестве примеров, остановимся на нескольких доступных контроллерах, которые можно свободно приобрести в интернет-магазинах на территории РФ:
  • Центр управления Rubetek СС1. Устройство осуществляет удаленное управление и контроль дома с обычного мобильного телефона, который привязан к системе. Позволяет подключить к себе свыше 200 одно или многофункциональных смарт-устройств. Стартовая цена такого оборудования - от 7500 рублей.
  • EZVIZ A1 (CS-A1-32W). Беспроводной контроллер, способный управлять 32 устройствами одновременно. Регулирует работу датчиков открытия и закрытия дверей, окон, датчиков движения, протечки воды и многое другое. Возможно дистанционное управление через мобильное приложение по беспроводной сети на расстоянии до 80 метров. Продается в комплекте вместе с пультом дистанционного управления. Стоимость - от 8500 рублей.
  • XIAOMI Aqara MFKZQ01LM Куб. Бюджетный вариант, который работает на платформе от XIAOMI. Компактный кубик имеет встроенный шестиступенчатый гироскоп. Подойдет для управления электрическими приборами, в частности, «умными» лампами, смарт-телевидением и основными датчиками безопасности. Популяризируется как система «Smart Home» для новичков, либо для пользователей, не нуждающихся в глобальной автоматизации домашних процессов. Кубик довольно прост в использовании, выдержан в лаконичном дизайнерском решении, обладает параметрами 4,50 х 4,50 х 4,50 см. «Умный кубик» является бюджетным вариантом, стоимость которого составляет около 1200 рублей.
  • Uno R3 Ch440G Arduino совместимый контроллер. Устройство на базе микроконтроллера Atmega 328. Модуль содержит встроенный стабилизатор напряжения. Программатор позволяет использовать стандартный USB-кабель, который нужно будет приобретать отдельно. Для разработки программ доступна официальная платформа разработки IDE Arduino и множество других сред программирования. Стоимость - 400-600 рублей.
Выбираем сервер управленияДля решения этой задачи можно вмонтировать сенсорную панель персонального компьютера с серверным программным обеспечением или же специальную панель управления. Последняя стоит немного больше, однако более предпочтительна для организации контроля над сложными многофункциональными системами. Следующий шаг – приобретение датчиков-сенсоров. Самые востребованные позиции - датчики движения, утечки газа, протечки воды, а также девайсы, обеспечивающие безопасность дома:
  1. Датчик утечки газа RUBETEK KR-GD13, 433 МГц. Датчик утечки газа Rubetek оповестит вас о проблеме на ваш телефон, а затем активирует встроенный звуковой сигнал, который оповестит всех жильцы дом об опасности. Стоимость «умного» девайса - от 2600 рублей.
  1. Датчик движения REDMOND RG-D31S. Компактный беспроводной прибор для смарт-системы, позволяющий удаленно контролировать любую активность в доме или в квартире, находясь в любой точке мира. Sky Guard незамедлительно отправит сообщение на ваш смартфон с оповещением о возникшей нестандартной ситуации на территории, находящейся в зоне его контроля. Стоимость такого прибора – около 700 рублей.
  1. Датчик температуры и влажности RUBETEK RC-3601, 869 МГц. Датчик температуры и влажности фирмы Rubetek позволяет удаленно производить анализ данных внутреннего микроклимата квартиры, а данные поступают на экран обычного смартфона или планшета. Цена такого девайса - от 3000 рублей.
Автоматизация домашних процессов на платформе Zig Bee ArduinoЕсли вы проживаете в типовой квартире или в небольшом частном доме, для автоматизации бытовых процессов рекомендуем использовать бюджетную платформу. Для ее использования понадобится отдельный сервер обработки состояний. Его можно зафиксировать и установить на программной технологии Node.js. Node.js подходит для решения задач передачи данных по подключенным устройствам, модулям и девайсам. Для визуализации автоматики дома-помощника потребуется создать сервер и обработать его на jаvascript. После этого ожидаем результат, который отобразится в браузере подключенного к системе компьютера или планшета.В качестве основного модуля для управления можно использовать стационарный компьютер пользователя или ноутбук, так как родная плата Arduino обладает довольно скромным объемом физической памяти.  Безусловно, этом можно делать и с помощью смартфона, планшета или фаблета, однако, РС, как правило, обладает более мощным процессором и оперативной памятью, что позволит в полной мере задействовать функциональные возможности системы «умный дом».  Прописав выбранный вами алгоритм, можно установить необходимый режим включения и выключения всех контролируемых приборов. Так, например, в приложении можно задать ведение статистики, отслеживания графика работы и сна у пользователя и даже всех членов семьи. После вычисления этого алгоритма система сможет включать некоторые приборы заблаговременно. Чрезвычайно удобно программировать бойлер или другую отопительную систему, которая автоматически подготовит комфортную температуру к приходу домочадцев после работы или учебы. Такие возможности для центрального управления на платформе Zig Bee Arduino может дать именно внешний компьютер.Для подключения и настройки отдельных модулей необходимо с помощью сервера на Node.js связать все приборы и гаджеты друг с другом. Это касается и визуализации процессов автоматики дома через специальные приложения в Интернете. Также можно задать процесс получения информации и управление на собственный телефон. Это желательно сделать для того, чтобы в случае отключения Интернета в доме, владелец квартиры получал свежую объективную информацию о протечке воды, появлении незваных гостях или развитии какой-либо другой нестандартной ситуации.Далее устанавливаем приложение на смартфон (для Android) для получения данных от системы «умный дом» в сети. Для этого необходимо выполнить несколько поэтапных шагов:
  1. Скачать файл в плей-маркете SmartHome.apk.
  2. Отправить его на телефон пользователя.
  3. Открыв «Менеджер файлов», разместить данный файл.
  4. Поставить галочку для кнопки «Установить».
  5. Активировать.
С помощью этого приложения владелец получает собранные показатели и управлять всей системой «Smart home». Arduino, в свою очередь, на предмет срабатывания того или иного датчика будет ежеминутно выполнять независимую проверку. Теперь для визуализации процессов подключаем Arduino к компьютеру или планшету. Подключение закончено, пришло время задать алгоритм работы для всех датчиков и «мозга» системы.Для этого в адресной строке браузера вводим XXXXXXXXXXXX/all, где «XXXXXXXXXXXX» — ваш IP-адрес. После этого активируется возможность получения собранных показателей от всей системы. Если вы желаете присвоить адресу доменное имя, следует зайти и зарегистрироваться на сайте noip.com.  Переходим в раздел «Add host» и вводим IP-адрес системы. Готово!После завершения всех вышеуказанных манипуляций сверяем заранее установленные датчики и актуаторы с системой, после чего можем тестировать работу.

РезюмеВ этой статье мы предложили вам только один из немногих возможных способов автоматизации управления «умным домом». Отталкиваясь от поставленных задач (автоматизация устройств в рамках типовой квартиры или частного дома) система Zig Bee Arduino действительно является одним из самых бюджетных и одновременно простых и эффективных решений, представленных на российском рынке. 

Источник статьи gadgetpage.ru

Остались вопросы? Задавайте их в комментарии, и мы постараемся ответить на них.

: умный дом smart home : 06-02-19 : Умный дом

Телевизор Samsung 75″ Q90R 4K Smart QLED TV 2019

Умный замок Xiaomi Aqara ZigBee Smart Door Lock

Тестируем умные розетки от Redmond и Digma

Zigbee. Технология беспроводной связи для умного дома

gadgetpage.ru

Умный дом своими руками – оборудование, особенности установки и другие тонкости

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 WiFi Wireless Smart Switch for Smart Home

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.

Роутер Broadlink для домашней автоматизации

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.

Оборудование XIAOMI Умный дом

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

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.

Облачные системы для управления устройствами

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.

Российские комплектующие для Умного дома: безопасность и надежность для больших домов

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.

svoimirukami.lesstroy.net


Смотрите также