Как это устроено

С технической точки зрения умный дом может быть построен на основе двух основных моделей: первая — использование готовых интегрированных платформ, включающих как оборудование, так и программное обеспечение; вторая — построение умного дома на основе персонально разработанного проекта с привлечением оборудования и программ различных разработчиков.

В любом случае создается единая домашняя сеть обмена данными, с помощью соответствующих протоколов и стандартов организуется взаимодействие оборудования. Необходимо заранее предусмотреть участки прокладки кабелей или в случае применения беспроводных технологий выбрать точки размещения передатчиков и повторителей, а также место для сервера, сетевого оборудования, хранилища данных. Проводные технологии требуют значительной подготовительной работы, но обеспечивают надежную передачу больших потоков данных, что особенно важно для мультимедиа.

Готовые платформы. Они представляют собой законченные решения от одного разработчика, которые монтируются и настраиваются по типовым схемам. Как правило, такие системы включают входные устройства, представленные широким спектром датчиков, отслеживающих различные параметры окружающей среды, и выходные устройства-исполнители, непосредственно изменяющие температуру, освещение и выполняющие другие функции. Готовые платформы предлагают единые пульты управления системами умного дома.

Назовем основных участников рынка, предлагающих распространенные продукты и решения. Бренд Nest стал одним из пионеров разработок, предназначенных для умного дома. Сегодня он принадлежит корпорации Google. Основные продукты — термостат со встроенным Wi-Fi, позволяющий автоматически и удаленно управлять системами отопления жилых помещений с помощью смартфона или планшета, а также анализаторы воздуха, способные передавать данные по сети. Программная часть решений Nest открыта, благодаря чему у сторонних разработчиков есть возможность создавать свои приложения для Nest.

Компания Belkin производит ряд компонентов линии WeMo, способных передавать данные посредством Wi-Fi и объединяться в сеть. WeMo включает широкий спектр продуктов — от систем освещения с автоматическими выключателями, датчиков движения и видеокамер до кофе-машин, подключаемых к компьютерной сети. Предусмотрено управление техникой с помощью мобильных приложений для iOS и Android. Один из широко распространенных компонентов умного дома — выключатель WeMo Switch, который подсоединяет к умной сети обычную бытовую технику. Выключатель получает команды по сети данных, что позволяет задействовать его как в заранее запрограммированных алгоритмах, так и для удаленного управления.

Система HDL-BUS (ранее Smart-Bus) принадлежит компании HDL, одному из крупнейших китайских производителей систем освещения и автоматизации зданий. HDL-BUS реализует принцип распределенной системы, в ней нет центрального сервера. В ее состав входят датчики, исполнительное оборудование, а также универсальные сенсорные управляющие панели. Типовой набор операций включает управление освещением, климатом, мультимедиа, системой безопасности. Поддерживаются различные протоколы передачи данных (ZigBee, Wireless DMX). Система HDL-BUS Pro отличается улучшенными возможностями обработки данных отдельных компонентов. Ее элементы умнее и способны выполнять более сложные действия. В одну подсеть, выполняющую до 60 управляющих команд в секунду, можно подключить 64 прибора.

Платформа Clipsal C-Bus принадлежит крупному французскому производителю электротехники Schneider Electric. Она отличается хорошей гибкостью и расширяемостью. Новые устройства можно подключать по принципу Plug&Play, потребуется только базовая настройка самого подключаемого устройства. Заново конфигурировать сеть не нужно, следовательно, снижается зависимость клиента от одного поставщика-интегратора. В Clipsal C-Bus также отсутствует центральный сервер, при выходе из строя отдельных компонентов остальные продолжают работать. Гибкое подключение нового оборудования позволяет наращивать систему постепенно, отсутствует необходимость в реализации сразу всего проекта. Так, можно по очереди подключать комнаты к общей домашней сети, объединять в нее несколько помещений и зданий. Минус распределенной системы — усложненное проектирование, а также увеличенная стоимость отдельных компонентов, которым для самостоятельной работы требуется соответствующая вычислительная начинка.

Система Samsung Smart Home предназначена для управления бытовой техникой Samsung с помощью приложения на смартфоне или планшете: поддерживается управление телевизорами, освещением, кондиционерами, в том числе с помощью голосовых команд. Присутствует интеграция с умными часами этого же производителя. Отдельно стоит упомянуть возможность дистанционного подключения к системе видеонаблюдения. Предусмотрен вывод сообщений о неисправностях другой бытовой техники, например стиральной машины или холодильника. В принципе, возможна совместная работа Samsung Smart Home с техникой иных производителей. Для нее разработан специальный протокол SHP, однако его поддержка другими разработчиками пока остается под вопросом.

Существует и множество других решений. Например, компания Savant SmartSystems строит свои системы исключительно на основе техники Apple. В качестве центрального сервера умного дома применяется компьютер Mac Mini, а общий контроль системы осуществляют приложения для мобильных гаджетов Apple.

Французская Archos предлагает систему Connected Home. Она управляется с помощью приложения, которое можно установить на Android-планшет. Connected Home регулирует освещение, отопление, режимы видеонаблюдения и др. Кроме того, Archos выпускает различные устройства: миниатюрные видеокамеры, датчики погодных условий, выключатели.

Системы на базе отдельных компонентов. Архитектура умного дома, построенная на основе отдельных компонентов различных производителей, позволяет выполнить специфические требования, которым не соответствуют готовые типовые платформы. Кроме того, она позволяет снизить общую сумму затрат. Правила «хорошего тона» умного дома предполагают, что сервисы, отвечающие за базовые функции, могут работать полностью локально, не обращаясь к интернет-службам. В таком случае сбой связи со Всемирной паутиной не превратит умный дом в неработоспособный набор гаждетов. Помимо датчиков и исполнительных устройств, основными компонентами такой системы будут центральный сервер и сетевое хранилище данных.

Роль сервера может выполнять как компьютер форм-фактора mini-ITX, так и специализированный мини-сервер, например из линейки HP ProLiant MicroServer. В качестве центрального сервера иногда используют компактные контроллеры Raspberry Pi или Arduino. Следует признать, что такие системы рассчитаны в основном на энтузиастов и для решения некоторых задач им просто не хватает мощности. В то же время они способны резко сократить затраты на создание умного дома.

Вкратце расскажем о технических нюансах обустройства отдельных компонентов умного дома. Современные мини-серверы и системы хранения данных (NAS-системы) имеют вполне привлекательный дизайн. Это не коробки в стеллажах, привычные для делового и промышленного исполнения. Однако они должны располагаться в хорошо проветриваемом помещении и постоянно охлаждаться. Кроме того, для стабильной работы критически важных компонентов системы, прежде всего центрального сервера, требуются источники бесперебойного питания.

Читайте нас в: