Обзор систем умный дом: функции, устройства и советы по выбору

Об умных домах говорят и пишут последние 15 лет — дескать, есть такая игрушка для богатых. Однако сегодня умный дом из эксклюзива превращается в обыденность, доступную и людям среднего уровня достатка. Попробуем разобраться в таких вот «доступных» умных системах.
Дом его знает…

Под системой «умный дом» обычно подразумевают комплекс из большого числа бытовых устройств, объединённых в общую сеть управления. Устройства, подключённые к этой сети, оснащены собственными «бортовыми компьютерами», наборами датчиков и сенсоров, а также механизмом сетевого обмена данными. С помощью этих данных устройства могут корректировать работу друг друга. Таким образом, обеспечивается высокая степень автоматизации подключённых устройств, а также достигается более высокая эффективность их работы. Кроме того, они могут приобретать новые функции, которые до этого им были несвойственны. Холодильник, подключённый к cети, например, может составить меню на основе имеющихся в нём продуктов с учётом вкусов обитателей, а хозяева, подключившись к встроенной видеокамере робота-пылесоса, смогут посмотреть, что происходит дома в их отсутствие.

Дом его знает…
Система безопасности позволяет с помощью компактных видеокамер организовать удалённое наблюдение за всеми помещениями, особенно за потенциальными точками доступа злоумышленников ― окнами и входными дверьми.
Особенностью современного умного дома является резкое увеличение числа устройств, способных к обработке и обмену данными. Стоимость встроенных микрокомпьютеров и других необходимых электронных элементов неуклонно снижается. Сейчас она стартует от суммы 1 тыс. руб. Неудивительно, что крупная бытовая техника и внутридомовое оборудование всё шире оснащаются электроникой — вплоть до отдельных электрических ламп (Philips, например, активно занимается разработкой и внедрением таких ламп в уличные системы освещения). Для чего это нужно? В каждом отдельном случае это решает ряд необходимых задач. Холодильники предлагают меню на основе анализа отсканированных штрих-кодов упаковок продуктов, стиральные машины сообщают об окончании стирки, чайники и кофеварки удалённо могут начать готовить чай и кофе, интернет-утюги можно отключать дистанционно, если вы забыли это сделать, а телевизоры сами подбирают для нас контент.

Дом его знает…
От простоты и понятности интерфейса зависит удобство управления всеми системами.
Современные смартфоны или планшетные компьютеры позволяют управлять инженерными системами «умный дом» ничуть не хуже, чем специальные панели.
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ
Интернет вещей IoT (Internet of Things) — концепция, в которой вещи оснащены интерфейсами связи (Интернетом), позволяющими осуществлять взаимодействия между собой либо с внешней средой. Это вещи для личного применения. Также существуют вещи и для применения в домах и зданиях. Они называются «Интернет вещей в здании», или BIoT (Building Internet of Things). Таким образом, IoT и BIoT — это тесно переплетённые между собой устройства, взаимодействующие между собой и с человеком. Сегодня начинают появляться умные дома, использующие технологию BIoT. К сожалению, пока что невозможно подключать к системе «умный дом» любые незапланированные в нём элементы вроде роботов-газонокосилок или пылесосов. Мир только подходит к объединению всех видов гаджетов в одну систему. Microsoft и IBM уже предложили свои стандарты для этого, но до общего использования ими пока далеко. Пока мы можем использовать решения в рамках одного производителя, но и это не всегда.

Дом его знает…
А устройствами SMEG можно дистанционно управлять с помощью приложения SMEG Connect.
Другим важным отличием современных умных домов является их децентрализация. Раньше система обязательно имела некий технический центр, где находились управляющий компьютер и различные вспомогательные устройства, например, для хранения данных. Сейчас таких формальных центров может и не быть — микрокомпьютеры «на местах» вполне справляются с обработкой данных, а для хранения информации часто используются облачные системы сети Интернет.

Дом его знает…
Приложение MielePro@mobile, установленное на смартфон или планшет, позволяет управлять техникой Miele.
Сочетание различных систем и различных протоколов обмена данными — непростая задача, которая требует большого количества модулей-переходников. Её можно упростить, создав универсальное устройство умного дома. Компания INSYTE разрабатывает такой гаджет — полноценную систему «умный дом», оснащённую всеми модулями для мониторинга и управления зданием All-in-One. Внутри небольшого корпуса встроены модули, заменяющие 20 систем умного дома: имеется Full HD IP-видеокамера, микрофон, динамик, ИК-приёмник и передатчик, порты для подключения освещения, штор, датчики движения, влажности, дыма, освещённости, температуры и другие детали. Такое устройство позволяет экономить 80 % средств на установку инженерных систем в доме.
Сергей Грибанов
Генеральный директор INSYTE Electronics
ТИПЫ УСТРОЙСТВ УМНОГО ДОМА
Что необходимо делать домовладельцу, желающему максимально компьютеризировать своё жилище? Прежде всего ему нужно ознакомиться хотя бы с кратким перечнем доступных функций и определить свой необходимый набор. Приведём наиболее востребованные.

КЛИМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Автоматическая коррекция работы системы отопления и кондиционирования в разных помещениях в зависимости от наличия или отсутствия людей и погодных условий. Дистанционное управление.

СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ
Включение и выключение света в зависимости от наличия или отсутствия людей в помещениях; автоматическая настройка уровня яркости в зависимости от естественного освещения; различные сценарии для работы и отдыха (режимы «Гости», «Домашний Кинотеатр», «Сон» и т. д.). Дистанционное управление.

Дом его знает…
Умная Wi-Fi-розетка HS110 (TP-Link) с мониторингом энергопотребления позволяет управлять подключёнными к ней устройствами в любом месте, где есть Интернет, с помощью мобильного приложения Kasa.
СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ
Защита от несанкционированного доступа в жилище, от протечек воды, утечек газа, пожара, охрана периметра. Возможность удалённого контроля за положением дел в доме.

Дом его знает…
Умным домом Domotix.PRO можно управлять как с настенных выключателей, так и из бесплатного приложения для iOS или Android. Фото: Domotix.PRO
СОЛНЦЕЗАЩИТА
Система управления шторными карнизами, жалюзи, рольставнями в автоматическом режиме — в зависимости от времени суток и количества солнечного света, возможность задать открытие штор точно по времени или дням недели. Удалённое управление.

Дом его знает…

Для автоматизации штор необходимо подобрать оборудование, которое было бы совместимо с системой «умный дом». Например, приводы для электрокарнизов Somfy оснащаются радиоприёмником Glydea Receiver RTS, поддерживающим протокол передачи данных RTS (Radio Technology Somfy). Это закрытый протокол с высочайшей степенью защиты. Для интеграции других производителей систем «умный дом» предусмотрены сменные модули управления электропривода Glydea. Инсталляторам достаточно будет поменять модуль управления самого привода. У других производителей шторных карнизов могут быть свои варианты. Например, привод Xiaomi поддерживает протокол ZigBee и может подключаться к умному дому от тех же Xiaomi, а также, скажем, к системе «умный дом» MyHome Legrand, использующей тот же протокол.

ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Система управления устройствами, потребляющими электроэнергию, распределение нагрузки и подключение в зависимости от загрузки сети. Отслеживая определённые параметры, система не допустит несоответствующей работы разных систем (например, включение освещения в дневное время на улице или отопления при оттепели). Благодаря интеллектуальному управлению достигается значительное сокращение потребления электроэнергии (на 30–38 %), воды (на 15–25 %), газа (на 20–35 %).

Дом его знает…
Умная LED Wi-Fi-лампа LB130 с регулировкой цвета (TP-Link). Подключение по Wi-Fi, удалённое управление освещением, совместимость с Android и iOS.
УПРАВЛЕНИЕ АУДИОВИДЕОТЕХНИКОЙ
Система позволяет управлять любой аудио- и видеоаппаратурой, домашним кинотеатром, акустическими системами. С помощью сценариев можно настроить включение каналов, громкость звука, запись программ и их воспроизведение в определённое время.

По прогнозам аналитиков, к 2020 г. Интернет вещей (IoT) объединит 26 млрд устройств стоимостью 300 млрд долл.
КАК ВЫБРАТЬ СИСТЕМУ УМНОГО ДОМА
Сразу заметим, что непрофессио­нал с этой задачей вряд ли справится. Но для того, чтобы хоть примерно ориентироваться в системе «умный дом», необходимо знать, что эта система включает три основных типа элементов. Во-первых, контроллеры. Это управляющие устройства, которые соединяют все части системы друг с другом и с внешним миром. К контроллерам подключаются датчики (например, датчики движения, уровня освещённости, детекторы дыма, видеокамеры), передающие информацию о внешних условиях и событиях, и актуаторы (электроприводы, реле, соленоидные приводы и т. д.), служащие для приведения в действие устройств, подключённых к системе «умный дом». Для системы «умный дом» потребуются как минимум один контроллер, несколько датчиков и некоторое число актуаторов, соответствующее числу таких подключённых устройств, как автоматические шторы или жалюзи, гаражные ворота, отопительный котёл и некоторые другие. Плюс ещё несколько дополнительных устройств, например блоки питания или, скажем, устройства приёма и передачи данных по радиоканалу или инфракрасному каналу (например, если у вас проводная система, а какой-то её элемент невозможно подключить по проводам).

Дом его знает…
Схема организации сети IoT. Все устройства управляются через смартфон или аналогичный мобильный компьютер.
Если вы хотите получить умный дом более сложный, чем решение «в одной коробке», то вам придётся потратиться и на оборудование, и на проектные работы.
Для обмена данными используются разные алгоритмы кодирования сигналов — разные протоколы обмена данными (проводные и беспроводные, через сеть Wi-Fi). Существуют десятки различных протоколов, некоторые из них получают более широкое распространение, некоторые используются более специализированно. Например, широкое распространение получили проводные протоколы передачи данных Modbus и KNX, а также российский (INSYTE) и китайский (HDL) аналоги последнего. Протокол DALI используется для управления осветительным оборудованием; протоколы Z-Wave и ZigBee применяются в беспроводных системах «умный дом».

Какой вариант умного дома выбрать? Российский рынок умных домов выглядит так: 50 % — это поставщики иностранных брендов (США, Германия, Австрия). В большинстве случаев их оборудование соответствует стандарту KNX или EIB/KNX. Это качественное, но дорогое оборудование для премиум-сегмента в недвижимости. 20 % рынка занимают российские бренды систем «умный дом», большая часть из которых только маскируется под «производителей» и «разработчиков». Фактически их оборудование взято из ассортимента разных китайских производителей и выдано за собственное. Реальной разработкой и производством комплексных интегрированных систем «умный дом» в России занимаются единицы фирм. Отличить реальных производителей можно по наличию патентов и отделов разработки.

Дом его знает…
Модули управления освеще­нием, шторами, термостатами Glass Touch Panels (Schneider Electric).
Остальные 30% — это «комплекты в коробке», несложные электронные устройства для управления отдельными процессами в доме. Они только называются умным домом, но по факту это просто игрушки для любителей гаджетов.

В среднем же умный дом под ключ для квартиры или небольшого дома предлагается за суммы от 150 тыс. руб. до миллиона и дороже. Но, разумеется, многое зависит от особенностей проекта. Например, потребуются ли вышеупомянутые дополнительные модули, какого типа и в каком количестве. Или, скажем, к управляющему контроллеру можно подключить несколько однотипных датчиков и сенсоров — а что, если их потребуется больше? Понадобится ли дополнительный (достаточно дорогой) контроллер или имеются более дешёвые модули-расширения? Будете ли вы использовать специализированные панели управления (фирменные панели могут стоить до нескольких сотен тысяч рублей) или воспользуетесь экраном смартфона? Только скрупулёзный расчёт стоимости системы с учётом всего требуемого оборудования и стоимости монтажных и наладочных работ даст ответ, сколько будет стоить ваш умный дом.

Дом его знает…

Порой на выбор того или иного протокола оказывает влияние совместимость устройств. Например, в одном случае может потребоваться дополнительный модуль-адаптер или радиомодуль стоимостью несколько десятков тысяч рублей, а в другом контроллер и электроустановочные изделия просто соединяются витой парой, как в протоколе KNX, который поддерживают многие европейские производители осветительного оборудования и электроустановочных изделий (ABB, Legrand, Shneider Electric, Jung). Скажем, устройства на базе HDL обойдутся в 2–3 раза дешевле аналогичных систем на основе KNX, а комплекты на базе компонентов американских производителей AMX или Crestron будут ещё дороже. Например, четырёхканальный контроллер HDL, устанавливаемый на DIN-рейку, можно приобрести за 20–25 тыс. руб., а примерно равный по функциональным возможностям KNX-контроллер Jung будет стоить около 30–35 тыс. руб., российский же подобный контроллер INSYTE обойдётся в 15-20 тыс. руб.

Умный дом есть нечто большее, нежели группа IoT-вещей (умные лампочки, термостаты, датчики охранные) или так называемых connected devices. Разница между умными бытовыми приборами и полноценной инженерной системой «умный дом» заключается в том, что второе можно дополнить первым, но только на умных устройствах построить полноценный умный дом невозможно! Во всяком случае, пока. По сути, мы имеем дело с прикольными игрушками, но это не умный дом, а отдельные умные устройства. Высокая степень автоматизации подключённых устройств и систем, а также и более высокая эффективность их работы достигается только с помощью инженерных решений типа Loxone, KNX и др., но точно не относится к Интернету вещей. Это моё мнение — игрушки и есть игрушки, они хороши сами по себе, но из них не создать надёжную систему. К тому же, чтобы их интегрировать между собой, нужен ХАБ (hub). Элементарно: при отключённом роу­тере уже ничего работать не будет. А в инженерном решении будет, так как там контроллер «лезет» в Сеть только для интерфейса пользователя и сервисов типа погоды, а коммуникация между выключателем и лампочкой идёт через контроллер и шину, а не Сеть.