Умный дом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Любое здание - будь-то административное, производственное или жилое состоит из некоторого набора подсистем, отвечающих за выполнение определенных функций, которые решают различные задачи в процессе функционирования этого здания. По мере усложнения этих подсистем и увеличения количества, выполняемых ими функций, управление ими становилось все сложнее. Также стремительно растут расходы на содержание обслуживающего персонала, ремонт и обслуживание этих подсистем. Впервые эти проблемы встали при эксплуатации больших административных и производственных комплексов.

Современное здание такого типа - это город в миниатюре. Фактически в нем действуют все службы, являвшиеся ранее непременными атрибутами городского хозяйства. В таких зданиях обычно существует административная служба или администратор, которые используют и обслуживают эту систему практически круглосуточно. Хотя есть немало средств автоматики, которые сами справляются с возложенными на них задачами, такими, как отопление, вентиляция, поддержание микроклимата, освещение, пожарная сигнализация, дымоуничтожение, контроль входа/выхода и т.п., но управление и обслуживание всех этих систем требует наличие администрирующего персонала.

Его обязанностью является контроль работы этих подсистем и принятие мер в случае выхода их из строя. Но есть ситуации, когда даже действия квалифицированного персонала могут оказаться неэффективными. Это случаи возникновения угрозы зданию и находящимся в нем людям, имеющие глобальный характер - пожар, землетрясение и другие стихийные бедствия, террористические атаки. Здесь нужно принимать экстраординарные меры в считанные доли секунды. Реакция и корректность действий людей в критической ситуации может оказаться недостаточной.

Традиционные системы обеспечения различных аспектов жизнедеятельности в прошлом проектировались как автономные. Такие системы, создававшиеся отдельно для каждой функции и объединенные для произвольной части здания. В зданиях устанавливались системы только с теми возможностями и с той степенью сложности, какие были необходимы на текущий момент построения здания. Дальнейшее расширение и модернизация данных систем были сложными и дорогостоящими задачами из-за множества различных факторов. Затраты на эксплуатацию такой системы слагаются из затрат на эксплуатацию каждой автономной системы в отдельности, стоимости обучения персонала Стоимость эксплуатации этих систем высока -- в силу их автономности каждая из них поддерживается отдельно. Стоимость обучения персонала столь же высока, поскольку операторы должны быть ознакомлены с эксплуатацией каждой автономной системы.



1. СУЩЕСТВУЮЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ УМНОГО ДОМА

1.1 Умный дом (англ. Smart House) -- жилой дом современного типа, организованный для комфорта проживания людей при помощи современных высокотехнологичных устройств

Само понятие «умный дом» было сформулировано Институтом интеллектуального здания в Вашингтоне (округ Колумбия) в 1970-х годах: Здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства.

Принцип «Системы интеллектуального управления зданием» предполагает совершенно новый подход в организации жизнеобеспечения строения, в котором за счет комплекса программно-аппаратных средств значительно возрастает эффективность функционирования и надежность управления всех систем и исполнительных устройств здания.

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.

1.2 Концепция «интеллектуального здания»

Почему появилась необходимость в интеллектуальном здании.

Основные положения концепции интеллектуального здания.

«Интеллектуальное здание» -- не очень точный перевод английского термина "intelligent building". Под интеллектом в этом подходе понимается умение распознавать определенные ситуации и каким-либо образом на них реагировать (естественно, степень этого умения может быть различной, в том числе очень высокой). Вместе с тем, в соответствии с буквальным переводом с английского, ИЗ можно интерпретировать как "разумно построенное" [3]. Это означает, что здание должно быть спроектировано так, что все сервисы могли бы интегрироваться друг с другом с минимальными затратами (с точки зрения финансов, времени и трудоемкости), а их обслуживание было бы организовано оптимальным образом.

Концепция интеллектуального здания содержит в себе следующие положения:

- Создание интегрированной системы управление зданием - системы с возможностью обеспечения комплексной работы всех инженерных систем здания: освещения, отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения, контроля доступа и многих других.

- Устранение всего обслуживающего персонала здания и передача функций контроля и принятия решений подсистемам интегрированной системы управления зданием. В эти подсистемы как раз и закладывается «интеллект» здания - то, как оно будет реагировать на изменение параметров датчиков системы и другие события типа внештатных ситуаций.

- Реализация механизма немедленного отключения и передачи при необходимости управления человеку любой подсистемой интеллектуального здания. Вместе с этим человеку должен предоставляться удобный и единообразный доступ к управлению и отображению всех подсистем и частей «Интеллектуального здания».

- Обеспечение корректной работы отдельных подсистем в случае отказа общей управляющей системы или других частей системы.

- Минимизация стоимости обслуживания и модернизации систем здания, что должно обеспечиваться применением общих стандартов в построении подсистем, автоматическое конфигурирование и обнаружение новых устройств и модулей при их добавлении в систему.

- Наличие в здании проложенной коммуникационной среды для подключения к ней устройств и модулей систем. Наряду с этим возможность использования в качестве коммуникационной среды в системе управления различных типов физических каналов: слаботочные линии, силовые линии, радиоканал.

1.3 Возможности интеллектуального здания

Интеллектуальное здание имеет массу преимуществ. Система управления позволяет владельцам создавать сколь угодно сложные и интеллектуальные процедуры функционирования, т.к. все исполнительные системы могут работать согласованно и совместно. Отсюда следует реализация множества ресурсосберегающих процедур:

· контроля доступа и обеспечения безопасности

· учета и контроля практически всех параметров систем и оперативное реагирование на их критическое изменение, причем реакция является комплексной и мгновенной

· удаленного контроля и управления зданием, т.к. все информационные и управляющие каналы связи в такой системе являются цифровыми.

С некоторых пор Дом полон жизни

Одним прикосновением можно превратить пустующее жилище в уютный гостеприимный Дом: будет включено освещение, установлен комфортный микроклимат, опустятся шторы, наполнится ванна...

Устали и хотите отдохнуть у экрана телевизора или "домашнего кинотеатра". Коснитесь клавиши панели или пульта дистанционного управления - и жалюзи закроются, свет плавно погаснет, выдвинется экран и включится проектор.

Можно не вставая разогреть ужин - только его кто-то заранее должен поставить на плиту. Управлять "домашним кинотеатром", а также аудио- и видео - аппаратурой можно с помощью сенсорных панелей.

Управление светом



Сможете создавать световые сценарии из неограниченного числа источников света с различной яркостью, включать их одновременно или с задержкой, имитируя, например, эффект "бегущих огней".

Используя специальные светорегуляторы можно не только менять яркость, на которую загорается лампа при включении, но и время, за которое будет достигнута эта яркость.

Функция постоянного контроля освещенности, предназначена в основном для офисных помещений, дает возможность поддерживать заданную освещенность рабочей поверхности независимо светит ли солнце или небо укрыто тучами.

Автоматическое включение наружного овещения в зависимости от времени суток и присутствия людей не только обеспечит дополнительный комфорт, но и отпугнет непрошенных гостей.

Управление микроклиматом

Система постоянно измеряет температуру индивидуально в каждой комнате и поддерживает ее на заданном уровне, управляя непосредственно клапанами радиаторов или заслонками кондиционера, а также, при необходимости, автоматически включает или выключает вентиляцию.

Каждый день помогает экономить денежные средства благодаря различным режимам работы системы: комфортный режим, ночной режим, режим "никого нет в доме". Смена режимов происходит по расписанию или по команде. Достаточно лишь однажды задать температуру на дисплее сенсорной панели в комнате для каждого из режимов.

Система отопления / кондиционирования выключится автоматически для сбережения энергии, если окна комнаты будут открыты для проветривания (сигнал об этом пошлет межрамный контакт).

Жалюзи

В летнее время их ламели автоматически поворачиваются под определенным углом и предотвращают попадание внутрь комнаты излишнего солнечного света, не уменьшая светового потока. Тем самым они препятствуют нагреванию помещения и помогают экономить электроэнергию, расходуемую кондиционером.

Ваш охранник и сторож

Умный дом отчитается перед обо всех событиях, которые происходили в нем за время отсутствия хозяев: кто и когда приходил, сколько времени находился в доме, какие подозрительные личности долго крутились возле него. Их лица и действия зафиксированы в его памяти.

Непрошенных гостей поджидают неприятные сюрпризы в виде ослепляющего света и звуковой сирены. Кроме того, об их проникновении в Дом сообщит по телефону Вам и вызовет охрану.

Аварийные ситуации.

При возникновении аварийных ситуаций (например, протечки воды) не только проинформирует и соответствующую службу, но и предпримет необходимые меры по локализации аварии (прекратит подачу воды).

Эффект присутствия

В ваше отсутствие Дом может имитировать привычный образ жизни хозяев, включая по вечерам свет и музыку, тем самым создавая эффект присутствия.

Быть в курсе всего происходящего в доме и управлять им независимо от расстояния? С помощью современных средств коммуникации легко решает эту задачу.

Компьютер

Установив на домашнем компьютере программу визуализации и используя модем, сможете с портативного компьютера как отключить оставленный кем-либо свет, так и впустить в дом внезапно нагрянувших гостей.

Телефон

Обеспечивает надежную связь даже тогда, когда нет под рукой компьютера: для этого достаточно набрать номер домашнего телефона.

Через тональный набор входите в зону управления домом. Каждое устройство системы имеет свой порядковый номер. Вызывая его, можете отдать различные команды: включить отопление, прогреть сауну, наполнить ванну...

Сотовый телефон

Современные WAP-технологии позволяют использовать сотовый телефон в качестве инструмента управления, контроля и диагностики системой

Дистанционное управление в доме

Не вставая с дивана с помощью инфракрасного пульта легко отрегулируете яркость освещения в комнате, закроете жалюзи и зададите нужную температуру

1.4 Технологии Умного дома

Высокие технологии «Умного» дома

Не за горами день, когда окружающие нас вещи научатся думать и станут много более полезны обществу. Н. Винер. 1940 г.

Умный Дом (Smart House) -- это интеллектуальная система управления, обеспечивающая согласованную и автоматическую работу всех инженерных сетей дома. Такая система грамотно распределяет ресурсы снижает эксплуатационные затраты и обеспечивает понятный интерфейс контроля и управления.

В России, подобные комплексные инженерные системы разрабатывают и инсталлируют на профессиональном уровне всего несколько организаций.

Сейчас осуществляется инженерное проектирование элитных загородных домов по авторским проектам дизайнеров и архитекторов, сотрудничество с крупными строительными организациями. Учитывает работу всех инженерных коммуникаций и, при индивидуальном проектировании, объединяет в единый комплекс: водоснабжение, канализацию, микроклимат, энергоснабжение, безопасность, связь, управление светом, мультимедиа и другие системы, обеспечивая реальную и ощутимую домашнюю автоматизацию. В проект умного дома может быть включено до сорока отдельных инженерных систем, для каждой нужны сложные технические расчеты.

Современный умный дом наделён, на первый взгляд, фантастическими функциями. В Умном доме всё автоматизировано, даже бытовая техника в нём большинство задач выполняет самостоятельно. Интеллектуальное здание живёт по заранее прописанным сценариям, которые делают жизнь человека комфортной и мобильной, избавленной от суеты и домашних забот. Это не фантастика - это реальность.

Проекты Умный дом обладают множеством различных функций, охватывающих все сферы жизни.

Любой «умный» дом характеризуется наличием системы автоматизации здания. Это комплекс программного обеспечения для управления оборудованием - мониторинга, оптимизации и администрирования. Целью автоматизации здания является эффективное и безопасное обслуживание всей техники жилого помещения или другого сооружения. Управление осуществляется при помощи системы, которая срабатывает при возникновении заданных программой условий. Автоматизация здания становится возможной благодаря современным устройствам, станциям и модулям управления, которые могут контролировать (блокировать, оптимизировать) работу всего оборудования. Процесс автоматизации позволяет человеку забыть о сложностях управления любыми коммуникационными системами. Особенность автоматизации зданий заключается в возможности одновременного и точного учета всех важнейших факторов: контроль потребления воды, электроэнергии, температуры, источников бесперебойного питания и т.д. Установка инженерных сетей, обеспечивающие бесперебойную работу систем коттеджа в автономном режиме, которые также позволят экономить Ваши средства.

Создание коммуникационных систем

Основная задача специалистов, которые разрабатывают автоматизированные решения для жилых объектов, - создание инженерных сетей и их управление. Инженерные коммуникации внедряются поэтапно: сначала создаются система отопления, система кондиционирования и вентиляции, затем - «умный» свет и мультимедийные технологии. Использование данных сетей позволяет экономить от 10 до 40% электроэнергии. Инженерные коммуникации управляются при помощи компьютера с применением специальных программ - контроллеров. Координация работы производится благодаря сенсорным панелям, через Интернет или сотовый телефон, а также с помощью одно-, двух- или многокнопочных выключателей. Последние способны обеспечивать контроль всей системы здания. Все автоматические выключатели, которые устанавливаются, соответствуют требованиям ГОСТ Р 50030.2-99. Помимо централизованного управления всеми коммуникациями здания предлагается установить систему мониторинга, которая позволит контролировать инженерные сети благодаря специальным устройствам: датчикам освещения, движения, температурным. Информация о состоянии коммуникаций позволяет своевременно произвести профилактику и замену неисправных деталей.

Особенности проектов

Индивидуальное проектирование коттеджей представляет собой целый комплекс работ, начиная от непосредственного возведения сооружения, заканчивая созданием системы «умного» жилья. Процесс разработки проекта должен соответствовать техническим требованиям ГОСТ 2.114-95, а также нормам единой системы конструкторской документации согласно ГОСТ 2.053-2006. В комплекс по проектированию загородных домов, оснащенных «умными функциями», входит:

o разработка проекта системы управления освещением,

o создание концепции мультимедийных систем (домашние кинотеатры, музыкальные центры),

o установка климатического контроля,

o управление вентиляцией, кондиционированием, отоплением и водоснабжением,

o установка системы силовой электрики,

o интеграция системы канализации,

o установка системы безопасности, диспетчеризации,

o подключение любых систем по желанию заказчика (система ландшафтного полива, система антиобледенения кровли, ступенек, дорожек и водостоков и д.т.).

Индивидуальное проектирование коттеджей и установку систем безопасности, в которых нуждаются загородные дома, - охранной и пожарной сигнализации, пожаротушения, контроля доступа, вызова службы охраны и т.д. Проектирование «умного» жилья сопровождается гарантийным и послегарантийным обслуживанием установленной системы.

1.5 Историческое развитее умного дома

Начнем сначала с определения того, что понимается под этим термином. Определение, сформулированное в Вашингтоне в 70-х годах: «Здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства…», совершенно ничего не объясняет. Действительно, многое из того, что представлено на рынке, и продается под названием «умного дома» автоматикой, и системами управления не является. Часто мы сталкиваемся с очень дорогими (это не значит, что они хорошие) «умными домами», которые делаются на потеху богатой и не очень образованной публике. Работоспособность и надежность этих конструкций не выдерживают никакой критики. Другая крайность - пластмассовые «китайские» коробочки с дешевеньким процессором для выполнения какой-то одной задачи.

Поэтому вначале дадим определение, что понимаем под названием «Дом разумный». Это система автоматики, которая обеспечивает комфортные (заданные) условия существования в доме, вне зависимости от внешних (возмущающих) воздействий. Поскольку мы живем во времена, когда экология (особенно в крупных городах) никуда не годится, а аварии государственных коммуникаций становятся нормой, а иногда, вообще не обеспечивают нормального снабжения, тема «дома разумного» становится очень актуальной. И удивительно, что многие системы жизненно-необходимые человеку вообще не выпускаются. Ладно мы, россияне, рожденные в СССР, привыкли, что ГОСУДАРСТВО «думает» только об обороне, а жить можно и в землянках… А как же «развитые страны»? Они о чем думают? Как заработать денег и уехать в страну с теплым климатом «отдыхать»? На самом деле, та ситуация с автоматикой не случайна, а имеет логическое объяснение. Как исторически жил человек? В разных климатических поясах нашей планеты жизнь складывалась по-разному. В полярных областях и тропической зоне условия существования разные, не правда ли? Но все же, в жилище присутствует некоторая общность - обособление человека от внешних воздействий какими-нибудь стенами и крышей. Не зря же так часто говорят про «крышу над головой». Такое жилище, как правило, комплектовалась «очагом» для приготовления пищи и обогрева. Освещение - масляная лампа. Все! Вот так человечество живет практически до сих пор. Сантехника и водопровод, имеющиеся в античности, были прекрасно забыты. Возрождение гигиены произошло только в конце 19-го века. Не забывайте, что туалетная бумага стала изготавливаться только в 1889 году. А раньше? Что физиология была другая? Автоматика же, пригодная для быта появилась с первыми микропроцессорами только в конце 70-х годов ХХ-го века. А современная автоматика - дитя ХХI-го. Но ведь жить-то надо! И наше жилище обрастало теми приспособлениями, которые были в ходу и могли «приспособиться» для бытовых нужд. Может поэтому наше жилище и напоминает «тришкин кафтан», одно из каменного века, другое из «бронзового», третье из «серебряного»… Мы, сегодня, пользуемся фантастическими технологиями в области связи и вычислительной техники, но продолжаем относиться к нашему жилью по-старинке. Богатые продолжают нанимать прислугу, а бедным, вообще не до этого. А как же средний класс? Ну, как-то что-то приспосабливает под свои нужды. Но все не так плохо!

Сегодня рождаются концепции и технологии, которые уже можно называть «дом разумный». Электроника заметно дешевеет, и мы можем выпускать, действительно, автоматику для дома. То, что стоило двадцать лет назад десятки тысяч долларов, сегодня укладывается в сотню. Тут можно говорить о прогрессе. И можно говорить об автономных коммуникациях для индивидуального дома! Сегодня такой подход к строительству более грамотный, более дешевый и более быстрый. Сейчас строят быстрее, чем согласовывают. Сколько стоит подвести газ на 30-ть километров для поселка? А согласовать? А вы пробовали согласовать подключение мегаваттной подстанции? А сколько она сама теперь стоит? А это спасет вас от отключения электричества и газа? А канализация? А водоснабжение? Тоже надо тянуть за сотни километров? Мы можем решить все эти проблемы автономно. И более дешевым способом. Только без автоматики эти задачи выполнить невозможно. Вы же не будете держать при каждом доме обслуживающую бригаду? Да этого и не надо, все решает современная электроника. Естественно, автоматика должна присутствовать и в жилище. Первопричина - экономия используемых ресурсов (электричество, тепло, вода и т.д.). Возьмите хотя бы теплые полы. В доме общая нагрузка при включении теплых полов может достигать двадцати киловатт, т.е. 20 кВтхЧ в час. В сутки - 480, т.е. где-то 2500 рублей! При таком подходе автоматику можно окупить за месяц! Второе - это комфорт, удобство управления, интуитивно-понятный интерфейс. Комфорт - это когда всегда комфортно! Возьмем вентиляцию.

Нормальная система приточно-вытяжной вентиляции с обогревом, увлажнением, кондиционированием и фильтрацией, - где она? То, что предлагается за большие деньги (начиная с миллиона рублей), сделанное на западе, у нас работает плохо! Вспомните нынешнее лето. Так можно говорить о каждом аспекте жилища очень долго и подробно.

Для аналогии, мы сейчас находимся с технологиями «умного дома» на уровне 70-х годов, когда формировались основы персонального компьютера. Руководство крупных фирм, выпускающих вычислительные машины, не допускало возможности проникновения вычислительной техники в быт! Считалось, что персональный компьютер - никому не нужная вещь! А как этот самый персональный компьютер изменил нашу жизнь? А сколько сегодня составляет оборот персональных компьютеров и других (суперЭВМ)? Что больше? А интернет технологии? Сколько там задействовано средств? Тоже произойдет и с «умными домами». Эти технологии кардинально изменят нашу жизнь. Так давайте делать так, чтобы эти изменения служили прогрессу нашей цивилизации, чтобы не получилось «как всегда». Экологическое индивидуальное жилище со всеми удобствами, со всеми системами связи и коммуникациями, за средние деньги - вот наше будущее, которое каждый строит самостоятельно.

1.6 Экономические аспекты

Во всех странах с развитыми рыночными экономиками прозрачны и доходы, и расходы налогоплательщиков, а последними являются фактически все граждане. Четкий контроль доходов и расходов позволяет эффективно работать таким институтам, как ипотечное кредитование (выдача кредитов под постройку и приобретение жилья). Это приводит к тому, что покупку жилья в кредит может позволить себе большинство работоспособного населения. Каждый, взявший кредит на покупку жилья станет «жить взаймы»: львиная доля его дохода будет утекать на погашение кредита. Без страхования рисков в таком случае не возможны правовые взаимоотношения в данных экономических процессах. [6]

Поэтому во многих странах уже существует практика обязательного страхования жилья. Естественно, что страховые компании заинтересованы в качестве и надежности страхуемого жилья. Но поскольку возникновения страховых случаев не избежать, то страховые компания стремятся, затем взыскать деньги с настоящих виновников, например, -- строительных компаний.

«Интеллектуальное здание» в состоянии предоставить экспертам тот «черный ящик», по содержимому которого будут делаться заключения. Поэтому развитие и внедрение ИЗ в странах с развитыми рыночными экономиками сейчас идет стремительныи темпами. Даже в России современные и дорогие офисные и жилые здания уже проектируются с учетом требований концепции ИЗ, для последующего их внедрения. [6]

Кроме того сами будущие владельцы таких зданий заинтересованы в их интеллектуальности, потому что оно несомненно приносит значительную экономию средств своему владельцу за счет точного учета и контроля над всеми системами здания, а также рационального использования таких ресурсов, как электричество, вода, тепло. [6]

1.7 Интегрированная система управления информационной, вычислительной и коммуникационной инфраструктурой

Эти системы возникли из-за необходимости обслуживания гетерогенных информационно-технологических сред, когда поддерживается многоплатформенность на всех уровнях: разные компьютеры (мейнфреймы, серверы, рабочие станции и персональные компьютеры), разные операционные системы, разные СУБД, сетевое оборудование от разных фирм-производителей и различного уровня интеллектуальности и т. д.

Основываясь на предоставляемых нижележащими уровнями сервисами, создается последний уровень, в котором все аспекты управления инфраструктурой здания сводятся в единую систему, выполняющую многообразные функции, в число которых входят [1]:

- пожарная сигнализация;

- управление параметрами среды;

- контроль доступа в здание;

- сигнализация взлома;

- управление лифтами;

- телевизионное слежение;

- регистрация времени пребывания;

- управление освещением;

- контроль использования электрической энергии;

- отопление, вентиляция, поддержание микроклимата;

Кроме выполнения целевых функций на нее возлагаются функции управления информационной инфраструктурой [1]:

- контроль доступа к информации и управление безопасностью;

- управление рабочей нагрузкой;

- контроль производительности;

- управление событиями;

- автоматизированное управление хранением данных;

- управление проблемами;

- управление транспортом данных;

- управление рассылкой отчетов;

- управление Web-серверами;

- управление сетью;

Последняя функция -- управление сетью -- включает в себя автоматическое распознавание объектов управления и топологии сети, повышение уровня контроля сетевого оборудования, наличие средств разработки для управления нестандартным сетевым оборудованием, интеграция с уже существующими в здании системами управления сетью и наличие средств ведения политики управления сетью.

1.8 Удаленное управление интеллектуальным домом

Человек может управлять интеллектуальным домом или зданием с помощью некоторых средств управления, размещенных в самом здании или его окрестностях, но включенных в ту же коммуникационную среду, что и все остальные компоненты системы. Но существует множество случаев, когда бывает необходимо или желательно удаленное управление подсистемами интеллектуального дома. Перечислим основные:

- человек хочет иметь возможность контролировать состояние своего дома при длительном отсутствии и при необходимости управлять некоторыми системами

- в случае непредвиденных ситуаций (пожар, наводнение и т.д.) дом должен иметь возможность известить об этом своего владельца и соответствующие городские службы

- при неисправностях в некоторых модулях и подсистемах, диагностика и некоторые ремонтные или настроечные процедуры могут быть проведены специалистами из сервисных центров удаленно без непосредственного присутствия, что экономит значительные средства и способствует разнообразию доступных технических средств

Концепция интеллектуального дома предоставляет возможность создания в рамках интегрированной системы управления подсистемы удаленного управления.

Эта подсистема позволяет получать информацию о событиях и состоянии некоторых параметров и удаленно посылать команды управления всей системе или ее отдельным компонентам. Относительно глубины реализации такой возможности в интеллектуальном доме можно выделить следующие формы:

1. Автономный саморегулируемый и управляемый объект, включающий в себя всевозможную автоматику, но не имеющий сообщения с «себе подобными». Это наиболее примитивная модель искусственного интеллекта, на которую делается упор в средствах массовой информации. Где «интеллектуальный дом» представляется чудом техники, сулящем массу удобств и удовольствий богатому лентяю, которому лень встать с дивана, чтобы щелкнуть выключателем.

2. При подключении интеллектуального дома к сети, связывающей отдельные объекты в единое целое, что позволит осуществлять мониторинг систем жизнеобеспечения, энергосбережения ресурсов, безопасности и т.д. Решение любых вопросов, связанных с упомянутыми системами, а также доставка различных услуг по сети станет гораздо проще и эффективнее.

3. Высшая форма интеллектуального жилища: обмен информацией как внутри дома, так и вне его происходит с помощью стандартных цифровых протоколов. Все компоненты системы интегрированы в единое коммуникационное пространство.

1.9 Формирование рынка интеллектуального жилья в России

В России рынок интеллектуального жилья еще только начал формироваться, поэтому “умных домов” еще очень мало. Но специалисты считают, что все еще впереди, и этот сегмент рынка имеет большие перспективы. Свидетельством этого является и западный опыт. Известно, что в некоторых странах довольно активно развиваются масштабные hi-tech проекты. К примеру, большинство американцев управляет бытовыми приборами на расстоянии благодаря системе Onstar at Home с помощью сотового телефона либо компьютера, подключенного к сети Интернет.

Подобную технологию вскорости думают внедрить в Южной Корее. В Великобритании активно развиваются системы интеллектуального управления домом. Строительство коттеджного поселка из “умных домов”состоялось в конце ХХ века. В одном из пригородов Лондона строительная компания “Laing Home” возвела целый квартал типовых коттеджей Tunnel Wood Road уже в 2000 году. Во всех этих зданиях установлены новейшие системы интеллектуального управления и самые современные линии связи. Владелец дома может управлять на расстоянии кондиционированием, сигнализацией, электропитанием, вентиляцией, а также другими системами через Интернет либо при помощи сотового телефона.

Одним из новшеств являлся “умный холодильник” - система, следившая за наличием в доме продуктов и обеспечивающая их пополнение. Владельцу коттеджа, получившему извещение о том, что продукты заканчиваются, надо было лишь заказать их через Интернет-магазин, получить специальный код и передать его в службу доставки. А дальше - дело техники. Умной техники. Курьер доставляет покупки, набирает код на внешней дверце холодильника, расположенной снаружи коттеджа, помещает продукты внутрь. По окончанию этой процедуры хозяин дома получает сообщение (на мобильник или по электронной почте) о благополучной доставке продуктов, примененный код авторизации “сгорает”.

Комбинаторы

Мы точно не знаем, сколько жителей Tunnel Wood Road пользуется “умными холодильниками” на сегодняшний день, но нам точно известно, что в России приверженцы домашнего интеллекта пока применяют гораздо более простые и не столь масштабные технические новинки. Есть только отдельные любители интеллектуального жилья. Обычно приверженцы электронных новинок используют лишь некоторые элементы“умного дома" - устройства дистанционного управления освещением в доме, системы безопасности, позволяющие вести контроль над домом через сеть Интернет, микроклимат, либо видео- аудиотехника.

Не проблема разместить в своем коттедже простые “интеллектуальные” приспособления (контроллеры, модули). Это можно сделать даже самому, не обращаясь к специалистам. Важно лишь обладать опытом замены электрических розеток либо выключателей. Не менее двадцати процентов населения могут паять и лудить, поэтому вполне способны произвести монтаж отдельных элементов “умного дома". Так говорят специалисты по установке систем домашней автоматизации.

Возьмем для примера модули, основывающиеся на протоколе Х10. Большая часть этих устройств просто вставляется в электрические розетки. Информацией обмениваются они по электросети или радиоканалу. При помощи таких модулей можно управлять подсистемами электроснабжения, освещения, видеокамерами наблюдения, пожарно-охранной сигнализацией. Допустим, вы обычный выключатель заменили на “умный”. Теперь с его помощью вы сможете управлять освещением одновременно в разных помещениях. Если воткнуть в розетку приемник инфракрасного или радиосигнала, то можно будет регулировать освещенность в комнатах с единого пульта дистанционного управления.

Оборудование Х10 разработали почти четверть века тому назад, но оно не потеряло своей актуальности. Почему же оно так популярно? Есть ряд причин. Для начала назовем его универсальность. При помощи Х10 управляются разные бытовые приборы. К тому же его достаточная дешевизна. Впрочем, можно подобрать и более дорогие, vip-протоколы домашней автоматизации. Это C-Bus, Crestron. С помощью этого оборудования возможно управлять всей имеющейся в доме аппаратурой с единого пульта.

Безопасность и комфорт

Чтобы оснастить серьезной интеллектуальной автоматикой коттедж или большую квартиру, нужно затратить немало средств. В зависимости от объема технических решений и “навороченности” системы цена колеблется от 10 до 150 тысяч долларов.

Пока в нашей стране относительно невысокие цены на газ и электричество, поэтому хозяева “умных домов”стараются обеспечить себе максимально комфортную и безопасную жизнь. Однако на Западе самыми важными составляющими интеллектуальных систем являются технологии, направленные на сбережение энергии. Например, жилой дом в Нью-Йорке Twenty River Terrace. В нем расположены 282 квартиры различного класса - от однокомнатных до vip-апартаментов с 3 ванными комнатами.

Дом позиционируется как энергоэффективный, примененные в нем технологии, направленные на энергосбережение, по данным специалистов, должны понизить энергопотребление на 35%. Например, для энергосбережения используются солнечные батареи (фотоэлектрические панели). Применяются системы кондиционирования воздуха также с абсорбционными чиллерами - нагревателями на основе природного газа, поэтому и энергосберегающими.

В подвале “умного дома” расположена система очистки сточных вод, используемых после в башенных градирнях, для смыва в туалетах и для орошения парков и садов. Квартиры оснащены программируемыми термостатами, которые позволяют индивидуально менять параметры микроклимата, и энергоэффективной бытовой техникой.

На крыше основного строения (комплекс состоит из 2 блоков разной этажности) размещены сады, необходимые с точки зрения водоснабжения дома и для теплозащиты. Такая “зеленая крыша” снижает нагрузку на систему кондиционирования воздуха в здании летом.

Семь раз отмерь

Обращаемся к желающим оснастить свое жилье “умной” начинкой. В таком важном вопросе специалисты советуют руководствоваться народной мудростью: семь раз отмерь - один раз отрежь”. Часто клиенты сначала заказывают систему, не вполне понимая ее значение, как она работает и возможные проблемы. А после обвиняют фирму, что им поставили не то, что они хотели. Безусловно, можно уже что-то исправить, переделать, но это потребует времени и дополнительных вложений.

Специалисты солидной фирмы для начала предложат заказчику создать эскизный проект будущего “умного дома”, включающий в себя полный список оборудования вплоть до каждого метра кабеля, план дома, на котором обозначены все точки вывода звука и света. Разработка такого эскиза займет 2-3 недели. После обсуждения и согласования главных моментов разрабатывается рабочий проект, для составления которого приглашают дизайнера и архитектора. Только после того, как улажены все вопросы, приступают к монтажным работам. После их окончания начинается третья стадия - отладка и программирование техники. Потом с заказчиком заключают договор на абонентское обслуживание или он сам обращается к специалистам фирмы, если происходят сбои.

Желательно учитывать возможность использования интеллектуальных систем жилья еще на стадии проекта коттеджа, считают специалисты, а не после построения здания. Но, к сожалению, такой подход для многих отечественных строительных компаний еще неприемлем.

интеллектуальный коммуникационный инженерный автоматический



2. Характеристика исследуемого обьекта

2.1 Оборудование автоматизации

Все системы домашней автоматизации можно условно разделить на открытые и закрытые.

Открытыми системами являются LonWorks, KNX/EIB, MODbus, BACnet. Заказчик, который сделал выбор в пользу открытой системы, получает широкий выбор оборудования различных производителей, которое корректно интегрируется в общий инженерный комплекс безо всяких переходных устройств-шлюзов. Кроме того, рынок компаний-системных интеграторов открытых систем уже достаточно обширен, что дает заказчику возможность выбора исполнителя на этапах проектирования, монтажа и наладки системы автоматизации.

В то же время, закрытые системы зачастую дешевле и проще в установке и наладке, потому их применение оправдано в тех случаях, когда заказчику достаточно решить локальную задачу без необходимости дальнейшей модернизации и стыковки с автоматикой других производителей. К подобным системам относятся, к примеру, бельгийская Domintel, австралийская Clipsall, американские AMX, Crastron, Control-4, Интернет-сервер жилища Legrand и другие.

Выбор системы как правило определяется задачами, которые ставит заказчик. Кроме того, в последнее время "традиционное" электрооборудование становится все более "умным", и, зачастую, многие задачи по автоматизации здания можно решить не прибегая к помощи сложных интеллектуальных систем. Скажем, современный программируемый пульт управления (например, Pronto Philips) позволяет управлять аудио-видеокомплексом, климатической техникой и освещением, включая программирование световых сцен.



2.2 Умный дом от Domintell

Предлагает современную систему автоматизации жилья от Бельгийского производителя. В квартиру, коттедж, гостиницу, офис система Domintell привнесёт комфорт, престиж, безопасность и экономию.

Описание

Domintell - это автоматизированная система управления, предназначена для контроля и управления освещением, отоплением, вентиляцией, водоснабжением, безопасностью, аудио/видео апаратурой и другими инженерными системами дома. Все устройства объединены одним кабелем, что существенно сокращает кабельное хозяйство, делает систему гибкой и позволяет легко наращивать её функции. Систему можно настраивать и модифицировать по желанию хозяина. Всеми функциями системы можно управлять дистанционно с пульта или даже с мобильного телефона. Domintell позволяет интегрировать различные подсистемы, обеспечивая их слаженную работу и высокую функциональность всего комплекса.

Всесторонняя интеграция

Концепция умного дома подразумевает слаженную работу различных систем. Это позволяет не только исключить конфликты при их функционировании, но и обеспечить гармоничное взаимодействие. Классический пример: кондиционер не будет охлаждать помещение в то время, когда его нагревает тёплый пол. Интеграция обеспечивает комфорт в жилье. Управление всем комплексом умный дом берёт на себя. По одному Вашему желанию, как дирижёр управляет оркестром, умный дом управляет освещением, ролеттами, шторами, кондиционером, теплым полом, аудио/видео аппаратурой и др. оборудованием, а Вы наслаждаетесь комфортом.

Функции

· Управление освещением

Внутреннее освещение во всём доме, наружное освещение, динамичные световые сцены позволяющие придать разные «настроения» помещению, включение при прохождении, плавное включение ламп накаливания с учетом мощности, выключение всех устройств по одной команде.

· Управление силовыми розетками

Включение/отключение групп розеток или отдельных розеток в каждой комнате. При этом можно управлять различными бытовыми устройствами, к примеру, отключить телевизор в детской комнате, отключить питание утюга после заданного интервала времени, уходя из дома обесточить все устройства (кроме определённых) по нажатию одной кнопки и т.д.

· Управление электродвигателями

Шторы, жалюзи, роллеты, автоматические ворота, шлагбаумы, гаражные ворота, насосы

· SMS-оповещение и управление

Оповещение на мобильный телефон при возникновении аварийных ситуаций - пожар, затопление водой, несанкционированное проникновение и т.п. Домом можно управлять отправляя SMS-сообщения с мобильного телефона.

· Безопасность и сигнализация

Датчики движения, датчики закрытия окон и дверей обеспечивают защиту помещений от несанкционированного проникновения. К функциям безопасности также относится защита от затопления водой, пожарная сигнализация, обесточивание электроприборов при уходе, возможность отправки сообщений по SMS при аварийных ситуациях, включение сирен, имитация присутствия. Кроме того, система позволяет организовать тревожные кнопки, например, в детской комнате, у кровати больного и т.д.

· Функции «Мультирум»

Система мультирум обеспечивает матричную коммутацию аудио сигналов по помещениям. Звук от различных источников (DVD и CD проигрыватели, радио и т.д.) выводится в требуемых помещениях. Управление переключением каналов, настройкой громкости выбор FM-станции по командам с ИК-пульта или настенных кнопок, по датчикам движения и т.д.

· Функции универсального дистанционного ИК-пульта

Система, имея ИК-передатчики, может управлять устройствами, поддерживающими управление по ИК-каналу. Таким образом, с пульта Domintell, сенсорной панели, кнопочных выключателей или мобильного телефона можно удалённо управлять плеерами, кондиционерами, телевизорами, CD/DVD проигрывателями во всём доме.

Система позволяет управлять климатом , как во всём доме, так и в отдельных помещениях, обеспечивая слаженную работу систем и приборов, ответственных за климат (система отопления, теплый пол, вентиляция, кондиционирование, влажность и т.д.). Domintell позволяет задавать различные режимы при присутствии или отсутствии людей.

Климат-контроль

· Автоматический полив

Контроль влажности почвы, управление насосами, управление по расписанию, учёт погодных условий

· Функции диспетчеризации

Domintell может быть использована для построения систем диспетчеризации. При этом с компьютера диспетчера осуществляется мониторинг и управление всеми функциями системы. Подключение к ПК осуществляется через шлюзовой модуль.

Умный дом Domintell отдельных апартаментов легко интегрируются в общую систему интеллектуального здания . Это позволяет контролировать аварийные ситуации (затопление, пожар, охрана), состояние оборудования, температуру и другие параметры всех автоматизированных апартаментов в одном диспетчерском пункте. Из квартиры или номера в отеле можно вызывать необходимые службы.

Из компьютера в диспетчерской отдельные апартаменты переводятся в режим «отсутствия хозяев«, или предварительно подготовливаются к приезду жильца.

Управление умным домом

Управление системой осуществляется программно. Программа может легко модифицироваться в дальнейшем по требованию заказчика.

Управляющие команды подаются:

· с кнопочных выключателей, расположенных у дверей, кроватей и в других местах по удобству. Кнопки имеют подсветку и подсветку статуса.

· с дистанционного ИК пульта. При этом команды, подаваемые с пульта, могут вести себя одинаковым образом в разных помещениях. К примеру, первая кнопка отвечает за свет в данном помещении. Реакции на команды с пульта могут иметь глобальных характер, распространяясь на все помещения в квартире.

· с сенсорной панели, возможно управление всеми запрограммированными функциями системы. Панель имеет интуитивно понятный интерфейс с разбивкой функций, сценариев и исполнительных устройств по помещениям.

· с мобильного телефона, путём отправки SMS-сообщений.

· по срабатыванию датчиков движения, пожарной сигнализации, датчиков протечки воды, открытия, закрытия дверей и т.д.

· по таймерам, запрограммированными на различные события

Преимущества Domintell

Доступная цена

Это уже не предмет роскоши и экзотики. Системы умный дом стремительно входят в нашу жизнь. Подобные системы могут позволить себе люди, имеющие нормальный стабильный заработок.

Лёгкость установки и эксплуатации

Программирование системы сделано, на удивление, лёгким. Настраивать систему под свои нужды может любой человек, знакомый с Windows, не имея высокой квалификации в области. электроники

Превосходный дизайн

Кнопочные выключатели, дисплеи и пульты дистанционного управления выполненные в металле, с красивой подсветкой. Есть возможность использования фурнитуры различного дизайна и цветового исполнения.

2.3 Дизайн и свет тесно связаны

Разрабатывая дизайн интерьера дома, профессионалы все чаще задумываются не только о мебели, отделочных материалах или бытовой технике. Любое, даже самое замечательное, оформление нуждается в правильной "подаче", и в решении этого вопроса огромную роль играет освещение. Естественный свет, разумеется, играет очень важную роль, но ограничиться только им невозможно. Именно поэтому необходимо тщательно продумать установку источников искусственного света, которые в любое время суток создадут комфортную установку.

Миновали те времена, когда наличия в комнате люстры, ночника или торшера было достаточно. Сейчас актуальны точечные светильники, позволяющие осветить комнату так, как этого требует происходящее в ней, а управление системой светильников можно доверить интеллектуальной системе.

Реализацию автоматического управления светом можно осуществить двумя способами. В первом из них каждая комната оборудуется отдельным пультом. Несколько кнопок на нем отвечают за отдельные осветительные приборы. Пользуясь пультом, можно управлять светом, не вставая с кресла или дивана.

Второй способ представляет собой полную автоматизацию освещения с использованием особых датчиков. Как только человек входит в комнату, свет в ней включается, а выключается через некоторое время после ухода. Такая система автоматизации крайне удобна: особенно это заметно, если обе руки чем-либо заняты. Привычные выключатели, впрочем, в этой системе не отменяются: можно выключить свет вручную, оставаясь в комнате.

Система управления яркостью освещения позволяет регулировать степень силы светового потока. Выполнение регулировки с пульта дистанционного управления является довольно удобным, но не единственным способом. Органы регулировки яркостью можно вынести на отдельную панель или сделать такую регулировку частью общей программы управления светом.

Освещение может управляться таймером, что, безусловно, оценят те, кто соблюдает определенный режим. Например, можно запрограммировать систему так, что после определенного времени вечером и ночью свет будет включаться на половину мощности, достаточной для ориентирования в жилище. Более сложной, но, безусловно, очень удобной системой является управление освещенностью по времени суток. Естественного света может показаться недостаточно даже летним днем, например, во время дождя, и здесь на помощь придет особый датчик, который фиксирует степень освещенности и включает лампы при необходимости.

Системы "умного дома" позволяют реализовать создание эффектных световых сцен, при которых происходит выделение светом отдельных интерьерных элементов по определенному сценарию.

Системы автоматического управления освещением эффективны как во вместительных коттеджах, так и в относительно малогабаритных квартирах. Они делают жизнь гораздо комфортнее, а затраты, которые придется понести при приобретении и установке оборудования, окупятся значительно быстрее, чем планируется изначально: практика показывает, что интеллектуальные системы управления освещением дают существенную экономию электроэнергии. Такие системы подчеркивают достоинства дизайна помещения, способны создать нужное настроение именно там и тогда, когда этого желают хозяева. Вам не придется вспоминать, выключили ли вы свет на кухне - последние модели интеллектуальных систем допускают контроль с компьютера или даже с мобильного телефона. Испытайте все преимущества автоматического управления системами освещения и вы.

2.4 Управление климатом

Езда в автомобиле с климат контролем и без него сильно отличается. Качественная система климат контроля учитывает всё разнообразие ощущений комфорта для различных климатических условий. Учитывается и уличная температура и уровень солнечного излучения. Интеллектуальная система даже старается, чтобы пассажиры не заболели. Авто элитных марок почти всех производителей (Lexus, BMW, Mercedes, Audi, Mazda, Porsche, Mitsubishi, Honda, Land Rover, Subaru, Toyota, Volvo, Nissan, Volkswagen) оснащаются даже раздельным управлением климатом для водителя и пассажиров. Тем более требования качественного климата относится к нашему жилью или офису. Здесь мы проводим большую часть времени. От качественного климата зависит наш отдых, наше настроение, наше здоровье.

· Индивидуальные параметры для каждого помещения.

· Слаженная работа кондиционеров, тёплых полов, радиаторов, вентиляции

· Лёгкость управления с настенных сенсорных панелей, с пультов ДУ, по датчикам движения, можно прогреть комнату по SMS еще до приезда

· Легко настраивать температурные графики

· Экономия, даже когда о ней не задумываешься. Уменьшение температуры на 1 градус может сэкономить до 6% энергоресурсов.

Климат-контроль подразумевает измерение и поддерживание в заданных пределах параметров воздуха в помещениях: температуры, влажности, состава. Для обеспечения этого используются различные системы: теплые полы (электрические и водяные), радиаторы, фанкойлы, системы кондиционирования и вентиляции, увлажнители и осушители воздуха, ионизаторы и т.д.