Умный дом в word

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Трубчевский политехнический техникум»

Индивидуальный проект

Умный дом

ОУДП.03 Информатика

Автор:  А.В. Куцев, I курс обучения ППССЗ: 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта

Руководитель: Рак Н.А. преподаватель информатики. Отметка: ___ (_________) /____________/ подпись руководителя

Трубчевск, 2016 — 2017 уч.год

Оглавление

Введение 3

Глава I. Теоретический аспект исследования……………………………………………6

1.1. Умный дом как домашняя автоматизация 6

1.2. Умный дом как автоматизация здания 6

1.3. История возникновения 7

1.4. Конструкция системы «Умный дом» 8

1.4.1. Системы безопасности 9

1.4.2. Управление освещением 11

1.4.3. Управление климатом 12

1.4.4. Система управления 15

1.4.5. Система отопления, вентиляции и кондиционирования 16

1.4.6. Система освещения 16

1.4.7. Система электропитания здания 17

1.4.8. Система безопасности и мониторинга 17

1.5. Японский «Умный дом» 18

1.5.1. Развитие «умных» домов в Японии 19

1.6. Перспективы «Умных» домов в России 21

1.7. Стоимостные характеристики «умного» дома………………………….24

Заключение 27

Список используемой литературы 29

Введение

Интернет стал одним из важнейших изобретений за всю историю человечества. Многие люди мечтают подключить к интернету все электронные предметы. Активно идут обсуждения проектов «умных домов», общего информационного пространства и других вариантов объединения разрозненных электронных компонентов в единую систему.

На сегодняшний день в интернете можно найти большое количество статей, в которых говорится о том, как создать систему управления: светом, розетками, чайником, холодильником и т.д. Однако все эти статьи описывают разные варианты подключения, что не приемлемо в единой системе.

Меня заинтересовала эта тема. Я решил больше узнать о системе умный и интеллектуальный дом. Ещё Н. Винер в 1940 году сказал «Не за горами день, когда окружающие нас вещи научатся думать и станут много более полезны обществу», и вот этот день настал.

Современный человек предъявляет очень высокие требования к комфортности среды обитания:

1. Эстетические (дизайн и стиль интерьера, ландшафта, красота и функциональность окружающих предметов);

2. Климатические (тепло, холод, чистый воздух);

3. Общебытовые (вода, газ, электричество, радио, телевидение, интернет, телефонная связь, наличие кухонных машин и систем гигиены саун и ванн);

4. Требования к безопасности и контролю за ней (безопасность жилища, хозяев дома и их близких);

5. Требования к надежности сложных систем (компьютеры, домашние кинотеатры, посудомоечные, стиральные машины, СВЧ — печи и др.)

В результате инженерное оснащение квартир и коттеджей неуклонно усложняется, и растет количество устройств, участвующих в формировании этой среды. Возлагать на хозяина жилья управление всеми системами становится неудобно, невыгодно и небезопасно. Комплексная система управления жилищем «умный дом» берет на себя всю рутинную работу по решению этой запутанной задачи, оставляя человеку только принятие главных, «базовых» решений. [1]

Актуальность темы исследования обусловлена высоким потенциалом развития систем «умного дома» и отсутствием единых стандартов устройств, включенных в эти системы.

В чем актуальность «умного дома»? Достаточно взглянуть на преимущества комплекса:

1. автоматизация большинства процессов в смарт — хаусе;

2. контроль над состоянием электроприборов, освещения, системы водоснабжения;

3. предотвращение несанкционированного проникновения в смарт — хаус;

4. снижение суммы коммунальных услуг за смарт — хаус за счет экономии электроэнергии.

Автоматизация зданий, или умное здание (англ. smart house ) — система высокотехнологичных устройств в жилом доме современного типа, организованная для наиболее комфортного проживания или работы людей.

Из недостатков системы «умный дом» специалисты отмечают разве что дороговизну. Если сравнить плюсы и минусы, становится ясно, что он дает: экономию, комфорт и безопасность. Технологии строительства комплексов предусматривают, что в системе «умного дома» не перегорит проводка из-за попадания воды с затопленной ванны, не лопнет труба из-за перепада температур.

Цель моего проекта: описать структуру автоматизации системы домашних устройств без участия человека.

Для достижения указанной цели необходимо решение следующих задач:

1. рассмотреть понятие системы «Умный дом» и принцип её действия;

2. рассмотреть возможности системы «Умный дом»;

3. выявить системы управления;

4. проанализировать системы домашней автоматизации в Японии и в России;

5. рассмотреть стоимость данных услуг.

Объектом исследования моей работы является система «умный дом».

Предметом исследования выступает система высокотехнологичных устройств в жилом доме современного типа.

В работе использованы такие методы исследования как анализ и синтез.

Глава I. Теоретический аспект исследования 1.1. Умный дом как домашняя автоматизация

Умный дом (smart home) в этом значении – система домашних устройств, способных выполнять действия и решать определенные задачи без участия человека. Наиболее распространенные примеры таких действий — автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении, возгорании или протечке воды.

Домашняя автоматизация в современных условиях – чрезвычайно гибкая система, которую пользователь конструирует и настраивает самостоятельно в зависимости от собственных потребностей. Это предполагает, что каждый владелец умного дома самостоятельно определяет, какие устройства и где установить и какие задачи и как они будут исполнять. [2]

1.2. Умный дом как автоматизация здания

Умный дом (smart house, также building automation и intelligent building, рус. АСУЗ) в этом контексте – жилой дом современного типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает безопасность и ресурсосбережение (в том числе и комфорт) для всех пользователей. В простейшем случае она должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Кроме того, от автоматизации нескольких подсистем обеспечивается синергетический эффект для всего комплекса.

Это проще понять, если представить, например, что система отопления никогда не сможет работать против системы кондиционирования. А отопление осуществляется не только по погоде, но и с учётом целого ряда других факторов. От силы ветра, по предсказанию, от времени суток (ночью комфортная температура меньше).

Можно считать, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека (пользователей) с жилым пространством, когда в автоматизированном режиме в соответствии с внешними и внутренними условиями задаются и отслеживаются 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 охранной сигнализации, моторизированными воротами и прочим.[2]

1.3. История возникновения

В 1987 году, в СССР был представлен проект радиоэлектронного оснащения жилища «СФИНКС», по своей сути напоминающий идею современного умного дома. Главной изюминкой проекта был главный центральный процессор, состоящий из нескольких блоков, а также пульты управления – «малый» пульт со съемным дисплеем и большой с псевдосенсорными клавишами. Как ручной, так и большой пульт содержат микрофоны управления голосом.

Проект был разработан в ВНИИТЭ и публиковался в нескольких журналах «Техническая эстетика».

В 1995 году разработчики технологий Java предрекали одним из основных назначений для этой технологии увеличения интеллекта бытовых приборов¹ – например, холодильник сам будет заказывать продукты из магазина. Промышленного распространения эта идея не получила, но такие компании, как Miele и Siemens, уже выпускают бытовую технику с возможностью включения в «умный дом».

Осенью 2012 года компания Panasonic анонсировала полномасштабное производство систем управления энергией SMARTHEMS, предназначенных для «умных домов». Panasonic обещает ввести совместимость с системой HEMS во всю линейку своих бытовых приборов, таких как: кондиционеры, «умная» кухонная техника и системы горячего водоснабжения EcoCute. Новая система AiSEG позволяет связать все оборудование и домашние устройства в единую сеть организовав отображение информации о работе солнечных батарей, расходе электричества, газа и воды и автоматически контролируя работу бытовых приборов с помощью протокола ECHONET Lite². Технологии и применение домашней автоматизации.[4] 1.4. Конструкция системы «Умный дом»

Система умного дома включает три типа устройств:

1. Контроллер (хаб) — управляющее устройство, соединяющее все элементы системы друг с другом и связывающее ее с внешним миром

2. Датчики (сенсоры) — устройства, получающие информацию о внешних условиях

3. Актуаторы – исполнительные устройства, непосредственно исполняющие команды. Это самая многочисленная группа, в которую входят умные (автоматические) выключатели, умные (автоматические) розетки, умные (автоматические) клапаны для труб, сирены, климат — контроллеры и так далее (см. Рисунок 1).

В большинстве современных умных домов контроллер общается с остальными устройствами системы через радиосигналы. Самые распространенные стандарты — Z-Wave, ZigBee и Wi-Fi, в США популярен также Thread.

Для связи с внешним миром контроллер как правило подключается к интернету.

Рисунок 1. Конструкция системы «Умный дом» 1.4.1. Системы безопасности

1. Датчики движения, датчики присутствия, датчики вибрации, датчики разбития стекла, датчики открытия окна или двери;

2. Видеонаблюдение;

3. Видеодомофоны и видеоглазки;

4. Электронные замки (умные замки, смартлоки) и модули управления воротами;

5. Сирены.

Эти устройства позволяют сконструировать подходящую систему безопасности от сравнительно простой до достаточно сложной.

Среди основных алгоритмов:

1. регистрация нежелательного проникновения;

2. уведомление владельцев;

3. включение сирены;

4. запуск видеосъемки;

5. запирание входных или межкомнатных дверей (см. Рисунок 2).

Вдобавок, системы безопасности умного дома интегрируются с охранными системами, по тревоге высылающими группы реагирования. В большинстве стран рынок охранных систем существует достаточно давно, в то время как системы умного дома стали широко распространяться лишь в 2010-х годах. Отдельные поставщики охранных услуг позволяют интегрировать свою сигнализацию с умными устройствами, которые устанавливает сам пользователь, либо соглашаются высылать группы реагирования по сигналам тревоги с таких устройств.

Электронные замки, видеодомофоны и видеоглазки позволяют также организовать систему контроля доступа с возможностями дистанционного управления, видеозаписи и так далее.[6]

Рисунок 2. Системы безопасности 1.4.2. Управление освещением

1. Умные выключатели и диммеры;

2. Модули управления шторами, жалюзи и рольставнями;

3. RGB- и RGBW-контроллеры для управления светодиодными светильниками, прежде всего светодиодными лентами;

4. Датчики движения и присутствия;

5. Датчики освещенности;

6. Такие устройства позволяют автоматизировать управление светом и чаще всего используются, чтобы:

7. автоматически включать свет, когда люди входят в помещение, и выключать, когда выходят;

8. автоматически поддерживать освещенность на постоянном уровне, регулируя яркость светильников и положение жалюзи или штор (см. Рисунок 3);

9. автоматически регулировать освещенность в зависимости от сезона и времени суток или по другим заранее заданным правилам.[7]

Рисунок 3. Управление освещением 1.4.3. Управление климатом

1. Основная задача устройств умного дома в этом случае — Датчики влажности;

2. Датчики температуры;

3. Термостаты для поддержания постоянной температуры или ее автоматического регулирования;

4. Терморегуляторы для управления мощностью батарей отопления;

5. Климат — контроллеры, передающие команды умного дома на технику предыдущих поколений, которая управляется обычными дистанционными пультами, прежде всего на кондиционеры;

6. Гигростаты для поддержания постоянной влажности или ее регулирования;

7. автоматически регулировать работу климатических систем так, чтобы одновременно обеспечить комфортный микроклимат и сократить расходы на его поддержание;

8. автоматически поддерживать комфортную температуру в помещениях, где находятся люди;

9. автоматически снижать мощность батарей и кондиционеров в отсутствие людей и ночью;

10. автоматически поддерживать влажность, комфортную для людей и щадящую для помещения и предметов обстановки;

11. автоматически вентилировать помещения и очищать воздух, поддерживая комфортное качество воздуха.[7]

Рисунок 4. Теплоизоляция пассивного дома

Фотография в инфракрасных лучах показывает, насколько эффективна теплоизоляция пассивного дома (справа) по сравнению с обычным домом (слева) (см. Рисунок 4).

Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию следующих систем в единую систему управления зданием:

1. Системы управления и связи;

2. Система отопления, вентиляции и кондиционирования;

3. Система освещения;

4. Система электропитания здания;

5. Система безопасности и мониторинга (см. Рисунок 5).

Рисунок 5. Управление климатом 1.4.4. Система управления

1. Управление с одного места аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром, мультирум;

2. Удалённое управление электроприборами, приводами механизмов и всеми системами автоматизации. Электронные бытовые приборы в умном доме могут быть объединены в домашнюю Universal Plug’n’Play – сеть с возможностью выхода в сети общего пользования;

3. Механизация здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электроподогрев ступеней и т.п.).[8]

Рисунок 6. Система управления 1.4.5. Система отопления, вентиляции и кондиционирования

Система отопления, вентиляции и кондиционирования (Heating, Ventilation and Air Conditioning, HVAC) обеспечивает регуляцию температуры, влажности и поступление свежего воздуха. Кроме этого, HVAC экономит энергию за счет рационального использования температуры среды. Некоторые подсистемы:

1. управляемый через сеть кондиционер;

2. механизмы автоматического открытия/закрытия окон для поступления холодного или теплого воздуха в подходящее время суток.[9]

1.4.6. Система освещения

Система освещения (Lighting control systems, LCS) контролирует уровень освещенности в помещении, в том числе для экономии электроэнергии за счет рационального использования естественного освещения. Некоторые подсистемы:

1. автоматика для включения/выключения света в заданное время суток;

2. датчики движения для включения света только тогда, когда в помещении кто — то находится;

3. автоматика для открытия/закрытия ставней, жалюзи, для регулировки прозрачности специальных оконных стекол.[8]

1.4.7. Система электропитания здания

Системы электропитания обеспечивают бесперебойное питание, в том числе за счет автоматического переключения на альтернативные источники электропитания. Некоторые подсистемы:

1. Автоматический ввод резерва;

2. промышленные ИБП;

3. дизель — генераторы.[8]

1.4.8. Система безопасности и мониторинга

В систему безопасности и мониторинга входят следующие подсистемы:

1. система видеонаблюдения;

2. система контроля доступа в помещения;

3. Охранно — пожарная сигнализация (в том числе контроль утечек газа);

4. Телеметрия — удалённое слежение за системами;

5. Система защиты от протечек – автоматическая блокировка водоснабжения при протечке и заливе помещения. Состоит из контролирующего устройства, специальных кранов и датчиков, детектирующих затопление (Аквасторож, Neptun, Гидролок и другие);

6. GSM-мониторинг – удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и управление системами дома через телефон. В некоторых системах при этом можно получать голосовые инструкции по планируемым управляющим воздействиям, а также голосовые отчёты по результатам выполнения действий;

7. IP-мониторинг объекта;

8. Имитация присутствия.[8]

1.5. Японский «Умный дом»

На выставке в Токио представили прототип «умного дома», воплотившего в себе все последние разработки в сфере социальной инфраструктуры (см. Рисунок 7). Проект, по сути, является жилым домом с рядом встроенных автоматизированных систем, которые позволяют не только упростить быт, но и существенно экономить ресурсы.

Токийский «умный дом» продемонстрировал лучшие решения современных производителей сразу по трём направлениям: «Здравоохранение», «Комфорт» и «Энергетика». Особый интерес вызвали системы оптимизации. Они способны  отслеживать перемещения жильцов, учитывать их привычки в быту, сводя к минимуму таким образом расходы на отопление и на электроэнергию. Кроме этого, в «умном» доме установлены сенсоры, назначение которых кондиционировать помещение и автоматически выключать свет, реагируя на присутствие человека.

Особое внимание разработчики «умного» дома уделили автономному энергоснабжению, представив бесперебойное питание для дома. Стоит отметить, что подобные системы уже появились и на российском рынке. Отечественные разработки обеспечивают автономное бесперебойное питание объектов на срок до двух суток, используя внешний генератор с автозапуском. Такие инверторные системы обеспечиваю не только бесперебойную работу, но и 100% автономность.

Забота о здоровье обитателей дома – одна из сильных сторон «умного» дома. Жильцам предлагают носить специальные браслеты, отслеживающие условия сна и показатели жизнедеятельности. Полученные данные анализируются системами «умного дома», и у его обитателей есть возможность подкорректировать микроклимат. Разработчики «умного дома» предусмотрели в том концепте систему автоматизации и уборки помещений. Наводить порядок в доме будет робот-пылесос, управление которым осуществляется через управляемую домашнюю централизованную систему энергоменджмента. В «умном доме» используются и подключенные к Интернету «умные» бытовые приборы. [3]

Рисунок 7. Японский «Умный дом» 1.5.1. Развитие «умных» домов в Японии

В Японии правительство решило серьезно подойти к разработке «умных» домов. Дома здесь будут проектироваться иначе и немного отличаться от своих западных аналогов.

Дело в том, что правительство рассчитывает на создание сооружений, которые будут устойчивы к сейсмической активности. В западной части страны землетрясения являются настоящей проблемой. Поэтому разработка дома, который будет устойчив к колебаниям почвы – это приоритет. Причем важно учесть, чтобы устояла к колебаниям даже местная канализация.

Одной из первых за новый проект взялась компания Panasonic. Некоторые образцы домов уже существуют, однако, пока что они не прошли должной проверки. Считается, что организация вложила в строительство весь свой опыт и применила ряд инноваций. Panasonic стала, конечно, не единственной компанией, которой интересен такой социальный и высокотехнологичный проект.

Ожидается, что в ближайшие годы к программе подключится несколько ведущих компаний в сфере высоких технологий.
Дома от Panasonic пока что не проверены на устойчивость к землетрясениям, зато компании удалось решить одну глобальную проблему. Во всех строениях была установлена особая инновационная система электросбережения, которая позволяет экономить на электроэнергии.

Даже наружное освещение подлежит управлению и контролю. Что касается сейсмоустойчивости, то она гарантируется домам материалами, использованными при строительстве. Panasonic применила специальные техноструктуры, которые могут выдерживать высокие колебания грунта.

На сегодняшний день известен также «умный» дом от Honda Motor. Это не само строение, а именно система управления домом. Как и Panasonic, специалисты Honda Motor решили преимущественно проблему с расходом электроэнергии (см. Рисунок 8,9).

В здании установлены специальные энергосберегающие панели, которые собирают солнечный свет. Также в доме есть местная установка для производства электроэнергии. [4]

Ри

Рисунок 8. Система управления «Умным» домом в Японии

Рисунок 9. Система управления «Умным» домом в Японии

1.6. Перспективы «Умных» домов в России

Сначала об «умных домах» — smart — системах для домовладельцев. Наблюдаемые в этом сегменте высокие темпы роста являются простым следствием единичности совершающихся сделок и лишь подтверждают зачаточность рынка. Происходящее очень напоминает «бурю в стакане воды», причем почти в буквальном смысле — поскольку данный рынок обречен быть узко-локализованным. Долгое время он не будет выходить за границы пространств элитного жилья Москвы и Подмосковья. В последующем, конечно, неизбежна экспансия этого рынка в регионы, но, опять же, исключительно за счет элитного потребления. В региональных центрах будут образовываться анклавы «умных» домов — предмет потребления региональных элит.

Массовым рынок «умных домов» в России вряд ли станет. Это связано с консервативностью культуры потребления, с низкой покупательной способностью широких масс населения и, может быть, самое главное – с отсутствием объективной потребности в «умном доме» как системе, предназначенной для городской квартиры.[5]

Консервативность (безразличие) культуры потребления среди слоев населения с высокими доходами будет довольно скоро преодолена, и в этих слоях «умный дом» вероятно, очень скоро станет такой же обязательной визитной карточкой, как дорогой автомобиль или гардероб, т.е. превратится в элемент стиля (см. Рисунок 10,11).

Для элит цена «умного дома» не будет иметь значения, но зато для средних слоев населения она станет непреодолимым фактором, сдерживающим потребление этого класса систем. И даже не потому, что у этой категории населения нет соответствующих средств. Причина в другом – в том, что «умный дом», если рассматривать его с чисто функциональной точки зрения, занимает не совсем понятное место в системе потребностей владельца типичной городской квартиры.

Действительно, значительная часть квартир уже оборудована привычными системами, выполняющими фактически те же функции, что и «умный дом», хотя и с меньшим интеллектуальным изыском. Те же сигнализация или кондиционирование помещений, взятые по отдельности, стоят намного дешевле, чем призванный их интегрировать «умный дом». При этом синергетический эффект, получаемый в результате интеграции всех этих систем в единое интеллектуальное целое, для владельца городской квартиры не так уж значим по сравнению с ценой, которую нужно за это заплатить. Лучше купить второй автомобиль – а будет ли выключаться свет сам, когда вы случайно уснете или нет – не так уж важно. Более важный класс потребностей – в безопасности, комфорте и досуге – опять же выполняют уже привычные, хотя и менее «умные» – сигнализации, кондиционеры и телевизоры с системой Dolby и плоским экраном. Так зачем платить больше за решение, дающее явно избыточный для обычной городской квартиры эффект?

Итак, основной вывод – «умные дома», несмотря на кажущиеся многообещающими сегодняшние высокие темпы роста, останутся замкнутыми в сфере элитного, штучного потребления, сильно локализованного и пространственно, и социально.[2]

Рисунок 10. «Умный» дом в России

Рисунок 11. «Умный» дом в России

1.7. Стоимостные характеристики «умного» дома

Итак, сколько же стоит система «Умный Дом»? Можно выделить несколько ценовых категорий от комфортного минимума до автоматизации «по полной».

До 50 000 рублей

В эту ценовую категорию попадают следующие подсистемы:

• Уведомление хозяина по GSM каналу о некоторых событиях, происходящих в доме (отключение электропитания, срабатывание охранной или пожарной сигнализации, постановка/снятие дома с охраны и т.д.)

• Удаленное управление (посредством СМС) такими процессами как, например, включение обогрева или системы вентиляции дома, включение освещения (имитация присутствия хозяев) и т.д.

• Управление розетками с инфракрасного пульта.

50 000 — 250 000 рублей

• Управление электроснабжением дома: распределение энергопотребления между фазами, отключение менее приоритетных устройств превышении порога энергопотребления.

• Отключение ветвей энергопотребления при отъезде хозяина дома.

• Система предупреждения аварий.

• Система видеонаблюдения и домофона.

250 000 — 600 000 рублей

• Комплексная охранная и пожарная сигнализация с контролем периметра, отключение систем вентиляции в случае пожара.

• Система видеонаблюдения через интернет.

• Автоматическое управление освещением по датчикам движения, датчику освещённости, сценариям освещения и таймерам.

• Автоматика ворот.

• Выдача аварийных сообщений о протечках воды и утечках газа, перекрытие стояков в зоне с протечками.

600 000 — 1 200 000 рублей

• Управление всеми системами дома от единого контроллера.

• Разработка индивидуального пользовательского интерфейса для управления всеми процессами в доме.

• Управление домом через сенсорные панели и с КПК.

• Индивидуальная система управления обогревом, вентиляцией, теплым полом в каждой комнате.

• Контроль относительной влажности и качества воздуха по уровню СО₂ в жилых комнатах. Ручное или автоматическое управление распределением воздуха от вентиляционной машины по помещениям.

• Управление всеми розетками и группами освещения — ручное, по датчикам или по общим сценариям здания.

• Автоматика насосов канализации и баков водоснабжения.

от 1 200 000 рублей

• Обогрев наружных сетей — мониторинг наружной температуры и целостности греющих кабелей, ручное или автоматическое управление обогревом по датчику промерзания.

• Обогрев ливнестоков — мониторинг наружной температуры и целостности греющих кабелей, ручное или автоматическое управление обогревом по датчику осадков.

• Мультирум — единая теле- и аудиосистема. Автоматическое распределение звука по датчикам присутствия в соответствии с предпочтениями хозяина, единая система управления телевизорами и развлекательными системами дома.

• Полная автоматизация всех процессов дома.

• Полный контроль и управление через интернет. [8]

Заключение

Работая над этой темой я пришел к выводу, если вы не имеете времени на решение бытовых вопросов, и вы хотите облегчить свою жизнь с помощью новейших технологий «Умный дом» лучший выбор!

В настоящий момент «умных домов» не так уж и много в нашей стране, в большинстве это элитные дома и коттеджи. Но уже разработаны и малобюджетные проекты, которые позволяют установить систему «умный дом» с минимальными денежными вложениями.

Возможности современных технологий действительно завораживают, такая система управления домом кажется одним большим плюсом.

Но было бы неправильно не упомянуть ее минусы:

Высокая цена, так же любая техника, даже самая современная периодически ломается, и если в системе управления домом выйдет из строя что — то одно, то «полететь» может приличная часть всей системы.

Полноценная система «Умный дом» это однозначно не та вещь, которая делается раз и навсегда. Через 5-10 лет технологии принципиально изменятся, и старая система потеряет свою актуальность. В основном, конечно, из-за скорости, с корой мы летим «в будущее».

Цель моей исследовательской работы достигнута, а именно, описана структура автоматизации системы домашних устройств без участия человека.

В данной работе были решены все поставленные задачи:

1. рассмотреть понятие системы «Умный дом» и принцип её действия;

2. рассмотреть возможности системы «Умный дом»;

3. выявить системы управления;

4. проанализировать системы домашней автоматизации в Японии и в России;

5. рассмотреть стоимость данных услуг.

Мне очень интересна данная тема и в дальнейшем я хочу рассмотреть технологии реализации данной системы.

Список используемой литературы

1. http://ru.wikipedia.org

2. http://www.fieldbus.narod.ru

3. http://www.ferra.ru

4. http://termosys.ru

5. http://econet.ru

6. http://www.luxsound.ru

7. http://www.axico.ru

8. http://www.domidomik.ru

9. http://electronic-home.com.ua/crestron

1 https://ru.wikipedia.org

2 https://ru.wikipedia.org/wiki

2

Министерство
образования Приморского края

Краевое
государственное автономное профессиональное

образовательное
учреждение

«Лесозаводский
индустриальный колледж»

Тема: Умный дом

Автор: Назаренко Матвей Дмитриевич

(студент гр ИС-1, специальность:
Информационные системы  и программирование)

Руководитель: Грановская Мария Викторовна

(преподаватель информатики)  

2020г.

Содержание

Введение……………………………………………………………………….….3

 1.Система «Умный дом»……………………………………………………….5

1.1 Что такое  Умный дом…………………………………….…………………..5

1.2  «Умный дом» —  как все начиналось………………………………………..6

2. Исследование по теме:  Умный дом………………………………………..7

2.1. Возможности умного дома………………………………………………….7

2.2. Управление освещением…………………………………………………….7

2.3. Управление климатом……………………………………………………….7

2.4. Защита от протечек
воды……………………………………………………8

2.5. Управление розетками………………………………………………………8

2.6. Видеонаблюдение для
дома…………………………………………….….

2.7. Удалённое управление
Умным домом…………………………….……….9

2.8. Умные датчики………………………………………………………………9

2.9. Пожарная
сигнализация в доме………………………………………….…9

2.10. Охрана дома………………………………………………………………..10

2.11. Мультирум…………………………………………………………………10

2.12. Автоматизация
приводов………………………………………………….11

2.13. Стоимость услуг Умного дома в Приморском крае……..………………11

2.14. Вывод……………………………………………………………………….13

Заключение………………………………………………………………………14

Используемые источники……..………………………………………………15

Введение

В
данном проекте по информатике «Умный дом» автором была изучена
информация о таких возможностях «Умного дома», как управление климатом,
освещением, розетками, защита от протечек вод, видеонаблюдение для дома,
удалённое управление «Умным домом», умные датчики, пожарная сигнализация в доме,
охрана дома и автоматизация приводов.

Индивидуальная исследовательская
работа по информатике на тему «Умный дом» позволила в рамках проекта
провести практическое исследование по изучению вспомогательных функций системы
«Умный дом», выяснить среднюю стоимость системы «Умный дом» в Приморском крае.

Ещё
Н. Винер в 1940 году сказал «Не за горами день, когда окружающие нас
вещи научатся думать и станут много более полезны обществу», и вот
этот день настал.

Современный человек предъявляет очень высокие требования к
комфортности среды обитания:

1.                    
Эстетические (дизайн и
стиль интерьера, ландшафта, красота и функциональность окружающих предметов);

2.                    
Климатические (тепло,
холод, чистый воздух);

3.                    
Общебытовые (вода,
газ, электричество, радио, телевидение, интернет, телефонная связь, наличие
кухонных машин и систем гигиены саун и ванн);

4.                    
Требования к
безопасности и контролю за ней (безопасность жилища, хозяев дома и их близких);

5.                    
Требования к
надежности сложных систем (компьютеры, домашние кинотеатры, посудомоечные, стиральные
машины, СВЧ-печи и др.).

В
результате инженерное оснащение квартир и коттеджей неуклонно усложняется, и
растет количество устройств, участвующих в формировании этой среды. Возлагать
на хозяина жилья управление всеми системами становится неудобно, невыгодно и
небезопасно. Комплексная система управления жилищем «умный дом» берет на
себя всю рутинную работу по решению этой запутанной задачи, оставляя человеку
только принятие главных, «базовых» решений.

Цель работы:  изучение системы «Умный дом».

Задачи:

l  изучить понятие системы «Умный дом»
и принцип её действия;

l  рассмотреть возможности системы Умный дом.

l  провести анализ стоимость данных услуг.

Предмет
исследования: функции
«умного дома».

Гипотеза исследования:

Система
«Умный дом» – востребованная действительность жизни современного человека.

Использованные методы
исследования

-Аналитический

1.Система
«Умный дом»

Рис. 1. Система
Умного дома

1.1.         
Что такое умный
дом

Современный
мир невозможно представить без автоматизации. Наше

жилище
не исключение. В повседневной жизни в квартире или загородном доме мы
производим сотни и тысячи действий, которые могли бы выполняться без нашего
участия. Всё – от включения света до поддержания климата в квартире можно
автоматизировать. Это стало возможной благодаря системе Умный дом.

Умный дом —
жилой дом или квартира, организованный для проживания людей при помощи
автоматизации и высокотехнологичных устройств. Умный дом — это система,
позволяющая обеспечить ресурсосбережение, удобство и безопасность. Такая
система способна распознавать различные ситуации и должным образом реагировать
на них.

Коротко
на вопрос, что такое умный дом, можно ответить следующим образом – это
строение, в котором все происходящие процессы максимально автоматизированы и
подогнаны под потребности человека. В понятие умный дом обычно вкладывают
автоматизацию рутинных мероприятий.

Возможности
системы «умный дом» поистине многогранны. Например, чтобы предотвратить вероятность
ограбления, когда в доме никого нет, система имитирует присутствие хозяина
путём раздвигания жалюзи, включения/выключения света и т.д. Если же
злоумышленники все же проникают внутрь помещения или происходит другая
экстраординарная ситуация, система молниеносно оповещает об этом хозяина.

К
вашему пробуждению система нагреет полы в ванной комнате, включит музыкальный
центр, настроит работу кондиционера на заданную температуру, отрегулирует
оптимальную влажность в помещении и решит множество других бытовых задач. Все
множество выключателей может заменить один пульт или настенный выключатель с
экраном.

Основа системы умный дом — это алгоритмы. Они должны быть грамотно составлены,
чтобы не было конфликта между различными видами систем. Например, система
отопления подняла температуру в помещениях до того уровня, когда срабатывает
система кондиционирования. Такого быть не должно. Более того, умный дом должен
учитывать множество других условий: температура за окном, ветер, время суток.
Неоспоримым преимуществом является возможность контролировать и управлять
различными системами в доме удалённо.

1.2.  «Умный дом» —  как все
начиналось.

Впервые о понятии такой
системы заговорили в американском Институте Интеллектуальных зданий ещё в
прошлом столетии. Задачей учёных было максимальное упрощение быта
человека, которое позволило бы сделать жизнь более комфортной.

На тот момент единственным
решением, которое считалось революционным, была передача данных по одному
проводу — таким способом можно было бы управлять несколькими устройствами
сразу. Эта система внедрялась в здание ещё на этапе строительства, но проект
потерпел неудачу сразу же — стремительный прогресс в области телефонии и
компьютеров делал её устаревшей ещё до того, как в дом въезжали первые жильцы.
Пользоваться подобной технологией не представлялось возможным.

История
возникновения «Умного дома» всё же имеет конкретную дату рождения — ей
считается 1978 год. Именно тогда две американские компании выпустили на рынок
кабельную технологию, которая, тем не менее, получила распространение лишь в
пределах одной конкретной страны ввиду возможности её работы лишь в
американских электросетях.

2.       
Исследование
по теме:  Умный дом

2.1.Возможности умного дома

Рис. 2  Возможности умного дома

2.2.Управление климатом

Одна
из основных и самых важных возможностей системы. Её важность обусловлена не
только рамками комфорта жильцов, но и возможностью экономией ресурсов. Вы
можете выставить температуру, влажность воздуха, управлять тёплым полом и
другое. Умный дом будет поддерживать выбранные значения, используя систему
кондиционирования, отопления, вентиляции, увлажнения. Кроме того, можно задать
различные программы микроклимата, которые будут изменяться в зависимости от
заданного условия. Например, указав ваши часы работы, когда вы отсутствуете
дома, система не будет попусту расходовать электроэнергию и ресурсы во время
вашего отсутствия, а к моменту вашего возвращения микроклимат в доме будет
таким, каким вы его задали. Система автоматически заранее включит все необходимые
приборы (отопление, тёплый пол, кондиционирование, увлажнитель воздуха), чтобы
получить нужную температуру в помещении к вашему приходу. Поэтому вы можете
сэкономить средства, затраченные на энергоносители.

2.3. Управление освещением

Вы
сможете удалённо выключать и включать освещение в любом помещении и
регулировать уровень яркости. Кроме ручного управления, есть возможность
организовать автоматическую систему освещения с использованием различных
датчиков. Датчики движения и присутствия позволяют определить нахождение
человека в помещении и включить или выключить освещение. Можно создать
различные сценарии для освещения, так одним кликом вы сможете создать
романтическую обстановку, выключив основное освещение и убавив подсветку до
минимума.

2.4. Защита от протечек воды

Позволяет контролировать все водопроводные
соединения и в случае протечки автоматически перекроет вентиль.

Защита от
протечки состоит из нескольких элементов:

·                        
Датчик протечки;

·                        
Запорное устройство с
электроприводом;

·                        
Контроллер.

Датчики
устанавливаются в местах возможного образования скопления воды от протечки. При
появлении влаги, контакты на датчиках замыкаются, и сигнал отправляется на
сервер Умного дома. Система обрабатывает сигнал и посылается команда на
контроллер электропривода вентиля, чтобы тот перекрыл водоснабжение. Система
Умный дом уведомляет жильцов о проблеме через все возможные средства связи:
e-mail, SMS-сообщения, всплывающие уведомления в интерфейсе Умного дома. Как
только будут предприняты меры по устранению протечки, пользователь сможет
открыть вентиль водопровода через интерфейс Умного дома.

2.5. Управление розетками

Позволяет
держать под контролем все электроприборы, подключённые к «умным розеткам».
«Умная розетка» оборудована wi-fi-контроллером, реле и фильтром. Фильтр
позволяет сохранить ваши электроприборы от скачков напряжения. Через интерфейс
умного дома вы можете отслеживать потребление тока, отключать и включать
розетки. Можно вести учёт потребления электроэнергии круглые сутки и видеть,
сколько потребляет тот или иной электроприбор. Можно указать тарифы ЖКХ на
электроэнергию и вывести потреблённое количество в денежном эквиваленте. Всё
это в будущем может помочь вам сэкономить. Больше не стоит волноваться по
поводу оставленного включённым утюга или обогревателя, достаточно зайти в
личный кабинет вашего Умного дома и отключить нужную вам розетку.

2.6. Видеонаблюдение для дома

Позволяет
организовать полный контроль как снаружи, так и внутри. Система представляет
собой несколько видеокамер, видеосервер и видеопроцессор. Камеры оборудованы
поворотным механизмом, позволяющим установить угол обзора таким образом, чтобы
охватить как можно больше территории. Инфракрасная подсветка позволит
осуществлять качественную видеосъёмку при любом освещении. Видеосервер с
большим запасом места для хранения видеоархива позволит сохранить внушительные
объёмы информации за неделю, и вы всегда сможете получить доступ на просмотр
видеоматериалов. А интерфейс Умного дома предоставляет доступ для просмотра с
камер видеонаблюдения в режиме онлайн.

2.7. Удалённое управление Умным домом

Есть
несколько вариантов доступа к интерфейсу управления. Во-первых, вы сможете
управлять системой через стационарные сенсорные экраны, установленные в удобном
для вас месте. Во-вторых, доступ через веб-интерфейс. Находясь хоть в
противоположной точке земного шара, вы всегда сможете выключить забытый утюг из
сети или свет в ванной комнате. В-третьих, это доступ через мобильное
приложение. Ваш смартфон теперь не только инструмент для выполнения звонков и
убивания времени, но и полноценное средство управления вашим Умным домом.

2.8. Умные датчики

Обнаружат ваше присутствие и движение и
включат приглушённую подсветку, где бы вы ни были. Система продумана до
мелочей: если уровень освещения в силу времени суток достаточен для комфортного
пребывания в помещении, то освещение не будет включено. Другими словами,
освещение будет использовано только тогда, когда оно уместно. Система Умный дом
очень гибкая и оставляет место для фантазии заказчика. Например, возможно
организовать включение и выключение света по хлопку, что может помочь
престарелым людям. Также есть возможность осуществить регулировку освещения в
зависимости от датчиков освещённости. Чем темнее становится на улице, тем ярче
становится освещение в помещении.

2.9. Пожарная сигнализация в доме

Система
состоит из пожарных извещателей разных типов (температурные, задымления),
сирены и блока управления. При возникновении опасности, система известит всех
жильцов по всем возможным каналам связи: сирена, SMS-сообщения, e-mail,
всплывающие уведомления в интерфейсе управления Умным домом. Также можно
установить датчики утечки газа и сервоприводы на клапаны газовой магистрали.
Они должны располагаться вблизи с возможным источником утечки: газовая магистраль,
газовый водонагреватель (котёл или колонка), газовая плита и др. При
срабатывании датчика утечки газа происходит перекрытие клапанов и оповещение
жильцов по аналогии с противопожарной системой.

2.10. Охрана дома

Все
датчики, которые были использованы для удобства и экономии, можно переключить
на безопасность вашего имущества. Датчики движения, присутствия, камеры
видеонаблюдения, магнитные датчики, система оповещения — всё это позволит
создать полноценную охранную систему. Покидая дом, поставьте его на охрану и вы
будете уведомлены о срабатывании определённого сценария — открытие дверей,
разбитие стекла, проникновение в помещение. При длительном Вашем отсутствии
система по заданному вами графику будет включать свет, музыку, раздвигать
шторы, создавая иллюзию вашего присутствия. Функция – имитация присутствия
животных отпугнет случайного воришку, при нажатии на кнопку звонка в квартире
раздастся грозный лай собаки. Если, Вы опасаетесь вторжения непрошенных гостей,
то тревожная кнопка позволит сообщить без видимых внешних проявлений Вашим
доверенным лицам, которые могут что-то предпринять, о «нестандартной»
ситуации в Вашем доме. В данном случае размещение тревожных кнопок в доме надо
заранее продумать и разместить из вблизи двери на полу, в санузле или на самой
двери, чтобы иметь возможность незаметно ее нажать.

2.11. Мультирум

Мультирум —
это подсистема Умного дома, позволяющая организовать аудио- и видеосигналы в
пределах помещения. Система Умный дом позволит управлять треками и
видеозаписями со смартфона или планшета. Сохраните ваши любимые треки и фильмы
на сервере Умного дома и получите полный доступ из любой части вашего дома.

«Ростелеком» на Дальнем Востоке предлагает пользователям «Интерактивного
телевидения» услугу «Мультирум». Она позволяет подключить одновременно до трех
приставок «Интерактивного ТВ» в рамках одной абонентской платы.

Как сообщает пресс-служба «Ростелеком», «Мультирум» – сервис для
одновременного просмотра разных каналов на разных телевизорах в одном доме в
рамках одной абонентской платы. Стоимость услуги составляет 70 рублей в месяц
за три телевизора. Выгода очевидна – абонент платит в 2,5 раза меньше по
сравнению с суммой при подключении пакетов на три телевизора отдельно

2.12. Автоматизация приводов

Автоматизируются
приводы жалюзи, роль ставень, ворот и много другого. Вы можете создать сценарий
освещения таким образом, что при определённых часах жалюзи будут автоматически
сложены, создав нужный вам уровень освещённости помещения. А подъезжая к
воротам гаража, вы можете активировать их открытие одним касанием экрана вашего
смартфона.

Вспомогательные
функции

Можно
автоматизировать работу системы так, чтобы:

1.                    
ограничить доступ
детей к небезопасным элементам,

2.                    
установить режим
полива газонов или очистки бассейна,

3.                    
включить
круглосуточное внутренне и внешнее видеонаблюдение,

4.                    
настроить работу
техники на необходимые режимы.

2.13.
Стоимость услуг Умного дома в Приморском крае

         Для определения стоимости готового решения  по установке
Умного дома в Приморском крае, для 2-х комнатного, 5-ти комнатного и 8-ми
комнатного домов, мы рассмотрели на примере фирмы «Lane House Group».

Готовые решения для умного
дома:

2-х комнатный:

1.     Выключатели света	5
2.     Регуляторы света (Диммеры)	1
3.     Датчики движения	1
4.     Управление шторами, жалюзи, роль ставнями	2
5.     Радиаторы	3
6.     Управление мультимедиа/мультирум	Есть

Итого стоимость
оборудования Умного дома: 197 436 руб.

5-ти комнатный:

1.     Выключатели света	9
2.     Регуляторы света (Диммеры)	2
3.     Датчики движения	2
4.     Управление шторами, жалюзи, роль ставнями	5
5.     Радиаторы	7
6.     Управление мультимедиа/мультирум	Есть

 Итого
стоимость оборудования Умного дома: 343
675 руб.

8-ми
комнатный:

1.     Выключатели света	13
2.     Регуляторы света (Диммеры)	2
3.     Датчики движения	3
4.     Управление шторами, жалюзи, роль ставнями	7
5.     Радиаторы	9
6.     Управление мультимедиа/мультирум	Есть

Итого стоимость
оборудования Умного дома: 450 628 руб.

Для определения стоимости готового решения  по установке Умного дома в
Приморском крае, для однокомнатной, 3-х комнатной  и 5-ти комнатной квартир, мы
рассмотрели на примере фирмы «Lane
House Group».

Готовые решения для
квартиры:

Однокомнатная:

1.     Выключатели света	4
2.     Регуляторы света (Диммеры)	1
3.     Датчики движения	1
4.     Управление шторами, жалюзи, роль ставнями	2
5.     Радиаторы	3
6.     Управление мультимедиа/мультирум	Есть

Итого стоимость
оборудования Умного дома: 177 063 руб.

3-х
комнатная:

1.     Выключатели света	7
2.     Регуляторы света (Диммеры)	2
3.     Датчики движения	1
4.     Управление шторами, жалюзи, роль ставнями	3
5.     Радиаторы	5
6.     Управление мультимедиа/мультирум	Есть

Итого стоимость
оборудования Умного дома: 253 200 руб.

5-ти
комнатная:

1.     Выключатели света	11
2.     Регуляторы света (Диммеры)	3
3.     Датчики движения	2
4.     Управление шторами, жалюзи, роль ставнями	5
5.     Радиаторы	8
6.     Управление мультимедиа/мультирум	Есть

Итого стоимость
оборудования Умного дома: 374 702 руб.

2.14. Вывод.

На
основании результатов данного исследования, можно сказать, что не существует
единой схемы оптимального комплекта оборудования для получения и преобразования
энергии, а также управления ее использованием в каждом доме. Это зависит от
слишком многих факторов.

На
основании проведенных исследований можно с уверенностью сказать, что серьезное снижение
расходов возможно только в случае интеграции всех подсистем (центрального
отопления, ГВС, вентиляции / кондиционирования) в одну объединенную систему.

 Система,
имея актуальные данные о погодных условиях (автоматически измеряемых снаружи и
внутри дома в течение всего года), а также учитывая присутствие жильцов, будет
в состоянии оптимизировать использование всех видов энергоресурсов, постоянно
заботясь о комфорте жильцов. Выбирая систему управления для дома своей мечты,
уже на этапе проектирования необходимо задать себе вопрос, для чего она должна
быть предназначена: для создания световых сценариев в доме или для обеспечения
реального комфорта пребывания в нем, потратив как можно меньше денег. Решение
заказчика о монтаже интеллектуальных систем в своем доме должно быть
обдуманным. Это следует начать еще на раннем этапе проектирования дома,
поскольку после завершения его строительства – это часто оказывается
невозможным.

3.Заключение

В ходе выполнения исследовательской работы, нами  была
достигнута цель.

Согласно поставленным
задачам, мы изучили понятие системы Умный дом и принцип ее действия,  рассмотрели
возможности данной системы. И провели анализ стоимости данных услуг

Теоретически
любой дом можно утеплить так, чтобы он стал не только энергоэффективным, но и
пассивным, то есть нуждался в настолько небольшом количестве тепла, что для его
обогрева не понадобится система отопления. Это требовало бы
невероятно высоких капиталовложений, не говоря уже о технических проблемах. При
этом только утепление не позволит радикально уменьшить потребление домом
энергии. Чтобы сделать дом энергосберегающим, достаточно воплотить в жизнь
десять вышеописанных правил. Каждое из них в отдельности будет малоэффективным,
но если реализовать все, то можно построить дом, в котором затраты на отопление
не «ударят по карману».

Данная
тема проекта  проявила во мне большой интерес и в дальнейшем изучении спец
дисциплин, я хочу изучить технологии реализации данной системы.

.

Используемые
источники:

1.    
https://ru.wikipedia.org/wiki/Домашняя_автоматизация

2.    
http://www.besmart.su/article/100_funkciy_ud
https://insyte.ru/solutions/climate.php

3.    
https://www.art-in.ru/elektrika/upravlenie-osveshheniem/

4.    
https://aqara.ru/2019/10/08/защита-от-протечек/

5.    
http://www.dom-electro.ru/управление-розетками/

6.    
https://www.art-in.ru/security/videonabludenie/

7.    
https://insyte.ru/solutions/remote-management.php

8.    
http://multisets.ru/smarthouse/equipment/sensors/

9.    
https://mimismart.ru/smart-home/bezopasnost/oxranno-pozharnayasignalizacziya.html

10. https://www.secnews.ru/pr/23830.htm

11. https://vestiprim.ru/news/ptrnews/64269-multirum-ot-rostelekoma-podklyuchayte-televidenie-v-kazhdoy-komnate-s-vygodoy.html

12. http://www.evriko.ru/files/smarthome/smarthome_electric_drive.html

13.
https://mi-shop.com/ru/  
https://xiaomi-smarthome.ru

1.    
Основная часть

1.1
Умный дом как домашняя автоматизация

Умный дом (smart home) в этом значении – система
домашних устройств, способных выполнять действия и решать определенные задачи
без участия человека. Наиболее распространенные примеры таких действий —
автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы
отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении,
возгорании или протечке воды.

Домашняя автоматизация в современных условиях –
чрезвычайно гибкая система, которую пользователь конструирует и настраивает
самостоятельно в зависимости от собственных потребностей. Это предполагает, что
каждый владелец умного дома самостоятельно определяет, какие устройства и где
установить и какие задачи и как они будут исполнять.

1.2Умный
дом как автоматизация здания

Умный дом (smart house, также building
automation
и intelligent
building,
рус. АСУЗ) в этом контексте – жилой дом современного
типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных
устройств. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает безопасность и ресурсосбережение (в том
числе и комфорт) для всех пользователей. В простейшем случае она должна уметь
распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и соответствующим образом
на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее
выработанным алгоритмам. Кроме
того, от автоматизации нескольких подсистем обеспечивается синергетический эффект для всего
комплекса.

Это проще понять, если представить, например, что система
отопления никогда
не сможет работать против системы кондиционирования. А
отопление осуществляется не только по погоде, но и с учётом целого ряда других
факторов. От силы ветра, по предсказанию, от времени суток (ночью комфортная
температура меньше).

Можно считать, что это наиболее прогрессивная
концепция взаимодействия человека (пользователей) с жилым пространством, когда
в автоматизированном режиме в соответствии с внешними и внутренними условиями
задаются и отслеживаются 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 охранной сигнализации,
моторизированными воротами и прочим.

1.3 История возникновения

В 1987 году, в СССР был представлен проект
радиоэлектронного оснащения жилища «СФИНКС», по своей сути напоминающий идею
современного умного дома. Главной изюминкой проекта был главный центральный
процессор, состоящий из нескольких блоков, а также пульты управления – «малый»
пульт со съемным дисплеем и большой с псевдосенсорными клавишами. Как ручной,
так и большой пульт содержат микрофоны управления голосом.

Проект был разработан в ВНИИТЭ и публиковался в
нескольких журналах «Техническая эстетика».

В 1995 году разработчики технологий Java предрекали одним из основных назначений для
этой технологии увеличения интеллекта
бытовых приборов[1]
– например, холодильник сам
будет заказывать продукты из магазина. Промышленного распространения эта идея не получила, но такие компании, как Miele и Siemens, уже выпускают бытовую технику с возможностью
включения в «умный дом».

Осенью 2012
года компания Panasonic анонсировала полномасштабное производство
систем управления энергией SMARTHEMS, предназначенных для «умных домов».
Panasonic обещает ввести совместимость с системой HEMS во всю линейку
своих бытовых приборов, таких как: кондиционеры, «умная» кухонная техника и системы горячего водоснабжения EcoCute. Новая система AiSEG
позволяет связать все оборудование и домашние устройства в единую сеть организовав отображение информации о работе солнечных батарей, расходе электричества, газа
и воды
и автоматически контролируя работу бытовых приборов с помощью протокола ECHONET
Lite[2]. Технологии и
применение домашней автоматизации.

1.4
Конструкция системы «Умный дом»

Система умного дома включает три типа устройств:

a)      
Контроллер
(хаб)
— управляющее устройство, соединяющее все элементы системы друг с другом и
связывающее ее с внешним миром

b)     
Датчики
(сенсоры)
— устройства, получающие информацию о внешних условиях

c)  
Актуаторы – исполнительные
устройства, непосредственно исполняющие команды. Это самая многочисленная
группа, в которую входят умные (автоматические) выключатели, умные
(автоматические) розетки, умные (автоматические) клапаны для труб, сирены,
климат-контроллеры и так далее.

В большинстве современных умных домов контроллер
общается с остальными устройствами системы через радиосигналы. Самые
распространенные стандарты — Z-Wave, ZigBee и Wi-Fi, в США популярен также Thread.

Для связи с внешним миром контроллер как правило
подключается к интернету.

1.4.1 Системы безопасности

a)    
Датчики движения, датчики
присутствия, датчики вибрации, датчики разбития стекла, датчики открытия окна
или двери;

b)   
Видеонаблюдение;

c)    
Видеодомофоны и
видеоглазки;

d)   
Электронные замки (умные
замки, смартлоки) и модули управления воротами;

e)    
Сирены.

Эти устройства позволяют сконструировать подходящую
систему безопасности, от сравнительно простой до достаточно сложной.

Среди основных алгоритмов:

a)    
регистрация
нежелательного проникновения;

b)   
уведомление
владельцев;

c)    
включение
сирены;

d)   
запуск
видеосъемки;

e)    
запирание
входных или межкомнатных дверей.

Вдобавок, системы безопасности умного дома
интегрируются с охранными системами, по тревоге высылающими группы реагирования. В
большинстве стран рынок охранных систем существует достаточно давно, в то время
как системы умного дома стали широко распространяться лишь в 2010-х годах.
Отдельные поставщики охранных услуг позволяют интегрировать свою сигнализацию с
умными устройствами, которые устанавливает сам пользователь, либо соглашаются
высылать группы реагирования по сигналам тревоги с таких устройств.

Электронные замки, видеодомофоны и видеоглазки
позволяют также организовать систему контроля доступа с возможностями
дистанционного управления, видеозаписи и так далее.

1.4.2 Управление освещением

a)     Умные
выключатели и диммеры;

b)    Модули
управления шторами, жалюзи и рольставнями;

c)    
RGB-
и RGBW-контроллеры для управления светодиодными светильниками, прежде
всего светодиодными лентами;

d)   
Датчики
движения и присутствия;

e)    
Датчики
освещенности;

f)      Такие устройства позволяют автоматизировать
управление светом и чаще всего используются, чтобы:

g)   
автоматически
включать свет, когда люди входят в помещение, и выключать, когда выходят;

h)   
автоматически
поддерживать освещенность на постоянном уровне, регулируя яркость светильников
и положение жалюзи или штор;

i)      
автоматически
регулировать освещенность в зависимости от сезона и времени суток или по другим
заранее заданным правилам.

1.4.3 Управление климатом

a)    
Основная
задача устройств умного дома в этом случае — Датчики влажности;

b)   
Датчики
температуры;

c)    
Термостаты для
поддержания постоянной температуры или ее автоматического регулирования;

d)   
Терморегуляторы для
управления мощностью батарей отопления;

e)    
Климат-контроллеры,
передающие команды умного дома на технику предыдущих поколений, которая управляется
обычными дистанционными пультами, прежде всего на кондиционеры;

f)     
Гигростаты
для поддержания постоянной влажности или ее регулирования;

g)    автоматически регулировать работу
климатических систем так, чтобы одновременно обеспечить комфортный микроклимат
и сократить расходы на его поддержание;

h)   
автоматически
поддерживать комфортную температуру в помещениях, где находятся люди;

i)      
автоматически
снижать мощность батарей и кондиционеров в отсутствие людей и ночью;

j)      
автоматически
поддерживать влажность, комфортную для людей и щадящую для помещения и
предметов обстановки;

k)   
автоматически
вентилировать помещения и очищать воздух, поддерживая комфортное качество
воздуха.

Рисунок – 1
Теплоизоляция пассивного дома

Фотография в инфракрасных лучах показывает, насколько
эффективна теплоизоляция пассивного дома (справа)
по сравнению с обычным домом (слева).

Под термином «умный
дом» обычно понимают интеграцию следующих систем в единую систему управления
зданием:

a)    
Системы
управления и связи;

b)   
Система
отопления, вентиляции и кондиционирования;

c)    
Система
освещения;

d)   
Система
электропитания здания;

e)    
Система безопасности и мониторинга.

1.4.4 Система управления

a)    
Управление
с одного места аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром, мультирум;

b)   
Удалённое
управление электроприборами, приводами механизмов и всеми системами
автоматизации. Электронные бытовые приборы в умном доме могут быть объединены в
домашнюю Universal Plug’n’Play – сеть с
возможностью выхода в сети общего пользования;

c)    
Механизация
здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов,
электроподогрев ступеней и т. п.).

1.4.5 Система отопления, вентиляции и
кондиционирования

Система отопления, вентиляции и кондиционирования
(Heating, Ventilation and Air Conditioning, HVAC) обеспечивает регуляцию
температуры, влажности и поступление свежего воздуха. Кроме этого, HVAC
экономит энергию за счет рационального использования температуры среды.
Некоторые подсистемы:

a)    
управляемый
через сеть кондиционер;

b)   
механизмы
автоматического открытия/закрытия окон для поступления холодного или теплого
воздуха в подходящее время суток.

1.4.6 Система освещения

Система освещения (Lighting control systems, LCS) контролирует уровень
освещенности в помещении, в том числе для экономии электроэнергии за счет
рационального использования естественного освещения. Некоторые подсистемы:

a)    
автоматика
для включения/выключения света в заданное время суток;

b)   
датчики
движения для включения света только тогда, когда в помещении кто-то находится;

c)    
автоматика
для открытия/закрытия ставней, жалюзи, для регулировки прозрачности специальных
оконных стекол.

1.4.7 Система электропитания здания

Системы
электропитания обеспечивают бесперебойное питание, в том числе за счет
автоматического переключения на альтернативные источники электропитания.
Некоторые подсистемы:

a)     Автоматический
ввод резерва;

b)    промышленные
ИБП;

c)     дизель-генераторы.

1.4.8 Система безопасности и мониторинга

В систему безопасности и мониторинга входят следующие
подсистемы:

a)    
система
видеонаблюдения;

b)   
система контроля доступа в помещения;

c)    
Охранно-пожарная сигнализация (в том числе
контроль утечек газа);

d)   
Телеметрия –
удалённое слежение за системами;

e)    
Система
защиты от протечек – автоматическая блокировка водоснабжения при
протечке и заливе помещения. Состоит из контролирующего устройства, специальных
кранов и датчиков, детектирующих затопление (Аквасторож, Neptun, Гидролок и
другие);

f)     
GSM-мониторинг
– удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и
управление системами дома через телефон. В некоторых
системах при этом можно получать голосовые инструкции по планируемым
управляющим воздействиям, а также голосовые отчёты по результатам выполнения
действий;

g)   
IP-мониторинг
объекта;

h)   
Имитация
присутствия.

1.5
Японский «Умный дом»

На выставке в Токио представили прототип
«умного дома», воплотившего в себе все последние разработки в сфере социальной
инфраструктуры. Проект, по сути, является жилым домом с рядом встроенных
автоматизированных систем, которые позволяют не только упростить быт, но и
существенно экономить ресурсы.

Токийский «умный дом» продемонстрировал
лучшие решения современных производителей сразу по трём направлениям:
«Здравоохранение», «Комфорт» и «Энергетика». Особый интерес вызвали системы
оптимизации. Они способны  отслеживать перемещения жильцов, учитывать их
привычки в быту, сводя к минимуму таким образом расходы на отопление и на
электроэнергию. Кроме этого, в «умном» доме установлены сенсоры, назначение
которых кондиционировать помещение и автоматически выключать свет, реагируя на
присутствие человека.

Особое внимание разработчики «умного» дома
уделили автономному энергоснабжению, представив бесперебойное питание для дома. Стоит
отметить, что подобные системы уже появились и на российском рынке.
Отечественные разработки обеспечивают автономное бесперебойное питание объектов
на срок до двух суток, используя внешний генератор с автозапуском. Такие
инверторные системы обеспечиваю не только бесперебойную работу, но и 100%
автономность.

Забота о здоровье обитателей дома – одна
из сильных сторон «умного» дома. Жильцам предлагают носить специальные
браслеты, отслеживающие условия сна и показатели жизнедеятельности. Полученные
данные анализируются системами «умного дома», и у его обитателей есть
возможность подкорректировать микроклимат. Разработчики «умного дома»
предусмотрели в том концепте систему автоматизации и уборки помещений. Наводить
порядок в доме будет робот-пылесос, управление которым осуществляется через
управляемую домашнюю централизованную систему энергоменджмента. В «умном доме»
используются и подключенные к Интернету «умные» бытовые приборы.

1.5.1Развитие
«умных» домов в Японии

В Японии правительство решило серьезно подойти к
разработке “умных” домов. Дома здесь будут проектироваться иначе и немного
отличаться от своих западных аналогов.

Дело в том, что правительство рассчитывает на создание
сооружений, которые будут устойчивы к сейсмической активности. В западной части
страны землетрясения являются настоящей проблемой. Поэтому разработка дома,
который будет устойчив к колебаниям почвы – это приоритет. Причем важно учесть,
чтобы устояла к колебаниям даже местная
канализация.

Одной из первых за новый проект взялась компания
Panasonic. Некоторые образцы домов уже существуют, однако, пока что они не
прошли должной проверки. Считается, что организация вложила в строительство
весь свой опыт и применила ряд инноваций. Panasonic стала, конечно, не
единственной компанией, которой интересен такой социальный и
высокотехнологичный проект.

Ожидается, что в ближайшие годы к программе
подключится несколько ведущих компаний в сфере высоких технологий.
Дома от Panasonic пока что не проверены на устойчивость к землетрясениям, зато
компании удалось решить одну глобальную проблему. Во всех строениях была
установлена особая инновационная система электросбережения, которая позволяет
экономить на электроэнергии.

Даже наружное
освещение подлежит
управлению и контролю. Что касается сейсмоустойчивости, то она гарантируется
домам материалами, использованными при строительстве. Panasonic применила
специальные техноструктуры, которые могут выдерживать высокие колебания грунта.

На сегодняшний день известен также «умный» дом от
Honda Motor. Это не само строение, а именно система управления домом. Как и
Panasonic, специалисты Honda Motor решили преимущественно проблему с расходом
электроэнергии.

В здании установлены специальные энергосберегающие
панели, которые собирают солнечный свет. Также в доме есть местная установка
для производства электроэнергии

Ри

Рисунок — 2 Система управления «Умным» домом в Японии

Рисунок — 3 Система управления «Умным» домом в Японии

1.6
Перспективы «Умных» домов в России:

Сначала об «умных домах» — smart-системах для
домовладельцев. Наблюдаемые в этом сегменте высокие темпы роста являются
простым следствием единичности совершающихся сделок и лишь подтверждают
зачаточность рынка. Происходящее очень напоминает «бурю в стакане воды», причем
почти в буквальном смысле — поскольку данный рынок обречен быть
узко-локализованным. Долгое время он не будет выходить за границы пространств
элитного жилья Москвы и Подмосковья. В последующем, конечно, неизбежна
экспансия этого рынка в регионы, но, опять же, исключительно за счет элитного
потребления. В региональных центрах будут образовываться анклавы «умных» домов
— предмет потребления региональных элит.

Массовым рынок «умных домов» в России вряд ли станет.
Это связано с консервативностью культуры потребления, с низкой покупательной
способностью широких масс населения и, может быть, самое главное – с
отсутствием объективной потребности в «умном доме» как системе, предназначенной
для городской квартиры.

Консервативность (безразличие) культуры потребления
среди слоев населения с высокими доходами будет довольно скоро преодолена, и в
этих слоях «умный дом» вероятно, очень скоро станет такой же обязательной
визитной карточкой, как дорогой автомобиль или гардероб, т.е. превратится в
элемент стиля.

Для элит цена «умного дома» не будет иметь
значения, но зато для средних слоев населения она станет непреодолимым
фактором, сдерживающим потребление этого класса систем. И даже не потому, что у
этой категории населения нет соответствующих средств. Причина в другом – в том,
что «умный дом», если рассматривать его с чисто функциональной точки зрения,
занимает не совсем понятное место в системе потребностей владельца типичной городской
квартиры.

Действительно, значительная часть квартир уже
оборудована привычными системами, выполняющими фактически те же функции, что и
«умный дом», хотя и с меньшим интеллектуальным изыском. Те же сигнализация или
кондиционирование помещений, взятые по отдельности, стоят намного дешевле, чем
призванный их интегрировать «умный дом». При этом синергетический эффект,
получаемый в результате интеграции всех этих систем в единое интеллектуальное
целое, для владельца городской квартиры не так уж значим по сравнению с ценой,
которую нужно за это заплатить. Лучше купить второй автомобиль – а будет ли
выключаться свет сам, когда вы случайно уснете или нет – не так уж важно. Более
важный класс потребностей – в безопасности, комфорте и досуге – опять же
выполняют уже привычные, хотя и менее «умные» – сигнализации, кондиционеры и
телевизоры с системой Dolby и плоским экраном. Так зачем платить больше за
решение, дающее явно избыточный для обычной городской квартиры эффект?

Итак, основной вывод – «умные дома», несмотря на
кажущиеся многообещающими сегодняшние высокие темпы роста, останутся замкнутыми
в сфере элитного, штучного потребления, сильно локализованного и
пространственно, и социально.

Рисунок — 4 «Умный» дом в России

1.7
Умный холодильник Samsung Family Hub

Компания Samsung начала продажи «умного» холодильника
Family Hub с возможностью подклюГлавной особенностью новинки является наличие
большого сенсорного дисплея с диагональю 21,5 дюйма и разрешением
1920 × 1080 пикселей (формат Full HD). Этот экран, имеющий портретную
ориентацию, встроен в верхнюю правую дверцу. Подключения к Интернету
посредством беспроводной связи Wi-Fi Через сенсорную панель обитатели жилища
смогут оставлять друг другу напоминания и делать заметки. Дисплей позволяет
просматривать фотографии и видеоматериалы. А интегрированные динамики дадут
возможность наслаждаться любимыми музыкальными композициями.. Внутрь
холодильника встроены три камеры: они делают снимки при каждом закрытии дверцы.
Просмотреть эти изображения можно из любого уголка мира, где есть доступ в
Интернет. Таким образом, хозяева смогут в любой момент, скажем, при помощи
смартфона осведомиться о текущем содержимом холодильника и при необходимости по
пути домой докупить продукты питания. Создатели модели учли все, что только можно.
Например, порой мы забываем, что у нас в холодильнике есть, а чего нет. В
итоге, в доме оказываются лишние продукты. Или наоборот, чего-то не хватает. В
Family Hub Refrigerator встроены три компактные камеры. Как только дверца
закрывается, они передают изображения «внутренностей» холодильника на смартфон.
Таким образом, владелец имеет доступ к своему холодильнику в любой момент
времени.

Кроме того, при помощи специального приложения, Family
Hub Refrigerator способен сам составлять списки покупок. Достаточно лишь
настроить программу под свои нужды.

В этом же приложении вы можете использовать стикеры со
сроком годности. Они прикрепляются к изображению каждого продукта.

Рисунок
— 5 Умный холодильник Samsung Family Hub

1.8 Умная кровать it Bed

Принцип «умного дома» представляет собой объединение в
единую систему всей электроники, начиная от функционально
продвинутых лампочек, заканчивая микроволновыми печами и холодильниками с
доступом в Интернет и другими непривычными для подобного рода техники опциями.
Однако в данный список ещё не попадала «умная кровать», хотя именно на столь
заслуженный после трудового дня отдых и сон человек тратит 1/3 своей жизни.

Эта кровать оснащена множеством небольших спрятанных
датчиков, которые отслеживают дыхание и сердечный ритм ребёнка во время сна.
Также кровать способна оценить качество сна в целом по шкале от 1 до 100,
принимая во внимание множество факторов. Кровать работает в паре с приложением,
которое показывает насколько ребенок хорошо спал и сообщает родителям, если он
покинул кровать. Данные, которые можно получить от смарт-кровати можно
синхронизировать с другими приложениями, которые так же следят за здоровьем
своего обладателя. Это возможно благодаря Sleep IQ API, что в конечном итоге
даст возможность получать разнообразные советы для качественного улучшения сна.
Например, можно предположить, что в утреннее время в у вас есть планы
провести встречу, то в таком случае вы получите уведомление
от системы о том, что вам было бы неплохо сегодня лечь раньше, дабы была
возможность выспаться. Производитель также заверил, что все обладатели
кроватей SleepIQ получат Sleep IQ API на протяжении
2016 года.

Смарт-кровать “It” так же не будет работать постоянно
на первоначальном программном обеспечении, поскольку производитель гарантирует
то, что процесс обновления с улучшенными функциями будет
идти постоянно.

Рисунок
6 Умная кровать it Bad

Рисунок
— 7 Умная кровать it Bad

1.9
Двурукий робот-повар Moley

Робот-шеф-повар, управляемый со смартфона, способен
готовить вкусную еду по
рецептам из Интернета. Звучит как научная фантастика, но это уже реальность.
Такой робот поступит в массовую продажу уже в 2017 году.

Два роботизированных манипулятора подвешены над
кухонной плитой, духовкой, рабочей поверхностью и раковиной. По ловкости
роботизированные руки не уступают человеческим. Робот работает так же быстро,
как профессиональный шеф-повар, покорно подчиняясь командам с iPhone.

Машина, которую разработала компания Moley Robotics,
уже приглянулась агентству NASA. Робот умеет обращаться практически со всей
кухонной утварью и техникой, искусно копируя движения человека. Например, приготовление
супа-пюре из морепродуктов у него занимает меньше 30 минут.

24 соединения и 20 моторов позволили роботу с
точностью повторить движения Тима Андерсона, победителя британского кулинарного
шоу MasterChef 2011. Движения повара были записаны заранее на камеру и
загружены в память машины.

Moley Robotics видит будущее, в котором знаменитые
шеф-повара продают свои рецепты владельцам кухонных роботов. Однако
профессиональные повара говорят, что робот ограничен в движениях и не может,
например, готовить суши.

Возможно, с измельчением и нарезкой продуктов робот
справляется превосходно, но я не уверен, что ему хватит ловкости, чтобы
приготовить суши. Может быть, он сможет сделать хорошие роллы, но приготовить
нигири-суши будет очень и очень непросто, — заявил изданию IBTimes суши-мастер
из ресторана Kouzu в Лондоне.

Приложение для смартфона позволяет управлять роботом
дистанционно. По словам Moley Robotics, в потребительской версии системы будет
встроенный холодильник и кладовка. В будущем манипуляторы будут складывать всю
грязную посуду не в мойку, а в посудомоечную машину, которой планируется
укомплектовать систему.

Создатели робота говорят, что он может научиться
взаимодействовать с любыми приборами на кухне. По их словам, ему достаточно
показать, как это работает.

Будущие версии робота будут учиться с помощью камер
захвата движения, а их владельцы смогут обмениваться учебными материалами.
Повара смогут зарабатывать деньги, продавая свои фирменные рецепты
приготовления пищи через специальный онлайн-магазин.

Moley также заботится о безопасности тех, кто будет
находиться рядом с роботом, имеющим дело с потенциально опасными кухонными
принадлежностями. Следующим шагом станет установка защитного стекла и
противопожарной системы, что повысит безопасность использования робота в одном
помещении с детьми или когда никого нет дома. Эксперты не исключают, что в
будущем робот Moley может стать универсальным помощником во всех домашних
делах.

Инженеры Moley говорят, что будущая версия может иметь
синтетические руки, которые робот сможет самостоятельно помыть после работы с
сырым мясом.

Когда манипуляторы не используются, они складываются,
освобождая место над рабочей поверхностью. Сам же робот вписывается в кухню
обычных размеров.

Компания планирует начать массовые продажи робота в
2017 году по цене 10 000 фунтов стерлингов. Стоит отметить, что в эту цену
входят не только манипуляторы, но также кухонная плита, мойка, рабочая
поверхность и шкафы. Недавнее исследование газеты The Times показало, что
практически половина британцев тратит на кухонную мебель от 5 000 до 20 000
фунтов стерлингов. Так что это не такая уж и высокая цена за роботизированную кухню.

Рисунок — 8 Двурукий робот-повар Moley

Рисунок — 9 Двурукий робот-повар Moley

Заключение

Если вы не имеете времени на решение бытовых вопросов,
и вы хотите облегчить свою жизнь с помощью новейших технологий Умный дом лучший
выбор!

В настоящий момент «умных домов» не так уж и
много в нашей стране, в большинстве это элитные дома и коттеджи. Но уже
разработаны и малобюджетные проекты, которые позволяют установить систему
«умный дом» с минимальными денежными вложениями.

Возможности современных технологий действительно
завораживают, такая система управления домом кажется одним большим плюсом.

Но было бы неправильно не упомянуть ее минусы:

Высокая цена, так же любая техника, даже самая
современная периодически ломается, и если в системе управления домом выйдет из
строя что-то одно, то «полететь» может приличная часть всей системы.

Полноценная система «Умный дом» это однозначно не та
вещь, которая делается раз и навсегда. Через 5-10 лет технологии принципиально
изменятся, и старая система потеряет свою актуальность. В основном, конечно,
из-за скорости, с корой мы летим «в будущее».

В данной работе были решены все
задачи:

·       
изучена
литература по данной тематике;

·       
выявлены
системы управления;

·       
проанализированы
системы управления домашней автоматизации в Японии и в России.

Мне очень интересна данная тема и в дальнейшем, при
изучении специальных  дисциплин, я хочу рассмотреть технологии реализации
данной системы.

Фестиваль творческих открытий и инициатив «Леонардо»

Научно-исследовательская работа

«Проект «Умный дом» в среде Arduino»

Подготовил:

Ливенский Вадим Николаевич,

обучающийся  6  класса

Руководитель работы:

Мельникова Татьяна Александровна,

учитель информатики

МОУ «Мантуровская СОШ»

Курск, 2017

Оглавление

Введение	стр. 3
Понятие «Умный дом»	стр. 4-9
Выполнение эксперимента	стр. 10-19
Заключение	стр. 20
Литература	стр.21

Введение

        С каждым годом тема «Умный дом» завоевывает все большую и большую популярность и, как в свое время автомобиль, интеллектуальное жилище становится не роскошью, а необходимостью. Из прежних игрушек умная автоматика перерастает в неотъемлемую часть современного дома. И с каждым годом система управления становится все сложнее и сложнее. Эта тема заинтриговала нас своей способностью делать пребывание в собственном жилище наиболее комфортным и безопасным.

            Главной целью в нашей научной работе на тему «Умный дом» является исследование и рассмотрение возможности современной интеллектуальной системы управления зданием в доступной и понятной для школьников форме.

Гипотеза:  Если изучить  возможности системы «Умный дом», то можно реализовать их в среде Arduino на основе программного кода.

Цель:  Ознакомиться с возможностями системы «Умный дом» и реализовать применение элементов  системы в  среде Arduino.

Задачи исследования:

• собрать необходимую информацию, посвященную комплексной системе управления «Умный дом»;
• создать свой аналог элементов управления системы в среде Arduino.

Объект исследования: беспроводная связь (среда Arduino) на основе программного кода.

Предмет исследования:

• процесс управления двигателем;
• процесс управления климатом и отоплением и  другими устройствами, которые можно подключить к общей системе.

Методы исследования: сбор материала по теме, его анализ и обработка.

         1. Понятие умный дом

Заглянем в прошлое. В давние времена жильём для человека были места созданные природой. У древних людей были дома, в пещерах. Дома даже есть на деревьях, из камней. Есть дома на севере. Это – ЧУМЫ, из кожи оленей. Существуют дома в скалах. Это очень необычно и интересно. Потом с развитием методов обработки материала, когда люди научились делать топоры и пилы — дома стали строить из дерева. Дома стали деревянные. А ведь в сказках тоже мы наблюдаем различные дома. Знаменитая избушка на курьих ножках. Замки королей и царевичей. Чем больше люди придумывали материалы и способы их строительства, тем больше рождались новые дома. Кирпичные, многоквартирные. Сейчас у людей много накоплено знаний, и они стремятся к чему-то новому. Из простых домов люди стали делать умные дома.

Умный дом (англ. intelligent building) — жилой дом современного типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает комфорт (в том числе безопасность), и ресурсосбережение для всех пользователей. В простейшем случае она должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам.

В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопи-тельными системами, системами видеонаблюдения и охранной сигнализации, моторизированными воротами и прочим.

По оценкам аналитиков рынок умного дома активно развивается. К 2020 году общий объем мирового рынка достигнет $51.77 млрд. В период с 2013 по 2020 года среднегодовые темпы роста рынка будут на уровне 17.74% . Основными игроки в этой отрасли за рубежом — Siemens AG (Германия), Schneider Electric SA (Франция),TELETASK (Бельгия), ABB Ltd. (Швейцария), компания Ingersoll-Rand PLC (Ирландия), Tyco International Ltd. (Швейцария), Emerson Electric Co. (США), Legrand С.А. (Франция), Crestron Electronics, Inc. (США) , Lutron Electronics, Inc. (США), Control4 Corporation (США), и др.

Объемы российского рынка значительно скромнее. В 2012 году объем рынка у нас в стране превысил 56 млн. евро или 2,3 млрд. рублей. В 2013 году по предварительным оценкам рынок вырос на 30% — до 65 млн. евро или почти 3 млрд. рублей. К 2017 году его общий объем может достигнуть 176 млн. евро или 7,9 млрд. рублей.

Концепция «умного дома», родившаяся в семидесятых годах прошлого века, была ориентирована, прежде всего, на экономию электроэнергии. В основе концепции лежало размещение в жилом доме различных датчиков, определявших, находится ли кто-нибудь в помещении, что позволяло включать и выключать свет в зависимости от наличия людей в комнате. По мере развития высоких технологий, концепция стала обрастать дополнительными возможностями.

Сегодня система «умный дом» осуществляет управление освещением, отоплением и вентиляцией, охраной и видеонаблюдением, аудио- и видеоаппаратурой, бытовой техникой, климатом в зимнем саду, поливом газона и очисткой бассейна, открытием форточек и ворот, перекрытием газа и воды в случаях аварии и т.д. Участие людей при этом сводится к минимуму.

Интеллектуальный дом хорош тем, что предлагает разумный подход к использованию энергоресурсов. Для оптимизации расходов на освещение в подсобных помещениях дома возможна установка датчиков движения, которые автоматически включают свет только в присутствии человека. Или, например, система отопления следит за тем, чтобы в ночные часы и во время отсутствия хозяев температура в доме понижалась. А система вентиляции будет включаться только периодически, с заданными временными интервалами. При этом надо помнить о том, что кроме существенной экономии денег бережное использование энергии привносит существенный вклад в решение проблем экологии. Система «умный дом» может оказать неоценимую услугу и спасти от солидных трат в случае протечек воды, утечки газа или возгорания, благодаря установленным датчикам утечки воды, датчикам затопления, детектору дыма. Ведь случайная авария может стать причиной испорченного имущества и загубленного ремонта. Интеллектуальные системы учета и контроля энергоресурсов смогут не только перекрыть воду или газ, но и вовремя сообщить о случившемся хозяину. И, конечно же, не будем забывать об охранной сигнализации, которая в случае нарушения общественного порядка позволяет передать вызов в отделение милиции.

Микроклимат «умного дома» с высокой точностью отслеживает параметры воздуха в помещениях и корректирует ее в соответствии с программой или согласно командам пользователя. Централизованное управление кондиционерами, системой отопления гарантирует комфортные условия для проживания в любое время года. Система включает принудительную вентиляцию или открывает окна для проветривания помещений.

В общих чертах, система состоит из следующих элементов:

• Специальный контроллер или компьютер (управляет всей системой)
• Множество датчиков (передают информацию контроллеру)
• Исполнительные устройства (по команде контроллера управляют различными объектами, например гаражными воротами)
• Источники питания (обеспечивают бесперебойное электроснабжение для всех элементов системы)
• Линии связи (соединяют между собой все вышеперечисленные устройства)

Система работает следующим образом. К контроллеру подключено множество датчиков и исполнительных устройств. В качестве линий связи могут быть использованы: отдельно проложенные провода, существующая электропроводка или радиоканал. Пользователь настраивает алгоритм работы контроллера под свои требования. Сотни раз в секунду контроллер опрашивает датчики, следящие за состоянием всех систем «умного дома». После опроса этих датчиков система анализирует ситуацию и в зависимости от установок, заданных ей пользователем, принимает то или иное решение. Исполнительные модули и системы получают команды и включают-выключают соответствующие устройства: освещение, систему охраны, кондиционирование воздуха, отопление, подачу воды и т.д.

Кроме автоматического режима система управляется и автономно, например, с помощью «умного» обучаемого пульта. Универсальным пультом дистанционного управления можно управлять не только телевизором и домашним кинотеатром. С его помощью легко активировать любую функцию «умного дома»: задать различные сценарии освещения, открыть и закрыть ворота, поставить дом на охрану и т.д.

Больше всего впечатляет то, что управлять системой можно,– через интернет (используя электронную почту) или мобильную связь (используя SMS-сообщения). Сидя на работе, например, можно дать команду подготовиться к вашему возвращению домой — включить систему «климат-контроля», подогреть пол, разогреть сауну и т.п.

Важно отметить, что все инженерные подсистемы «умного дома» должны иметь возможность работать в автономном режиме. В случае, если какая-то из подсистем вышла из строя, то и вся система не сможет исправить проблему, поскольку «умный дом» является надстройкой над остальными инженерными системами.

Самые «умные» здания мира

Первым «интеллектуальным» зданием в мире стал «дом трона» японского профессора Кена Сакамуры в Токио, построенный в конце 1980-х годов. Датчики погоды открывали окна, когда дул свежий бриз, и включали кондиционер, когда становилось жарко; если радио играло слишком громко, окна автоматически закрывались, чтобы не потревожить соседей; если звонил телефон, компьютер снижал звук аудиосистемы, и так далее.

Самым известным и дорогим на сегодня ($100 млн.) стал дом, построенный в США для человека по имени Билл Гейтс, знаменитого создателя корпорации Microsoft. Это многоэтажная вилла, оснащенная самым «продвинутым» оборудованием. В здании осуществляется компьютерный контроль и управление всем инженерным оборудованием, поддерживается оптимальный микроклимат в каждом помещении. При входе в жилище каждый посетитель получает специальный электронный значок, который обеспечивает подключение ко всем информационным службам дома. В дальнейшем этот значок сообщает датчикам, где находится гость, для того, чтобы дом смог выполнить все его пожелания. В темное время суток каждого сопровождает движущаяся световая волна, при этом, чем дальше светильник находится от человека, тем меньше его яркость.

Все стены оборудованы встроенными телевизионными экранами. С помощью того же универсального пульта управления на экраны выводятся любые изображения из огромного архива картин, видеозаписей, фильмов и телепрограмм. Системы автоматического управления климатом, освещением, телефонами и множеством других электронных устройств доведены до логического совершенства, но при этом человек не становится «рабом» электронного «мозга» своего дома, поскольку в любой момент может вернуться к традиционному «ручному» управлению — рядом с электронными панелями мирно уживаются и «старомодные» выключатели.

2. Выполнение эксперимента.

В разработке  проекта «Умный дом» использовалась Arduino 1.8.1

Программа Arduino — марка аппаратно-программных средств для построения простых систем автоматики и робототехники, ориентированная на непрофессиональных пользователей.   Программная часть состоит из бесплатной программной оболочки (IDE) для написания программ, их компиляции и программирования аппаратуры. Аппаратная часть представляет собой набор смонтированных печатных плат, продающихся как официальным производителем, так и сторонними производителями. Полностью открытая архитектура системы позволяет свободно копировать или дополнять линейку продукции Arduino. Arduino может использоваться как для создания автономных объектов автоматики, так и подключаться к программному обеспечению на компьютере через стандартные проводные и беспроводные интерфейсы.

Программы Arduino можно использовать для выполнения базовых команд, таких как создание вспышек LED-устройств, или комплексных функций, таких как передача данных по Интернету. Для определенных приложений доступны различные схемы Arduino.

Эти платы расширений подключаются к Arduino посредством установленных на них штыревых разъёмов. Существует ряд плат с унифицированным конструктивом, допускающим конструктивно жесткое соединение процессорной платы и плат расширения в стопку через штыревые линейки. В концепцию Arduino не входит корпусной или монтажный конструктив. Разработчик выбирает метод установки и механической защиты плат самостоятельно.

        Язык программирования

Язык программирования Arduino является стандартным C++ (используется компилятор AVR-GCC).

Также существует возможность создавать и подключать к проекту стандартные файлы C++.

Простейшая Arduino-программа состоит из двух функций:

• setup(): функция вызывается однократно при старте микроконтроллера.
• loop(): функция вызывается после setup () в бесконечном цикле все время работы микроконтроллера.

        Описание  системы

Для электронной схемы  «Умный дом» использовались следующие элементы:

1. arduino uno

1. breadboard

1. dht11

1. servo

1. sound-sensor

1. water sensor

        С помощью них реализована электронная схема, позволяющая определить: температуру  и влажность воздуха  в комнате, влажность почвы; запуск и остановку двигателя для передачи движения; подачу звукового сигнала.

    При старте микроконтроллера setup() запускается действие схемы, дальнейшее управление происходит через программный код. Результат работы выводится на 2-строчный экран по 16 символов в строке.

(Видео-файл работы  системы «Умный дом» прилагается в папке с материалами)

Программный код для  системы:

Скриншот  работы программы на экране имеет вид:

Программный код управления системой:

#define Mic A1

#define LED 8

int val;

char state=0;

int pin = 6;

#include

#include

#include

#include

Servo servo;

#include

MenuSystem ms;

Menu mm(«menu»);

MenuItem mm_mi1(«ABOUT»);

Menu mu2(«Sensors»);

MenuItem mu2_mi1(«temperature»);

MenuItem mu2_mi2(«humidi»);

MenuItem mu2_mi3(«pocva»);

MenuItem mu2_mi4(«wolue»);

Menu mu3(«seting»);

MenuItem mu3_mi2(«Servo»);

LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2);

#define dht_apin A0

dht DHT;

void on_item1_selected(MenuItem* p_menu_item)

{

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(«Item1 Selected «);

delay(1500);

lcd.clear();

DHT.read11(dht_apin);

lcd.print(«temperature «);

lcd.print(DHT.temperature);

delay(1500);

}

void on_item2_selected(MenuItem* p_menu_item)

{

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(«Item2 Selected «);

delay(1500);

lcd.clear();

lcd.print(» humidity = «);

lcd.print(DHT.humidity);

lcd.print(«% «);

delay(1500);

}

void on_item4_selected(MenuItem* p_menu_item)

{

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(«Item4 Selected «);

delay(1500);

servo.write(180);

delay(5000);

servo.write(0);

delay(1500);

}

void on_item5_selected(MenuItem* p_menu_item)

{

lcd.setCursor(0,1);

int lectura = digitalRead(pin);

if(lectura==1){

lcd.print(«Mokro»);

}else{

lcd.print(«cyxo»);

}

delay(1500);

}

void on_item6_selected(MenuItem* p_menu_item)

{

lcd.setCursor(0,1);

val=analogRead(Mic);

if (val>100)

{

state=~state;

digitalWrite(LED,state);

delay(1000);

}

lcd.print(«MIC value is»);

lcd.print(val);

delay(930);

}

void on_item7_selected(MenuItem* p_menu_item)

{

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(«livenskii vadim»);

delay(1500);

}

void setup()

{

Serial.begin(9600);

lcd.begin();

serialPrintHelp();

Serial.println(«Setting up the menu.»);

// Menu setup

servo.attach(9);

pinMode(7, OUTPUT);

pinMode(pin, INPUT);

pinMode(2, OUTPUT);

mm.add_item(&mm_mi1, &on_item7_selected);

mm.add_menu(&mu2);

mu2.add_item(&mu2_mi1, &on_item1_selected);

mu2.add_item(&mu2_mi2, &on_item2_selected);

mu2.add_item(&mu2_mi3, &on_item5_selected);

mu2.add_item(&mu2_mi4, &on_item6_selected);

mm.add_menu(&mu3);

mu3.add_item(&mu3_mi2, &on_item4_selected);

ms.set_root_menu(&mm);

Serial.println(«Menu setted.»);

displayMenu();

}

void loop()

{

serialHandler();

}

void displayMenu() {

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

Menu const* cp_menu = ms.get_current_menu();

//lcd.print(«Current menu name: «);

lcd.print(cp_menu->get_name());

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(cp_menu->get_selected()->get_name());

}

void serialHandler() {

char inChar;

if((inChar = Serial.read())>0) {

switch (inChar) {

case ‘w’:

ms.prev();

displayMenu();

break;

case ‘s’:

ms.next();

displayMenu();

break;

case ‘a’:

ms.back();

displayMenu();

break;

case ‘d’:

ms.select();

displayMenu();

break;

case ‘?’:

case ‘h’:

serialPrintHelp();

break;

default:

break;

}

}

}

void serialPrintHelp() {

Serial.println(«***************»);

Serial.println(«w:(up)»);

Serial.println(«s:(down)»);

Serial.println(«a:(right)»);

Serial.println(«d: select»);

Serial.println(«h: print this help»);

Serial.println(«***************»);

}

Ссылка аккаунта vadim livenscky  с примерами   программ:

https://circuits.io/users/1008491

Заключение.

Главный принцип концепции «Умный дом» – объединение всех подсистем дома в единый слаженно работающий организм. Это было реализовано в выполненном проекте «Умный дом» в среде Arduino.

Таким образом, гипотеза доказана, цель достигнута, задачи решены.

Данный проект может быть применен для реализации управления школой в системе «умного дома», если осуществить его дальнейшую разработку и адаптацию на необходимой электронной базе.

Что может быть проще как воспользоваться программой управления Умным Домом, и узнать даже на расстоянии работают ли приборы, техника, проверить их состояние, ну и конечно выключить, которые вам не нужны, или вы забыли сделать это перед своим уходом. Для управления можно воспользоваться удаленным компьютером, например, с вашего рабочего места, ну а если нет такой возможности, то достаточно иметь мобильный телефон, чтобы осуществить управление Умным Домом с Андроида.

Пусть в каждом доме царит: тепло, доброта, понимание, уют, забота , уважение.

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. А. А. Авдуевский «Крыша для интеллекта». — М.: Юрайт-Издат, 2007. — 661 с. ISBN 978-5-94879-739-7
2. И. В. Архипов «Системы для «интеллектуального» здания».  М.: Альфа-Пресс, 2008. — 208 с.ISBN 918-5-94280-452-2
3. И.М. Федоров, «Сколько этажей у интеллектуального здания?».–  М.: Юрайт-Издат, 2007. — 321 с. ISBN 978-5-94879-739-7
4. Шейдлин А. Е. Новая энергетика. – М.: Наука, 2009.-343 с.ISBN 978-5-7057-3995-2
5. Юдасин Л. С.. Энергетика: проблемы и надежды. – М.: Просвещение 2009. — 256 с. ISBN 5-7695-2516-9
6. http://www.sf.perm.ru/kd_dop_house.html  А. Ю. Королев «УМНЫЙ ДОМ: приятная неизбежность»
7. http://www.fieldbus.narod.ru И.Г. Смирнов «Должны ли кабельные системы быть структурированными?»

Умный дом

Министерство
образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ

«ЧАЙКОВСКИЙ
ТЕХНИКУМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ»

Техническое
отделение

Курсовой
проект

По дисциплине
микропроцессорные системы

На тему
«Умный дом»

Студентки
группы 4-2301ВК:

Лаврухиной
Анны Александровны

Преподаватель
технических дисциплин:

Пушкарев
Андрей Валерьевич

Введение

Современный человек предъявляет очень высокие
требования к комфортности среды обитания:

.        Эстетические (дизайн и стиль интерьера,
ландшафта, красота и функциональность окружающих предметов);

.        Климатические (тепло, холод, чистый
воздух);

.        Общебытовые (вода, газ, электричество,
радио, телевидение, интернет, телефонная связь, наличие кухонных машин и систем
гигиены саун и ванн);

.        Требования к безопасности и контролю за
ней (безопасность жилища, хозяев дома и их близких);

.        Требования к надежности сложных систем
(компьютеры, домашние кинотеатры, посудомоечные, стиральные машины, СВЧ-печи и
др.)

В результате инженерное оснащение квартир и
коттеджей неуклонно усложняется, и растет количество устройств, участвующих в
формировании этой среды. Возлагать на хозяина жилья управление всеми системами
становится неудобно, невыгодно и небезопасно. Комплексная система управления
жилищем «умный дом» берет на себя всю рутинную работу по решению этой
запутанной задачи, оставляя человеку только принятие главных, «базовых»
решений.

Целью курсовой работы является изучение систем
умный дом и технологий их реализации.

Для решения поставленной цели можно выделить ряд
задач:

.        Понятие системы «Умный дом» и принцип
действия системы;

.        Технологии системы умный дом.

.        Реализация системы «Умный дом» на базе
(с использованием технологии).

Понятие системы «Умный дом» и
принцип действия системы

Само понятие «умный» дом (англ. smart
house) не такое уж молодое. Оно возникло в США в начале 70-х годов прошлого
века, в недрах «Института интеллектуальных зданий». На тот момент под
умным домом подразумевалось «здание, обеспечивающее продуктивное и
эффективное использование рабочего пространства…».

Однако годом рождения современного
«умного» дома можно считать 1978-й год. В этом году в США компании
Х10 USA и Leviton разработали и внедрили в производство технологию управления
бытовыми приборами по проводам бытовой электросети.

Распространение эти разработки получили в то
время лишь на территории Северной Америки, ибо были рассчитаны на работу при
напряжении 110 В и частоту сети 60 Гц. Тем не менее, именно этим фирмам
человечество обязано появлением «невероятных чудес прогресса» —
автоматически открывающихся дверей, включающегося по хлопку света и прочих
«фокусов», которыми состоятельные американцы удивляли своих гостей, а
голливудские фильмы — весь остальной мир.

Для конца 70-х годов технология X10 (именно
такое название закрепилось и сохранилось за ней и поныне) являлась, конечно,
революционной. Однако она была рассчитана на поддержку всего шести
управленческих команд и, в основном, использовалась для управления электроосвещением.
Но людям хотелось большего. «Умный» дом должен был становиться все
«умнее».

Чтобы ускорить процесс развития подобных
технологий их разработчики создали Альянс Электронной Промышленности
(Electronic Industries Alliance). В 1992 году это привело к появлению стандарта
шины бытовой электроники (Consumer Electronic Bus, CEBus). Ныне CEBus —
открытый стандарт. Это означает, что производить оборудование для
«умных» домов может любая компания, чья продукция будет
соответствовать необходимым техническим требованиям. Сегодня коммуникационный
протокол CEBus предусматривает передачу управляющего сигнала по проводам
бытовой электросети, витой паре, коаксиальному кабелю (вид электрического
кабеля, предназначенный для передачи высокочастотных сигналов), в
радиочастотном или инфракрасном диапазоне.

В рамках комплексного подхода к проектированию
можно определить следующий перечень инженерных систем современного дома:

1.      Электроснабжение;

В современных домах, в особенности коттеджах,
используется различное электрическое оборудование это — системы вентиляции,
водоочистки в бассейнах, различные осветительные приборы, антиобледенительные
системы для крыш и дорог.

Всё это оборудование потребляет значительное
количество электроэнергии, а сети, зачастую, не выдерживают подобную нагрузку.
Система даёт возможность организовать систему приоритетов.

Протестировав всё включенное в сеть оборудование
и, обнаружив, что резерв исчерпывает свои возможности, она отключит прибор,
которому был присвоен низший приоритет.

2.      Освещение;

Подсистема освещения включает в себя следующие
возможности управления:

.        Включение/выключение света при
снятии/постановке системы на полную охрану;

.        Включение/выключение различных
источников света по таймеру;

.        Управление освещением по датчикам движения,
с установкой времени задержки на выключение света. Такое управление освещением
устанавливается в основном в «проходных» помещениях (тамбур, коридор и пр.),
при появлении в зоне датчика движения человека свет включается. Через заданный
интервал времени после того как датчик перестал «видеть» человека, свет
выключается;

.        Сценарное освещение управляет всеми
источниками света согласно заданному Вами алгоритму (настройка сценарного
освещения производится только через компьютер). Сценарным освещением можно
управлять как с ИК-пульта, так и с помощью обыкновенных выключателей,
подключенных к системе «Мастер». При этом, по Вашему желанию, эти
выключатели можно перепрограммировать согласно Вашему образу жизни. Также
возможно управление большим количеством различных источников света с помощью
двух выключателей;

.        Управление различными источниками света
через ИК-пульт;

.        Управление различными источниками света
по датчикам освещенности;

.        Включение/выключение различных
источников света через пульт системы;

.        Включение/выключение различных
источников света через компьютер;

3.      Газоснабжение;

Контроль утечки газа предназначен для
своевременного отключения подачи газа и информирования при возникновении данной
аварийной ситуации, что позволяет снизить ущерб от возможного взрыва и
возгорания помещения (дома) и как следствие — спасти вашу жизнь.

Расположенные в местах возможной утечки газа
датчики подадут сигнал системе, которая включит сигнализацию, вентиляцию, и
выключит электроэнергию, оставив только аварийное освещение. При возникновении
аварии система проинформирует Вас о возникшей аварии, дозвонившись по
телефонной линии и голосом сообщив о причине вызова, а также отправит тревожное
SMS-сообщение.

При срабатывания датчика утечки газа или датчика
пожара — поступает сигнал на порт системы. Порт формирует сигнал на главный
блок системы. Главный блок выдает команду на клапаны перекрытия газа и на
автодозвон. Клапан перекрывает газ. Автодозвон в это время производит дозвон по
обозначенным Вами телефонам и голосом или SMS сообщает о случившейся аварии. В
памяти системы записывается информация о произошедшем, а также все предпринятые
системой меры. Эту информацию Вы сможете просмотреть на пульте системы или на
своем компьютере.

4.      Отопление (радиаторами,
воздухом, “теплые полы”);

Система позволяет управлять отоплением
нескольких помещений (до 512). Температурный диапазон измерения и регулировки
заданных температур от 0 до 125°С (сауна).

Каждое помещение работает по отдельной недельной
программе, где можно задать режим управления отоплением в рабочие и выходные
дни. Сутки разбиты двумя временными установками — условно названными
«ночь»/«день» и «день»/«ночь».

Система обрабатывает сигналы от подключённых
датчиков и включает (выключает) подключённые источники тепла (эл. тёплые полы,
ИК-панели, эл. конвекторы), в зависимости от значения текущей температуры,
доводя тем самым температуру в помещении до заданной.

Во главе стоит главный блок (MAIN), обмен
информацией его с портом и с пультом осуществляется через общую шину SST-BUS.
Датчики температуры и источники тепла подключаются к порту, который ведёт с
ними обмен информацией (принимает сигналы от датчиков и включает или выключает
источники тепла).

Сохранение в памяти заданных параметров
неограниченно долго даже при выключенном сетевом напряжении.

5.      Водоснабжение (в том числе
системы очистки воды и устранения протечек);

Расположенные в местах возможной протечки воды
(на полу под раковиной, ванной, стиральной машиной и проч.) датчики вовремя
«обнаружат» протечку воды в системе водоснабжения или отопления.

Получив сигнал от подключённых датчиков протечки
воды системы водоснабжения, система заблокирует подачу воды до устранения
причин протечки и проинформирует Вас о возникшей аварии, дозвонившись по
телефонной линии и голосом сообщив о причине вызова, а также отправит тревожное
SMS-сообщение. В случае протечки система управления водоснабжением заблокирует
подачу воды электромагнитными клапанами либо отключит работу насоса.

6.      Вентиляция и
кондиционирование;

За температурой и свежестью в доме следит
кондиционер и датчики температуры. Они поддерживают в каждой комнате дома
оптимальную температуру. При этом стоит заметить, что в «Умном доме»
кондиционер никогда не будет работать одновременно с обогревателем, разве что
пол может оставаться тёплым. Это, а также замедление или вовсе прекращение
работы всей системы во время отсутствия хозяев, помогает значительно сберечь
электроэнергию. Вентиляция и кондиционирование в «Умном доме» подчиняется воле
хозяина даже по Интернету или при помощи мобильного телефона. Либо
настраивается таймер таким образом, чтобы к определенному времени система
вентиляции и кондиционирования снова включалась, и к приходу хозяев воздух уже
будет прогрет или охлаждён, а также чист и свеж.

7.      Канализация;

.        Система видеонаблюдения и
охранно-пожарная сигнализация;

Система мгновенно приведёт в действие
существующую противопожарную систему, отключит вентиляцию, чтобы поток воздуха
не способствовал возгоранию, электричество и газ. А если хозяина нет дома,
голосом сообщит о случившемся, дозвонившись по телефону, а также отправит
тревожное SMS-сообщение. Система также включит сирену и внешний световой
сигнал, чтобы предупредить соседей о случившемся и уберечь от опасности.

Последовательность действий системы при
возникновении возгорания:

.        Информация о возгорании и о времени его
возникновения заносится в протокол сообщений;

.        Информация о датчике, зафиксировавшем
возгорание, заносится в протокол сообщений;

.        Выключается электроэнергия и
электророзетки;

.        Перекрывается подача газа;

.        Выключается вентиляции;

.        Включается система дымоудаления;

.        Производится дозвон по определенным
пользователем номерам при возгорании;

.        Выключается режим контроля возгорания.

9.      Контроль доступа и охрана
периметра;

Контроль проникновения в помещение:

Позволяет контролировать внутренние помещения в
доме или квартире. Получив сигнал о проникновении, система проинформирует Вас о
возникшей аварии, дозвонившись по телефонной линии и голосом сообщив о причине
вызова, а также отправит тревожное SMS-сообщение, включит сирену и внешний
световой сигнал, чтобы отпугнуть воров.

Датчики движения, которые включат аварийную
сигнализацию в случае взлома в Ваше отсутствие, могут также установить внешний
контроль проникновения, оставаясь внутри дома (квартиры), заблокировав при этом
участок (или двери и окна).

.        Периметральный контроль:

Позволяет установить внешний контроль
проникновения, оставаясь внутри дома (квартиры), заблокировав при этом участок
(или двери и окна).

.        Имитация присутствия:

При длительном Вашем отсутствии система по
заданному вами графику будет включать свет, музыку, раздвигать шторы, создавая
иллюзию вашего присутствия.

.        Имитация присутствия животных:

Данная функция отпугнет случайного воришку, при
нажатии на кнопку звонка в квартире раздастся грозный лай собаки.

.        Ограничение доступа:

В системе предусмотрен 3-х уровневый доступ к
управлению системой (условно хозяин, член семьи и гость), ограничивая круг лиц,
полностью управляющих системой.

.        Тревожная кнопка:

Функция тревожной кнопки может использоваться
Вами по-разному, в зависимости от Вашего образа жизни:

.        Если в доме часто остается один
ребенок, это не всегда весело, да и родителям беспокойно. В этом случае, при
возникновении непредвиденной ситуации ребенку достаточно только нажать на
кнопку и Вы тут же об этом узнаете, т.к. система дозвонится Вам по телефону и
голосом сообщит, что необходима Ваша помощь. Тревожную кнопку в данном случае
надо располагать в детской, или в место поблизости, чтобы ребенок мог легко до
нее дотянуться.

.        Если в доме есть тяжело больной, то в
данном случае достаточно изменить номера телефонов, записанных в системе, на
телефоны лечащего врача, медсестры или просто соседки, которые во время окажут
помощь, или смогут дозвониться в скорую помощь.

.        Если Вы опасаетесь вторжения
непрошенных гостей, то тревожная кнопка позволит сообщить без видимых внешних
проявлений Вашим доверенным лицам, которые могут что-то предпринять, о
«нестандартной» ситуации в Вашем доме. В данном случае размещение тревожных
кнопок в доме надо заранее продумать и разместить из вблизи двери на полу, в
санузле или на самой двери, чтобы иметь возможность незаметно ее нажать.
Сообщение в данном случае должно быть кратким, но понятным, и, конечно,
необходимо заранее предупредить абонентов, которые будут принимать сигнал
тревоги о виде сообщения.

10.    Телефонная связь (АТС и
микросотовая сеть);

Возможны следующие способы организации
телефонной связи:

.        Традиционная аналоговая телефонная
сеть;

.        IP-телефония;

.        Микросотовая связь на базе станции
DECT;

.        Система связи на базе мини-АТС.

Первые три способа предполагают существенные
ограничения по емкости и доступным функциям. В подавляющем большинстве случаев
при организации систем связи используют цифровые или аналоговые мини-АТС. Они
позволяют организовать единую систему телефонной связи внутри жилого или
офисного помещения и могут служить для связи с внешними телефонными линиями,
для маршрутизации внешнего вызова к любому внутреннему абоненту, а также для
внутренней связи без выхода на внешнюю линию.

Использование мини-АТС предполагает подключение
ограниченного количества городских номеров (иногда одного) к большому
количеству внутренних абонентов, что дает значительную экономию денежных
средств. К тому же, мини-АТС позволяет организовать гибкую, многофункциональную
систему связи с возможностью интеграции с другими системами здания.

11.    Телевидение (эфирное,
спутниковое, кабельное);

Распределение эфирного и спутникового ТВ с
одного источника сигнала (антенна вещательного ТВ, ресивер спутникового ТВ) в
любое помещение, где есть телевизоры и управляющие устройства. Совсем
необязательно иметь в каждой комнате антенну эфирного или спутникового вещания
или точку выхода в Интернет — централизованное распределение сигнала решает эти
проблемы, так как все приемники располагаются в одном месте, но управление ими
— из любого.

Прием вещательного телевидения

Сигнал вещательного телевидения с антенны
поступает в систему «Мультирум», а далее распределяется между различными
комнатами с телевизорами, ТВ-тюнерами и управляющими устройствами.

Прием спутникового телевидения

Сигнал спутникового телевидения с антенны
поступает в систему «Мультирум», а далее распределяется между различными
комнатами с телевизорами, ТВ-тюнерами и управляющими устройствами.

Прием/передача цифровых потоков данных
(Internet)

Помимо управления, с сенсорных панелей или с
телевизора возможен выход в Интернет, просмотр электронной почты, прием
сообщений, что делает «Умный дом» практичной, многофункциональной системой.

Управление спутниковыми ресиверами из различных
помещений

Централизованное распределение видеосигнала
подразумевает расположение всех принимающих устройств в одном месте, управление
которыми может осуществляться из любого помещения дома или квартиры (через
шину, радиосвязь или ИК-команды).

Управление отображением на телевизоры с
видеокамер

Сигнал с камер видео-охраны не обязательно
смотреть только на предназначенных для этих целей мониторах. Видеонаблюдение
можно вести и с любого другого устройства, подключенному к видеоконцетратору и
системе «Мультирум». Сигнал с видеокамеры транслируется на определенный
настроенный телевизионный канал, доступный к просмотру и управлению в любой
комнате дома.

12.    Система “мультирум” (аудио и
видео трансляции) и домашний кинотеатр;

Мультирум (Multiroom) — система распределения
аудио и видео сигналов от различных источников в несколько отдельных зон,
удаленных помещений.

В определенном месте вашего дома концентрируется
вся техника, которая может являться источником аудио и видео — это может быть,
например, спутниковый TV-тюнер, радио, компьютерный сервер с цифровыми данными,
IPad, DVD чейнджер и тому подобное. Все источники подключаются к специальному
ресиверу — с ним связываются все зоны, в которых следует выводить музыку или
изображение.

Таким образом, нет необходимости во всех
комнатах устанавливать свои источники звука и видео. Сигналы из Multiroom по
специальным каналам распределяются по всему дому, и из каждого подключенного к
системе помещения можно выбрать один из доступных источников данных.

13.    “Центральный
пылесос”;

В стенах дома располагаются специальные
герметичные трубопроводы, присоединенные к силовому агрегату (его можно
расположить в гараже, техническом помещении, на балконе, в кладовке). За счет
этого удаления во время уборки не слышно шума. Итак, трубопроводы подсоединены
к силовому агрегату, а в квартире они обозначаются специальными пневматическими
розетками. При желании навести порядок следует только подсоединить шланг к
розетке, и все! Никаких усилий и сухого пыльного воздуха: мощная всасывающая
сила идеально чистит любую поверхность. Частички грязи, пыли и пуха по
трубопроводам отравляются в специальный отсек. Центральные пылесосы обладают
мощностью в пять раз превышающей мощность стандартного переносного пылесоса, а
время уборки сокращается в 2-3 раза.

14.    Обогрев внешних поверхностей
(система “ледостай”);

Кабельные системы обогрева, стаивания льда и
снега устанавливаются практически в любом месте, которое необходимо содержать
чистым от снега и льда. На поверхность, подлежащую защите от снега и льда на
старый асфальт или бетон укладывается греющий кабель. Сверху кабель засыпается
песком либо заливается бетоном. Затем укладывается облицовочное покрытие.

15.    Холодильные камеры и винные
погреба;

Оптимальная относительная влажность в помещениях
для хранения вин 65-80% способствует сохранению необходимой плотности и
эластичности пробок в бутылках, предотвращающих проникновение большого
количества воздуха в вино. Если влажность в помещении, где будет расположен
винный погреб, отличается от расчетной, то в этом помещении необходимо
производить увлажнение воздуха. Уровень относительной влажности отслеживает
входящий в состав увлажнителя контроллер, который анализирует состояние датчика
влажности. Для поддержания необходимой свежести воздуха в помещениях винного
погреба наши специалисты могут предложить проект и монтаж системы
приточно-вытяжной вентиляции. Наряду с вентиляцией помещения, необходимо не
забывать о воздухораспределении, воздух равномерно должен распределяться по
помещению, а не попадать струей на бутылки и стеллажи. Отсутствие света при
хранении в винном погребе благоприятно сказывается на мягкой выдержке вина.
Уровень освещенности отслеживает контроллер, который анализирует состояние
датчиков освещенности в помещениях винного погреба. Для поддержания необходимых
температурных параметров в помещениях винного погреба устанавливаются датчики
температуры и контроллер для управления климатической системой.

16.    Система общего управления
“умный дом”;

Дистанционный пульт «Умный Дом» заменит пульты
управления от разных видео-, аудиоустройств.

Связь между помещениями:

Возможность селекторной связи внутри одного
дома.

Входной звонок:

Войдя в дом, гости запустят воспроизведение
Вашей любимой мелодии, нажав на входной звонок.

Подсистема средств общения «умного дома»

Управление через Internet:

Для управления и настройки дома из офиса, машины
и т.д. программа системы «Умный Дом» позволяет с помощью электронной почты
передавать необходимые команды. Для этого основная программа разделяется на два
независимых модуля, один из которых находится в доме и ждет команд. Другой же
находится вместе с Вами на Вашем рабочем компьютере.

Дистанционное управление:

Для удобства управления бытовыми устройствами в
доме, был создан пульт дистанционного управления, позволяющий совмещать в себе
управление телевизором, видеомагнитофоном, музыкальным центром, спутниковым
ресивером.

Он так же позволяет включать и отключать:
осветительные приборы, управляемые электрические розетки, различные сценарии
освещения. При помощи комбинаций нескольких кнопок — открыть ворота, поставить
дом на охрану и совершить много других различных действий…

Контроль и управление всем домом посредством
пульта системы «Умный Дом»:

Настенный пульт — основной пульт системы,
позволяющий вам полноценно работать со всеми функциональными возможностями
системы. Предназначен для ввода информации в систему и её отображения.

При входе в умный дом вы с помощью него снимаете
систему с охраны, а уходя из дома — устанавливаете систему на охрану. Вы можете
просмотреть протокол сообщений о событиях, произошедших за Ваше отсутствие,
ввести номера телефонов, по которым будет производиться дозвон в аварийных
ситуациях и.т.д.

Управление посредством КПК Palm:

Различными режимами и устройствами в умном доме
можно управлять с миниатюрного и приятного по дизайну жидкокристаллического
экрана Touch Screen. Эта возможность реализована на базе карманных персональных
компьютеров (КПК) семейства Palm, подключаемого к «Умный Дом». В месте с
возможностью управления умным домом Вы получаете отличный электронный
органайзер и не только…

Управление с компьютера (РС):

Дружественная для пользователя программа,
работающая в среде операционной системы Windows, позволяет включать и выключать
определённые режимы системы «Умный Дом», а также производить настройки её
работы, читать и выводить на печать протокол сообщений.

Технологии системы «Умный дом»

умный дом проектирование управление

На текущий момент имеется множество технологии
управления электропитанием. Самая, 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.

Недостатки:

.        Низкая скорость передачи данных;

.        Обязательное наличие мастера, ведущего
сети.

Устройства обмена данными это пассивные элементы
цепи. Компоненты 1-wire не могут без специального запроса посылать в сеть
данные. 1-wire устройства не могут общаться друг с другом без «активного»
ведущего. Элементы сети являются всегда ведомыми. Мастер в сети 1-wire только
один. 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
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.

Технология Ethernet

— очень распространенный стандарт. Он очень
хорошо документирован. Существует огромное количество контроллеров,
микропроцессоров, отдельных чипов, готовых устройств со встроенным Ethernet.
Порт Ethernet интегрируется в бытовую технику, телевизоры, плееры, ресиверы, не
говоря уже о компьютерах. Минимальная скорость передачи данных составляет
10/100 Мбит/с, что более чем достаточно для любых задач домашней автоматизации.
Технология Ethernet обладает хорошей помехозащищенностью и надежностью при
немалой для дома длине сегментов. В технологию заложены все необходимые
механизмы разрешения «коллизий», контроля целостности передачи
данных. Устройства для «умной» организации сети (коммутаторы,
маршрутизаторы) продаются в любом магазине практически за копейки. Фактически
Ethernet сейчас является если и не главным, то одним из основных стандартов для
организации высокоскоростного обмена информации между различными устройствами
как дома, так и в офисе. Кроме этого, меня в технологии Ethernet интересовал не
только и не столько физический уровень модели данных, сколько сетевой и
транспортный. Не секрет, что Ethernet чаще всего используют вместе с
протоколами TCP/IP.

Умный Дом — это набор простых устройств,
поддерживающих TCP/IP, SNMP, SMTP и Web-интерфейс на базе протокола HTTP,
доступных для управления, программирования и контроля с любого стандартного
клиента (компьютера, планшетного ПК, нетбука, коммуникатора, телефона) как по
локальной сети, так и через Интернет, 3G/GPRS, Wi-Fi и т.д. При этом управлять
устройствами можно как напрямую, так и посредством специального контроллера
(сервера), который бы мог сделать такое управление более комфортным, включая
продвинутые возможности Web-интерфейса (Ajax, Flash). Это очень важный момент,
так как в Ethernet нет обязательного мастера сети и все устройства могут
общаться друг с другом напрямую и остаются доступными для управления в случае
каких-то неполадок с основным контроллером.

Многие крупнейшие в мире компании, предлагающие
системы домашней автоматизации, постепенно переводят линейки своих продуктов на
технологии Ethernet и TCP/IP, так как это удобно, быстро, относительно дешево и
просто. Кроме того, розетки, разъемы, кабели UTP/STP/FTP, стойки, аксессуары,
коробы, инструмент — все это доступно в любой точке мира, что позволяет
недорого и быстро разворачивать системы какой угодно сложности.

Топологией современных сетей на базе Ethernet
является звезда. Это означает, что необходимо к каждому устройству вести свой
кабель. В этом есть определенный недостаток, так как в доме с уже готовой
отделкой такая автоматизация выглядит затруднительной.

Технология X-10

X10 — это международный открытый
индустриальный стандарт
<#»670171.files/image001.jpg»>

Рис. 1. Схема децентрализованной системы Умного
Дома без управляющего контроллера

Рис. 2. Схема централизованной системы Умного
Дома с главным компьютером

Рис. 3. Схема использования MegaD-328 без
сервера. Управление автоматически и через встроенный Web-интерфейс

Рис. 4. Схема использования MegaD-328 с
сервером. Управление нагрузками как напрямую, так и по команде с сервера.

Рис. 6. Традиционная схема мастер-слейв. Для
работы с кнопками требуется постоянный опрос шины

Приложение 2

Презентация

Рис 8. Схема умного дома

Рис 10. Схема умного дома

Рис 12. Схема умного дома

Рис 13. Схема передачи сигнала по 1-wire

Рис 13. Схема подключения устройств по Ethernet

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Гимназия №26»

Тема проекта:

Умный дом

Автор проекта: Арина Торбеева,

учащаяся 7а класса

МБОУ «Гимназия №26» г. Миасса

Наставник проекта:

Родионова Светлана Викторовна,

учитель математики и информатики.

Миасский городской округ, 2018 г.

Содержание

Введение……………………………………………………………………….3

1. Теоретическая часть

1.1 Что такое умный дом………………………………………………….4

1.2 История создания………………………………………………………4

1.3 Комплекс новейших технологий……………………………………..5

1.4 Плюсы и минусы умного дома……………………………………….6

1. Практическая часть………………………………………………………..8

Заключение…………………………………………………………………….9

Список литературы………………………………………………………..…10

Введение

В современном мире, когда информационные технологии входят во все сферы нашей жизни, не стало исключением внедрение их в обустройство и обслуживание в человеческое жилище. Это инновация получила название — «Умный дом». Оснащение такого дома позволяет не только комфортно проживать в нём, но и безопасно использовать его инфраструктуру. И конечно экономия природных ресурсов неотъемлемая часть «Умного дома».

Актуальностью проекта является популяризация и выявление доступности технологии «Умный дом»

Цель: Сбор информации и ознакомление с инновационными технологиями «Умный дом».

Задачи:

1. Изучить доступную информацию по теме проекта.

2. Познакомиться с комплексами новейших технологий «Умный дом».

3. Проанализировать плюсы и минусы «Умного дома».

4. Создание буклета «Как сделать свой дом умным».

1. Теоретическая часть

1.1 Что такое умный дом

«Умный дом» (англ. smart house) — жилой дом современного образца, обустроенный для проживания его обитателей при поддержке высокотехнологичных автоматизированных устройств. Другими словами — система, обеспечивающая безопасность и ресурсосбережение для всех проживающих в нём людей. Она распознаёт окружающую обстановку в доме: работу всех коммунальных систем, электроприборов, и выполняет определённые команды по предварительно созданным алгоритмам. При этом работа всей системы зависит от функционирования каждого элемента комплекса.

1. История создания

Идея создания «Умного дома» принадлежит ученым Вашингтонского интеллектуального университета из США. В 1978 году ими была разработана и реализована комплексная программа использования жилья с помощью новейших технологий и более востребованных систем жизнеобеспечения. Учёные внедрили технологию управления бытовыми электроприборами по проводам сети.

Самыми первыми пользователями «Умных домов», оснащённых электроникой, стали состоятельные американцы.

В дальнейшем комплексная система «Умный дом» стала включать в себя всё больше аспектов жизнеобеспечения, руководствуясь не только комфортом, но и экономией используемых ресурсов

В нашей стране это чудо техники появилось только в конце прошлого века. Но из-за высокой стоимости оборудования, и сложностями его внедрения и обслуживания, а также невысокой платы за энергоресурсы «Умный дом» оказался непопулярен.

Но уже в начале 2000-х годов всё изменилось, так как стала развиваться компьютерная область, выросли рынки предложений высокотехнологичных приборов, фирм производителей и их обслуживания.

1. Комплекс новейших технологий

В основной комплекс «Умный дом» входят управление и контроль такими параметрами:

• видеонаблюдение и оповещение;

• доступ в дом и на территорию;

• исполнительные системы;

• микроклимат;

• мультирум, медиацентр;

• освещение;

• пожарная и охранная сигнализация;

• система антизатопления и предотвращения утечки газа.

Комплектовать систему возможно на любой вкус, площадь, бюджет, функциональность.

Управлять «Умным домом» можно сенсорными или кнопочными выключателями, пультом дистанционного управления или через интернет смартфоном. Создаются и настраиваются различные режимы, программируются алгоритмы и сценарии, в зависимости от потребностей потребителя.

Рассмотрим все составляющие подробней.

Управляемые розетки. Управляются через сеть, можно задавать режим работы для подключённого оборудования.

Освещение. Управление с помощью телефона Возможность регулирования датчиками движения. Выбор режима яркости, любой последовательности включения, в соответствии со временем суток и яркостью дневного света. Оповещение пользователя и автоматическое отключение при забытом выключении.

Микроклимат. С помощью датчиков температуры и влажности выбираются различные режимы увлажнения, осушения, отопления, кондиционирования, вентиляции; возможно для каждой комнаты отдельно, по часам и дням недели. Дополнительные функций: например, «открытое окно» — отопление отключается для экономии; «гости» — увеличивается интенсивность работы вентиляции.

Исполнительные системы. Возможность управления с помощью телефона. Открывание-закрывание ворот, дверей, жалюзи, штор, роликовых ставней. Автоматические клапана на газопроводе, водопроводе, отоплении, пожарные и поливочные насосы, работа видеокамеры. Полив газонов, используя внешние датчики погоды. Ставни, двери и ворота, реагируют совместно с охранной сигнализацией, и закрываться при незаконном проникновении.

Аудиоуправление с телефона. Управление голосом.

Пожарная и охранная сигнализация. Датчики огня и дыма. Оповещает владельца, отправляет сообщение в пожарную службу, включая звуковую тревогу. Если установлена система пожаротушения «умный дом» ликвидирует источник возгорания.

Видеонаблюдение. Владелец в любое время с любой точки может контролировать работу всего оборудования, узнавать параметры работы всех систем в помещениях.

Наружные системы. Освещение, полив, уличный обогрев, система антиобледенения на дорожках, ступеньках и снеготаяния на крышах.

1.4 Плюсы и минусы умного дома

«Умный дом», как и любое явление, имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим это подробнее.

Плюсы «Умного дома»

• Системы безопасности: контроль протечек, противопожарная, видео наблюдение, охранная и т.д.

• Системы, помогающие экономить: сенсорные смесители, датчики движения, контроль отопления, датчики света, производители системы заявляют об окупаемости за 5-8 лет, а коммунальные расходы экономятся на 30%.

• Системы, делающие жизнь более комфортной: управление освещением, климат-контроль, встроенные пылесосы, управление шторами, воротами, управление розетками, управление электроприборами, автополив сада, кормление домашних животных.

• Развлекательные системы, мультирум (система, позволяющая создать аудио и видео сопровождение при передвижении по всему дому), домашний кинотеатр.

• Размещение управлением на одной общей сенсорной панели, выход со смартфона или компьютера, возможен удалённый доступ.

Минусы «Умного дома»

• Цена. Полная система с качественным оборудованием, спроектированная и установленная надежной фирмой может обойтись в несколько миллионов рублей.

• Опыт установщиков и качество оборудования. Так как «Умный дом» технология, которая недавно на российском рынке у нас не много организаций, которые могут произвести монтаж качественно. Не всё оборудование между собой совместимо.

• Дополнительная гарантия от установщиков и производителя. Даже самая современная техника может сломаться.

• Целесообразность. Технология «Умный дом» больше подходит для коттеджей. Для квартиры полноценная система не выгодна, но возможно использование отдельных элементов.

• Громоздкость. Для полноценной системы необходимо отдельное звукоизолированное помещение под аппаратуру.

• Установка. Так как в большинстве случаев «Умный дом» проводная технология, поэтому устанавливается на стадии «черновой» отделки. Но сейчас на рынке стали появляться беспроводные системы.

1. Практическая часть

Результаты работы я отобразила в своей презентации «Умный дом». Собрав информацию о технологии «Умный дом», я выяснила, что возможно экономичное оснащение своего жилища электронными помощниками, которые сделают проживание более безопасным и комфортным. По собранным данным я создала буклет «Простые способы сделать свой дом умным», который имеет практическую значимость и может использоваться, как руководство одного из вариантов усовершенствования своего дома.

Заключение

Работая над проектом «Умный дом», я собрала и изучила доступную информацию по этой теме, познакомилась с комплексами новейших технологий, проанализировала плюсы и минусы «Умного дома». И выяснила, что эта технология новая, но не достаточно популярная в нашей стране, из-за высокой стоимости и малой информативности о данной технологии.

С каждым годом технологии меняются, предложений становиться больше, растёт конкуренция и система «Умный дом» со временем будет доступней для пользователей.

Но и сейчас уже возможно усовершенствовать своё жилище доступными методами. Информацию о них я отразила в буклете «Как сделать свой дом умным».

Много учёных работают над проблемой доступности системы «Умный дом» для потребителей. И я думаю, что в ближайшем будущем эта технология будет установлена во многих домах и квартирах, делая жизнь людей более безопасной и комфортной.

Список литературы

1. История «умного дома». [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://efarostov.ru/istoriya_ymnogo_doma.htm

2. История возникновения и развития «умного» дома. [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://progress.online/tehnologii/1686-istoriya—vozniknoveniya—i—razvitiya—umnogo—doma

1. История развития системы «умный дом». [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.aptech.ru/istoriya—razvitiya—sistemy—umnyj—dom

2. История Умного Дома. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://lovehome—ug.ru/about—the—company/history—of—umnyi—dom.html

3. Пять простых и бюджетных способов сделать свой дом умным. [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://www.inmyroom.ru/posts/13072-5-prostyh-i-byudzhetnyh-sposobov-sdelat-svoj-dom-umnym

4. Технологии умного дома. [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://qwizz.ru/технологии-умного-дома/

5. Умный дом. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://wp.wiki—wiki.ru/wp/index.php/Умный_дом

6. Что такое умный дом и зачем он нужен. [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://lifehacker.ru/2017/07/24/umnyj—dom—rubetek

7. Что такое умный дом? Кратко о плюсах и минусах. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://fb.ru/article/354807/chto-takoe-umnyiy-dom-kratko-o-plyusah-i-minusah

ПРОЕКТНАЯ РАБОТА «УМНЫЙ ДОМ»

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Аннотация

Главной идеей проекта является создание интерактивной модели дома на базе платы Ардуино, которая будет реагировать с помощью датчиков на разные внешние факторы. «Умный дом» включит освещение и звук, если в дом кто-то зайдет, если запахло газом или дымом – оповестит звуком, расскажет о начавшемся дожде или высоком уровне влажности.

«Умный дом» конструирован из блоков Лего и в него встроена автоматическая система контроля и управления.

Ардуино – это электронный конструктор, небольшая плата с собственным процессором и памятью. На плате также есть пара десятков контактов, к которым можно подключать всевозможные компоненты: лампочки, датчики, моторы, чайники, роутеры, магнитные дверные замки и вообще всё, что работает от электричества. В процессор Arduino можно загрузить программу, которая будет управлять всеми этими устройствами по заданному алгоритму. Таким образом можно создать бесконечное количество уникальных гаджетов, сделанных своими руками и по собственной задумке. В проекте «Умный дом» запрограммированы различные датчики, сенсоры, светодиоды и прочее. Используется язык программирования С++. Результаты проделанной работы можно увидеть, пройдя по ссылке https://drive.google.com/file/d/0ByBc1XNiDQrpUUdnRlJkdk5kLWM/view?usp=sharing

Функционал «умного дома» может существенно отличаться (как и стоимость оборудования, установки), однако суть остается неизменной – обеспечение максимального комфорта, безопасности и экономии для людей.

Объем работы составляет 21 страницу, 6 рисунков, 4 иллюстрации, 5 использованных литературных источников и приложений

Введение

В пределах российского рынка недвижимости спрос на квартиры, оснащенные системами домашней автоматизации «умный дом», продолжает неуклонно расти. Эта тенденция сохраняется уже несколько лет подряд не только в России, но и во всем мире.

Исследовательская компания Technavio в своем январском отчете сообщила о том, что около 90% от всего количества «умных» домов в мире расположены в Западной Европе и Северной Америке. Совокупное количество «умных» домов в этих регионах в 2015 году составило 17,9 млн, следует из отчета Berg Insight. К 2020 году каждый пятый дом в Европе и каждый третий в США станут «умными». Минстрой России оценивает отечественный рынок «умных» домов в 7-10 млрд рублей к 2017 году. По некоторым оценкам, только 5% жилья в Москве и 2% в России можно назвать интеллектуальными. Эксперты отмечают, что барьером для развития рынка стала высокая стоимость систем «умный дом».

Использование концепции «интеллектуального здания» позволяет достигнуть 20-30% экономии на потреблении коммунальных услуг. Этот фактор готовы принимать во внимание и строители, которые предусматривают применение технологии «интеллектуального здания» в 30% проектируемых и строящихся домов.

Полезные функции «Умного Дома» делают более устойчивыми и долговечными все системы жизнеобеспечения благодаря оптимизации связей между ними. Если же говорить о новых строениях – то использование «Умного Дома» снимает возможные конфликты между системами, увеличивает срок службы всего здания, снижая риск для строителей и проживающих. Согласно Федеральному закону № 261 от 23.11.2009 года, внедрение инновационных энергоэффективных технологий в строительстве и переоснащении зданий является одной из первоочередных задач и этой принципиальн6ой установке Российского правительства система «Умный дом» отвечает в наибольшей степени.

Таким образом, целью проектной работы является создание встроенной автоматической системы контроля и управления на базе платы ArduinoUNO в модель лего-дома.

Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:

• изучить электронный конструктор Arduino и возможность подключения различных датчиков, сенсоров и прочее;

• изучить язык программирования Arduino и запрограммировать датчики и сенсоры;

• спроектировать лего-модель «Умный дом», встроив автоматическую систему контроля и управления;

• проанализировать работоспособность датчиков, сенсоров, светодиодов, мониторов.

Основное назначение проекта заключается в обеспечении максимального комфорта, безопасности и экономии для жильцов квартир. Любая система, которая адаптирована к бытовым потребностям, позволяет создавать определенные условия согласно программным алгоритмам без вмешательства человека или с минимальным его участием. Как правило, комплексный вариант включает управление освещением, отоплением, вентиляцией и бытовыми приборами, начиная от штор с электроприводом и заканчивая аудио- и видеотехникой. Например, входя в комнату, не обязательно искать выключатель, чтобы зажечь свет – датчик движения определит присутствие человека и люстра засияет. Система может быть запрограммирована на включение отопления, чтобы к определенному времени квартира успела прогреться, может включить чайник или стереосистему, а может сама подать сигнал на пульт охраны, если в доме окажется посторонний.

Плата Ардуино

Ардуино – это электронный конструктор, небольшая плата с собственным процессором и памятью. На плате также есть пара десятков контактов, к которым можно подключать всевозможные компоненты: лампочки, датчики, моторы, чайники, роутеры, магнитные дверные замки и вообще всё, что работает от электричества.

В процессор Arduino можно загрузить программу, которая будет управлять всеми этими устройствами по заданному алгоритму. Таким образом, можно создать бесконечное количество уникальных классных гаджетов, сделанных своими руками и по собственной задумке. Arduino как и Raspberry Pi относится к одноплатным компьютерам.[1]

Ядро команды разработчиков Arduino составляют: Массимо Банци, Девид Куартиллье, Том Иго, Джанлука Мартино, Девид Меллис и Николас Замбетти.

С 2008 года в компании начался раскол. Джанлука Мартино зарегистрировал другую фирму, на которую сумел оформить авторские права на торговую марку Arduino в некоторых странах. Новая компания создала альтернативную ветвь продаж оригинальных продуктов Ардуино на сайте arduino.org. Первоначальная компания контролирует продажи через сайт arduino.cc. Набор новых изделий на сайтах различается. Также существует две ветви Arduino IDE, поддерживающие разный набор плат и библиотек. Одинаковые названия и пересекающиеся номера версий IDE вносят путаницу.

Насчитывается 20 разновидных плат Arduino, но большинство были лишь пробными, несерьёзными проектами, и на этих платформах никто особо не программирует. Однако, 5 проектов получились удачными: ArduinoUNO, ArduinoLeonardo, ArduinoMega, ArduinoMini, ArduinoNano.

Рассмотрим принцип работы Arduino на самой используемой плате –ArduinoUNO.

Датчики и сенсоры

К Arduino можно подключить всевозможные сенсоры. В русском языке существуют слова «датчик» и «сенсор», это синонимы и означают по сути одно и то же. Это отдельное устройство, которое способно измерять определённую физическую величину или реагировать на физическое явление и поставлять информацию об этом в виде электрического сигнала.[2]

Сенсоры различаются по тому, что они фиксируют. Существуют сенсоры для измерения температуры, расстояния, вибрации, звука, влажности, движения, магнитного поля и многие другие.

Также они различаются по типу сигнала. Некоторые передают сигнал в виде переменного напряжения (аналоговые), некоторые в виде последовательности низкого и высокого напряжения (цифровые), другие меняют собственное сопротивление. Тип сигнала определяет, как физические показания проецируются на электрические величины пригодные для считывания.

Далее, сенсоры различаются по протоколу. Он определяет как принимающая сторона (например, Arduino) должна интерпретировать передаваемый сенсором сигнал, чтобы получить значение измеряемой величины. Для одних сенсоров измеряемая величина прямо пропорциональна передаваемому напряжению, другие передают только «да / нет» с помощью двух величин напряжения, третьи передают свои показания в виде последовательности бит, где отсутствию напряжения соответствует 0, а высокому напряжению — 1. Протокол у каждого сенсора свой и определяется производителем датчика.

Кроме того, сенсоры различаются по способу физического подключения. Большое количество Arduino-совместимых сенсоров легко подключаются по трём проводам. Другие сенсоры имеют контакты, подходящие для подключение через breadboard.

Язык программирования

Язык программирования Arduino является стандартным C++ (используется компилятор AVR-GCC) с некоторыми особенностями, облегчающими новичкам написание первой работающей программы.[3]

Программы, написанные программистом Arduino, называются наброски (или иногда скетчи — варваризм от англ. sketch) и сохраняются в файлах с расширением ino. Эти файлы перед компиляцией обрабатываются препроцессором Ардуино. Также существует возможность создавать и подключать к проекту стандартные файлы C++.

Обязательную в C++ функцию main() препроцессор Arduino создает сам, вставляя туда необходимые «черновые» действия.

Программист должен написать две обязательные для Arduino функции setup() и loop(). Первая вызывается однократно при старте, вторая выполняется в бесконечном цикле.

В текст своей программы (скетча) программист не обязан вставлять заголовочные файлы используемых стандартных библиотек. Эти заголовочные файлы добавит препроцессор Arduino в соответствии с конфигурацией проекта. Однако пользовательские библиотеки нужно указывать.

Менеджер проекта Arduino IDE имеет нестандартный механизм добавления библиотек. Библиотеки в виде исходных текстов на стандартном C++ добавляются в специальную папку в рабочем каталоге IDE. При этом название библиотеки добавляется в список библиотек в меню IDE. Программист отмечает нужные библиотеки, и они вносятся в список компиляции.

Arduino IDE не предлагает никаких настроек компилятора и минимизирует другие настройки, что упрощает начало работы для новичков и уменьшает риск возникновения проблем.

Простейшая Arduino-программа состоит из двух функций:[4]

• setup(): функция вызывается однократно при старте микроконтроллера.

• loop(): функция вызывается после setup () в бесконечном цикле все время работы микроконтроллера.

Проектирование «Умного дома»

«Умный дом» конструирован из блоков Лего и в него встроена автоматическая система контроля и управления, спроектированная на базе платы Ардуино, и реагирующая на появление воды, температуру и влажность воздуха, газ, появление движения в доме. Ардуино – это электронный конструктор, небольшая плата с собственным процессором и памятью (Рис.1).

Рис.1. Плата ArduinoUNO

Каждый сенсор, датчик, светодиод, не важно, любое подключенное устройство к плате, должно быть подключено к GND (заземлению), без этого, устройство работать не будет.[5] Так же все сенсоры (или какие-нибудь другие внешние устройства, например, вентилятор) должны быть подключены к питанию – 5Vили 3V. Но есть более простые устройства, такие как светодиод или пищалка (buzzer), которые не нужно подключать к питанию, так как им хватает энергии получаемой от пина (вход/выход) к которому он подключен. В ходе проекта показано, как подключаются сенсоры, датчики, светодиоды и т.п. (Рис. 2-5)

Рис.2. Датчик температуры и влажности, дисплей

Рис.3. Датчик движения и светодиод

Рис.4. Датчик дыма, пищалка и светодиод

Рис.5. Датчик воды, пищалка и светодиод

Рис.6. Схема автоматизированной системы управления и контроля, спроектированной на базе АрдуиноUNO

Заключение

Сейчас строятся и создаются многочисленные «Умные дома». На рынке недвижимости спрос на квартиры, оснащенные системами домашней автоматизации «умный дом», продолжает неуклонно расти. Эта тенденция сохраняется уже несколько лет подряд не только в России, но и во всем мире. В принципе, это может быть абсолютно любая система, которая адаптирована к бытовым потребностям жильцов квартиры; та, которая позволяет создавать определенные условия согласно программным алгоритмам без вмешательства человека или с минимальным его участием. Как правило, комплексный вариант включает управление освещением, отоплением, вентиляцией и бытовыми приборами, начиная от штор с электроприводом и заканчивая аудио- и видеотехникой. Например, входя в комнату, вам не обязательно искать выключатель, чтобы зажечь свет – датчик движения определит ваше присутствие и люстра засияет. Система может быть запрограммирована на включение отопления, чтобы к определенному времени квартира успела прогреться, может включить чайник или стереосистему, а может сама подать сигнал на пульт охраны, если в доме окажется посторонний. Функционал «умного дома» может существенно отличаться (как и стоимость оборудования, установки), однако суть остается неизменной – обеспечение максимального комфорта, безопасности и экономии.

Что же включает технологический комплекс под названием «умный дом»? В принципе, это может быть абсолютно любая система, которая адаптирована к бытовым потребностям жильцов квартиры; та, которая позволяет создавать определенные условия согласно программным алгоритмам без вмешательства человека или с минимальным его участием. Как правило, комплексный вариант включает управление освещением, отоплением, вентиляцией и бытовыми приборами, начиная от штор с электроприводом и заканчивая аудио- и видеотехникой.

Например, входя в комнату, вам не обязательно искать выключатель, чтобы зажечь свет – датчик движения определит ваше присутствие и люстра засияет. Система может быть запрограммирована на включение отопления, чтобы к определенному времени квартира успела прогреться, может включить чайник или стереосистему, а может сама подать сигнал на пульт охраны, если в доме окажется посторонний. Функционал «умного дома» может существенно отличаться (как и стоимость оборудования, установки), однако суть остается неизменной – обеспечение максимального комфорта, безопасности и экономии.

Список литературы:

1. Arduino и Raspberry Pi в проектах Internet of Things – Виктор Петин

2. http://wiki.amperka.ru

3. http://arduino.ru

4. http://robocraft.ru

5. https://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino

Приложения

Приложение 1

Приложение 2

Просмотров работы: 15325

Предложенная индивидуальная творческая работа по технологии «Умный дом» в 7 классе направлена на реализацию поставленной автором цели ознакомиться с возможностями системы «Умный дом» и рассмотреть применение элементов этой системы для своего будущего дома, сделать финансовый расчет установки системы «Умный дом».

Подробнее о проекте:

В ученическом творческом проекте по технологии об «Умном доме» ученица 7 класса изучает такие системы «умного дома», как контроль открытия окон и дверей, фото и видеонаблюдение, датчики присутствия, пожарная сигнализация, защита от протечек воды, автоматическое отключение водоснабжения, рассматривает, как осуществлять управление освещением и жалюзи, дает характеристику охранной сигнализации «умного дома».

Готовый творческий проект по технологии «Умный дом» содержит список отдельных систем «Умного дома» и их характеристику. Автор проекта по технологии в 7 классе изучает каждую систему автоматизации и определяет, какими средствами необходимо располагать для установки «Умного дома» в своем будущем доме.

Оглавление

Введение
1. Системы «умного дома».
1.2. Контроль открытия окон и дверей.
1.3. Фото и видео наблюдение.
1.4. Датчики присутствия.
1.5. Пожарная сигнализация.
1.6. Защита от протечек воды.
1.7. Автоматическое отключение водоснабжения.
1.8. Управление освещением.
1.9. Управление жалюзи.
1.10. Охранная сигнализация.
2. Выбор отдельных систем «Умного дома».
Самооценка
Литература

Введение

Неоднократно слышала фразу «Умный дом». А что это такое?

Изучив специальную литературу, я узнала, что «умный дом» — это жилой дом современного типа, для проживания людей, с использованием автоматизированных высокотехнологичных устройств. В этом доме с помощью современных приборов можно управлять светом, смотреть, кто находится в данный момент в доме и др.

Я решила подробнее ознакомиться с преимуществами такой системы и в дальнейшем будущем спланировать свой жилой дом с использованием современных технологий управлением дома.

Цель работы: Ознакомиться с возможностями системы «Умный дом» и рассмотреть применение элементов этой системы для моего будущего дома.

Задачи проекта:

1. Собрать необходимую информацию на сайтах Интернета, посвященным комплексной системе управления «Умный дом».
2. Рассмотреть «Умный дом».
3. Изучить каждую систему автоматизации.
4. Найти технологию, подходящую для моего будущего дома.
5. Определить, какими средствами необходимо располагать для установки «Умного дома» в моем будущем доме.

Системы «Умного дома»

Я ознакомилась с соответствующими сайтами «Интернета», из которых подробнее узнала о том, что может входить в понятие «Умный дом». Поскольку это очень сложный, но интересный вопрос. Я обратилась за разъяснениями к своему дедушке.

Оказалось, что это система автоматизации домов, офисов, квартир, включающая в себя следующие компоненты:

• Контроль открытия окон и дверей.
• Фото и видео наблюдение.
• Датчики присутствия.
• Пожарная сигнализация.
• Защита от протечек воды.
• Автоматическое отключение водоснабжения.
• Защита от утечек газа.
• Управление освещением.
• Управление жалюзи.
• Охранная сигнализация.

Контроль открытия окон и дверей

Контроль входа в помещение – одна из базовых функций «Умного дома». Отслеживание состояния окон и дверей позволяет определить, что в настоящее время происходит в помещении, а в случае необходимости принять меры.

Датчики со всех окон и дверей передают по удаленному доступу описание текущей ситуации.

Информация дополняется данными из тепловых детекторов движения, которые включены в управление температурой дома.

В случае несанкционированного входа осуществляется выбранное собственником здания действие (на подключенное системе мобильное устройство поступает соответствующий сигнал, включается сирена, охранная фирма получает оповещение, и др.)

Камеры наблюдения тщательно фиксируют все происходящее в помещении (опционально – снаружи здания так же ). Все данные, включая видео и характеристики показателей по всей системе бережно сохраняются на удаленном сервере.

Фото и видео наблюдение

Система видеонаблюдения в умном доме может стать настоящим спасением для тех людей, которые много времени проводят вне дома. Обустроив свой дом системой видеонаблюдения, хозяин автоматически получает дополнительные «глаза и уши» независимо от того, где он находится в данный момент. В этом случае можно присматривать за своим жилищем даже находясь на расстоянии нескольких тысяч километров от дома.

Камеры слежения в умном доме можно устанавливать практически в неограниченном количестве. Однако специалисты рекомендуют не увлекаться в этом вопросе и оснащать камерами видеонаблюдения только самые важные места в доме и на близлежащей территории. Также желательно устанавливать камеры в таких местах, откуда можно будет просматривать большую часть территорию.

Датчики присутствия

Датчик присутствия — электронный прибор, регистрирующий бесконтактными методами объекты определенного класса на территории своего контроля.

В зависимости от результатов регистрации он может коммутировать электрические импульсы, по сигналам которых другие устройства выполняют различного рода действия.

Пожарная сигнализация

Основная задача пожарной сигнализации сводится к тому, чтобы при первых признаках возгорания оперативно передать информацию в дежурную службу, способную быстро прибыть на место происшествия и принять экстренные меры по тушению возникшего очага пламени, предотвратить его распространение.

Система пожарной сигнализации рассматривается как специфическая электрическая система управления, схема которой состоит из различных частей:

• Специальных датчиков — извещателей, сообщающих о начале возгорания;
• Каналов передачи сигналов о срабатывании датчика.
• Пультов контроля, приема (ПКП) и отображения информации для оперативного персонала.
• Систем оповещения людей.

Защита от протечек воды

Теперь мы можем быть спокойны, что не зальем соседей или свой дом. В дополнению к датчику протечки установлены специальные электромеханические краны на горячую и холодную воду, а так же для управления ими. Такая система обеспечит автоматическое перекрытие холодной и горячей воды при срабатывании датчика и уведомит нас о происшествии с помощью push-уведомлений на смартфон, письма на ваш email или смс уведомления.

Автоматическое отключение водоснабжения

Вы можете использовать водоснабжение любого типа – централизованную сеть или собственную скважину с насосом. В любом случае, за этой системой нужно тщательно присматривать: не полить цветы вовремя – это полбеды, а вот незамеченная протечка под раковиной – это уже настоящая проблема.

Сенсоры замечают протечки воды под раковиной, стиральной машиной, ванной и т.д. Электромагнитные клапаны перекрывают водоснабжение, а хозяин квартиры, коттеджа или офиса получает уведомление на смарфтон, планшет и любое другое устройство.

Управление освещением

Во-первых, включение и выключение света в зависимости от уровня освещённости в доме и на улице (с помощью датчика освещённости) и от наличия людей в помещении (срабатывает датчик присутствия).

Во-вторых, выбор одного из нескольких вариантов освещения в соответствии с заданным сценарием. Например, в ночное время верхний свет отключается, включается подсветка, ночник и т. д. Другой вариант — при функционировании домашнего кинотеатра яркость всех включённых ламп плавно уменьшается вплоть до полного отключения.

Визитной карточкой «умного дома» служит система управления освещением, которая благодаря современным технологиям может быть полностью автоматизирована. Только представьте, как удобно и, разумеется, эффектно, когда свет включается сам!

Управление жалюзи

Автоматические жалюзи удобны, комфортны, надежны и долговечны. А также стоит отметить их презентабельный внешний вид, который в свою очередь сделает честь любому интерьеру.

Управление автоматическими шторами или жалюзи очень простое, и с ним может справится даже ребенок. С помощью пульта дистанционного управления Ваши шторы в помещении можно закрыть/открыть одновременно или по отдельности. Снабдив эту автоматику датчиками температуры, они могут управляться без участия хозяина.

В случае, когда изменится температура, автоматика защитит вашу мебель от выгорания, а цветы обеспечит достаточным количеством света, когда вы отсутствуете. Снабдив автоматику таймером, Вы сможете задать расписания их утреннего открытия и вечернего закрытия опять же без Вашего участия.

Охранная сигнализация

Оптимальное решение – организация системы охранной сигнализации в доме.

Управляющий сигнал подаётся на один или все исполнительные устройства, световая и звуковая сигнализация телефонный номер домовладельца.

Удаленные пункты охраны. Отключается система с помощью специального кода, который устанавливает владелец. Способы управления системой – пульт-брелок, либо клавиатура, подключаемая к плате.

Выбор отдельных систем «Умного дома»

Рассмотрев все эти системы, подсчитав затраты на их приобретение и установку, выгоду при экономии, я остановилась только на некоторых, которые более необходимы в моем доме.

Я решила установить такие составляющие системы:

1. Управление освещением,
2. Охранную и пожарную сигнализации.
3. Датчики от протечки и утечки газа.
4. Контроль открытия окон и дверей.
5. Видео наблюдение.

Управление всем этим будет выведено на «смартфон».

Самооценка и оценка

Наша жизнь не стоит на месте, мы все стремимся вперед. Наши желания и возможности реально воплотить в современной жизни. Система «Умный дом» была создана, чтобы автоматизировать управление техникой, сделать нашу жизнь более комфортной.

Я думаю, что мне под силу будет выстроить свой будущий дом, используя эту систему. Так как это приводит не только к удобству в эксплуатации жилого дома, но и к его безопасности.

Литература

1. Учебник «Технология. Технология ведения дома» для учащихся 7 класса Н.В. Синица, В.Д. Симоненко Москва, Издательский центр Вентана — Граф» 2014г.
2. Интернет.

Слайды и текст этой презентации