Как это устроено: умный дом

Представьте себе, что Вы приходите домой после изнурительного рабочего дня, а двери сами открываются перед Вами без ключа. Заходите, а свет уже горит, ужин разогрет, и чайник только что вскипел. При этом квартира проветрена, но в ней вовсе не холодно. Заботливая мама, жена или домработница? Вовсе нет! Это и многое другое может сделать система, получившая название «умный дом».

Обычно, когда мы слышим словосочетание «умная техника», мы представляем себе что-то заоблачно-фантастическое, вроде того, что показано в «Пятом элементе» и других фильмах о будущем. Голосовое управление, доставка необходимых вещей из магазина прямо в холодильник или другие штуки, которые еще несколько лет назад казались нам абсолютно недосягаемыми, уже стали реальностью. Конечно, не стоит переоценивать возможности науки и техники — сегодня пока проще нанять экономку. Но мы уже движемся в направлении того, что человек сможет хотя бы дома обходиться без физического труда и лишних хозяйственных забот.

Немного истории

Несмотря на то, что техника с интеллектуальными возможностями начала появляться относительно недавно, понятие «умный дом» возникло давно. Еще в самом конце ХIX века знаменитый ученый Никола Тесла высказал идею дистанционного управления судами и транспортными средствами. Вместе с распространением электричества в домах стали появляться и совершенствоваться первые средства автоматизации.

Во второй половине ХХ века стали появляться первые штучные системы домашней автоматики, пока еще слишком примитивные, чтобы назвать их хотя бы подобием умного дома. В частности, в 1966-м году американский инженер Джим Сатерленд разработал домашнее решение ECHO IV, которое так и осталось уделом энтузиастов.

В 1970-х годах сформировалось понятие «умный дом». Тогда оно существенно отличалось от современного и означало лишь здание, где максимально эффективно и продуктивно используется рабочее пространство. Примерно тогда же и произошел прорыв в данном направлении, чему поспособствовало появление первых микроконтроллеров.

Эти устройства представляют собой миниатюрные компьютеры, расположенные на одной микросхеме и способные выполнять достаточно сложные функции управления. До этого устройства с подобной функциональностью умещались лишь в довольно крупные шкафы или даже специальные помещения. Тем не менее, техника того времени была еще слишком далека от того, чтобы реализовать хотя бы что-то близкое к тому, что мы можем наблюдать в фантастических фильмах.

К середине 1990-х годов стало ясно, что в недалеком будущем бытовые приборы смогут делать многое из того, что до этого было доступно лишь людям. Например, холодильники смогут заказывать недостающие продукты в Интернете. Забегая вперед, можно сказать, что сегодня подобная функциональность уже доступна, но не слишком востребована из-за сложностей с реализацией и дороговизны.

Истинным расцветом идеи умного дома можно считать наше время. С помощью электроники сегодня можно управлять процессами практически любой сложности, не говоря уж об автоматическом открытии дверей или запуске электроприборов по таймеру.

Android@Home или версия Google

В мае 2011-го года Google представила собственную концепцию умного дома. Как и во многих других вопросах, к этому компания подошла комплексно. Предлагаемый Google программный фреймворк позволяет различным устройствам под управлением Android взаимодействовать с домашней техникой: стиральными машинами, холодильниками, термостатами и даже лампами освещения, не говоря уже о компьютерах, телевизорах и медиацентрах.

С помощью мобильного устройства Вы можете получить доступ к любому поддерживаемому электроприбору по беспроводному протоколу. Например, Вы играете в шутер, а лампы мигают в такт выстрелам, усиливая игровую атмосферу. Или вместо скучного будильника Вы просыпаетесь под постепенное возрастание яркости освещения вместе с повышающейся громкостью музыки из стереосистемы.

Все эти возможности представлены в виде отдельных приложений: Вам не нужно устанавливать и настраивать громоздкую систему, достаточно лишь выбрать те элементы, которые Вам действительно нужны.

В ходе презентации представители Google рассказали и о первых партнерских соглашениях, призванных поддержать инициативу. В частности, был заключен договор с крупным производителем светодиодов Lighting Science Group, в рамках которого компания должна была выпустить крупную партию светодиодных ламп освещения, поддерживающих беспроводное соединение с Android-устройствами.

Несмотря на столь бодрое начало, затея так и не получила должного развития. Виной тому стал приход на пост исполнительного директора компании одного из ее основателей — Ларри Пейджа и последовавшая за этим смена политики в сторону более прибыльных проектов. Впрочем, на сегодняшний день появилось много других, более интересных, а главное, доведенных до конца концепций умного дома, о которых читайте ниже.

Умная бытовая техника

Производители бытовой техники также интересуются «умными» технологиями и предлагают собственные решения. Особенно в этом преуспели японские и корейские компании. В частности, корейская LG Electronics выпускает целый ряд холодильников, стиральных машин и другой крупногабаритной техники с поддержкой собственной технологии Smart ThinQ. Идея этой линейки — техника должна максимально помогать своим хозяевам, делая их жизнь проще.

Все устройства, помеченные логотипом Smart ThinQ, помимо обычных элементов управления, свойственных холодильникам, стиральным машинам, духовым шкафам или микроволновым печам, оснащены сенсорными дисплеями. Эти экраны и предназначены для управления «умными» функциями, совокупность которых называется SmartManager. Одна из таких функций – список продуктов, которые хранятся в холодильнике.

Правда, пока что ее реализация очень далека от совершенства. После очередного похода в магазин Вам нужно вручную ввести все приобретенные продукты, их количество и срок годности. Полученный список Вы можете всего парой касаний отправить на смартфон, что явно будет полезно при следующем походе в магазин.

Стиральными машинами Smart ThinQ можно управлять дистанционно. Например, запустить стирку, будучи на работе, чтобы она завершилась как раз к Вашему возвращению домой. Это очень удобно и здорово экономит время. Стоит сказать, что стиральные машины с подобными функциями уже есть у многих производителей. В частности, компания Miele выпускает машину, где нет ни единой кнопки, а все управление осуществляется исключительно со смартфона.

Перед возвращением домой Вы можете запустить микроволновую печь, которая разогреет Вам ужин. Роботы-пылесосы Smart ThinQ оснащаются камерами, которые позволяют дистанционно следить за домашней обстановкой: это не даст Вам нервничать по поводу того, что Вы оставили включенным утюг или не покормили домашнего питомца.

Все описанные возможности – лишь малая часть того, на что может быть способна Ваша бытовая техника. С каждым годом функциональность «умных» приборов расширяется, так что не стоит удивляться, если через пару лет холодильник сможет сам заказывать продукты, а стиральная машина вызовет мастера по ремонту еще до того, как Вы сами узнаете о ее поломке.

Стандарт

Сегодня многие компании предлагают комплексные решения для оснащения Вашего дома. Большинство из них основано на отработанных и популярных технологиях. Один из наиболее распространенных – европейский стандарт KNX. Несмотря на то, что он был разработан еще в 1990-м году, простота, функциональность и открытость стандарта позволяют ему до сих пор оставаться самым популярным в мире.

«Все гениальное – просто!»,- сказали разработчики стандарта и оказались правы. Для организации работы системы требуется лишь один управляющий блок, а все необходимые манипуляции можно производить с помощью пульта дистанционного управления, смартфона, планшета или компьютера. Для передачи сигнала KNX предусматривает использование проводного соединения типа «витая пара», сети Ethernet, радиоканала и даже силовой линии. В последних двух случаях Вам не понадобится дополнительная проводка.

Все устройства, объединенные в сеть KNX, подключаются к общей шине. Сигналы передаются по этой шине и различаются лишь адресацией. Благодаря универсальности подхода и его простоте системы «умный дом» на базе стандарта KNX являются относительно недорогими. С помощью KNX можно объединить управление освещением, отоплением и кондиционированием, но это не подходит для передачи мультимедийных данных. 

Попробуйте NFC

Вы хотите попробовать, насколько это удобно, но не решаетесь на масштабные траты? Тогда стоит присмотреться к технологии NFC. Эта технология появилась относительно недавно, но уже успела стать довольно популярной и востребованной.

NFC (англ. Near Field Communication – «коммуникация ближнего поля») представляет собой стандарт ближней радиосвязи. Она позволяет обмениваться данными между устройствами на расстоянии всего около десяти сантиметров. Многие решат, что это совсем непрактично – подобное мы уже проходили вместе с неудобными и медленными ИК-портами мобильных телефонов. Но назначение NFC совсем иное.

Многие модели современных смартфонов поддерживают NFC, а некоторые из них поставляются вместе со специальными метками. Эти метки представляют собой небольшие устройства, внешне напоминающие фишки из казино. Запрограммируйте одну из меток и положите ее на прикроватной тумбочке. Перед сном Вам достаточно положить смартфон возле метки, и он автоматически перейдет в беззвучный режим, а утром в заданное Вами время на нем сработает будильник. В будущем с помощью NFC можно будет открыть дверь, просто поднеся к ней смартфон, или включить освещение в комнате, пронеся его мимо датчика.

А что дальше?

В случае систем «умный дом» будущее уже наступило. Скорость появления и распространения новых технологий и функций настолько высока, что порой за этим процессом невозможно уследить. Сейчас основные усилия разработчиков и производителей направлены на расширение имеющейся функциональности: домашняя техника с каждым днем умеет все больше и больше.

Еще одно важное направление – энергосбережение. Ни для кого не секрет, что запасы топлива на Земле истощаются колоссальными темпами, так что нашим детям, а, возможно, уже и нам его может не хватить. В связи с этим в наиболее современных системах основная ставка делается на автономное энергоснабжение и максимальную экономию. Например, некоторые модели стиральных машин уже сейчас подсказывают своим хозяевам время, когда стирка наиболее целесообразна с точки зрения тарифов на электроэнергию. Разумеется, это имеет смысл лишь в регионах с многотарифной системой оплаты электричества.

Недавно в Токио была представлена система энергоуправления домом — Home Energy Management System (HEMS). Она подразумевает тесное взаимодействие между электрической сетью и собственными солнечными батареями. Днем, когда все на работе и энергопотребление минимально, батареи заряжают аккумуляторы, а вечером накопленная энергия расходуется на хозяйственные нужды. В случае необходимости система способна подпитываться от сети общего пользования, а при переизбытке и продавать излишки электроэнергии.

Конечно, для России с ее недостатком солнечного света и реакционным мышлением властей, такие системы вряд ли подойдут. Кроме того, системы вроде HEMS стоят весьма недешево. 

Читайте также

Хотите верьте — хотите нет!

Как сделать джедайский меч?

Виктор Боярский: «Путешественник — это состояние души. Но я — не путешественник»

Freezelight: рисуем светом

Будущее космических полетов: кто придет на смену «Спейс шаттлу и Союзу»?