Как сделать умный дом своими руками arduino, knx. Куценко К. Умный дом творческий проект.ppt - Проект "Умный дом" Проекты домов умный дом

Иметь дом за городом – мечта каждого. Поэтому каждая семья, имея финансовые возможности, старается приобрести или построить жилье, которое бы соответствовало современным стандартам проживания. В последнее время огромной популярностью пользуются проекты «умный дом». Они не только позволяют грамотно распланировать пространство, но и гарантируют владельцам максимальный комфорт и удобство.

Общие характеристики

«Умный дом» представляет собой жилье будущего, в котором работа и контроль всех систем осуществляется автоматизировано, обеспечивая помещение высоким уровнем безопасности и всеми необходимыми условиями для проживания. В таких домах полностью исключены трудозатраты на управление, так как установка температурного режима, освещения и прочего выполняется не вручную. Помимо этого, здание оборудуется специальными мониторами с датчиками, которые могут заранее определить потенциальные угрозы как для собственных систем, так и самих жильцов.

При перебоях в электропитании, неисправностях в работе отопления, задымлении и несанкционированном проникновении установка мгновенно оповещает хозяев и самостоятельно устраняет проблемы.

Главным преимуществом умного дома считается то, что его гибкие системы управления позволяют существенно экономить затраты энергоресурсов, так как при отсутствии жильцов все приборы включаются на экономичный режим. Благодаря заложенным программам такая установка исправно выполнит все поручения хозяев, часто предсказывая их самостоятельно. Поэтому можно сказать, что после монтажа подобного новшества в жилье появляется «нештатный дворецкий». Единственный минус установки – высокая цена, но она себя со временем оправдывает.

Виды

Чтобы сделать загородный дом максимально комфортным, многие владельцы устанавливают систему «умный дом», которая помогает не только экономить ресурсы энергии, но и драгоценное время, выполняя автоматизированное управление всеми коммуникациями и развлекательными центрами. В зависимости от того, какие функции и возможности имеются в установке, ее подразделяют на несколько видов.

Проводная

Состоит из выключателей, датчиков и устройства контроля климатом. Все оборудование управляется при помощи проводной панели, на которую поступают сигналы. Она располагается в главном щите и к ней подводятся кабели. К достоинствам проводной установки относят высокую надежность, а также большую скорость клика. После нажатия кнопки происходит запуск программы без задержки, что избавляет жильцов от долгого ожидания, сценарии при правильном монтаже не «подвисают». Кроме этого, управляющие элементы характеризуются красивым дизайном. Они, как правило, оснащены «умными» выключателями и разнообразными системами интеграции.

Благодаря проводному «умному дому» намного проще настраивать температурный режим в комнатах, а также управлять видео- и аудиорумом. Он служит долгий срок, так как в устройствах отсутствуют батарейки, требующие постоянной замены. Выключатели в данном случае используются пожаробезопасные и слаботочные. Чтобы система работала надежно, перед ее монтажом необходимо заранее подобрать место расположения панели и туда вывести кабели.

Если загородный дом построен из дерева, то хозяевам нужно предварительно согласовать проект и подготовить место под электропроводку.

Проводное устройство также рекомендуется устанавливать в процессе ремонта жилья, когда еще проводка не сделана по классической схеме. В готовом здании это сделать будет проблематично. Для монтажа обычно используют большой щит размером в ширину до 60 см и в высоту до 150 см. Установочные работы лучше всего осуществлять при помощи опытных специалистов, так как оборудование стоит дорого и малейшая ошибка может повлечь целый ряд неприятностей.

Беспроводная

В отличие от предыдущего варианта, в этой системе исполнительный сигнал передается к работающим устройствам не по проводке, а по выделенному радиоканалу. Это позволяет значительно сэкономить на электропроводке и инсталляции. Такие установки можно размещать в домах с законченным ремонтом и обычной схемой проводки. Благодаря тому, что каждый выключатель «беспроводной», появляется возможность выставлять разные световые эффекты, предварительно программируя функциональные клавиши. Монтаж этих систем не требует подготовки проекта, поэтому идеально подходит для деревянных построек, да и цена его вполне доступная.

Беспроводной «умный дом», работающий от радиоканала, напрямую зависит от качества связи, поэтому различные помехи от телефонов и электроприборов могут негативно сказаться на его функциональности. Помимо этого, качество радиосвязи также зависит от строительного материала стен, и если проводка слишком разбросана по стенам, то уровень сигнала будет минимальным. В том случае, когда система управляется на батарейках, то их следует регулярно менять, иначе в самый неподходящий момент что-то может не сработать.

Некоторые беспроводные системы состоят из радиоаппаратуры, которая питается от переменного электричества, поэтому для них нужно прокладывать нулевой провод. Чтобы избежать проблем с монтажом такой установки, рекомендуется сразу закладывать дополнительно нулевой провод под выключатель. Его ставят в коробку. Минусом устройства считается и то, что в нем трудно наладить стабильную функциональность, так как в доме придется управлять не только обогревом полов и освещением. Кроме этого, безопасность установки низкая и «хакеры», прилагая сигнал внешней связи, могут быстро ее вывести из строя.

Централизованная

Ее принцип работы основан на режимах программирования, которые поступают из единого логического модуля. Как правило, устройство представлено контроллером, имеющим много выходов. В контроллер предварительно загружают уникальную программу, отвечающую за управление коммуникационными системами и исполнительными устройствами. Благодаря таким технологиям удается применять огромный выбор сложных сценариев и любого оборудования. К преимуществам устройства можно отнести возможность контроля в одном окне, создание сложных задач, учитывая состояние владельцев дома, время суток и лунный цикл. Помимо этого, к системе возможно подключить любой вид оборудования.

Что же касается недостатков, то они тоже имеются. В первую очередь, такой централизованный «умный дом» полностью зависит от человеческого фактора, потому что он работает по программе, написанной программистом, и если с ним будет утерян контакт, то понадобится полностью перепрограммировать всю систему. Во-вторых, при монтаже следует устанавливать качественный контроллер, иначе при выходе из строя он может остановить всю систему. В третьих – это высокая стоимость.

Децентрализованная

Работа «умного дома» в данном случае построена на использовании микропроцессора с энергонезависимой платой. Поэтому данные системы считаются самыми надежными и при неисправности даже одного оборудования вся система будет полноценно продолжать свое функционирование. Установка проста в обслуживании, и если имеется необходимость в создании нового сценария, то для этого просто применяют дополнительный логический блок. На сегодняшний день в продаже можно встретить много децентрализованных систем, отличающихся между собой функционалом и дизайном.

В отличие от предыдущих вариантов, при монтаже установки в щит закладывают много устройств, поэтому рекомендуется отдавать предпочтение хорошо проверенным производителям, иначе в дальнейшем можно столкнуться с их выходом из строя.

Необходимое оборудование

До того как установить в своем загородном жилье систему «умный дом», необходимо создать правильный проект и приобрести все необходимые устройства.

В зависимости от личных предпочтений комплект оборудования может быть различным, при этом минимальный набор должен состоять из:

• сенсорной системы;
• регулировки, с помощью которой техника и освещение будет включаться и выключаться;
• мониторов, где будет происходить видеонаблюдение;
• сигнализации;
• контроллера;
• программы-приложения для смартфонов, содержащей необходимые гаджеты;
• облачных сетевых каналов, упрощающих подключение и управление приборами.

Как установить и настроить?

Установка «умного дома» вполне доступна своими руками, но так как монтаж и технология требуют правильного исполнения, то лучше всего обратиться за помощью к специалистам. Подрядная организация начнет с определения особенностей объекта, потом предложит самый подходящий проект. После проектирования составится смета, в которую будут включены устройства управления и схема системы.

Если же хозяин дома уверен в своих способностях и сможет сделать монтаж самостоятельно, то ему необходимо выполнить следующие этапы.

• До начала ремонтных работ в жилье следует проложить сеть кабелей и установить серверный шкаф, стойки под него и все закрыть монтажными коробками. В техническом помещении нужно разместить оборудование для электрического снабжения, выключатель, и подключить автоматику к модулям.
• После того как ремонт помещений завершен, можно установить акустические колонки и систему управления, подсоединяя сенсорные панели. Далее следует осуществить тестовую настройку системы.
• Завершающим этапом станет окончательная настройка техники и проведение испытательных работ, после чего установка вводится в эксплуатацию. При правильном выполнении проектирования и монтажа система «умный дом» начнет эффективно функционировать и наполнит интерьер жилья гармонией и комфортом. Чтобы ее надежно спрятать от посторонних глаз, еще на стадии отделки комнаты понадобится умело скрыть вспомогательное оборудование и проводку.

Из вышеописанного можно сделать вывод, что установка «умного дома» трудоемкая, так как большая часть времени отводится на создание проекта и монтаж оборудования. При этом скорость работы зависит от количества установок, материала стен и площади жилья. Обычно весь процесс занимает до двух недель, включая сценарное программирование.

Системы управления

Обычно в современных городских квартирах и домах за городом используются системы очищения, кондиционирования воздуха, освещения, а также устанавливается охранная сигнализация и видеоаудиотехника. Поэтому оборудуя свое жилье под «умный дом», у его владельцев появляется уникальная возможность удобно управлять всем этим «оркестром». Чтобы автоматизация происходила быстро и без сбоев, такую установку подразделяют на подсистемы: безопасность, климат-контроль, освещение, мультирум и домашний кинотеатр. Каждая из них характеризуется своим видом управления.

Освещение

Группы или отдельные светильники могут работать в разном режиме, для этого им задается свой уровень освещенности. Контроль осуществляется при помощи пультов, дистанционно имеется возможность задавать иллюзионные сценарии нахождения хозяев в квартире. Управление всеми источниками освещения выполняется единым пультом, при этом можно дополнительно задавать дату, время или определенное событие. Аналогично настраивается и яркость приборов, автоматическое выключение ламп при выходе из помещения.

Климат-контроль

Данная система контролирует приборы, обеспечивающие обогрев, кондиционирование, очищение и вентиляцию воздуха. Благодаря выставленным настройкам техника работает слаженно в заданном режиме. Кроме этого, в некоторых проектах предусмотрено и дистанционное управление климатом, благодаря чему комфортная температура устанавливается до прихода владельцев дома. Вся техника контролируется с единого пульта, где можно управлять отоплением в зависимости от даты, времени и сезона. В помещениях также дополнительно размещаются датчики влажности и температуры, которые срабатывают в определенное время и регулируют климат.

Домашний кинотеатр и мультирум

К этой системе относятся не только плееры и телевизоры, но и сопутствующая техника: шторы, жалюзи и освещение. Благодаря налаженной работе в комнате создается особая атмосфера для просмотров фильмов. Управление бывает как голосовое, так и автоматизированное при помощи нажатия кнопок на пульте.

Система безопасности

Представляет собой уникальное многофункциональное устройство, которое дистанционно управляется и оперативно реагирует на различные тревожные ситуации, включая в том числе пожарную безопасность, сигнализацию и нарушение работ в коммуникациях. Пожарная и охранная сигнализации работают автоматически и включается сразу же после ухода хозяев дома. Ее можно контролировать как при помощи сотового телефона, так и пульта. Дистанционно можно получать сигналы об утечке газа, протечках воды и взломе. Информация мгновенно поступает на мобильный телефон или компьютер.

Устройство «умный дом» идеально подходит как для загородного дома, дачи, так и для квартиры. Так как система стоит дорого и ее монтаж нелегкий, то владельцам жилья, которые хотят осуществить установку самостоятельно, избежать ошибок помогут рекомендации специалистов.

• Нельзя применять оборудование, не соответствующее стилистике комнаты. Разное по дизайну оборудование испортит интерьер помещения, ведь некрасиво, когда в комнате панели расположены в хаотическом порядке и отличаются цветом от декоративной отделки стен. Например, пластиковый белый домофон неуместен на стене с темной поверхностью. Поэтому еще на стадии проектирования таким моментам необходимо уделить особое внимание и приобрести подходящие кейпады и панели. Кроме этого, устройства нужно дополнительно маскировать специальными пластинами или рамками, гармонично сочетающимися с остальными элементами интерьера.
• Не очень хорошей идеей считается и монтаж большого количества управляющих панелей на одной стене. Например, установленные одновременно термостат обогрева пола, климат-контроль, дистанционный пульт мультирума и выключатель не только усложнят управление техникой, но и будут выглядеть громоздко. В итоге «умный дом», наоборот, усложнит жизнь и никак не сделает ее комфортной. Поэтому чтобы этого не допустить, нужно стараться на стенах располагать минимум устройств, отдавая предпочтение только розеткам, выключателям и сенсорным панелям. Что же касается настройки температурного режима в комнатах, то она, как правило, выполняется один раз на сезон, поэтому контрольные панели можно установить только в важных комнатах.
• Многие хозяева жилья предпочитают монтировать «умный дом» только с беспроводным управлением. Конечно, современная жизнь устроена таким образом, что каждый человек не может прожить без планшета или мобильного телефона. Но если полностью положиться на такой способ управления, то можно оказаться зоне риска и потерять контроль над приборами в случае поломки смартфона или отключения интернета. Поэтому эксперты советуют одновременно подключают беспроводные и проводные панели.

Они могут находиться на одном и том же месте, их срок эксплуатации превышает 30 лет. Мобильное же управление выполнится при помощи планшета или телефона. В случае поломки или потери мобильного устройства система легко переустановится на стационарный контроль. Ее трудно сломать и такие панели не разряжаются.

• Умный дом считается сложной системой, в который все составляющие должны работать налажено и согласованно. Поэтому приобретая оборудование от разных производителей, такую гармонию можно нарушить. В результате возникнут проблемы несовместимости техники, и установкой не только трудно станет управлять, но и возможны серьезные сбои в ее работе. Чтобы этого не допустить, необходимо подбирать оборудование, имеющее одинаковые технические показатели и скорость передачи информации. Не рекомендуется также дополнительно использовать вспомогательное программное обеспечение и расширительные шлюзы или инсталляторы, они только усложнят настройки и контроль.
• Профессионалы обычно строят систему «умный дом» на базе программной платформы и оборудования одного производителя, продукция которого хорошо известна на рынке и имеет положительные отзывы. Правильным решением также станет приобретение одной интеграционной платформы, которая предназначена для автоматизированного контроля за климатом, освещением, системами охраны и пожарной безопасности и аудио- и видеотехникой. Она надежна в эксплуатации, ее гарантийное обслуживание составляет до 5 лет, и самое главное, платформа обеспечивает совместимость всех приборов.
• Во время монтажа «умного дома» важно организовать рабочий процесс правильно, применяя специальные программные приложения. При этом нежелательно отдельно создавать сценарии для климата, музыки или света, так как они усложнят управление. Каждый бренд предлагает программы своей разработки, поэтому если их все установить, то на рабочем столе будет трудно найти необходимую закладку. Кроме этого, для настройки потребуется постоянно переключаться с одной программы на другую и регулярно обновлять ПО.
• Упростить задачу поможет установка одного приложения, разработанного для «умного дома». Благодаря ему можно будет за считаные секунды проверять режим устройств, автоматически обновлять версию и быстро находить в списках нужный раздел.
• Чтобы установка радовала комфортными условиями для проживания, ее проектирование лучше всего доверить специалистам, так как малейшая неточность в схемах может нарушить работу системы и вывести из строя дорогое оборудование.

О том, как спроектировать систему Умный дом, смотрите в следующем видео.

Творческий проект
Творческий проект
«Умный дом»
«Умный дом»
Подготовила ученица 7 «б» класса
Куценко Кристина

1.Проблемная ситуация
На уроки технологии нам задали вопрос, что такое
комплексная система управления "Умный дом"?
Я набрала в поисковой системе Интернета эти слова
и получила множество ссылок и сайты, где можно
найти информацию. Я изучила их и поняла, что эта
система
современных технологий действительно
делает дом умным. Например, с помощью приборов
можно управлять светом. Я решила подробнее узнать
преимущества такой системы и рассказать родителям.
В нашем доме тоже нужно установить различные
приборы, а вот какие – это я постараюсь выяснить.

2.Цель проекта
с
Ознакомиться
возможностями
системы "Умный дом" и рассмотреть
применение элементов этой системы
для нашего дома.

3.Задачи проекта
комплексной
посвященную
1. Собрать необходимую информацию по сайтам
Интернета,
системе
управления "Умный дом".
2.Проанализировать потребности в управлении нашим
домом с помощью различных датчиков.
3.Создать список (перечень) наших проблем.
4.Найти технологии, подходящие для нашего дома.
5.Определить, какими средствами для их реализации
располагает наша семья.

Лукяненко Э.А. МКОУ СОШ №256 г.Фокино

4.Исследование






Я ознакомилась с соответствующими сайтами Интернета, из которых подробнее узнала о том, что же
входит в понятие "умный дом". Поскольку это очень интересный для меня вопрос,
обратилась за разъяснением к папе. Оказалось, что это система автоматизации домов,
офисов, квартир, включающая в себя следующие компоненты:
управление светом;
установка различных датчиков присутствия, движения, освещенности и др.;
управление жалюзи и рольставнями;
управление вентиляцией и кондиционированием;
управление климатом и отоплением;
системы multiroom (распределение аудио­, видеосигналов различных источников в
разные помещения);
управление охранной и пожарной системами дома (в том числе с оповещением о
происходящем по любому каналу связи);
управление другими устройствами, которые можно подключить к общей системе;
возможность централизованного управления "Умным домом" через компьютер,
Интернет, посредством пульта, мобильного телефона.



Система "Умный дом" проектируется и собирается индивидуально для каждого
потребителя. Это делают профессионалы. Самостоятельно такую систему в доме
сделать практически невозможно. Некоторые из перечисленных выше систем можно не
устанавливать или, наоборот, добавить новые.

6.Выбор конкретных систем
Для уменьшения стоимости системы "Умный дом" для
нашей семьи можно установить отдельные элементы.
Необязательно объединять все в единое целое. Так,
оборудовав в доме такие составляющие системы, как
управление
пожарная
сигнализация, датчики от протечки воды и утечки газа, мы
получим экономию электроэнергии и обеспечим защиту
материальной
действий
злоумышленников, техногенных факторов, от влияния
человеческого фактора. А так же я хочу чтобы был
прибор управлявший температурой воздуха.
собственности
от
освещением,
охранная
и
Управление всем этим может осуществляться с помощью
пульта.

Проекты "умных" домов предполагают постройки жилого типа, которые оборудованы с помощью высокотехнологичных устройств и автоматизации.

Общее описание

Под вышеупомянутым выражением стоит понимать систему, обеспечивающую ресурсосбережение и безопасность, а также комфорт для каждого пользователя. В самом простом случае она имеет способность распознавать определенные ситуации, которые происходят в доме, а также соответствующим образом реагировать на них. Таким образом, одна из систем способна управлять поведением других по выработанным алгоритмам. Это проще понять, если удастся представить, что система отопления не функционирует против системы кондиционирования. Отопление дома осуществляется по погоде и с учетом множества других факторов. Среди последних можно выделить силу ветра и время суток. Например, ночью наиболее комфортная температура меньше, чем днем. Данную концепцию можно назвать наиболее прогрессивной при взаимодействии человека с жилым пространством. Проекты "умных" домов исключают необходимость использования сразу нескольких пультов, выключателей и отдельных блоков управления. Это касается просмотра телевизионных передач, управления освещением, а также системами охранной сигнализации и видеонаблюдения.

Технологии

Проекты "умных" домов могут быть созданы на основе нескольких или одного протокола/ платформы. С их помощью связываются в единую сеть подсистемы дома. LanDrive, например, является самой доступной на сегодня платформой для шинных распределенных систем управления, сюда можно отнести уличное и внутреннее освещение, электроприборы, силовые нагрузки, кондиционирование, контроль доступа, а также протечки воды. Помимо прочего, есть возможность управлять видео- и аудиотехникой, рольставнями, насосами, домашними кинотеатрами, жалюзи, шторами и двигателями. Наиболее часто такая система используется в составе именно умного дома, однако в последнее время ее все чаще можно встретить в качестве части системы сбережения и учета энергоресурсов, контроля доступа пожарно-охранных систем.

TELETASK - это протокол/шина, которая предназначается для домашней автоматизации помещений и зданий, где владелец находится достаточно продолжительное время. Сюда можно отнести гостиницы, коттеджи, офисы и квартиры. Протокол управления X10 предназначается для автоматизации контроля за электроприборами. Сигнал подается с помощью проводов или в радиодиапазоне. Среди недостатков можно выделить низкую скорость передачи информации, возможность проблемы ложного срабатывания, а также отсутствие обратной связи. 1-Wire - это технология, позволяющая связать приборы и датчики в единую сеть, управление которых производится с помощью персонального компьютера. Для передачи информации в данной сети применяются один провод. Отличается данная технология простотой монтажа и низкой стоимостью.

Система кондиционирования и отопления

Проекты "умных" домов предполагают наличие систем кондиционирования, отопления и вентиляции. С помощью данной технологии можно обеспечивать постоянную температуру, интенсивность поступления свежего воздуха и заданный уровень влажности. Помимо прочего, технология способна экономить энергию за счет экономного применения использования температуры внутренней среды. Могут иметь место быть механизмы автоматического закрытия и открытия окон для поступления теплого и холодного воздуха в определенное время суток. Управление происходит через сеть кондиционирования.

Система освещения

Рассматривая задачи проекта «Умный дом», можно выделить наиболее высокую степень комфорта проживания человека. Среди прочих технологий можно выделить систему освещения, которая контролирует уровень света. Данная технология используется и для экономии электроэнергии. Добиться такого эффекта возможно за счет использования Среди подсистем можно выделить автоматику для выключения и включения света в определённые промежутки суток, датчики движения, автоматику для закрытия открытия ставней, а также регулировки прозрачности специальных стекол.

Система электропитания

Цель проекта «Умный дом», помимо вышеназванных задач, состоит еще и в бесперебойном питании системы электричества. Это достигается за счет переключения на альтернативные источники. Среди подсистем можно выделить промышленные ИБП, а также дизель-генераторы.

Система безопасности

Сюда можно отнести контроль доступа внутрь здания, видеонаблюдение, слежение за системами методом удаленного контроля, пожарно-охранную сигнализацию. Система обеспечивает защиту от протечек, возникновение которых блокирует водоснабжение при заливе помещения. Проведение монтажных работ предполагает наличие специальных датчиков и кранов, которые способны детектировать проблемные ситуации. Хозяин может использовать систему удаленного информирования по ситуации в доме, на объекте или в квартире. Управление можно производить с помощью телефона.

Подъезд к дому

Готовый проект "умного" дома обязательно должен предполагать встречу хозяина методом использования соответствующих технологий. Таким образом, освещение должно быть задействовано над воротами или входной дверью. Управление есть возможность осуществлять с помощью датчиков движения, а также радиобрелоков. Последний вариант позволяет включить освещение еще до подъезда машины.

Внутренний двор

Когда составляется проект по технологии «Умный дом», то создается план территории двора. Управление может производиться сразу тремя способами, а именно: с помощью датчиков, по графику или посредством выключателей. Есть необходимость добавить возможность управления от сигнализации. «Умный» дом имеет возможность указать на группы освещения и время их использования. Например, до 23:00, в случае обнаружения движения, система может задействовать основное освещение на полную яркость. Тогда как после указанного времени интенсивность может быть снижена на 50%. Если хозяин прибыл после 24:00, то во дворе могут загораться только лишь дорожки.

Вход в дом

Составляя проект "Умный дом" (7 класс сложности), вы можете учесть наличие контроллера, который может быть в одном или нескольких экземплярах. Он необходим для обработки информации, поступающей с экрана домофона. С человеком можно будет переговорить по любому телефону, так как каждый аппарат подключен к микро-МТС. Если дома никого нет, то изображение гостя будет немедленно отправлено на электронную почту, после чего хозяин сможет решить, пустить ли посетителя внутрь или оставить его без внимания. Отключение сигнализации будет происходить методом набора секретного кода по телефону.

Прихожая

Если вами рассматривается проект на тему «Умный дом», то нельзя не обратить внимание на систему этой части дома ночью включается автоматически. Технология избавляет хозяин от необходимости задействовать разного рода кнопки. В продаже можно найти всевозможные устройства автоматизации, они позволят проанализировать, из какой комнаты и в каком часу человек вышел в прихожую. При этом свет включается на необходимый уровень яркости. Плавное включение не приводит к частому перегоранию ламп, продлевая срок их службы. Подобные системы наиболее часто устанавливаются в проходных зонах или помещениях, которые используются достаточно редко. Функциональный и творческий проект «Умный дом» предусматривает в прихожей наличие полезного приспособления, который отвечает за выключение всего освещения постройки методом нажатии всего лишь одной кнопки. После того как она будет задействована, не придется производить обход всей территории для проверки света. Помимо прочего, нажатие данной кнопки способно вызвать выключение некоторых розеток, к которым наиболее часто подключаются пожароопасные устройства по типу утюгов.

Гостиная

Творческий проект «Умный дом» гарантирует комфортное нахождение в самом главном помещении постройки. Речь идет о гостиной, в которой должно быть много света. Здесь достаточно часто устанавливается домашний кинотеатр. Здесь наиболее часто устанавливают до 10 групп освещения. Рядом с выключателями света целесообразно расположить которые отвечают за определенную световую сцену. Для примера можно рассмотреть заблаговременно записанную последовательность действий, которая называется макросом. Если семейство решило посмотреть кино, то для этого необходимо будет усесться на диван и нажать всего лишь одну кнопку. Шторы при этом закрываются, определенные группы света приглушаются, а остальные и вовсе выводятся из действия. Первые две минуты подсветка работает на 50%, тогда как по истечении этого времени она гаснет полностью. Когда составляется творческий проект "Умный дом" (7 класс), технология которого может предполагать наличие всех вышеописанных систем, то программирование обеспечивается с помощью пульта дистанционного управления. Посредством данного инструмента возможно управлять всей техникой.

Спальня

Это помещение должно быть одним из самых уютных. Однако и здесь имеет место быть автоматизация. Иногда хозяин ложится в кровать для того, чтобы почитать книгу, но через некоторое время понимает, что есть необходимость выключить свет, а также приглушить его в других помещениях. Подобные рейды перед сном нельзя назвать приятными, однако совершать их все же приходится. С системой «Умный дом» можно будет забыть об этом, так как в спальне наиболее часто располагается кнопка, которая выводит из действия все остальное освещение в доме. Для этого можно использовать радиовыключатель, который укрепляется на стене и имеет толщину в 7 миллиметров. Фиксация данного элемента может быть осуществлена на любой поверхности, в том числе, на спинку кровати. С помощью данного выключателя можно управлять шторами и освещением самого помещения.

В спальне целесообразно установить еще одну систему автоматизации, которая будет отвечать за температуру. Во время сна специалисты рекомендуют поддерживать ее уровень в пределах от 14 до 18 градусов. Утром вылезать из-под одеяла при прохладном внутреннем климате совсем не хочется. Система «Умный дом» способна решить данную проблему. После отбоя столбик термометра постепенно достигает необходимой отметки, а ближе к пробуждению поднимается до комфортной во время дневного бодрствования. Летом за это будет отвечать кондиционер, тогда как в зимнее время - электромагнитный клапан. Он корректирует поток теплоносителя в отопительной системе. Когда составляется творческий проект "Умный дом" (7 класс), технология которого может предусматривать наличие всех систем, описанных в статье, то спальня наиболее часто снабжается специальной сенсорной панелью, отвечающей за освещение. Ее можно использовать еще и в качестве будильника. На панели время подъема может быть установлено, например, на 8:30. В 8:15 в спальне может загораться основное освещение с интенсивностью в 30% от обычного уровня яркости. В 8:30 освещение достигает стопроцентной яркости, в то же время могут автоматически открываться шторы.

Ванная комната

Если вы рассматриваете проект на тему: «Умный дом» (7 класс сложности), то необходимо позаботиться и технологичной ванной. С помощью данной системы будет удобно управлять теплыми полами. Достаточно часто потребители задаются вопросом о том, зачем управлять данной системой, если она обладает собственным регулятором температуры. Ответить на этот вопрос можно приведением факта, который указывает на высокое потребление электроэнергии теплыми полами. Большую часть времени система не используется, а если отключить ее на ночь, то экономия окажется значительной. "Умный" дом без посторонней помощи самостоятельно будет выключать и включать систему. Ее можно настроить на суточную автоматическую регулировку. Включить такие полы можно будет даже по телефону, сидя в офисе, или по дороге домой из машины. Особенно удобно, если управление полами будет производиться вместе с будильником. Например, отключение может быть произведено в 23:00, а включение - за час до пробуждения.

Заключение

Если вы решили выбрать для своего жилья проект «Умный дом», проблемная ситуация вам будет не страшна. В случае необходимости технология система позволит отключить водоснабжение и подачу газа, а также электроэнергии, что очень удобно для обеспечения безопасности. Понемногу данные системы частично входят в нашу жизнь. Например, во многих частных домах уже установлены современные системы освещения, работающие за счет датчиков движения.

Основным экономическим преимуществом систем «Умный дом» является возможность существенного повышения комфортности жилого здания при одновременном снижении затрат на энергоносители. Интеллектуальные системы «Умный дом» относительно недавно появились в России. Они представляют собой автоматизированный управляемый комплекс инженерного оборудования, включающий в качестве элементов следующие системы:

• Регулирования освещения.
• Регулирования отопления.
• Слежения (датчики движения).
• Противопожарной безопасности и защиты от иных форс-мажоров техногенного характера (затопление, утечка газа и прочее).

Система регулирования светом позволяет осуществлять контроль за каждым источником света и включать (выключать) его дистанционным образом или по расписанию, задаваемому специальной программой. Это позволяет значительно снизить стоимость оплаты услуг по электроснабжению.

Система регулирования отопления позволяет устанавливать и поддерживать индивидуальные и экономически обоснованные параметры климата в каждом помещении. Регулируется таким образом температура, уровень влажности, величина притока свежего воздуха.

Система слежения формируется благодаря установке в доме датчиков слежения, позволяющих обнаружить перемещающийся объект снаружи дома.

Система противопожарной безопасности включает в себя датчики дыма, которые автоматически передают сигнал при превышении пороговых значений по задымлению на пульты охранных структур.

Открытие компании по реализации проектов «Умный дом» предполагает решение следующих социальных и предпринимательских задач:

• Удовлетворение потребностей граждан в создании комфортных условий проживания, соответствующих современным требованиям.
• Создание новых рабочих мест для специалистов различных специальностей, задействованных в данном виде деятельности.
• Пополнение муниципального бюджета налоговыми поступлениями от деятельности высокорентабельного предприятия;
• Извлечение прибыли.

Используемый как пример бизнес-план по установке системы «Умный дом» с расчетами содержит выверенный по срокам проект создания предприятия, жизненный цикл которого предусматривает 4 фазы:

• Разработка бизнес-плана по созданию компании.
• Выход на рынок услуг.
• Рост.
• Достижение зрелости.

Общий жизненный цикл проекта – 3 года 9 месяцев.

Анализ рынка

Общее состояние отечественного рынка услуг по внедрению систем «Умный дом» характеризуется ростом. Причем такой рост обусловлен оживлением предпринимательства. Основными потребителями услуги являются частные домашние хозяйства с уровнем дохода выше среднего по стране. Это обусловлено тем, что данная услуга является довольно дорогостоящей и воспользоваться ей может лишь незначительная часть населения. Это утверждение особенно актуально для жителей небольших городов и сельской местности. По расчетам, в среднестатистическом российском областном центре с населением в 400 000 человек экономически доступной услуга является только для 60 000, т.е. для 15% жителей. Для таких населенных пунктов данный уровень будет являться предельным значением емкости рынка.

Значимым инструментом повышения привлекательности данной услуги может стать инвестиционная политика государства, обеспеченная соответствующими ресурсами для предоставления кредитов. Для компаний, занимающихся данной деятельностью, важнейшим фактором выживаемости в конкурентной борьбе является постоянное обновление проектов в соответствии с современными стандартами и технологиями.

Маркетинг и реклама

Маркетинговая политика создаваемого предприятия строится исходя из следующих целей:

• Завоевание доли рынка и повышение значимости оказываемых услуг.
• Извлечение прибыли.
• Повышение социальной ответственности и уровня общественного признания компании.
• Постоянное внедрение новейших технологических разработок в практику.

Для этого будет организовано проведение следующих мероприятий:

• Исследования на предмет целесообразности открытия филиалов в других населенных пунктах.
• Маркетинговые исследования с целью получения сведений о востребованности услуги.
• Мониторинг клиентской базы.
• Гибкая коррекция товарной и ценовой политики.
• Мониторинг политики сбыта.
• Комплекс коммуникативных мероприятий.

С целью привлечения новых заказчиков и повышения имиджа компании рекламная деятельность будет проводиться:

• В печатных изданиях населенного пункта (не реже 2 раз в год).
• На телевидении и радио (2 раза в день, периодически на протяжении года).
• В форме участия в разнообразных массовых мероприятиях в качестве спонсора.
• В сети Интернет (путем разработки и продвижения собственного сайта).
• Через социальные сети путем создания целевых сообществ.

Описание объекта

Фирма по установке систем «Умный дом» занимается оказанием услуг по монтажу и интеграции элементов одноименной системы. Доходность предприятия определяется направлениями, по которым будет осуществляться предпринимательская деятельность. На начальной стадии реализации проекта предполагается осуществлять монтаж систем:

• Регулирования освещения.
• Противопожарной безопасности.
• Регулирования отопления по принципу климат-контроля.

Для каждого помещения будет разрабатываться индивидуальный проект системы с набором необходимого оборудования.

Компания создается как малое предприятие в организационно-правовой форме ООО (общество с ограниченной ответственностью). Выбор сделан на основании более гибкого реагирования предприятий такого типа на потребности рынка и высокой адаптивности к изменениям его конъюнктуры. ООО функционирует на основании:

• Код ОКОПФ: 65.
• Код ОКФС: 16.

В компании устанавливается следующий режим рабочего дня и трудового распорядка:

• Продолжительность рабочей недели – 5 дней.
• Продолжительность рабочего дня – 8 часов с учетом обеденного перерыва.

При данных условиях прогнозируемое количество реализуемых проектов за 1-й год работы предприятия – 57.

Персонал

Открытие и последующее функционирование предприятия связано с неизбежным изменением численности рабочего персонала, что обусловлено непредсказуемостью рынка и изменением количества реализуемых проектов в различные периоды деятельности компании. Предполагается, что в первый год работы для выполнения плана оказания услуг на предприятии необходимо иметь следующих сотрудников:

• Технические специалисты – 3.
• Монтажники – 1.
• Программисты – 1.

Общее количество явочных сотрудников – 5 человек.

На начальной стадии работы предприятия учредитель берет на себя обязанности руководителя, бухгалтерия передается на аутсорсинг.

Расчет расходов на оплату труда работников фирмы представлен в сводной таблице оценки эффективности проекта.

Оценка экономической эффективности

Расчет времени нужен для четкого представления о сроках, необходимых для качественного проведения всех мероприятий, предусмотренных данным бизнес-планом. Так, он предполагает, что под офисное помещение будут использоваться арендуемые площади и капитального строительства вестись не будет, следовательно, установка офисного оборудования не потребует много времени.

Основные этапы осуществления инвестиционного проекта:

Производственное оснащение

Для нормального функционирования компании по оказанию услуг «Умный дом» необходимо приобрести следующее производственно-технологическое оборудование:

• Персональный компьютер.
• Цветной принтер.
• Сканер.
• Сенсорная доска.
• Копировальная машина.
• Проектор.
• Монтажный инструментарий и инвентарь.

Стоимость оборудования и затраты на его приобретение (с учетом амортизационных отчислений) представлены в данной таблице:

При данных затратах средняя норма амортизации составит 26,72% (31 / 116 х 100).

Данный бизнес-план по установке системы «Умный дом» с расчетами не предусматривает капитальные вложения, направляемые на формирование оборотных активов, так как все оборудование, необходимые материалы и прочее будут приобретаться на условиях полной предоплаты.

Источники финансирования проекта:

• Средства, получаемые по договору коммерческого кредитования (50% расчетной стоимости проекта).
• Собственный капитал учредителя (50% расчетной стоимости проекта).

Финансовая структура инвестиций

Прогнозирование расходов на производство и реализацию услуг выполнено на основе исходного положения о том, что стоимость элементов системы «Умный дом» отличается незначительно и, в среднем, равна 3 000 руб. за кв. м. Средняя площадь помещений, в которых эти элементы будут смонтированы, составляет 200 кв. м.

Общие расходы на реализацию проекта по расчетным периодам составят:

Оценка преимуществ и рисков

Для оценки эффективности проекта использована методология SWOT-анализа. Она предусматривает сравнение сильных и слабых сторон компании, оценку потенциальных рисков и предлагает компенсационные меры для минимизации слабых сторон проекта.

SWOT-анализ фирмы данного бизнес-плана выявил следующие сильные и слабые стороны в деятельности компании по оказанию услуг по монтажу систем «Умный дом»:

Сильные стороны:

• Использование высокотехнологичного оборудования.
• Наличие квалифицированных сотрудников.
• Восприимчивость к инновациям.
• Доступность финансовых ресурсов.

Слабые стороны:

• Высокая себестоимость конечного продукта.
• Высокий уровень отпускных цен.
• Узкий ассортимент решений по их востребованности потребителями.

Благоприятные потенциальные возможности:

• Возможность расширения перечня услуг.
• Выход на новые рынки.
• Возможность разработки собственных инновационных решений.
• Повышение репутации фирмы.
• Улучшение потребительских характеристик внедряемых решений.

Потенциальные риски и угрозы:

• Усиление конкуренции на рынке.
• Неблагоприятная государственная налоговая политика.
• Отсутствие надежных поставщиков высококачественного оборудования.

На основании данного анализа можно сделать вывод о том, что создаваемое предприятие будет иметь высокую рентабельность и стабильно приносить прибыль. Количество сильных сторон и возможностей превышает число потенциальных рисков и угроз.

Выводы

Оценка расчетов, приведенных в бизнес-плане создания предприятия по монтажу систем «Умный дом», показывает, что срок окупаемости проекта составляет 2 года 15 дней. Доходность компании составит 8,68 рубля чистой прибыли с 1 рубля вложений.

Таким образом, данный вид бизнеса является высокодоходным, рискованным, со значительной перспективой к дальнейшему развитию. Особенно важными достоинствами проекта являются высокая надежность внедряемого оборудования, его экологичность и возможность персонализации инженерных решений для каждого проекта системы. Слабая сторона – высокий уровень однообразия услуг, присутствующих в данном сегменте рынка.

Успешность предприятия будет во многом определяться грамотной маркетинговой стратегией: активной коммуникационной политикой, стремлением к постоянному обновлению своих технологических решений, возможностями по расширению ассортимента внедряемого оборудования.

Дело было так. Михаил из Краснодара обратился ко мне с предложением помочь разработать систему ”Умный дом” для его коттеджа. Михаил объяснил, что преследует сразу несколько целей:

• Научиться программировать контроллеры Ардуино, улучшить свои знания в области электроники, системотехники, алгоритмизации и т.п. Т.е. научиться разрабатывать достаточно сложные системы. У него есть опыт работы с электроникой, микроконтроллерами. Но что-то подзабыл, отсутствуют фундаментальные знания, скорее он в этой области не профессионал, а любитель. Также он хочет увлечь этой работой своего 14 летнего сына.
• С небольшими материальными затратами получить работоспособную, адаптированную под его задачу систему.
• Приобрести опыт в разработке систем ”Умный дом”, изучить специфику задач подобного рода.

У Михаила есть 3х этажный дом, на котором он планирует отработать и эксплуатировать систему. Он готов поэтапно устанавливать на объектах дома контроллеры, испытывать их, постепенно включать в систему.

Я подумал, что это идеальная тема для еще одной серии уроков Ардуино. Система ”Умный дом” представляет собой распределенную вычислительную систему:

• с множеством самых разнообразных датчиков;
• с различными типами исполнительных устройств;
• с самыми разными регуляторами;
• с несколькими уровнями обработки данных;
• с различными средами передачи, в том числе и по беспроводным технологиям;
• и т.п, всего не перечислить.

Многие особо отметили мои уроки, в которых я разрабатывал . В этих уроках я не выдал готовый проект, а поэтапно разрабатывал устройство, поясняя каждый шаг. Проект ”Умного дома ” по-другому и не разработать. Уж очень объемная задача.

Мы с Михаилом договорились, что:

• Он определяет техническое задание для каждого контроллера, определяет все конструктивные особенности.
• Вместе мы разрабатываем электронные схемы узлов.
• Михаил собирает контролеры, конструктивно доводит их до законченных устройств.
• Резидентные программы пишем где-то вместе, где-то я один. Как пойдет.
• Я разрабатываю тестовые программы верхнего уровня (на компьютер).
• Михаил все это испытывает на реальных объектах.
• Корректируем программы, если надо, и контроллер остается установленным на объекте. Таким образом, система будет постепенно разрастаться.
• Михаил выдает мне все результаты испытаний, информацию об объектах, которыми мы управляем и все остальные материалы.
• Я постепенно, с пояснениями выкладываю информацию на сайт.

Михаил хочет управлять всем, чем только можно управлять. Система обещает стать огромной. В будущем планируется сделать варианты с полностью беспроводной связью между контроллерами, возможны разные варианты реализации верхнего уровня. Хочется верить, что новый раздел сайта будет объемным и популярным.

Кроме уроков, обучающих материалов я надеюсь, будут разработаны полностью работоспособные контроллеры. Система ”Умный дом”, собранная на контроллерах Ардуино должна стоить очень дешево.

У меня нет опыта разработки подобных систем, но когда проект проверяется на реальном объекте, опыт приходит сам по себе.

Итак, я сформулирую цели нового раздела:

• Обучающие статьи, уроки по:
  • разработке сложной распределенной вычислительной системы;
  • подключению различных датчиков к платам Ардуино;
  • управлению исполнительными механизмами;
  • разработке регуляторов;
  • использованию беспроводных технологий.
• Практический опыт, связанный со спецификой разработки систем ”Умный дом”.
• Работоспособные проекты контроллеров, из которых может быть создана система ”Умный дом”.
• Надеюсь, в итоге получится ”народная” система "Умный дом" с крайне низкой ценой.
• Проект будет вестись ”в реальном времени”. Возможны ошибки, доработки.

Система управления “Умный дом”.

Под ”Умным домом” понимают аппаратно-программный комплекс автоматизации и управления различным оборудованием квартиры или дома. Цель – добиться оптимального ресурсосбережения, безопасности, комфорта. Система должна распознавать ситуации, происходящие в доме и реагировать на них соответствующим образом.

Как правило, ”Умный дом” это интеграция в единую систему нескольких подсистем управления:

• отоплением, вентиляцией, кондиционированием;
• водоснабжением;
• освещением;
• электропитанием;
• обеспечением охраны и безопасности;
• управлением сложной бытовой техникой.

Интернет пестрит предложениями по созданию систем ”Умный дом”. Предлагаются готовые модули, из которых пользователь может сам синтезировать систему. Много предложений установки системы “под ключ”. По моим наблюдениям в результате получаются уж совсем простенькие системы, позволяющие только управлять чем-то не вставая с дивана, или цена проекта может достигать 2,5 - 3 миллиона рублей.

Основные принципы разработки системы ”Умный дом”.

Пока приходят в голову следующие принципы. Возможно, жизнь их изменит или добавит новые.

• Мы ставим цель – разработать сложную систему из комплектующих с низкой стоимостью. Как следствие – в качестве контроллеров будем использовать платы Ардуино.
• Система должна легко расширяться. Контроллеры будем добавлять по мере разработки. Конфигурация системы, т.е. число и типы контроллеров, может быть легко изменена на любом этапе разработки или эксплуатации.
• Система представляет собой несколько децентрализованных подсистем, связанных в единую систему в одном узле – центральном контроллере. Т.е. система строится по принципу локальных регуляторов – контроллеров самостоятельно выполняющих задачи даже при отсутствии связи. Например, система контроля протечек воды самостоятельно перекрывает воду в случае аварии. Но управление подачей воды может происходить и от центрального контроллера.
• Система может расширяться за счет сегментов с другими сетями, средами передачи данных, как на более низком уровне, так и на более высоком. Например, к локальному контроллеру могут быть подключены датчики или контроллеры по его собственной сети, в том числе и беспроводной. Если не ошибаюсь, такие сети называются гетерогенными. Можно к центральному контроллеру подключить компьютер. Это будет расширение системы в сторону верхнего уровня.
• В качестве основной сети связи будем использовать RS-485. Это самый дешевый и надежный вариант организации сети.
• В общем случае, питание локальных контроллеров будет происходить от отдельной сети напряжением 12 В. Это позволяет:
  • упростить систему – нет необходимости в отдельных блоках питания;
  • простыми способами организовать резервное питание от аккумулятора;
  • повысить надежность системы - в случае зависания какого-либо контролера, центральный контроллер может перезагрузить локальный контроллеры выключением общего питания.
• Постановка технического задания для разработки локальных контроллеров будет происходить "по месту" их установки. Т.е. мы не будем сейчас планировать и детально расписывать, какие контроллеры необходимы, какие датчики или исполнительные механизмы к ним подключать. Когда настанет время разработки конкретного контроллера, мы посмотрим, в каком помещении он устанавливается, какие элементы к нему необходимо подключить и т.п.
• Разработка системы будет происходить ”снизу”. В первую очередь разрабатываются локальные контроллеры. На этапе разработки в качестве центрального контроллера будет использоваться компьютер.
  • Т.е. мы разрабатываем локальный контроллер.
  • Устанавливаем его на объект. Подключаем к сети.
  • С помощью компьютера и специальной тестовой программы отлаживаем локальный контроллер.
  • Только когда будет разработано и установлено несколько локальных контроллеров имеет смысл разрабатывать центральный. Но даже в этом случае новые локальные контроллеры будут испытываться с помощью компьютера.
• В качестве сетевого протокола будем использовать стандартный протокол .
• Конфигурация системы будет производиться с помощью компьютера или планшета.
• И последнее правило – не иметь никаких догматических правил. Если практика покажет, что в каких-то принципах мы ошиблись, значит надо смело перечеркнуть их и взять за основу новые.

Обо всех этих принципах мы еще поговорим при разработке элементов системы.

Объект управления.

Я уже говорил, что система будет испытываться и эксплуатироваться на конкретном объекте. Это уже построенный таун-хаус (блокированной застройки) с участком прилегающей территории. Здание состоит из 3 этажей и технического прилегающего помещения. План дома выглядит так.

Предварительно Михаил поставил для системы следующие задачи и функции.

Территория.

1. Управление светом (зональное, с опциональным автономным режимом). Применяются беспроводные модули управления светом 315MHz на которые сигнал передается по воздуху от контроллера через модули беспроводной связи.
2. Управление поливом (зональное). Обязательный контроль влажности почвы, на основании которого может быть заблокирован полив. Для контроля используется датчик влажности почвы.
3. Управление системой доступа (ворота, шлагбаум).
4. Измерение погодных условий (температура и влажность).

Помещения жилые.

1. Управление светом (по помещениям + зональное).
2. Управление вытяжной и приточной вентиляцией (по помещениям). Работает автоматически, сравнивая температуру и влажность воздуха снаружи и внутри помещения, а также с возможностью ручного удаленного "оверрайда". Управление двигателем от релейного модуля, датчики влажности и температуры DHT-22, как в п.4
3. Управление кондиционерами (по помещениям). Применяются ИК-излучатели.
4. Управление системами полива комнатных растений (индивидуальное по точкам полива). Аналогично п.2, но без контроля погодных условий.
5. Управление жалюзи, шторами и т.п. (индивидуальное). Релейные модули управления с датчиками концевых положений.
6. Контроль температуры и влажности (по помещениям). Стандартные датчики DHT-22
7. Контроль загазованности (утечка газа, CO2, дым) (по помещениям "риска").
8. Контроль присутствия человека (по контрольным помещениям).
9. Управление силовыми розетками и потребителями (в зависимости от проекта и потребностей). Стандартные релейные модули.
10. Управление мультимедиа устройствами.
11. Интернет вещей (контроль состояния и управление отдельными приборами – холодильник, например).

Помещения технические

1. Управление централизованной системой водоснабжения (включая учёт).
2. Управление централизованной отопительной системой (включая учёт).
3. Управление централизованным электроснабжением (включая учёт).

Схематично он изобразил задачи системы ”Умного дома” так.

Все это только предварительные требования. Функции каждого локального контроллера, а значит и всей системы, будут определяться на этапе его разработки ”по месту”. Я привел этот перечень скорее, чтобы показать масштабность проекта. Насколько я понял, Михаил придерживается принципа – система должна делать все, что можно делать.

На форуме сайта я создам раздел для обсуждения проекта. Если вопросы объемные, требуют представления схем или скетчей, просьба общаться там, а не в комментариях.