Что такое умный дом и из чего он состоит. Объясняем простыми словами

Проще говоря, умный дом — это приборы, объединённые в систему с помощью Wi-Fi, Bluetooth и других способов связи, способные обмениваться информацией и на основании неё выполнять определённые действия. Таким образом, им можно задавать автоматические команды (самое простое — включаться/выключаться), управлять приборами удалённо и значительно расширить набор функций привычной техники.

Технологии умного дома — частный случай интернета вещей. Сюда выделяют сугубо домашние устройства и инфраструктуру для их автономной работы, в то время как интернет вещей включает любые связанные через интернет устройства в принципе.

Не путать: всём разница между умным домом и умным зданием

Понятие «умный дом» иногда путают с понятием «умное здание». Хотя в основе лежат всё те же технологии IoT, умное здание — другой частный случай. Это система, отвечающая за безопасность, энергоэффективность и комфорт в многоквартирных домах. В неё входят, например, умные счётчики, датчики дыма и загазованности, системы пожаротушения и блокировки дверей, системы видеонаблюдения и домофон. Как правило, делать здание умным или нет, решают ещё на этапе проектирования, в то время как построить в своей квартире умный дом под силу любому пользователю на любом этапе.

Как работает умный дом

Оборудование для умного дома можно разбить на две части: инженерная и интеллектуальная.

Инженерное оборудование

К первой относятся устройства, которыми нужно командовать. Например, инженерные коммуникации, умные розетки, пылесосы, обогреватели и прочая бытовая техника. Их также называют «актуаторы»

Интеллектуальное оборудование

Вторая группа позволяет управлять первой. Это автоматические блоки, контроллеры, датчики, сетевые модули, голосовые ассистенты. Датчики иногда выделяют в отдельную группу — «органы чувств».

Как они взаимодействуют?

Чаще всего конечный потребитель взаимодействует со всей этой однажды настроенной системой, отдавая команды через компьютер, смартфон, умную колонку или специальную консоль с сенсорной панелью. Также отдельными приборами можно управлять через пульты дистанционного управления.

Таким образом, можно выстроить сценарии включения и выключения приборов в разных режимах, используя простейшие команды и условия «если — то».

Если датчики фиксируют событие (изменение температуры, освещённости, влажности, уровня углекислого газа, приближение другого датчика и т. п.), то информация об этом передаётся в командный центр, а тот, следуя прописанным сценариям, запускает работу приборов или отключает их по достижении цели.

Как выбрать устройства для умного дома

Современные гаджеты для умного дома не требуют капитальной переделки жилища и вызова специалистов. Подключить и настроить их может любой пользователь, а купить гаджеты с Wi-Fi-модулем и управлением по смартфону можно в любом магазине техники и электроники или вовсе заказать в интернете из Китая.

Многие гаджеты при этом представляют собой устройство «всё в одном» — все необходимые для работы датчики уже зашиты в их корпус и способны работать автономно, без связи с другими подобными приборами. Однако для выполнения более сложных команд уже могут потребоваться различные датчики, модули управления и другие устройства в сети. Чем больше приборов, тем более разнообразные сценарии автоматизации можно задавать.

Начать стоит с составления схемы — что именно вы хотите автоматизировать. Это может быть:

• освещение;
• обогрев помещений;
• видеонаблюдение;
• газовая безопасность;
• пожарная безопасность;
• аудио;
• полив;
• увлажнение воздуха;
• уборка и т. п.

Затем пропишите команды по принципу «если происходит X, надо включить Y». Например, если в комнате падает уровень увлажнённости воздуха, надо включить увлажнитель. Или отключить обогреватель. На этом этапе станет понятно, какие датчики для каких приборов вам нужны, — в описанном случае это климатические датчики.

По такому принципу можно выстроить систему, которая будет автоматически следовать удобным для вас сценариям работы, или выбрать индивидуальные решения под конкретные задачи. Только когда весь объём задач будет ясен, имеет смысл составить список обязательных и потенциально добавляемых приборов и выбрать их по принципу совместимости между собой. В идеале это должны быть гаджеты от одного производителя.

Стоимость готовой системы умного дома начинается от нескольких тысяч рублей и легко доходит до десятков и сотен тысяч. Если обращаться за этим в специализированные компании, сумма включает не только цену оборудования, но и проектирование сценариев, монтирование приёмников, передатчиков, кабелей, установку программного обеспечения.

Но покупать сразу все устройства под ключ за круглую сумму совершенно необязательно. Технология позволяет расширять схему умного дома постепенно, добавляя новые элементы по мере необходимости, и они будут как-то работать даже без дополнительных устройств.

Главное — подобрать «сердце» этой системы, интерфейс и беспроводной стандарт, к которым будут подключаться датчики и устройства. Выбирая их, придётся ориентироваться на совместимость с выбранным способом управления.

Как подключить умный дом и управлять им

Чтобы связать различные приборы в интернет вещей, нужна сеть, собственно умные приборы и определённый стандарт связи, который они поддерживают. И здесь различные технологии конкурируют между собой. Помимо хорошо знакомых всем Wi-Fi и Bluetooth, в системах умных домов используются специализированные протоколы Z-Wave, ZigBee и Thread. Они не требуют подключения к интернету и используют для связи устройств радиоволны.

Самый удобный способ организации умного дома — это единый хаб (шлюз, концентратор), который играет роль центра сети и к которому привязаны все устройства. Но для этого все они должны быть совместимы. Тогда информация от датчиков и команды от контрольного центра будут передаваться сразу всем устройствам «бесшовно».

Если этого добиться не удаётся, можно выстроить несколько автономных систем и подключаться к ним отдельно через разные приложения. Как правило, большинство современных гаджетов позволяют управлять ими с телефона при условии подключения к Wi-Fi.

Для этого нужно установить на смартфон приложение умного дома. Скачать такое приложение можно на специализированных сайтах и в магазинах типа Google Play и App Store. Затем нужно подключить каждый конкретный прибор к сети, включить модуль Wi-Fi или Bluetooth и «найти» его, зайдя в приложение.

Через контрольный центр на отдельном устройстве или смартфоне можно задавать команды и условия — как и в каких ситуациях должен включаться тот или иной гаджет и с какими приборами и датчиками его связывают условия исполнения команды.

Также можно сделать умный дом полностью на голосовом управлении. Сейчас все крупнейшие IT-компании уже имеют свои умные колонки (хабы умных домов с голосовыми помощниками), которые совместимы с разными устройствами. Эти устройства позволяют не только отдавать простые команды, но и уже умеют распознавать и обрабатывать речь, даже «чувствовать» ваше настроение и включать сценарии под него.

Несмотря на простоту обращения с Wi-Fi-устройствами и распространённость бытовых приборов с модулями Wi-Fi, специалисты рекомендуют рассмотреть альтернативные способы построения умного дома. Дело в том, что Wi-Fi-устройства не всегда поддерживают надлежащее качество соединения и совместимость — проще говоря, регулярно «отваливаются» от Сети и становятся недоступными для удалённого управления.

Какие бывают гаджеты и сценарии для умного дома

Для атмосферы: умные обогреватели, увлажнители, осушители, освежители воздуха, вытяжки, вентиляторы, кондиционеры, системы автоматического проветривания. В сценариях для них можно задать как определённые периоды работы, так и условия, при которых они включаются. Для последнего нужны климатические датчики — они измеряют температуру и влажность и включают нужные приборы, если эти данные отклонились от комфортных. Или, скажем, можно задать сценарий, при котором срабатывание датчика дыма/газа включает вытяжку и приоткрывает окна.

Для безопасности: системы видеонаблюдения, видеодомофон, датчики движения, открытия дверей и окон, дыма и газа, датчики протечек, автоматические замки, ворота и рольставни.

Смарт-камеры позволяют подключаться к ним в любой момент, а записи сливать в облако. Их можно использовать и в качестве радионяни для ребёнка (они имеют голосовой модуль, с помощью которого можно говорить через камеру). А в совокупности с датчиками, способными зафиксировать проникновение и поломки, вы получаете полноценную систему безопасности.

Для управления светом: умные лампы и светильники, регуляторы освещения, автоматические карнизы. Их можно настроить на работу в зависимости от освещённости и времени суток, а всего одна умная лампа способна выдавать свет разной яркости, цвета и температуры.

Для свободного времени: роботы-пылесосы, умные стиральные и посудомоечные машины, мультиварки, холодильники, музыкальные центры и др.

Умная бытовая техника, как правило, не завязана на конкретные системы умного дома и управляется чаще всего по Wi-Fi или Bluetooth. Такие устройства оснащены датчиками и специализированным ПО, которое позволяет задавать им разные сценарии, мониторить своё состояние и уведомлять пользователя, когда им требуется чистка, зарядка или ремонт. Кроме того, они умеют отслеживать потребление электричества и давать рекомендации по наиболее эффективной и экономичной эксплуатации.

Для домашних питомцев: автоматические кормушки, поилки, туалеты и системы полива.

Кроме того, сделать любой прибор немного «умнее» можно с помощью умных розеток или розеточных модулей-переходников. Они позволяют настроить включение и выключение приборов по таймеру или голосовым управлением, контролировать нагрузку на розетку, составлять статистику энергопотребления и отключать при превышении определённого значения силы тока или напряжения.

Какие есть минусы у умного дома

Несмотря на то что технологии умного дома ещё не стали по-настоящему массовыми, специалисты считают, что за таким способом автоматизации жилищ будущее. Однако пока есть несколько проблем, мешающих целиком и полностью передать вопрос контроля за бытовыми приборами умным сценариям и роботам:

• Высокая цена. Смартификация приборов сама по себе стоит недорого, но цена на них при этом возрастает порой в разы. Не всегда возможность включить чайник или увлажнитель удалённо действительно того стоит.
• Разные стандарты беспроводной связи, которые делают устройства разных производителей несовместимыми между собой и заставляет делать выбор между желаемыми функциями и возможностью подключения к уже созданной системе.
• Некачественное распознавание речи. Актуально для устройств с голосовым управлением, но надо признать, за последние годы технологии в этом смысле значительно продвинулись вперёд.
• Жёсткая привязка к стабильному интернету. Офлайн-систем, которым не требуется подключение к сети для работы, мало, а без стабильного Wi-Fi вся эта умная техника стремительно «глупеет».
• Риск отказа электронных систем и сброса к базовым настройкам из-за перебоев с электричеством.
• Риск хакерских атак на подключённые к интернету устройства — достаточно уязвимости в одном гаджете, чтобы через него злоумышленники подключились ко всей системе умного дома и заставили её работать на себя — и против своих хозяев. Например, получить доступ к камерам видеонаблюдения для сбора компромата, отключить датчики и приборы системы безопасности, чтобы проникнуть в дом, или превратить холодильник в ферму для майнинга. А умные колонки могут держать у себя в системе множество чувствительных данных о пользователях, в том числе о банковских картах, которые используются для оплаты приложений и подписок.

Примеры употребления на «Секрете»

«На третьем месте по опасности взлома хакерами оказались смартфоны. Кроме того, именно с помощью смартфона чаще всего мы управляем элементами умного дома. Так что если хакеры получат доступ к телефону, то они получат доступ и к управлению бытовой техникой, электричеством и так далее».

(Из материала о самых часто взламываемых гаджетах.)

Статью проверил:

Михаил Толмачёв, руководитель проектного офиса компании «Сберсервис»