Моё видение умного дома

Здравствуйте читатели!

Наблюдая за увеличением тем про умный дом и под впечатлением от того, что создаются группы людей, которым эта тема также интересна (Проект полностью свободного Умного Дома ^[1]), мне захотелось рассказать сообществу своё видение этого продукта, как его можно сделать удобным и дешевым.

Решаемые задачи

Основные задачи:

• Взаимодействие с пользователем — Средства для отображение информации и принятии команд от пользователя, например планшетные компьютеры с соответствующим ПО;
• Удалённое управление — Средства исполнения команд пользователя, таких как включить свет, закрыть двери и т.д.
• Мониторинг — Средства сбора информации (датчики температуры/освещенности/вредных газов/открытия дверей/и т.д.);
• Домашняя автоматизация — ЭВМ которая представляет собой сервер для сбора информации, хранения конфигурации системы и исполнения скриптов управления;
• Сопряжение со смежными системами — система должна взаимодействовать с внешними устройствами, такими как телевизор, кондиционер, и.т.д.
• Передача данных — Средства связи всех узлов в единую сеть.

С помощью основных задач, решается огромное количество побочных задач, таких как:

• Система контроля доступа;
• Охранная сигнализация;
• Пожарная сигнализация;
• Видеонаблюдение;
• Видеодомофон;
• Видеоняня;
• Дистанционное управление освещением;
• Автоматическое отключение электрооборудования в ночное время и при отсутствии людей в помещении, с целью экономии электроэнергии;
• Система единого доступа ко всей информации и любым ресурсам из любого места дома.

В данный момент каждая из вышеперечисленных задач решена, но они все не объединены в единую систему.

Практическое решение

Рисунок 1 — общая блок схема системы

Взаимодействие с пользователем

В настоящий момент системы умного дома для управление освещением используют дорогие «умные» выключатели стоимостью от 500 — 1500 руб, которые маскируются под обычные выключатели. Мне такой подход не нравится.

Для взаимодействия с пользователем предлагаю использовать дешевые китайские планшетные компьютеры с ОС Android, стоимостью около 2500руб. Планшетные компьютеры следует закрепить на стенах. Они смогут не только служить выключателями, но и отображать много полезной информации; выводить звуковой и видео поток для систем видеонаблюдения, видео домофона, систем звукового оповещения; служить частью системы видеонаблюдения; являться источником аварийного освещения. Кроме всего прочего он выглядит более футуристично, нежели классические выключатели.

Удалённое управление и мониторинг

Для решения задач управление электрооборудованием я встречал либо системы промышленной автоматики, либо системы умного дома использующие собственные протоколы, либо наборы модулей для arduino.
Системы промышленной автоматики слишком дорогие для домашнего применения, системы умного дома с протоколами X10 и ему подобные — слишком малофункциональные. Системы на базе arduino не являются готовым решением, для применения такой системы требуется накупить нужный комплект модулей, сделать корпус, сделать на макетки схему сопряжения всех этих модулей, и т.д…

На мой взгляд наиболее правильным вариантом будет создания унифицированного модуля для каждой комнаты, содержащий в себя наиболее используемый функционал, а для решения специфических задач (например RGB подсветка потолка) использовать стороннее оборудование или arduino.

Примерный состав такого модуля:

• Микроконтроллер
• 1-2 симмисторных выхода 220В (ШИМ с детектированием фазы)
• Управление светодиодной лентой RGB
• 4 реле 220В 2А
• 8х дискретных выходов
• 4х дискретных входов (замыкание/размыкание)
• 1х Ик излучатель (управление бытовыми приборами, такими как телевизор, кондиционер, и т.д.)
• 1х датчик температуры и влажности
• 1x вход датчика движения
• 1х вход управления:
• или 1х вход RS232
• или 1х вход RS485
• или 1х вход Ethernet
• 1х источник питания от 220В

Такой модуль предполагаю подключать к планшетному компьютеру с помощью USB или по последовательному порту через соответствующий переходник. Таким образом планшетный компьютер будет получать команды по Wifi, Ethernet, или любой другой системы связи и управлять модулем управления.

Возможно имеет смысл рассмотреть разработку этого модуля в качестве самостоятельного устройства с портом Ethernet, чтобы для его работы не требовался внешний компьютер.

Домашняя автоматизация и сеть передачи данных

Для реализации этой функции требуется соединить все устройства в единую сеть, разработать протокол связи, организовать сервер для исполнения скриптов автоматизации.

Сеть передачи данные предлагаю использовать Ethernet и Wifi. Их пропускная способность позволит без задержек исполнять команды, передавать большие объёмы мультимедиа данных (требуется организовать видео трансляцию с камеры на планшет, если вы вдруг посреди ночи хотите посмотреть что у вас с припаркованной машиной, а вставать с кровати лень). Также есть этаже самая сеть может быть использована в качестве домашней сети для файлообмена и доступа в интернет.

Автор: krotos139

Источник ^[2]