Моё видение умного дома

    Здравствуйте Хабрасообщество!

    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), 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.

    Similar posts

    Ads
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More

    Comments 11

      0
      Состав модуля (у меня):
      1. Микроконтроллер с бутлодером
      2. Микросхема интерфейса
      3. Регулятор напряжения
      4. Сетевой разъем
      Все!

      Каждый из модулей имеет свое расширение — произвольный набор датчиков, реле, симисторов — незачем таскать с собой кучу железа ради например, только съема температуры. Выглядит все примерно как ардуино вставляньтся в шилд.
      В каждый из модулей по сети умного дома заливается собственная программа, которая и ответственна за опрос датчиков и верное реагирование на раздражители.

      Система строится на принципе автономности каждого модуля и нет единого «сервера для исполнения скриптов автоматизации». Но есть модуль-мост между сетью умного дома и проводной локалкой на основе одноплатного компьютера. Тут регистрация действий, интерфейс и передача команд от пользователя к системе.
        0
        Обычно в каждой комнате примерно одинаковый набор электрооборудования (пару осветителей, 2-4 розетки, бытовая техника с ИК управлением), поэтому и предлагаю однотипные унифицированные модули. А например для кухни подключать дополнительные датчики, т.к. там требуется ещё датчик угарного газа и природного газа.

        Не вижу смысла делать все на проводах, если во всех случаях всегда приходится подключать одно и тоже. Если функционал использоваться не будет — лучше его просто не устанавливать на плату компоненты, чем потом на проводках припаивать и неким образом крепить в корпусе.
          0
          У меня в ванной гигантское нагромождение контроля, это температурные датчики, влажности, утечки…
          А в спальне — две линии света и датчик присутствия.

          Если я все модули делаю из расчета модуля для ванной, то я квартиру попусту заставляю тоннами пустого текстолита.
          Если исходя из модуля спальни — развешиваются расширения… расширения… расширения…

          Минимальный модуль содержит в себе интерфейс связи и контроллер, он помещается в любую дырку, он однотипен и унифицирован.
          Шилд для спальни у меня будет иметь размер немногим более этого мозглика, для ванной — гораздо больше. И ни намека на лапшу из расширений и проводов и подпаек.
          Для включения ранее не предусмотренного модуля нет необходимости разбивать стену (если управляющую электронику мы все же прячем) более, чем это необходимо.
        –1
        WiFi — это конечно хорошо, но уже сейчас, полосы в многоквартирниках загажены, так что скорее usb. А вообще у меня давно мысля, что, кроме 220 по квартире уже давно надо слаботочку кидать. Интересно, когда строители начнут это делать «по-умолчанию»?
          0
          Если использовать Ethernet, то нужно набортный свитч с двумя портами наружу. Чтобы удобно в шину соединять (здесь была статья как делали кольцо).
          Имхо стоит делать разные носители с силовой частью, кому что нужно, то и ставит. Если запихнуть все перечисленное в каждый девайс, то выйдет дороже готовых.
            0
            Мой вариант следующий: в коридоре стоит щит с контроллером, наборами мощных твердотельных реле (управляемые розетки), обычные электромеханические реле для управления светом. В квартире никаких коробок нет, вся коммутация происходит в щитке. В каждое помещение проброшена 485 шина, к шине подключены различные датчики, которые необходимы для данного помещения, контроллер в щитке с какой-то периодичностью опрашивает датчики и сохраняет эти данные у себя. То есть вся электроника расположена в одном месте, не считая датчиков. Обмен данных с контроллером реализован посредством Ethernet и простого текстового протокола. В качестве выключателей используются обычные сенсорные выключатели, которыми можно управлять светом (один «тап» включение света в определенной секции или к примеру три «тапа» и свет выключается везде), то есть использовать какой-то интерфейс или мобильное приложение не обязательно для того чтобы включить или выключить свет.
              –1
              И если сдыхает центральный модуль (у нас ведь самоделка, а не космическая промышленность), то лишаемся света во всей квартире, вот что печально.
                0
                Да это конечно проблема, частично она решается режимом bypass, одной кнопкой в щитке подается высокий уровень на все реле, то есть включены все розетки и свет. Простое решение, которое поможет остаться со светом и электричеством до момента починки центрального модуля.
                  0
                  Никто не мешает поставить аварийную систему, которая либо полностью дублирует центральный модуль, либо выполняет только основные задачи.
                0
                На днях нашёл интересный проект: code.google.com/p/openhab. Что вы об этом думаете? В принципе, можно использовать этот фреймворк для сервера и дистанционного управления (есть приложения под iOS и Android). Ну да, и лицензия GPL3.
                  0
                  Все уже давно придумано, например:
                  www.lowes.com/cd_Iris_239939199_
                  www.smarthomeusa.com/Shop/Motorola-Homesight/

                  Only users with full accounts can post comments. Log in, please.