Интернет вещей (internet of things, IoT) – концепция сети передачи данных между физическими объектами («вещами»), оснащёнными встроенными средствами и технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой. Предполагается, что организация таких сетей способна перестроить экономические и общественные процессы, исключить из части действий и операций необходимость участия человека.[1]
Именно так можно обозначить текущее наше окружение, те вещи которыми мы обладаем и которыми пользуемся, будь то автомобиль, стиральная машина, освещение и даже целый дом. Все это может взаимодействовать между собой самостоятельно без участия человека, реагируя на нас и помогая нам.
Интернет вещи/умные вещи повсюду. Они помогают автоматизировать логистику внутри производства, следят за безопасностью и охраной труда, следят за состоянием пациентов, помогают фермерам, отслеживают состояние окружающей среды, корректируют городской поток автомобилей, помогают эффективно управлять энергией, давать свет и тепло…
Но давайте остановимся на том, что окружает нас и то, с чем мы взаимодействуем каждый день, это наш дом! Представьте себе ваш день следующим образом:
– Вы произносите: Доброе утро! Легкая музыка будит вас, постепенно открываются шторы, приятный голос рассказывает о погоде и дорожной обстановке до работы, подсказывает через сколько будет ближайший автобус;
– Пока вы встаете с кровати и не спеша идете умываться, включается ваша любимая радиостанция, а чайник или кофе-машина уже готовят ваш утренний напиток;
– Вы проснулись и подкрепились, вам предстоит продуктивная и интересная работа. Вы уходите, дверь без замка надежно запирается, свет выключается, ставится сигнализация. Будьте уверены, когда вы вернетесь, будет убрано, питомцы сыты и напоены, растения политы, вещи постираны, а посуда помыта. Об этом позаботится ваш дом, Сам!
– Пока вы на работе, ваш телефон покажет и расскажет, как там чувствуют себя все обитатели дома, все ли на месте, нет ли протечки, в школе ли дети и зарядился ли автомобиль. Вы вспомнили, что нужно забежать по пути домой и что-то купить, просто скажите вслух возле телефона: напомни после работы купить хлеб. Будьте уверены, как только вы выйдите с работы, вам обязательно напомнят!
– Приближаясь к дому свет оживает, ворота и двери и автоматически открываются. Пока вас не было, дом позаботился о экономии электричества и тепла сократив расход, но когда вы ступили на порог – полы приятно нагреты, вам приятно и комфортно;
– Сегодня вы пришли раньше всех, вы просто спрашиваете, где все и дом сообщает вам, что все в порядке, домашние на пути домой! Вы хотите сделать приятное и порадовать всех вкусным ужином, просто скажите в слух… Готово и на пороге приветливый курьер с вкусной едой, осталось только накрыть на стол;
– Все за столом, вам хочется сделать окружение еще приятней, скажи голосом чего не хватает и вуаля: основной свет выключен, вспомогательная подсветка делает помещение теплей;
– Вышла новая серия интересного сериала, пошлите смотреть! Вы убираете посуду, и идете в комнату с отличным телевизором и аудиосистемой, скажи, что смотрим и все готово: шторы закроются, освещение приглушится, а телевизор уже готов запустить нужную серию;
– День завершается, вы приятно устроились в кровати и делитесь с домашними приятными мыслями и планами, последнее на сегодня – пожелать всем спокойной ночи и приятных сновидений… Шторы закрываются, свет и приборы выключаются, а комната наполняется приятной влажностью и прохладой, твой дом позаботится об этом!
Все это и есть – Умное окружение, Умный дом, Интернет вещей. Давайте разбираться вместе, я расскажу вам все, что знаю об этом, и вы поймете — это намного проще, чем может показаться на первый взгляд, а самое главное доступно!
[1] https://ru.wikipedia.org/wiki/Интернет_вещей
Вернемся в прошлое – Умный дом это дорого и сложно. Все управление по проводу, а значит требуется прокладка коммуникаций на стадии ремонта. Управление осуществляется через массивные контролёры с сложным управлением и программированием. Все управляемое оборудование выпускается ограниченным кол-вом производителей, стоимость высокая, а выбор не велик.
Сейчас же кажется, что нет ничего невозможного: текущие технологии производства микроэлектроники позволяют делать контроллеры минимального размера, а уровень развития беспроводной-энергоэффективной передачи данных позволяют сделать любое устройство умным, без необходимости прокладки коммуникаций и даже постоянного питания. Настройка минимальна, а запись сценариев доступна и интуитивно понятна из UI.
Рассмотрим используемы стандарты и технологии в построении умного дома.
Вариант построения умного дома зависит от многих факторов и часто зависят от множества факторов, перечислим некоторые из них:
Обозначим основные варианты построения умного дома (сразу стоит отметить, что варианты построения умного дома могут сочетаться между собой при помощи прямой и облачной интеграции).
Реализация как правило предполагает установку в умном доме локального контролера, взаимодействующего с сенсорами и исполнительными устройствам по средством проводов. Отдельные устройства могут подключаться и по беспроводному каналу. В виду необходимости реализации на этапе ремонта, более высокой стоимости и ограниченности функционала, утрачивает позиции в пользу других вариантов. Данный вариант все же остается основным вариантом для промышленной автоматизации в виду высокой отказоустойчивости.
Используемые стандарты построения, протоколы коммуникации и основные Вендоры:
Наиболее известные производители: ABB, Gira, Zennio, Vimar, Ekinex, Schneider Electric.Отдельно стоит отметить российских вендора с своим оборудованием: Wiren Board, iRiDi.
Наиболее известные интеграторы: Johnson Controls, Sauter.
Larnitech, немецкая система на протоколе CAN.HDL, китайская система на собственном протоколе Buspro.
На текущий момент является самым популярным в виду простоты внедрения, широкого перечня представленных разработчиков экосистем и богатого выбора устройств. Пожалуй, основное преимущество – это удобная облачная управляющая среда доступная через приложения, а также доступные по стоимости устройства готовые работать «из коробки», не требующие подключение по проводам.
Популярные экосистемы:
Россия: Умный дом Яндекс, Сбер, Умный дом Mail, Rubetec (застройщик ПИК), Sprut Hub, HitePro.
Другие страны: MiHome (Xiaomi), Tuya Smart, HomeKit (Apple), Google Home, Aqara, Fibaro, Legrand.
Перечень устройств на данный момент не поддается счету, почти все, что нас окружает можно подключить к экосистеме умного дома. Некоторые примеры: колонки с поддержкой голосовых ассистентов (Алиса, Siri, Alexa, Google, Салют, Маруся), автомобили (Tesla, BMW, Mercedes), телевизоры, стиральные машины, холодильники, пылесосы, освещение (лампочки, люстры, светодиодные ленты), сенсоры и датчики (освещение, температура, давление, движение, присутствие, шорох, стук, протечка), выключатели, клавиши, треккеры координат, дверные замки, шторы, поилки и кормушки животных и многое другое.
Вот, собственно, и все, что нужно знать о экосистеме умного дому! 🙂 Главное определиться, какая система вам ближе. Почти все экосистемы и устройства, работающие в этих экосистемах, поддерживаются между собой.
По сути, экосистема умного дома – это облачный сервис позволяющий интегрировать экосистемы и устройства разных разработчиков и производителей в один управляющий интерфейс с прострой настройкой автоматизации и управления. Определяющим для работы является поддержка протоколов связи и доступ в интернет.
Упрощенно являются гибридом 1 и 2 варианта с преимуществами обеих вариантов и продвинутыми возможностями автоматизации и поддержке интеграций. Opensource платформы разрабатываются энтузиастами из разных групп. Отдельно ведется разработка и поддержка интеграций других систем и устройств. Главное преимущество в данном варианте пользователи видят в локальном управлении устройствами (даже облачные возможно перестроить на локальное управление), а также открытости платформы, которая позволяет самостоятельным разработчикам-энтузиастам реализовать собственные потребности. А развитый community и встроенный магазин приложений/интеграций позволяет легко обмениваться разработками и внедрять их обычным пользователям. Данные решения возможно настроить на работу со всеми известными протоколами и устройствами других вариантов умного дома. Обратная сторона – это необходимость продвинутых навыков пользования ПК для более сложной настройки интеграций, создания автоматизации и создания интерфейса управления. В некоторых случаях потребуются навыки работы с Linux, сетевой параметризацией, понимание yaml и java–script, дизайн карт помещений, UI-разметка.
Основные платформы:
Важно понимать, что Умный дом варианта 1 и 3 будучи установленным на сервер, может работать автономно – внутри контура дома. Постоянный доступ в сеть интернет требуется только для удаленного управления и работы голосовых ассистентов. Вариант 2 – Экосистемы, является облачным сервисом и требует постоянного подключения к сети интернет.
Взаимодействие же самого оборудования, упрощенно можно разделить на Физические линии управления (проводная коммуникация) и Радиоканал (беспроводная коммуникация).
Проводная коммуникация по-прежнему востребована в силу надежности, но используется реже в виду необходимости прокладки линий на этапе ремонта.
Физические линии управления (проводная коммуникация):
Радиоканал (беспроводная коммуникация):
Умный дом на базе локального контролера управления с коммуникацией по проводам | Экосистемы умного дома | Open source платформы умного дома | |
| Стоимость | |||
| Простата монтажа оборудования | |||
| Простата настройки и обслуживания | |||
| Разнообразие и доступность периферии | |||
| Удобство использования, UI | |||
| Взаимодействие между экосистемами | |||
| Локальная работа | |||
| Надежность | |||
| Безопасность |