Geïntegreerde slimme huiscontrolesystemen. Smart home - wat moderne automatiseringssystemen kunnen doen

Een smart home besturen vanaf een computer

Bewoners van appartementen en huizen besteden veel tijd aan het reguleren van veel processen in hun huis: het aan- en uitzetten van elektrische apparaten en verlichting, videobewaking. Niet iedereen weet echter dat deze en andere processen kunnen worden geautomatiseerd door de relevante apparatuur te besturen vanaf een gewone desktopcomputer die iedereen heeft.

Uw huis besturen vanaf een computer is een logisch idee. En het verscheen zelfs vóór het begin van de massaverkoop in automatiseringscomplexen. Zo kan elke huiseigenaar nu met zijn eigen handen een 'slim huis' bouwen - de computer in dit systeem is het belangrijkste knooppunt. Het kan direct in de kamer of in een aparte kast worden geïnstalleerd.

De computer van de gebruiker zal alle “slimme” functies uitvoeren en het signaal van externe sensoren gaat via standaard TCP/IP- of USB-kanalen. Het gemak van het creëren van een dergelijk knooppunt wordt ook verklaard door het feit dat meer dan de helft van de fabrikanten apparatuur produceert op basis van een bekabelde verbinding, die is uitgerust met adapters (om deze op een computer of laptop aan te sluiten). Een mogelijke optie voor het werken met analoge of digitale signalen is een via USB aangesloten uitgangs- en ingangsmodule. De mogelijkheden van een dergelijk apparaat zijn onvoldoende en de automatisering zelf is geschikt voor signalen met een niveau van 0-5 volt. Om het ontvangen signaal om te zetten, maakt zo'n complex gebruik van shapers en converters.

Huisbediening vanaf een computer

Voor-en nadelen

Voor computergebruikers lijkt een pc-gebaseerd slim huis om de volgende redenen een veelbelovend idee:

• beschikbaarheid van knooppunten voor intelligente besturing. Huiseigenaren hebben thuis minimaal één computer en indien nodig wordt voor deze doeleinden zelfs een budgetnetbook aangeschaft;
• betaalbare kosten van invoer- en uitvoermodules (vergeleken met apparaten die worden gebruikt met industriële controllers);
• er zijn geen beperkingen op het aantal aangesloten apparaten (kant-en-klare kits bevatten meestal een kleine hoeveelheid apparatuur voor het regelen van licht en veiligheid, en de controller is niet voor veel apparaten ontworpen). Nadat u zelf een slim huis heeft samengesteld, kunt u het configureren om de opties uit te voeren die u nodig hebt, en om het op een handige manier te bedienen, of het nu gaat om spraakopdrachten of een smartphone;
• het vermogen om een ​​complex complex te creëren met een breed scala aan functies.

Vergeet de mogelijke nadelen van het systeem niet, waaronder de volgende:

• de noodzaak om een ​​betrouwbaar knooppunt (de computer zelf) te selecteren met een voldoende betrouwbaar besturingssysteem en brede functionaliteit;
• afhankelijkheid van de componenten van het complex van een laptop, die tijdens gebruik kapot gaat door mechanisch falen, slijtage of stroomuitval;
• de behoefte aan persoonlijke planning van schema's en de implementatie ervan.

Controletechnologieën

Het is moeilijk voor te stellen dat u uw huis vanaf een computer kunt besturen zonder de stroomvoorziening te regelen. Om deze technologie te implementeren raden experts aan om 1-wire van Maxim/Dallas te gebruiken. Deze technologie wordt gebruikt in industriële en huishoudelijke systemen en heeft zich daar goed bewezen.

Bovendien is het handig om het beveiligingscomplex vanaf een computer te beheren en te bewaken - op afstand kunt u gegevens van videocamera's en informatie van sensoren bekijken om erachter te komen hoe kinderen of dieren zich gedragen, en ook zien of er ongeautoriseerde toegang tot het appartement is geweest . Om dit idee te implementeren heb je naast een computer videocamera's met bewegings- of deuropeningssensoren nodig, die via een USB-connector op de apparatuur kunnen worden aangesloten. Als u zich zorgen maakt over de standaard limiet voor de draadlengte van 5 m, koop dan een actieve lange kabel of sluit de draden aan via speciale hubs die over externe voeding beschikken (andere opties zijn mogelijk).

Om een ​​smart home-systeem de eigenaar te leren begrijpen en zelfs met hem te praten, kunt u de meest toegankelijke methode gebruiken en de van Google aanpassen aan uw behoeften. Miljoenen mensen over de hele wereld hebben het behoorlijke niveau van stemvertaling en zoeken al gewaardeerd.

Slimme huisbedieningstechnologieën vanaf een computer

Om het systeem met behulp van een computer te coördineren en te besturen, kunt u het beste een apart programma schrijven voor al zijn componenten of kant-en-klare oplossingen gebruiken (Ardublock). Deze softwareomgeving voor automatisering van apparatuur wordt compleet geleverd met enkele elektronicakits. Naast het beheren van alarmen en elektriciteit, kan een dergelijk programma:

• de status van elektrische apparaten beheren (apparatuur aansluiten en loskoppelen via een slim stopcontact, de aan-tijd en bedrijfsmodus programmeren);
• meet en controleer de constante temperatuur in huis.

Rondom het huis is het noodzakelijk om een ​​akoestisch systeem te plaatsen, bestaande uit zeer gevoelige microfoons en luidsprekers om smart home-systemen aan te sturen

Meestal krijgt de gebruiker een systeem met standaardopdrachten, die hij met zijn eigen handen via een computer kan toevoegen. Elke geprogrammeerde functie van de apparatuur die op het scenario is aangesloten, wordt uitgevoerd via stemcommando's.

De rol van Arduino bij programmeren

Persoonlijk ontwerp van een smart home-systeem omvat de selectie van apparatuur die aan alle verwachte eisen voldoet. Er is met name een controller nodig waarmee u al het huisbeheer op één apparaat kunt verzamelen, van waaruit het beheer zal worden uitgevoerd.

Onder hobbyisten zijn Arduino-controllers erg populair, dit zijn een lege printplaat, waarvan de randapparatuur en de bescherming tegen schade afhankelijk zijn van de gebruiker. Je kunt alles aansluiten - het programma is eenvoudig te schrijven. Over het algemeen heeft Arduino veel voordelen:

• toevoeging of kopiëren is mogelijk;
• een grote hoeveelheid beschikbare informatie over het mogelijke gebruik van de controller, circuitopties voor verschillende resultaten;
• vaste pin-opstelling (hierdoor kunnen productiebedrijven eenvoudig nieuwe apparaten vrijgeven om functies toe te voegen - schilden);
• Arduino heeft geen programmeur of uitgebreide programmeerkennis nodig.

Uiterlijk van het belangrijkste bedieningsapparaat voor huissystemen: Arduino-controller

Deze controller kan op een computer worden aangesloten en wordt vaak gebruikt in de robotica en bij het maken van autonome apparaten.

Mogelijkheden voor stembesturing

Aan het begin van zijn ontwikkeling had stembesturing bepaalde beperkingen, en het was moeilijk om de huidige interface voor te stellen. Dit leek iets uit een sciencefictionfilm. Maar nu is de situatie veranderd en de mogelijkheid van een alternatieve besturingsoptie naast de reeds bestaande methoden (afstandsbedieningen en digitale apparaten) maakt het zeer aantrekkelijk voor de gebruiker.

Een soort garantie voor een betere interactie tussen mens en automatisering zal de opname zijn van verschillende versies van één bestelling ('Doe het licht aan in de slaapkamer', 'Doe het licht aan', enzovoort), waarna het systeem het precies zal begrijpen wat er van nodig is.

Een dergelijke controle, zelfs door uzelf gecreëerd, omvat meestal de volgende veelvoorkomende acties:

• huishoudelijke apparaten in- en uitschakelen;
• klimaatbeheersing en gordijnen;
• irrigatieprogramma in het gebied voor het huis;
• luisteren naar nieuws, weersvoorspellingen en andere informatie die de besturing zal ontvangen en reproduceren.

Bij sommige programma's kunt u voor elke fase van het scenario een onderscheid maken: de besturing kan in de ene kamer worden uitgevoerd en de opdracht werkt in een andere kamer.

U kunt elk woord met uw eigen handen als commando programmeren. Sommige ontwikkelaars bieden standaardopties waarbij opdrachten voor het beheren van een smart home in platte tekst worden geschreven. Voor de gemiddelde gebruiker is dit erg handig.

Beschrijving van een van de mogelijke opties

Stembediening over het smart home-systeem wordt pas geactiveerd als de eigenaar het activeert met een specifiek commando of actie (stemherkenning is ook beschikbaar). Afhankelijk van het gebied waar de bediening is bedoeld, kan het huis voor een betere functionaliteit worden uitgerust met meerdere controllers die ondergeschikt zijn aan één apparaat. Het gebruik van “slimme” apparatuur is eenvoudig; het programma bevat verschillende talen, die het gemakkelijk herkent.

U hoeft niet te schreeuwen om thuissystemen te bedienen. Zeer gevoelige microfoons vangen zachte stemmen op. Afhankelijk van het type microfoon en de vorm van de ruimte moeten ze 1 microfoon installeren per ruimte van 20-30 m2

Naast andere veronderstelde voorzieningen is er een onmiddellijke reactie op bestellingen, is er een interactieve verbinding, waardoor de indruk ontstaat dat het huis echt slim is en onafhankelijk met de eigenaar praat (hoewel het in feite een opgenomen live-toespraak van hoge kwaliteit is) . Automatisering kan melden dat huisbewoners vergeten zijn de poort te sluiten, of informeren over een schending van de beveiliging van het terrein.

Een van de vele voordelen is onzichtbaarheid. Alle luidsprekers en microfoons zijn buiten het zicht van de eigenaar geplaatst (op de kast, onder de plank, verborgen in meubelstukken). Dit is zeer esthetisch omdat er geen draden zijn.

De apparatuur wordt in de pre-installatiefase in valse plafonds of scheidingswanden geïnstalleerd; voor huishoudelijke apparaten wordt visuele decoratie gebruikt

Een sterk beveiligingssysteem waarschuwt via een bericht op een smartphone of mondeling bij ongeoorloofde toegang tot het pand en reageert adequaat in geval van een calamiteit.

Dit systeem is te bedienen via een smartphone. Het ‘slimme huis’ is verbonden met zijn besturingssysteem en via dit systeem kan de eigenaar de nodige instructies aan de controller geven.

Het bedrijf Art-In biedt intelligente oplossingen voor uw huis of appartement, waardoor u alle apparatuur vanaf één apparaat kunt bedienen. U kunt scenario's opstellen, telefoon- of intercomoproepen beantwoorden, verlichting en beveiligingssystemen bedienen. En dit alles kan op afstand worden gedaan vanaf een iPad, iPhone of ander apparaat, bijvoorbeeld terwijl u op het werk bent.

Wat bieden wij

De smart home control unit is noodzakelijk voor de juiste werking van de grafische interface. Het wordt één centraal centrum dat werkt via Wi-Fi of Ethernet. U kunt de juiste versie kiezen:

• drukknopafstandsbediening met scherm en software van de fabrikant van smart home-apparatuur;
• aanraakpanelen voor “smart home”, die op een bureau, aan de muur of draagbaar kunnen zijn. Meestal bevinden deze sensorapparaten zich in de gang of gang. Zo kunt u direct na thuiskomst de benodigde systeemparameters instellen;
• Wi-Fi-gadget op het Android- of iOS-besturingssysteem met de Art-In-applicatie geïnstalleerd. Maakt afstandsbediening van het huis mogelijk vanaf iPad, iPhone, enz.

Meer over besturingseenheden

Touchpanelen voor smart home. Universele smart home-bedieningspanelen zijn moderne gadgets met een intuïtieve Russified-interface. Op dit apparaat kunt u een kamer selecteren en alle apparatuur die zich daarin bevindt bedienen. Zet uw thuisbioscoop aan, beantwoord de intercom, sluit de gordijnen of start een scenario met slechts een paar aanrakingen op het scherm. Op het display van de touch control unit wordt ook diverse nuttige informatie weergegeven. Dit kunnen bijvoorbeeld de binnen- en buitentemperatuur en -vochtigheid zijn, weersvoorspellingen, gegevens van slimme videocamera's voor thuisgebruik en verkeersinformatie. Bovendien maken sommige touchpanels het mogelijk om zelfstandig scenario's aan te maken, te verwijderen en aan te passen, en een wekker te programmeren. Het smart home control systeem van Art-In omvat verschillende opties voor touchpanels: desktop, wandmontage en draagbaar. Kies de optie die voor u het handigst is.

Druk op de knopafstandsbedieningenmet scherm. Deze smart home afstandsbedieningen doen enigszins denken aan traditionele schakelaars, maar hebben veel meer functionaliteit. Het belangrijkste voordeel van dergelijke blokken is de programmeerbaarheid van elke toets. Dit betekent dat onze specialisten de benodigde functies en scenario's daarop inrichten in een voor u geschikte volgorde. De instellingen van de knoppen van de slimme besturingseenheid kunnen indien nodig worden gewijzigd. Op het LCD-scherm wordt nuttige informatie weergegeven over het weer, de status van het smart home systeem en huidige taken. Het visualiseren van uw opdrachten maakt het werken met intelligente systemen veel eenvoudiger.

We hebben allemaal gehoord van Smart Home-systemen. Voor een waarnemer van buitenaf beginnen verlichting en verwarming, zonwering en huishoudelijke elektrische apparaten hun eigen leven te leiden - ze handhaven zelfstandig de gewenste temperatuur, doen de lichten aan en uit afhankelijk van het tijdstip van de dag, bereiden koffie voor het ontbijt en verwarmen pizza voor diner... Maar het hoofdidee van een ‘smart home’ ‘gaat niet over het automatiseren van al deze processen als zodanig, maar over het organiseren van een comfortabele leefomgeving voor een specifieke consument, en alleen hij zou dit hele systeem moeten beheren. Laten we eens kijken naar apparaten die zijn ontworpen om slimme thuissystemen te besturen.

Het concept van een ‘smart home’ werd al in de jaren zeventig van de twintigste eeuw geformuleerd als ‘een gebouw dat zorgt voor een efficiënt en productief gebruik van de werk- (leef)ruimte...’ En als gemak en efficiëntie op de voorgrond staan , dan kunnen besturingssystemen breder worden beschouwd - en niet beperkt tot alleen gecombineerde software- en hardwareoplossingen.

Handmatige bediening

Allereerst dit gespecialiseerde afstandsbedieningen- vergelijkbaar met de bekende bedieningspanelen voor huishoudelijke apparaten. Alleen besturen ze, in tegenstelling tot laatstgenoemde, actuatoren vaak niet via infraroodstraling, maar via radiofrequentie (om niet van kamer naar kamer te lopen, maar om een ​​huis of appartement overal vandaan te bedienen). De afstandsbediening kan ook worden gemaakt in de vorm van een gewone wandschakelaar, waardoor u hem op elke geschikte plaats kunt bevestigen (zelfs met dubbelzijdig plakband op het hoofdeinde van het bed in de slaapkamer) zonder een kabel te leggen.

In het eenvoudigste geval is dit een afstandsbediening met een paar knoppen (aan-uit) en stopcontact-adapter. De adapter wordt in het stopcontact gestoken en bijvoorbeeld een staande lamp wordt in de adapter gestoken. In dit geval wordt het mogelijk om de vloerlamp op afstand aan en uit te zetten. De adapter kan eenvoudig aan-uit zijn of met een ingebouwde dimmer - in dit geval is het ook mogelijk om de helderheid van het licht te regelen.
Naast radioadapters ook te gebruiken radio schakelaars. Ze zijn ontworpen voor het bedienen van de hoofdverlichting (plafond), gemotoriseerde zonwering, garagedeuren, enz.

Het lijkt misschien dat een dergelijk vereenvoudigd systeem (gloeilamp-afstandsbediening) niets te maken heeft met smart home-systemen, maar dat is niet helemaal waar. Door programmeerbare afstandsbedieningen met ingebouwde controllers te gebruiken, kunt u niet alleen de opname van verschillende apparaten of de helderheid regelen, maar ook scenario's uitvoeren of verlichtingsschema's toepassen (zie "Scenario's of verlichtingsschema's gebruiken"). Vooral “geavanceerde” afstandsbedieningen kunnen, naast een programmeerbare controller, een timer en een LCD-display bevatten, wat ons naar de volgende fase brengt, en ze worden in het gedeelte over handmatige bediening alleen beschreven in de zin dat alle bediening letterlijk in de handen van de gebruiker.

Gebruik scenario's of lichtschema's

De mogelijkheid om scripts te gebruiken is wat een smart home-systeem in de eerste plaats onderscheidt van een eenvoudige set afstandsbedieningen voor individuele lampen, airconditioners, gemotoriseerde aandrijvingen, enz.

Bijvoorbeeld: we besloten een film te kijken.

Om dit te doen, moeten we de kamer uitschakelen

• hoofdlicht,
• teken De gordijnen
• laat het scherm zakken
• en zet de projector aan.

Als we na het einde van de film met vrienden willen praten, moeten we uitschakelen

• projector,
• doe de gordijnen open,
• zet het scherm omhoog
• zet de hoofdverlichting aan,

en als je alleen maar naar muziek luistert, doe dan misschien het hoofdlicht uit en zet de vloerlamp aan, en niet op volledige helderheid.

Zoals je kunt zien, moeten we in het eerste geval klikken 4 knoppen, in de tweede - opnieuw 4 , in de derde - 2 .

Je kunt deze gebeurtenissen programmeren in de vorm van scenario's en in het eerste geval de "cinema" -modus gebruiken, in het tweede geval "hoofd" en in het derde "alleen muziek", en alle noodzakelijke acties worden automatisch uitgevoerd. Bovendien kunnen de algoritmen worden gecompliceerd door externe sensoren - bijvoorbeeld door de gordijnen met rust te laten als je 's avonds een film wilt kijken en het niet nodig is om de ramen te sluiten, net zoals het niet nodig is om gedimd licht aan te doen tijdens het luisteren op muziek als het buiten helder is.

Automatisering

De eerste stap richting automatisering is met behulp van timers. Hiermee kunt u elektrische apparaten volgens een schema in- en uitschakelen.
Ze kunnen mechanisch (de meest budgetvriendelijke optie) of elektronisch zijn. Met mechanische schema's kunt u meestal dagelijkse schema's maken, terwijl u met elektronische schema's dagelijkse of wekelijkse schema's kunt maken. De eerste zijn niet zo nauwkeurig en hebben minder mogelijkheden, maar zijn pretentieloos en kunnen onder zwaardere omstandigheden werken. De tweede zijn veel nauwkeuriger en handiger, maar meestal duurder en hun batterijen kunnen niet werken bij strenge vorst, wat ertoe kan leiden dat het programma wordt gereset.

Bewegingssensoren. Hiermee kunt u elektrische apparaten inschakelen als er beweging wordt gedetecteerd in het gezichtsveld van de sensor (van 90 tot 360 graden).

Ze worden het vaakst gebruikt in beveiligingssystemen, waaronder opnames van CCTV-camera's. Maar ze kunnen ook nuttig zijn in het dagelijks gebruik: om gangen of kantoorruimtes alleen te verlichten als dat echt nodig is. Om de efficiëntie te vergroten worden bewegingssensoren meestal gecombineerd met timers (het aanzetten van elektrische apparaten gedurende een vooraf bepaalde tijd) en lichtsensoren (om bijvoorbeeld de lichten niet aan te doen als er overdag beweging wordt gedetecteerd).

Volledige oplossingen

En toch is het belangrijkste kenmerk van slimme huisoplossingen integratie van alle levensondersteunende systemen in één enkel systeem. Over het algemeen combineert het besturingssysteem de volgende subsystemen:

• verlichtingssysteem;
• verwarming, airconditioning en ventilatiesysteem;
• brand- en beveiligingsalarm;
• gecentraliseerd beheer van alle audio-videoapparatuur;
• videobewakingssysteem;
• mechanisatie (gemotoriseerde zonwering, gordijnen, garagedeuren);
• monitoring op afstand van systemen, inclusief IP-monitoring, etc.

Met een dergelijke mondiale integratie lijkt de controle over individuele actuatoren van bepaalde subsystemen in het algemeen behoorlijk moeilijk. Hoeveel gemakkelijker zou het bijvoorbeeld zijn om, voordat u het huis verlaat, de functie 'Alle jaloezieën sluiten' te gebruiken, in plaats van alle kamers rond te gaan en elk raam afzonderlijk te sluiten. Met andere woorden: je kunt natuurlijk niet zonder een centrale controller.

Het smart home control-apparaat vertegenwoordigt in dergelijke omstandigheden het vaakst Controlepaneel, meestal ingebouwd in de muur. Het uiterlijk en de functionele rijkdom van een dergelijk paneel zijn afhankelijk van het aantal aangestuurde subsystemen en het gewenste gemak. Dit kan een eenvoudige set knoppen zijn voor het bedienen van de belangrijkste functies en indicatielampjes (LED's) die de huidige status weergeven.
Verbeterde modellen kunnen alfanumerieke indicatoren bevatten voor het gemakkelijk lezen van informatie en het instellen van de noodzakelijke modi. Complexere modellen hebben LCD-monitoren, zwart-wit of kleur, mogelijk met aanraakschermen.

Een andere optie voor besturingsapparaten is externe modules, gemaakt in de vorm van PDA's (handheldcomputers) of tabletcomputers (met touchscreen), evenals het gebruik van standaard PDA's en tablets. Dergelijke apparaten communiceren met de centrale controller via infraroodcommunicatie of via radiofrequentie. Het verschil met de vorige versie zit hem niet alleen in mobiliteit en extra gemak. Bij deze optie wordt elke pc of laptop als besturingsapparaat gebruikt, die zowel lokaal (twisted pair, Wi-Fi) als op afstand (via een modem - rechtstreeks of via internet) met de controller is verbonden.

In het laatste geval krijgen ze de mogelijkheid om IP-monitoring en -controle overal ter wereld uit te voeren. Simpel gezegd kunt u controleren of het strijkijzer in huis is uitgeschakeld en, als dat niet het geval is, het uitschakelen in een andere stad of land.