Меню

Автоматизированные системы управления жилым домом

Системы «Умный дом». Управление частным домом и квартирой

Формулировка класса систем автоматизации «умный дом», ассоциируется с «домашней обстановкой» и «комфортом» в отличие, от строгой формулировки «интеллектуальное здание», применяемой для промышленных и общественных зданий. Маркетинговое название этих систем, очерчивает область их применения.

Умный дом – это программный продукт, система домашней автоматики, которая является надстройкой к автономно автоматизированным инженерным системам. За счет объединения и анализа всей возможной информации о здании, система распознает конкретные ситуации и автоматически реагирует на них, алгоритмы реагирования и взаимодействия систем разрабатываются при настройке.

Умный дом как система – это программно-аппаратный комплекс, который в общем случае включает в себя большое количество обособленных модулей, определяющих функциональность и стоимость умного дома. Модульная компоновка современных решений – очень удобна так как владелец строения может по своему усмотрению регулировать их количество. Все оборудование разделяется на три группы – датчики, исполнительные устройства, контроллеры управления, на рисунке — пример составных частей оборудования SE Merten, работающего по протоколу KNX.

Распространенный пример – домашний кинотеатр. Перед началом киносеанса, пользователь выполняет несколько действий: закрывает занавески, приглушает свет, открывает выдвижной экран, включает проектор, возможно, переключает сценарий акустики. Система умный дом выполнит эти действия автоматически, при запуске одного из сценариев управления.

При этом умный дом в алгоритме может учитывать и параметры среды. Например, если на улице темно, то закрывать занавески не потребуется.

Разрабатываются как стандартные сценарии: отсутствие людей, уборка, праздник, утро, вечер, день, ночь, отпуск и т.д., так и не стандартные, связанные с индивидуальными предпочтениями владельцев здания, например, полив растений или кормление животных.

Цели и задачи при внедрении системы умный дом

Круг задач систем автоматизации очерчивается тремя понятиями: Безопасность, Экономичность и Комфорт. Возможно, современные требования вскоре добавят к зданию еще одно требование – экологичность, но это понятие является частью «экономичности».

В частном домостроении, а тем более в квартире, основной задачей умного здания как правило называют Комфорт и Безопасность, далее следует Экономичность.

Комфорт обеспечивается интегрированным (по одной шине и с использованием общих протоколов) управлением системами:

Электроснабжения и электроосвещения. Управление освещением осуществляется с помощью датчиков присутствия, датчиков освещенности, диммеров, жалюзи и рольставен. Управление освещением, регулировка яркости и цветовой температуры производится с клавишных выключателей, пультов управления и ПК. Управление электроснабжением, кроме АВР представляет собой обеспечение плавного пуска оборудования, контроль состояния автоматов, балансировка мощности.

Климатическими системами. Комфортные климатические условия создаются при помощи систем периметрального отопления, теплых полов и приточно-вытяжной вентиляции. Система управляет отоплением и охлаждением помещений, влажностью, притоком свежего воздуха, очисткой от пыли и бактерий. Используются показания датчиков присутствия, температуры, давления, СО2, часто они могут быть совмещены в единой метеостанции. Задача желаемых параметров индивидуального микроклимата в зонах производится с термостатов, входящих в состав Умного дома.

Штор и рольставен. Осуществляется управление либо в ручном режиме, либо в автоматическом, по показаниям датчиков освещенности, информации от систем безопасности или мультимедимедиа.

Видеонаблюдения. Функции системы в целом не отличаются от таковой в обычных системах безопасности, появляются возможности привязки на уровне ПО событий в доме (не относящихся непосредственно к охранным), в зависимости от фантазии владельцев.

Домофония. Домофон работает как классическое устройство. Телекамеры домофона включаются в общую систему видеонаблюдения. События протоколируются с использованием средств умного дома, управление так же осуществляется в т.ч. с помощью средств системы автоматизации.

Охранно-пожарная сигнализация, контроль доступа, въездные ворота. Данные систем передаются в АСУ умного дома и применяются для разработки алгоритмов и сценариев управления. Управление въездными и гаражными воротами может быть реализовано как через классический пульт ДУ, так и средствами Умного дома. Кроме того, система может подсказать, об оставшихся открытых воротах или оставшихся открытых окнах.

Система управления. Наибольшее визуальное отличие умного дома от обычного, пусть даже оснащенного инженерными системами, конечный пользователь увидит в системе управления. Помимо классических клавишных пультов, применяются сенсорные панели, встраиваемые в дизайнерские решения. Управление осуществляется через телевизор, ПК, планшеты и телефоны либо через универсальные пульты управления. Реализовано удаленное управление через сеть Интернет, безопасность обеспечивается шифрованием протоколов управления. Помимо обычных функций управления может быть реализовано голосовое управление Умным домом. Все фразы, используемые в управлении, выбираются заказчиком.

Система управления умным домом это не только красивые пульты, это прежде всего разработанные алгоритмы, которые включаются без дополнительного участия хозяев, например, режим работы теплых полов задается при помощи расписания, автоматически выключая их в ночное время и во время отсутствия хозяев, экономя электроэнергию.

Читайте также:  Архитектурная подача частного дома

Программирование системы управления один из важных этапов при установке системы. От этого зависит получит ли пользователь желанный комфорт или, напротив, сложности и проблемы. Для того, чтобы управление умным домом было комфортным и простым, при программировании системы придерживаются принципов:

  • Управление одной кнопкой. Большая часть функций должна, по возможности, реализовываться по принципу одного нажатия на командном устройстве;
  • Объединение оборудования в группы по назначению и по процессу: климат-контроль, освещение, мультимедиа;
  • Проработка сценариев, активирующих устройства как по отдельности, так и группами, инициирующих операции с помощью одной команды.

Управление осуществляется по единой шине. Одним из наиболее распространенных является протокол EIB/KNX (European Installation Bus), совместимое оборудование с которым выпускает более 400 производителей оборудования, по не официальным оценкам, от 80 до 90% оборудования умного дома поддерживают именно этот стандарт.

Другими известным протоколами управления зданием являются, но не ограничиваются: C-Bus (Clipsal), BPT, Crestron, AMX, LanDrive, X10, Smart Bus. Приведены протоколы наиболее часто применяющиеся в домашней автоматизации.

Функции системы управления электроснабжением и освещением

Система может работать в следующих режимах:

  • Управление режимами работы климатического оборудования и уровнями освещённости в помещениях, в зависимости от наличия в них людей, времени года или суток. Управление светом в проходных зонах. Обеспечивает возможную экономию до 40% на электроэнергию;
  • Имитация присутствия хозяев (охранная функция), при их длительном отсутствии хозяев. Система включает свет в определенный промежуток времени, создавая у посторонних ощущение того, что в доме кто-то есть;


Балансировка мощности. Автоматическое отключение части электропотребителей при недостатке мощностей. При б аллансировке мощности используются специальные автоматические выключатели с управлением по сигналу ;

  • Управление дизайном света внутри и вне помещения (сценарии света совмещенные с действиями пользователя);
  • Управление бесперебойным и аварийным электропитанием, автоматический ввод резерва, запуск генератора;
  • Система автоматической стабилизации напряжения и контроль качества сети.
  • Возможности систем управления климатом

    В климатические системы входят отопление, вентиляция, кондиционирования, в ряде случаев, в алгоритмах задействуются жалюзи, рольставни, электронагревательные приборы, любые источники тепла, которые можно учесть. Возможно автоматизированное управление:

    • Контроль температуры внутри и снаружи здания, поддержание заданных параметров микроклимата в каждом из помещений в зависимости от времени суток, наличия в них людей и с учетом наличия в помещениях различных источников тепла. При этом достижение параметров обеспечивается совместной работой нескольких систем. Такой подход позволяет создавать комфортные условия со значительной экономией тепла;
    • Управление шторами и жалюзи с электроприводом для снижения энергопотребления, например, автоматическое закрытие штор на солнечной стороне в летний период;
    • Контроль и информирование о состоянии фильтров и систем очистки;
    • Управление электронной системой озонирования и ионизацией воздуха, Управление системой очистки воздуха;
    • Автоматическое поддержание температуры и влажности в специализированных помещениях (винный погреб, библиотека, галерея и т.п.);
    • Выдача прогноза погоды на панели управления;
    • В случае аварии, отключение систем, для предотвращения их повреждения или повреждения имущества (например, контроль и локализация протечек).

    Система «знает» параметры температуры, влажности, СО2, скорости ветра и т.п. по каждому из помещений и на улице.

    Возможности системы безопасности

    К системам безопасности дома относят: противопожарные системы, газоанализаторы, системы защиты от несанкционированного доступа, системы определения нарушителя и системы визуального контроля территории.

    Кроме стандартных функций данных систем (подробнее о них здесь), возможна реализация:

    • Управление системами через общую панель управления;
    • Передача информации о присутствии людей в помещении в системы управления климатом, либо от извещателей охранной сигнализации, либо по запущенному сценарию (например, если хозяева смотрят кино, то возможно снизить нагрузку на климатические системы в остальных помещениях);
    • Активация дополнительных функций охраны через управляющие выходы (в зависимости от фантазии владельцев здания);
    • Имитация присутствия хозяев, как с помощью света, так и с помощью мультимедийных устройств;
    • Включение максимальной производительности системы вентиляции при обнаружении утечки газа и перекрытие клапана подачи;
    • Различные подсказки в программе управления;
    • Автоматическое или удаленное закрытие дверей или отключение электроприборов у забывчивых хозяев;
    • Передача видеоизображений (например, с домофона) на всплывающее окно приложения или в мультируме.

    Возможности систем мультимедиа

    Все системы мультимедиа (домашний кинотеатр, озвучивание, телевидения) управляются из единого центра, что позволяет реализовать следующие функции:

      Управление аудио- и видеотехникой с одного пульта и применением сценариев — задание схем и конфигураций аппаратуры, которые активируются нажатием одной кнопки;

  • Активации и отключения отдельных приборов или предустановленных их конфигураций по различным условиям – время, внешние факторы, команды системы охраны, и т.п.;
  • Архивация, сохранение и запись каких-либо теле-, радиопрограмм кабельных или других каналов на различные носители информации. Доступ к архивам с любых устройств через программную среду управления умным домом;
  • Централизованное озвучивание всех комнат с индивидуальным уровнем громкости;
  • Единый централизованный банк аудио- и видеоинформации, воспроизведение на любом из устройств;
  • Автоматическое приглушение музыки при поступлении телефонного, дверного звонка;
  • Следящий звук;

  • Автоматическая система выведения предупреждающих сообщений и сигналов с телекамер на экран при просмотре фильмов или передач;
  • Передача команд в системы управления климатом, света, шторами и т.п.
  • Внешние системы

    К внешним системам в данном контексте можно отнести системы вне здания, вот их возможные функции:

    • Управление системой ирригации и полива с учетом влажности почвы, времени года и суток;
    • Контроль параметров воздушной и водной в бассейне, контроль уровня воды;
    • Управление и контроль температурным режимом в бане;
    • Отслеживание срока службы водяных фильтров;
    • Контроль уровня реагентов самоочистки;
    • Автоматическое управление антиобледенительными системами и т.п.

    Реализация системы «Умный Дом» в квартире

    Функции системы «Умный Дом» в квартире сходны с перечисленными выше. Задачи автоматизации в квартире реализуются наиболее востребованными блоками:

    • Климат-контроль;
    • Регулирование освещения;
    • Удаленное закрытие дверей;
    • Мультирум, телекоммуникации;
    • Домашний кинотеатр.

    Преимущества установки умного дома в квартире: комфорт, безопасность, простое управление.

    Пользователь легко и с комфортом управляет инженерными системами своей квартиры, своевременно получает информацию о нештатных ситуациях, при этом обеспечивается его безопасность, и в ряде случаев, возможна экономия.

    «Умный дом» в гостиницах

    Система «умный дом» для гостиницы предназначается как для постояльцев – комфорт и безопасность, так и для владельцев – экономия. Хотя первоначальные затраты на установку системы высокие, в дальнейшем, они окупаются как с точки зрения экономного расхода энергоресурсов, так и со стороны удовлетворенности гостей сервисом, их рекомендациями и итоговым повышением рейтинга.

    Типичная гостиница, помимо проживания, может предоставлять гостям услуги ресторанов, СПА, фитнес-клубов. Управление зданием и персоналом осуществляется в единой специализированной программе PMS (Property Management System), в ней же отображаются все операции и расходы, которые осуществляет гость при получении услуг отеля. Управление запросов на сервис помещений через телефонные аппараты или телевизоры, бронирование места в ресторане и т.п., все эти функции автоматизации являются стандартными для современных гостиниц и не специфичны для умного дома.

    Умная система работает внутри номера, с момента как пользователь получает карточку гостя и до момента, когда он ее сдает, независимо от того, находится ли он в номере или нет. Если номер свободен, он автоматически переводится на режим пониженного энергопотребления и возвращается к стандартным значениям при заселении.

    Ниже несколько возможных ситуаций и описание работы системы в них:

    • Стандартная функция мультирум, когда пользователь активирует с пульта определенные сценарии управления мультимедиа – применима и в гостиницах. Автоматическое управление светом при просмотре фильмов, следящий звук, вывод на экран информации от администрации. Возможно создание антуража в номере — выбор цветовой температуры светильников по желанию и т.п.;
    • Управление климатом когда гость в номере. Система создает максимальный комфорт постояльцу, используя данные о его местонахождении, температуре снаружи и внутри, данные о влажности, о времени суток и т.п. и управляя системами отопления, кондиционирования, жалюзи, очисткой воздуха. Производительности систем может измениться, если в номере находятся больше человек;
    • Управление климатом когда гость не в номере. Предположим, гость отправился в фитнес зал или СПА-зону, в этом случае, система контроля доступа передаст информацию в систему управления о том, что он находится на территории гостиницы. Целесообразно, уменьшать кондиционирование воздуха, выключать, приглушать освещение, выключать телевизор и т.д. при выходе гостя из номера, а также автоматически закрывать жалюзи и шторы с тем, чтобы исключить ненужный нагрев помещений в летний сезон. Для учета индивидуальных предпочтений гостя, система запоминает его настройки и автоматически устанавливает их при его входе в номер. Все это и определяет «комфорт» посетителя и «экономию» собственника;

  • Принудительный перевод системы в режим «отсутствие гостя», в случаях, когда гости немного «хитрят». Рассмотрим случай, когда в номер заселяются два гостя. Каждый из гостей получает карту доступа в номер. Следовательно, в жару, если номер смотрит на солнечную сторону, возможна ситуация, когда карта находится в картоприемнике номера, кондиционер включен на максимальную мощность, но гости при этом отсутствуют. Умная система, поймет, что в номере никого нет, и снизит владельцам расходы;
  • Автоматическое отключение системы кондиционирования, перевод ее на минимальное ресурсопотребление либо на оповещение через систему мультимеда, если гость открыл окна;
  • Технический учет потребления энергии и воды. Больше интересен владельцам отеля.
  • Способы использования системы автоматизации умный дом в гостиницах ограничиваются лишь фантазией владельцев и интеграторов, вопрос лишь в том, чтобы реализовать задумки на оборудовании.

    Этапы разработки системы

    Один из возможных алгоритмов разработки и установки системы умный дом:

    1 этап – предварительный анализ. Собственник дома или квартиры, приняв решение о установке системы умный дом, определяет системы, которые он хотел бы интегрировать, обдумывает возможные места установки панелей управления — как правило, они определяются дизайном интерьера. Если есть возможность, эта информация размещается на планировках.

    2 этап – фундаментальный. Выбор решения и разработка задания на проектирование. Правильно обратиться в 2-3 компании и описать поставленную задачу. Хороший вариант провести сравнение разных систем умного дома. При этом они должны удовлетворять вас как с точки зрения возможностей управления, так и с точки зрения дизайна установочных изделий. Система должна нравится внешне. Выбрав систему и интегратора, приступают к проработке задания на проектирование системы. Все требования первого этапа максимально возможно конкретизируются и дополняются. Совместно с интегратором составляется документ, описывающий систему, включая принципиальные вопросы о настройках системы и сценарии работы.

    3 этап – разработка проекта. По результату 2 этапа разрабатывается рабочий проект, включающий в себя описание системы, применяемое оборудование, задание на программирование, монтажные схемы, структурные схемы, планы расположения оборудования и кабельных трасс, заказные спецификации. На основе проекта составляется смета и определяется стоимость системы. При необходимости постепенного ввода системы, определяются очереди ввода.

    4 этап – прокладка кабельных трасс. Кабельные трассы и монтажные коробки для оборудования устанавливаются в полном объеме, не зависимо от количества этапов ввода. По завершению ремонта, расширять систему будет значительно сложнее. Важно прокладывать кабельные трассы именно под систему «умный дом», т.к. разводка кабелей для нее имеет существенные отличия от стандартной разводки.

    5 этап – монтаж оборудования и контроллеров. Оборудование и контроллеры устанавливаются в щитах и включатся в шину в соответствии с монтажными схемами и таблицами соединений.

    6 этап – программирование. Корректно использовать так же термин пуско-наладочные работы. Повторно проверяются все соединения, подается питание на контроллеры, датчики и исполнительные устройства, к системе подключается ПК и в контроллеры зашиваются описанные на 3-м этапе сценарии и алгоритмы работы.

    7 этап (дополнительный) . Если система вводится этапами, то в дальнейшем повторяются 5й и 6й этапы для следующих очередей.

    К настоящему времени насчитывается большое количество интересных стандартных решений для умного дома, позволяющих предоставить владельцу максимально комфортную эксплуатацию его дома.

    Стоимость системы

    Технология «Умный дом» характеризуется модульной структурой, его стоимость существенно зависит от того, какие именно функции вы планируете реализовать. Благодаря этому, владелец дома имеет возможность поэтапной установки системы. Каким образом это происходит:

    • Разрабатывается проект, учитывающий все пожелания владельца;
    • В полном объеме прокладываются кабельные линии до устройств;
    • После финишной отделки, владелец имеет возможность постепенно устанавливать оборудование.

    Беспроводные решения так же позволяют вводить систему этапами, однако линии электроснабжения оборудования также лучше прокладывать до завершения финишной отделки.

    Стоимость решения существенно (кратно) отличается при использовании оборудования различных производителей. Оборудование KNX (Merten, Gira, ABB, Legrand и т.п.), Clipsal, Crestron относится к дорогому сегменту, есть решения менее дорогостоящие.

    Очевидно, решения и их стоимость будут различаться для коттеджа, квартиры или офиса. В качестве ориентира можно использовать оценку цены «под ключ» – от 10 до 50 USD за 1 квадратный метр. Верхняя граница, впрочем, ограничена только вашей фантазией.

    Компания SE Merten представляет следующий «оптимистичный» сравнительный график относительных затрат на установку и эксплуатацию стандартного дома и дома, оснащенного системой «умный дом». При этом, необходимо учитывать, что для стандартного дома применены электроустановочные изделия премиум класса. Применение экономичных изделия снизит первоначальную стоимость простого здания, но тенденция на окупаемость вложенных инвестиций сохранится. Использование «умной» системы оказывается более выгодным по сравнению с традиционной, даже при простых реализациях сценариев управления. Кроме того, сценарии могут меняться со временем, с учетом потребностей владельцев.

    Системы управления электроэнергией. Контроль и автоматизированное управление работой системы. Подробнее »

    В ближайшем будущем, появится возможность увеличения КПД солнечных панелей до 50%. Эффективность. Подробнее »

    Руководство Филиала КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» выражает благодарность коллективу ООО. Подробнее »

    КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» 1 сентября 2015

    Уважаемый Ринат Шакирзянович! ООО «ФИНПРОЕКТ» выражает благодарность компании ООО. Подробнее »

    Adblock
    detector