Система «умный дом» своими руками

Удаленное управление через ADB

Поскольку у меня на руках оказался рутованный (с полным доступом) планшет на Android, то проблем с выбором программ быть не должно.
Однако мне хотелось воспользоваться какими-нибудь стандартными средствами и поэтому остановился на ADB. Это работает на всех Android-устройствах, где данный функционал не был намеренно заблокирован производителем — достаточно нажимать несколько раз на пункт меню “Номер сборки” и откроется новый пункт меню “Для разработчиков”, где и производятся все настройки.

Через командную строку установить приложение на планшете:
Через командную строку включить/выключить планшет:
Через командную строку запустить трансляцию с камеры:
Через командную строку запустить панель управления умным домом в браузере:

Для корректной работы задал настройки расширенного экрана — когда панели управления полностью скрываются.

Настройка LineageOS

И конечно же отключил блокировку экрана — без этого сложно что-то автоматизировать.

Настройка LineageOS

Выполнение команды на вывод всех программ на устройстве

Полученной информацией можно воспользоваться по своему усмотрению и, например, запустить часы:

Самостоятельная сборка и готовые решения

Первое, что необходимо для начала работ по созданию смарт-жилища — определиться, станет ли его будущий владелец подбирать, монтировать и настраивать оборудование самостоятельно, или воспользуется готовым набором «под ключ».

Готовый «умный дом»

Сегодня на рынке действуют различные технологические компании и подрядчики, предлагающие подбор, монтаж системы «умный дом» и настройку компонентов под желания заказчика. Преимущество такого подхода — клиенту не придется заботиться ни о чем, специалисты организации выполнят все работы, от выбора гаджетов до их установки, настройки и сопряжения.

Но есть и недостатки:

• пользователь не контролирует процесс и не владеет деталями устройства системы;
• стоимость такого решения будет довольно высока, в среднем, от двух тысяч долларов и выше.

Вариант подойдет тем, кто желает не вникать в подробности и получить систему, которая «просто работает»

Самостоятельная сборка

Если собирать «умный дом» своими руками, можно выбрать качественные (и при этом недорогие) компоненты, установить их и настроить согласно собственной задумке. На рынке имеется множество доступного «умного» оборудования, позволяющего реализовать даже самую сложную программно-аппаратную архитектуру.

Из условных минусов данного подхода отметим то, что владельцу системы придется проделать большую и серьезную работу: подготовить схему «умного дома», определиться с выбором аппаратной части и протоколов взаимодействия, приобрести компоненты, смонтировать их и настроить. Для многих смарт-гаджетов придется прописывать сценарии автоматизации, и понадобится понять, как сделать ту или иную настройку.

Ситуация облегчается тем, что «умные дома» уже не редкость, их устройством занимается достаточно много людей, которые описывают на форумах и сайтах свой опыт, возникающие в ходе работ проблемы и способы их решения. И к этому опыту всегда можно обратиться.

Умный дом, который я полностью сделал сам

Именно так назвал свою тему пользователь с ником tvema. Его рассказ — настоящая кладезь информации для самодельщиков, решивших собрать «умный дом» своими руками. В статье мы расскажем о ключевых этапах создания нестандартного автоматизированного дома. Ссылка на тему tvema в конце статьи. Итак, поехали!

tvema

Я увлекаюсь изготовлением всяких электронных устройств, а в прошлом есть опыт разработчика. Подумал, и захотел превратить свою квартиру в «умную». Проект я начал с постановки задач. И вот, что я хочу:

• Чтобы свет в прихожей и коридоре плавно включался и отключался.
• Чтобы свет включался, если открывается входная дверь.
• Если нет движения, свет должен выключаться через 15 минут.
• Если кто-то встал ночью, по датчику движения, включается ночная подсветка.

Это — лишь начало «хотелок» пользователя. Продолжим.

Освещение санузла:

• Свет, в санузле, также должен плавно включаться и отключаться.
• При выключении света — в коридоре включается ночная подсветка.

Входная дверь:

• Освещение включается, если кто-то вошел в дом.
• Система выдаёт предупреждение, если входную дверь забыли закрыть.

Безопасность:

•  Если дома никого нет, то автоматически перекрывается вода, отключается теплый пол, а термостат котла ставится на минимальную температуру.
• Также закрываются окна на мансардном этаже.
• Если в доме замечено постороннее движение — система присылает уведомление о проникновении в жилище.

Вентиляция:

• Вытяжка в санузле включается через 1 мин после включения света.
• Вытяжка выключается через 5 мин после выключения света в санузле.

Теплый пол

Удалённое управление.

Снятие показаний со счетчиков воды и газа:

• Ежедневный контроль и удалённое снятие показаний со счётчиков.
• Ежемесячная автоматическая рассылка показаний счётчиков в управляющую компанию.
• Автономная работа при отключении электричества.

Водоснабжение:

• При обнаружении протечки автоматически срабатывает звуковая сигнализация, а вода перекрывается.
• Отправка уведомления при аварии.
• Удалённый доступ к крану, для перекрытия общей подачи воды.

Источник бесперебойного питания:

• От ИБП работают — газовый котёл, освещение в коридоре и санузле.
• Если электричество отключили, система присылает уведомление.
• Удалённый контроль ИБП.

Термостат

Удалённое управление, установка температуры и считывание параметров.

Контроль газового котла:

• Система присылает уведомление об аварии.
• Возможность удалённой перезагрузки котла.

Мансардные окна:

• Удалённое управление.
• Автоматическое закрытие при дожде.
• Автоматическое закрытие при включении режима охраны дома.

Фильтры для воды:

• Автоматический подсчет объёма прокаченной воды с момента замены фильтра.
• Автоматический подсчёт времени с момента замены фильтров.
• Отправка уведомления о необходимости замены фильтров.

Интерфейс «умного дома»:

• Графический интерфейс системы доступен через интернет.
• Резервный канал в виде GSM терминала и управления через SMS.

Ну, как вам объём задумок и сценариев? Глобально? А теперь расскажем, как пользователь решил эту задачу.

Корпус

Корпус — это та вещь, которая разрабатывалась 5 часов, а печаталась 28 часов. Печаталась на стареньком домашнем 3d-принтере. Для справки — если печать длится порядка 4 часов, это уже считается долго. А тут — 28. На нижнюю часть корпуса ушло 16 часов. На верхнюю — 6. Это вечеринка на целый день — запускаешь 3d-принтер и он печатает, прерывать нельзя. Если свет, допустим, отключится на 98% печати, значит, ты 15 часов пластика просто выкидываешь. Такого, к счастью, не случилось. Случилось другое: из-за недочета в проектировании (слишком тонкие стенки в фигурном отверстии под динамик) крышку пришлось перепечатать. То есть, суммарно печать заняла примерно 28 часов. Ушла почти вся катушка пластика.

Мобильное приложение для умных жилых комплексов и многоквартирных домов

Показать ещё

• Снижение эксплуатационных затрат (адаптивное управление потребителями электроэнергии, тепла и холода), контроль утечек и сверхнормативных расходов;
• Снижение рисков аварий оборудования и продление срока его эксплуатации;
• Мониторинг инженерных объектов, общедомовых коммуникаций и конструкции дома, определение инцидентов и аварийных ситуаций;
• Маркетинговые преимущества проекта.
• Освобождение помещений диспетчерских и уменьшение «человеческого фактора»;
• Снижение количества жалоб жильцов и арендаторов;
• Анализ данных и формирование отчетов о всех доходах/расходах в режиме реального времени
• Личный мобильный кабинет жильцов (мобильное приложение и портал)
• Показание ЖКХ в режиме реального времени и автоматизация оплаты
• Реестр коммунальной собственности
• Заявки на обслуживание / заказ доп. услуг («Виртуальный консьерж»)
• Обратная связь / рейтинги УК / проверка качества / голосования
• Единый диспетчерский ситуационный центр

Что такое контроллер для системы умный дом.?

Контроллер умного дома – это аппарат, который руководит всеми потребителями, приборами, а также высылает отчет хозяину о состоянии этих потребителей. Руководствуется датчиками температуры, воздуха, света для контроля систем освещения, обогрева, кондиционирования. Может быть запрограммирован на совершение различных действий с течением времени, по временному графику. Кроме автономного режима, с контроллером можно связаться через специальный интерфейс (компьютерную сеть, мобильный оператор или радиосеть), и управлять вручную приборами.

Приборы, управляемые контроллером системы умный дом

Подбирать контроллер необходимо в зависимости от того, как Вы желаете построить архитектуру системы управления. Например, есть две разновидности системы управления: централизованная и децентрализованная. В основе централизованной системы управления лежит единственный высокопроизводительный центральный контроллер, который руководит всеми потребителями (приборами) и инженерными сетями в доме.

В случае децентрализованного управления, интеллектуальная система умный дом состоит из нескольких более простых контроллеров, каждый из которых несет функции по управлению определенной зоной – комнатой и всеми приборами в ней, отдельно группами освещения во всем доме, определенного назначения бытовыми приборами и т. д. (региональные контроллеры).

Центральный контроллер для системы умный дом современного образца представляет собой компьютер, заключенный в небольшой пластиковый корпус, имеющий собственную ОС (операционную систему), оперативную память и множество электронных компонентов коммутации (управления) сигналами: электронные реле, терристорные ключи и др.

Одна из комплектаций центрального домового контроллера системы умный дом (на борту модуль беспроводной передачи, USB, COM, Ethernet порты)

Также в зависимости от комплектации, может быть встроенный GSM модуль для удаленного управления через мобильный телефон, Wi-Fi передатчик для управления системой из любой точки дома и графический сенсорный или кнопочный интерфейс (ЖК экран). Кроме того, разъемы для подключения к компьютеру и/или сетевому оборудованию: Ethernet, USB.

Такой контроллер способен управлять интеллектуальной техникой, как холодильники, микроволновки, инженерные коммуникации и т. д. (если в самой технике предусмотрена такая функция), докладывая хозяину даже такие данные, как температура в холодильнике, входные-выходные звонки телефонной линии и многое другое.

Региональный контроллер, дискретный модулятор ввода-вывода – это маломощный логический электронный блок управления, на котором реализована технология умный дом (к сравнению, частота микропроцессора ЦК – около 500 мГц, РК – около 50 мГц), как правило, не имеющий операционной системы и настраиваемый системно. Его можно настроить на любые элементарные сценарии по времени или по сигналам тех или иных датчиков.

Программируемый контроллер системы умный дом с интерфейсом (разьемом для подключения к сети) Ethernet

Он руководит элементарными задачами и событиями. Например, датчик света, подключенный к нему, дает сигнал (при наступлении темноты); контроллер подает сигнал на исполнительное реле или группу для управления освещением. Также он уведомляет хозяина о каждом действии. Другими словами, дискретный модулятор ввода-вывода – это своего рода интеллектуальное программируемое электронное реле.

Состоит такой аппарат также из электронных компонентов коммутации сети и интеллектуальной части: микропроцессор с памятью. В нем (зависит от производителя и комплектации) может быть USB, интерфейс Ethernet и другие порты для управления, программирования и предоставления отчетов хозяину.

Сколько стоит установка системы умный дом и ее выгода для человека

Как свидетельствует зарубежная статистика, невзирая на высокую стоимость проекта умного дома, он окупается относительно быстро. Кратко стоит упомянуть о главном преимуществе системы. Умный дом позволяет уменьшить эксплуатационные расходы на все виды коммунальных услуг. Представим две части одного дома. В одной половине без систем «Умного дома», а во второй половине с системами «Умного дома». На рисунке убедительно видно преимущество «Умного дома» перед классическим вариантом эксплуатации домовых систем. Как показывают многолетние наблюдения, сэкономить можно до 30 % на электроэнергии, 40 % – на воде, до 50 % – на обогреве.

Управление климатом, особенно в загородном доме, представляет собой самую быстро окупаемую систему для заказчика. В зависимости от времени суток и текущего сценария «Умный дом» поддерживает минимально необходимую температуру во всех помещениях. При уходе из дома электрические обогреватели, теплые полы, кондиционеры и вентиляция отключаются, остается только радиаторное отопление на минимальном уровне. Если хозяева уезжают на несколько дней, вентиляция включается периодически для быстрого проветривания. Запуск систем происходит либо по расписанию, либо вручную со смартфона через Интернет. Например, если человек знает, что приедет домой и ляжет спать, то он прогревает спальню и ванную, остальные комнаты остаются в режиме «не замерзания». Такая работа приводит к значительной экономии, вплоть до 50%.

Часто спрашивают такую вещь как «стоимость системы за квадратный метр». В системах «Умный дом» такой характеристики не может быть. Клиент может выбрать выключатели обычные недорогие, а может выбрать специальные «умно-домные» панели KNX в 20-30 и более раз дороже. Та же самая аудиосистема музыки «мультирум», которую обычно считают вместе с автоматикой в одной смете, может стоить дороже всей автоматики. Есть системы на базе центрального элемента, который может стоить не меньше, чем периферийное оборудование. А есть распределенные системы без центрального элемента, но вся периферия (датчики, выключатели) имеют свой дорогостоящий «мозг». Для понимания конечной стоимости нужно обсуждать конкретно каждый элемент каждой системы дома. Это будет залогом того, что результат удовлетворит клиента. Более 25 % загородных домов за пределами МКАД на конец 2017 года уже полностью или частично были оснащены интеллектуальным управлением. При этом цифра продолжает уверенно расти.

Положительное восприятие большинством россиян концепции «Умного дома» говорит о высоком потенциале данной технологии. Более половины респондентов при опросе считают, что технологии «Умного дома» окажут сильное влияние на их жизнь в ближайшие несколько лет.

Почему же данное технологическое предложение до сих пор не пользовалось должным спросом в нашей стране? Проанализировав мнения респондентов, можно выделить несколько основных барьеров при покупке устройств «Умный дом»:

• Высокая стоимость устройств. Традиционно новые технологии в сознании потребителей соотносятся с большими затратами.
• Нехватка информации о возможных технологиях, решениях, сферах применения, а также кажущаяся сложность использования. Многие домовладельцы просто не знают предложений рынка «умных домов», считают их прерогативой элитного жилья, требующей сложных установочных мероприятий и мудреного управления.
• Угроза защищенности персональных данных.

В реальности же эти причины не имеют под собой никаких оснований. Раньше подобные системы действительно требовали сложного монтажа, а иногда и специального обслуживающего персонала. Но сегодня технологии стали намного доступнее и удобнее: системы «Умный дом» становится с каждым годом дешевле и доступней. Сегодня пользоваться подобными устройствами могут даже дети или наши любимые бабушки. Подобные системы являются многокомпонентными решениями, покупатель может сам выбрать необходимые ему устройства и датчики, тем самым полностью самостоятельно спланировав собственный бюджет.

Умный дом на колес… Алисах. Часть 2. ZIGBEE

Продолжение эпопеи с голосовым управлением

В предыдущей части через Алису голосом управляли контроллерами MiLight. Но такие контроллеры стоят совсем не в каждом доме, что сильно ограничивает наши возможности. Поэтому я задался целью расширить голосовое управление на обычные лампы, светильники, люстры и так далее, но с минимальной переделкой стандартной системы освещения. Все что будет нужно для такой системы — это замена обычных выключателей на смарт-выключатели, работающие по протоколу ZigBee и установка USB ZigBee-координатора СС2531. Естественно, из предыдущей статьи у нас уже есть умная колонка Яндекса и настроенный распбери.
По затратам CC2531 обошелся рублей в 250, программатор для него CC-Debugger Texas Instrument — 500 руб. Дороже всего обошлись сенсорные смарт-выключатели Livolo VL-C701Z-11 — около 2000 руб за штуку, а чуть позже добавился кнопочный выключатель Aqara Wall Switch Zigbee тоже около 2000.

Стоимость проектирования