проект по теме Умный дом. бугаев. Памятка по установке Умного дома Заключение
 Скачать 0.7 Mb.
|
|
ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ ГБПОУ «Региональный железнодорожный техникум» Бугаев Данила Павлович « Умный дом» ОУДП. 03 Информатика ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ Сдан (а) на проверку: «___»____________ Общее количество первичных баллов _____ Подпись ___________________ Руководитель: Нормайкина Е.В. Брянск 2023 2 Содержание Введение ............................................................................................................... 3 1. Теоретическая часть ......................................................................................... 4 1.1. Понятие «Умный дом» .................................................................................. 4 1.2. Из чего состоит умный дом и как работает ................................................. 4 1.3. Устройства управления ................................................................................. 5 1.4. Что может умный дом ................................................................................... 6 2. Практическая часть ........................................................................................ 10 2.1. Расчет стоимости автоматизации дома ...................................................... 10 2.2. Примеры актуальных цен ........................................................................... 11 2.3. Памятка по установке «Умного дома» ....................................................... 13 Заключение ......................................................................................................... 15 Список литературы ............................................................................................ 16 3 Введение Неоднократно слышала фразу «Умный дом». А что это такое? Изучив специальную литературу, я узнал, что это жилой дом современного типа, для проживания людей, с использованием автоматизированных высокотехнологичных устройств. В этом доме с помощью современных приборов можно управлять светом, смотреть, кто находится в данный момент в доме и др. Я решил подробнее ознакомиться с преимуществами такой системы и в дальнейшем будущем спланировать свой жилой дом с использованием современных технологий управлением дома. Цель проекта: Ознакомиться с возможностями системы «Умный дом» и рассмотреть применение элементов этой системы для моего будущего дома. Задачи проекта: Собрать необходимую информацию на сайтах Интернета, посвященных комплексной системе управления «Умный дом». Рассмотреть «Умный дом». Изучить каждую систему автоматизации. Найти технологию, подходящую для моего будущего дома. Определить, какими средствами необходимо располагать для установки «Умного дома» в моем будущем доме. 4 1. Теоретическая часть 1.1. Понятие «Умный дом» Умный дом (англ. smart home) — это автоматизированная система управления всеми приборами в доме, которые объединены в единую экосистему. Система может сама принимать решения и выполнять определенные задачи, без участия человека. Вам остается лишь управлять дистанционно нажатием кнопок на пульте/гаджетах или голосовыми командами. Вы можете задать алгоритм, в соответствии с которым система будет включать или отключать разные приборы, бытовую технику, освещение, регулировать доступ в дом и выполнять другие важные функции. Иными словами, умный дом подразумевает упрощение нагрузки в быту и делает дом удобным и комфортным. Представьте: вы просыпаетесь по сигналу умного будильника, для вас уже готов кофе и тосты, набрана ванна, играет приятная бодрая музыка. Вы уходите на работу, система ставит дом на сигнализацию и вы можете дистанционно следить за тем, что происходит в доме. Когда ложитесь спать, свет во всем доме сам отключается. 1.2. Из чего состоит умный дом и как работает Для того чтобы умный дом заработал, нужно задать ему определенные настройки. Например, указать время включения и выключения ночного светильника, температуру отопления. Команда отправляется на головное устройство (контроллер), которое, обработав ее, передает подходящему прибору. Набор оборудования, входящий в умный дом, зависит от модели и предназначения системы. Но есть несколько элементов, которые присутствуют в любой комплектации. Контроллер (хаб). Это ключевой элемент системы — центр управления, который соединяет все части системы друг с другом с возможностью удаленного доступа. Он собирает и обрабатывает 5 информацию со всех датчиков и оборудования, раздает задачи приборам согласно программе. Через него же осуществляется удаленный доступ к системе. Рис. 1.2.1. Контроллер 1.3. Устройства управления Управлять системой умный дом можно: через сенсорную настенную панель, которая обычно располагается на центральном контроллере; через приложение на смартфоне/планшете, из любой точки мира; с помощью дистанционного пульта; с компьютера или ноутбука через специальное ПО; с помощью голосового помощника — например, через умную колонку Яндекс.Станция с Алисой, Google Home, Apple HomeKit. Чаще всего одновременно задействуются несколько способов управления. Рис. 1.3.1. Слева направо: умная колонка Яндекс. Станция, сенсорная панель управления Rubetek, управление через приложение 6 Датчики, которые принимают сигналы из oкpyжaющeй cpeды и срабатывают, когда происходит определенное событие. Например, датчик протечек реагирует при затекании под него воды. Датчики следят за событиями в доме, отправляют оповещения, запускают заранее разработанные сценарии. Актуаторы — исполнительные устройства, получают команды от контроллера и исполняют их. Это умные розетки, выключатели или диммеры, сирены, камеры, электрические реле, включающие и выключающие по сигналу свет в помещении. Обычные бытовые приборы, умная техника, которые подключаются к актуаторам: кoфeвapки, чайники, холодильники, сантехника, видeoкaмepы, домофоны и т. д. Системы умного дома могут быть проводными и работать от кабеля. У таких систем высокая скорость отклика, они более надежные и дольше служат. А могут быть беспроводными, работая через Wi-Fi. Такие системы легче и быстрее монтировать, но работают они менее стабильно, чем проводные. 1.4. Что может умный дом Вы самостоятельно определяете, какие устройства умного дома куда установить и какие задачи они будут решать, — то есть настраиваете систему под себя. Можете построить разные сценарии, а потом редактировать, расширять и дополнять их. Сценарии — это набор правил, по которым устройства взаимодействуют между собой. Их устанавливают так, чтобы изменения происходили при определенных действиях. Например, у вас в доме есть умная кофеварка. Сценарием будет приготовление кофе к нужному времени. Или сценарий для умного кондиционера: он включается, когда в доме повышается температура. 7 В сценарии можно заложить несколько устройств, а запускать одним касанием кнопки на экране. Рис. 1.4.1. Функции умного дома от Sinuz Остановимся на самых распространенных и полезных функциях системы. Итак, умный дом может: 1. Дистанционно контролировать все системы и оборудование дома. Вы можете, находясь далеко от дома, в командировке или отпуске, выключить отопление и снова включить его к моменту возвращения домой. А еще, например, проветрить комнаты и полить цветы. 2. Управлять системами безопасности. Умный дом контролирует сигнализацию, видеонаблюдение, датчики движения и открытия дверей и окон, целостность окон, электронные замки. Если кто-то несанкционированно проникнет в ваше жилье, то система вызовет охранную службу, полицию и отправит вам уведомление. Можно настроить систему распознавания своих и чужих или вход в дом по отпечатку пальца / пин-коду. А функция имитации присутствия в произвольное время будет закрывать и открывать шторы, включать и выключать свет или музыку. С помощью камер видеонаблюдения можно контролировать онлайн происходящее в самом доме. Это особенно актуально, когда необходимо присматривать за пожилыми родственниками, ребенком с няней или домашними животными. 8 Защита от протечек, пожаров, утечки газа. С помощью датчиков протечки воды, задымления и газа, система вовремя обнаружит аварию и отключит воду, обесточит розетки, перекроет газ, отправит владельцу оповещение о случившемся. 3. Управлять системами освещения. С помощью умных ламп можно настроить разноуровневое освещение, включение света при движении или входе человека в помещение, выключение света ночью. Можно регулировать яркость света, сделать его холоднее или теплее, подсветить ступеньки или рабочую область на кухне, фасада дома. Закрыть и открыть шторы или рольставни, в зависимости от количества солнечного света или времени суток. 4. Управлять климатом квартиры. Система регулирует температуру: включает и отключает батареи, устанавливает минимальную — когда вас нет дома или вы спите, и нагревает или охлаждает помещения к моменту возвращения домой. Вы можете установить разную температуру в разных помещениях и настроить подогрев полов там, где находитесь. Влажность и приток свежего воздуха тоже поддерживаются автоматически: по необходимости включаются или выключаются увлажнитель воздуха, вентилятор или кондиционер. 5. Управлять электроэнергией. Умные выключатели и смарт-розетки отключаются и включаются дистанционно или aвтoмaтичecки. Можно настроить отключение всех приборов, которыми вы не пользуетесь в данный момент, чтобы они не потребляли электроэнергию в пассивном состоянии. Умные розетки мoгут oпpeдeлять, какая техника использует много электричества, следить за ее расходом, кoнтpoлиpовать напряжение в ceти, показывать мощность или отправлять данные со счетчиков. 6. Управлять приборами и бытовой техникой. Чайник или кофеварка включаются по времени или по команде, подают сигнал, что напиток готов, поддерживают температуру. Стиральную машинку и пылесос можно 9 запустить, находясь на работе, а сенсорный смеситель в ванной или на кухне показывает температуру воды и подает воду, только когда вы подносите к нему руки. 7. Создать умную систему мультимедиа. Система позволяет управлять любой аудио- и видеоаппаратурой, домашним кинотеатром, акустикой. Вы можете просматривать фильмы, искать и слушать любимые треки с любого источника. Можно настроить громкость звука, запись программ и их воспроизведение в определенное время. Управлять мультимедийными системами можно голосовыми командами. 10 2. Практическая часть 2.1. Расчет стоимости автоматизации дома Умный дом как конструктор — можно начать собирать его с минимального набора функций, например, одной-двух, и потратить до 10 000 руб. А можно установить максимально полную систему под ключ и автоматизировать каждый процесс в доме, тогда цена может дойти и до 1,5–2 млн руб. Цена на готовые решения тоже разная — от 5000 до 500 000 руб., в зависимости от функциональности. В недорогом комплекте может быть от одного до пяти датчиков, а в дорогом — несколько десятков. Дополнительные датчики, розетки и приборы, не входящие в набор, можно купить отдельно. Некоторые фирмы предлагают готовое экономичное решение для небольшой квартиры, с установкой — от 59 000 руб. Итоговая цена будет зависеть от площади квартиры/дома и функций умного дома. В среднем он обойдется в 5000 руб. за кв. м. Система под ключ окупается долго, в среднем 5–8 лет, за счет экономии на коммунальных платежах: электричества, отопления. А если у вас стоит функция контроля аварий (протечек, пожара) или охранная сигнализация — система может окупиться за одно срабатывание. На российском рынке можно купить продукцию разных компаний- производителей, которые поставляют как отдельные элементы системы, так и готовые комплекты. Самые распространенные: Xiaomi, Яндекс, Google, Samsung и другие. Устройства работают в экосистемах: Google Home, Apple HomeKit, Xiaomi, Samsung Smart Things и т. д. С помощью систем умного дома от Хiaomi можно автоматизировать самостоятельно большинство процессов в доме не прибегая при этом к доп. ремонту и протягиванию кабелей к устройствам. 11 Можно установить и настроить несколько сценариев и действии – от дверного звонка и ночника до сложной системы безопасности от нежданных гостей, от пожара, протечки воды и газа. При желании можно наладить автоматическое освещение помещении с помощью датчиков движения, авто-открытие дверей и окон, управление голосом умной колонкой, воспроизведение аудиодорожек, фильмов или радио, удаленное включение бытовых устройств, а так же видеонаблюдение за домом. Данный список может постоянно расширяется в зависимости от потребностей пользователей. Можно выбрать и приобрести гаджеты, которые автоматизируются по 3 типам: 1. по протоколу ZigBee, с питанием от батарейки и требующие наличия одного из шлюзов управления для объединения устройств в единую сеть; 2. от сети и через Wi-Fi 3. подключаемые через Bluetooth. Система совместима с Колонками Яндекс Алиса, Mail.ru, Маруся, Google. 2.2. Примеры актуальных цен Контроллер, в зависимости от того, сколько вы хотите подключить устройств, — в среднем 1000 руб. Умный пульт — в среднем 850 руб. Умная колонка Яндекс Новая Станция мини — в среднем 7 000 руб. Датчики движения — в среднем 950 руб., температуры и влажности — в среднем 990 руб., открытия окон и дверей — в среднем 1100 руб., противопожарный, протечки воды — в среднем 950 руб., дыма — в среднем 1490 руб. Умная розетка — в среднем 1200 руб. Умная лампа — в среднем 950 руб. Умный выключатель — в среднем 1400 руб. 12 Умные приборы и техника: видеокамера — в среднем 2950 руб., чайник — в среднем 2400 руб., робот-пылесос — в среднем 14 000 руб., кондиционер — в среднем 20 000 руб. Комплекты: Комплект умного дома — в среднем 2760 руб. В комплекте управляющее устройство, выключатель, датчики движения и открытия, пульт управления. Рис. 2.2.1. Слева направо: датчик открытия, умная розетка, умная видеокамера Комплект «Управление освещением» — в среднем 6190 руб. В комплект входят умная лампа, двухканальный блок управления и датчик движения. Комплект «Охрана и Видеонаблюдение» — в среднем 5500 руб. В комплект входят два датчика движения, датчик открытия, камера видеонаблюдения. Комплект «Защита от протечки и пожара» — в среднем 6990 руб. В комплект входит розетка, датчик дыма и два датчика протечки воды. Головное устройство — 1200 руб. Яндекс Новая Станция — 5600 руб. Умная кнопка на дверь — 800 руб. Три умные лампочки — по 800 руб. Датчик температуры и влажности — 990 руб. 13 Колонка Яндекс.Станция — приобрел по подписке, платить нужно по 499 руб. в течение трех лет. 2.3. Памятка по установке «Умного дома» Как установить умный дом Есть два основных варианта, если вы решили установить умный дом: 1. Обратиться в специализированную компанию, которая установит умный дом под ключ. Цена у такого решения будет самой высокой, но зато вы сэкономите время — не нужно тратить месяцы на самостоятельные поиск устройств и сборку системы. Еще один плюс такого выбора — не нужны специальные знания, всѐ соберут и установят специалисты. 2. Собрать систему самостоятельно: Приобрести готовый стартовый набор или набор под конкретные потребности и установить его. Например, можно начать с освещения или протечки воды, а потом постепенно расширять и дополнять функционал. Для установки такой системы не потребуются особые знания и опыт. Но если в комплекте пара десятков датчиков и приборов, то может понадобиться помощь профессионалов. Вариант хорош для пробного знакомства с умной техникой. Не потратив много денег можно понять, нужно ли вам это в дальнейшем. Собрать полную систему по частям. Можно начать с простых в обращении устройств, не покупая аппараты со сложными настройками и установкой. Чтобы собрать сложную систему, со сценариями, могут понадобиться специальные знания: электрики; оборудования, которое будете использовать; принципов построения систем автоматики; навыки программирования для создания интерфейса управления. На что обратить внимание, если вы решили сделать у себя умный дом 1. Часто элементы системы конструктора умный дом принадлежат разным фирмам-производителям, которые не спешат оптимизировать свою продукцию, чтобы она была совместима и с устройствами других фирм. 14 Поэтому, если приобретаете элементы системы от разных фирм- производителей — убедитесь, что они будут совместимы между собой. Каждый производитель использует в своем оборудовании определенный тип протокола. Протокол — это язык, при помощи которого все устройства взаимодействуют между собой. Устройства разных торговых марок будут работать друг с другом и объединяться в единую систему только если имеют одинаковый стандарт и общий протокол. Тогда между ними не произойдет конфликта, можно будет выстроить сценарии и согласовать работу с внешними сервисами. Самые популярные беспроводные протоколы: Z-Wave, ZigBee, BLE. 2. Заранее продумайте, кто будет пользоваться системой, всем ли в семье удобно пользоваться гаджетами. Чем хотите управлять, какие функции нужны, какие сценарии заложить, что рутинного вам приходится делать каждый день и хотите ли вы автоматизировать эти действия. Эти вопросы нужно задать себе, чтобы не приобрести ненужную функцию, которой в итоге окажется неудобно пользоваться. 3. Подумайте, как вы хотите управлять системой: с помощью панели управления, пультом, смартфоном или голосом. Составьте план: разместите на нем технику, места установки контроллера, датчиков, розеток, выключателей. Если решили устанавливать полную систему «под ключ», то подумайте над отдельным изолированным помещением для оборудования и аппаратуры — серверной. 4. Могут произойти перепады напряжения или неожиданно выключиться электричество. Чтобы этого точно не случилось — озаботьтесь бесперебойным питанием жилья. Стоит также помнить, что сами устройства тоже могут выходить из строя. 15 Заключение Для того чтобы спрогнозировать направление развития технологии, проанализируем доступные нам факты. Концепция «умного дома» интересна и перспективна. На данный момент большое количество компаний, в том числе в России, предлагают услуги по созданию таких чудо-домов. Сама технология реализуется дешево (беспроводно или с использованием существующих силовых кабелей), а вот настройка такой системы, особенно если она управляется программно с компьютера, - вещь достаточно сложная для обывателя, как и любые новые технологии, к которым люди долго привыкают, и обойдется не так уж и дешево ее владельцам. Кроме того, наличие ряда таких решений необходимо учитывать при разработке дизайна помещений. Идеальное место применения таких технологий - частные дома и коттеджи, а также крупные офисы. В принципе, учитывая, что владельцы загородных домов тратят большие деньги на их содержание, стоимость такого решения будет относительно небольшой. В умном доме вся электроника и бытовая техника - от климатических систем до телевизоров - управляется чрезвычайно сложными компьютерными системами. «Умный дом» включает свет и музыку, когда гости и близкие входят в дом и перемещаются по многочисленным комнатам. При этом световое и музыкальное сопровождение по мере передвижения посетителя по «умным» апартаментам меняется согласно пожеланиям хозяина, которые сохранены в настройках. Человеку не нужно задавать температурный режим в помещениях или настраивать освещение - установленная «интеллектуальная» система по состоянию хозяина распознает, какая температура и освещение необходимы ему в данный момент для полного комфорта. Для обеспечения удобства в квартире могут использоваться разнообразные технологии, начиная от самодельных устройств и заканчивая высокоинтеллектуальными компьютерными АСУ. 16 Список литературы 1. М.Э. Сопер. Практические советы и решения по созданию « Умного дома » / Сопер М. Э. - М.: НТ Пресс, 2017. - 432 с. 2. Е.А. Тесля. «Умный дом» своими руками. Строим интеллектуальную цифровую систему в своей квартире / Тесля Е.А. - Санкт Петербург, 2018. - 224с. 3. В.Н. Харке «Умный дом. Объединение в сеть бытовой техники и систем коммуникаций в жилищном строительстве» / Харке В.Н. - М.: Техносфера, 2017. - 292с. 4. Т. Р. Элсенпитер, Дж. Велт. «Умный Дом строим сами» / Элсенпитер Т. Р., Велт Дж / КУДИЦ-ОБРАЗ. 2018. - 384с. 5. В.Н. Гололобов. «Умный дом» своими руками. / Гололобов В.Н. - М.: НТ Пресс, 2017. - 416 с. 6. http://www.engineer-oht.ru |