Кстати многие наши дети  не знают, что, раньше, телевизор включался клавишей на передней панели, а выбор одного из 12 каналов производился поворотом ручки. И у электрочайника, после закипания воды, нужно было просто  выдернуть шнур из розетки.

    Сегодня в большинстве бытовых приборов установлены различные устройства автоматизации, часто это просто таймеры, которые включают и выключают прибор в заданное время (кофеварки чайники, светильники). Или системы регулирования для нагревателей холодильников кондиционеров и т.д. В современном жилище все чаще встречаются теплые полы, декоративное освещение, медиа-серверы и домашние кинотеатры, охранно-пожарная сигнализация, системы видео наблюдения. Все эти устройства можно назвать элементами умного дома. Настройка, установка требуемых параметров всего множества этих устройств, становится хлопотным занятием. С появлением обилия элементов автоматизации, родилось новое понятие «Умный дом».

    Умным дом становится тогда, когда все устройства автоматизации контролируются и управляются  некой единой системой, которая снабжена алгоритмическим устройством, умеющим распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и соответствующим образом на них реагировать по заранее установленным алгоритмам. Под «Умным домом» следует понимать систему, которая обеспечивает контроль безопасности жилища (обнаружение утечек газа или воды, пожара, криминального вторжения), позволяет эффективно использовать энергоресурсы,  имеет удобное управление для всех пользователей. Современные системы имеют широкие возможности управления. Помимо обычных выключателей и инфракрасных пультов, это могут быть и объединенный пульт управления, и сенсорный экран компьютера, планшета или смартфона, удаленное управление через Интернет или посредством СМС, или голосовое управление.

    Можно считать, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека (пользователей) с жилым пространством, когда в автоматизированном режиме в соответствии с внешними и внутренними условиями задается и отслеживается режимы работы всех инженерных систем и электроприборов.

    В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами для управления бытовой техникой, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопительными системами, системами видео наблюдения и сигнализации, воротами и прочим.

    Проектируя свой умный дом я исходил из принципа минимальных затрат при максимальной эффективности. Поэтапного расходования средств по мере развития системы. В рамках этой статьи я избегу рассуждений по поводу выбора варианта технической реализации и подбора оборудования. Важно что бы все устанавливаемые системы могли интегрироваться в единую систему контроля и управления.

Первый шаг безопасность и защита.

    Задача создать автономную систему с резервным питанием, которая бы контролировала в моей квартире состояния датчиков движения и освещенности в коридоре, температуры в гостиной, нескольких датчиков дыма, влажности в ванной комнате, трех датчиков утечки воды (они расположены под ванной, мойкой на кухне и под стиральной машинкой). Управляла освещением в коридоре, вентилятором в ванной комнате, вентилями горячего и холодного водоснабжения, теплым полом. Работала в качестве охранной сигнализации. Сообщала голосом и (или) СМС о криминальном вторжении или аварийной ситуации в соответствующие инстанции и в единую систему управления «Умным домом». Обеспечивала удаленный мониторинг и управление системой.

  Выбор пал на контроллер современных русских «левшей» из Тулы компании R&DS. В небольшом устройстве под названием CCU825 собрано огромное количество возможностей. Контроллер имеет собственную систему управления резервным питанием, большое количество универсальных входов, и управляемых выходов, встроенный модуль сотовой связи, с помощью которого он способен передавать заранее записанные голосовые сообщения и СМС на необходимые пользователю телефонные номера и интегрироваться в сеть. Контроллер позволяет создавать сложные алгоритмы управления выходами и передаваемыми сообщениями, в зависимости от состояния входов, режимов работы, времени и других событий. Эти возможности обусловили мой выбор контроллера в качестве ядра системы безопасности «Умного дома» в отдельно взятой квартире.

    Для этого я установил контроллер в щите, куда у меня стянуты все коммуникации от датчиков и исполнительных устройств. Контроллер запрограммирован следующим образом:

    Включается свет над входной дверью в коридоре на 1 минуту при обнаружении движения, при этом делает он это по-разному. Если в коридоре и без того достаточно света то этот свет не включится.  Днем включаются 3 светильника, после 23 часов включается один.

    В режиме охраны при обнаружении движения в коридоре, включается сирена и передается СМС жильцам и на пост охраны, дополнительно система пытается дозвониться и передать голосовое сообщение о криминальном вторжении.

По сигналу с датчика дыма система так же включает сирену и передает СМС и соответствующее голосовое сообщение жильцам и в диспетчерскую службу МЧС.

    При обнаружении сигнала с датчиков утечки воды контроллер закрывает вентили горячего и холодного водоснабжения и передает СМС и соответствующее голосовое сообщение жильцам и в диспетчерскую службу ЖКХ.

    По сигналу от датчика влажности включается вентилятор в ванной комнате.

    По определенному расписанию включается и выключается теплый пол в ванной комнате. Регулятор температуры устанавливается на 5 градусов меньше в ночное время, и в случае если устанавливается режим охраны. (зачем греть полы если дома никого нет)

Второй шаг – Единая система управление электроприборами.

    Задача создать систему единого управления осветительными и электроприборами обеспечивающую возможность управления электроприборами с единой системы управления «Умным домом», регулировать яркость освещения, создавать сценарное освещение и имитацию присутствия, выключать все электроприборы одновременно, включать и выключать электроприборы по расписанию.

    Устройства Х10 в основном делятся на командные и исполнительные модули. Исполнительные модули включаются между электрической сетью и нагрузкой. Они могут, управляются непосредственно выключателем или принимать управляющие сигналы от командных модулей  по электрической сети. Для связи с компьютером созданы специализированные контроллеры Х10, которые связаны с компьютером через COM  или USB интерфейс, могут хранить и выполнять макросы и транслируют команды Х10 из радиоканала в электрическую сеть.

    В моей квартире модулями Х10 управляются пятнадцать источников света и одна переносная розетка. Всеми светильниками можно управлять как с обычных выключателей, так и с единого универсального пульта, команды с него по радиоканалу получает и транслирует в сеть контроллер Х10 СМ15. В памяти контроллера хранятся несколько сценариев управления светом в зависимости от времени и дня недели. Этот же контроллер СМ15 позволяет управлять освещением с компьютера, с помощью поставляемой вместе с ним программы Active HomePro. Эта программа в стандартной конфигурации позволяет управлять устройствами, программировать довольно сложные макросы, но без дополнительных, плагинов добиться от нее удаленного управления через Интернет не получилось. Выключатель у входной двери может не только включать свет в коридоре, но и выключать весь свет.

    Для обеспечения удаленного управления я нашел программу X10Commander от компании Mellovare http://melloware.com/x10commander/которая позволяет управлять устройствами с помощью HTTP (GET) запросов. Это в свою очередь позволило разместить на созданном мной Веб сервере страничку для управления устройствами из любого браузера через сеть Интернет. Для управления с планшета или смартфона с операционной системой Андроид, за небольшие деньги я приобрел клиентскую программку, которая предает команды управления через X10Commander.

Третий шаг – Единая система управление.

    Итак некое подобие единого управления уже получилось. Я могу с любого компьютера и из любой точки мира управлять электроприборами в моем доме, контролировать с сотового телефона состояние инженерных систем. В доме могу с универсального пульта управлять телевизором, медиасервером, светом, музыкальным центром. Самым универсальным оказался смартфон. С него в полном объеме осуществляется управление и контроль системы безопасности, в полном объеме управляются электроприборы, управляется и новый телевизор по локальной сети. Круг органов управления сузился, а их функциональность увеличилась. Но полной универсальности, к сожалению, нет. С веб сервера нет возможности управлять телевизором, с универсального пульта не включить охрану. Как и чем собрать все воедино?

    По мере изучения этой системы я с превеликим удовольствием для себя обнаружил, что благодаря наличию модуля ИК управления и модуля терминала, она позволяет интегрировать в себе управление всей моей домашней автоматикой. При этом созданные мной системы управления остаются в действии и могут быть использованы как альтернативные.

    Фактически я получил единый Веб сервис управления, куда с помощью различных модулей программы, интегрируются команды управления, телевизором, медиа сервером, электроприборами, и даже  передача СМС команд на контроллер безопасности, через GSM модем. Кроме того, любая команда может иметь и голосовой вариант управления.

    На страницах этого же ресурса можно увидеть и веб камеру в комнате, а если комнат несколько, то увидеть изображения переданное из соответствующей комнаты. Т.е. можно не только выключить свет, но и убедиться, что он действительно выключился.

    Про голосовое управление следует сказать отдельно. Оно подразумевает диалог между пользователем и системой посредством определенных команд. Современные системы, как правило не понимают смысл выражений пользователя (для этого нужны очень мощные компьютеры о сложные программы), они понимают определенный набор слов, как волшебное заклинание. И только так и никак иначе. Поэтому что бы система лучше понимала пользователя, для выполнения  одного действия лучше записать несколько вариантов команд. Например «Включи люстру», «Люстру включи», «Зажги свет в гостиной» и добрая волшебница система выполнит вашу просьбу.

    Систем голосового интерфейса сегодня существует множество. Чаще всего в них используются алгоритмы  фонемного преобразования  текста в речь.  Такая система озвучивает любой текст, но голос имеет металлический оттенок и не несет никакой эмоции. В системе компании Home Sapiens для ответов применяются фразы записанные живым голосом. Такой вариант имеет свои недостатки – выбор ответов ограничен набором записанных фраз. Но с другой стороны система приобретает еще одно направление разработки, ни сколько техническое сколько  культурно-эстетическое. Живой голос кроме семантической информации несет и эмоцию, поэтому ответы системы могут быть подготовлены в любом ролевом варианте который пожелает пользователь. Это может быть  офисная работница, волшебная фея, любящая женщина, сварливая домохозяйка, да кто угодно

    Система молода и пока еще не очень надежна, но заложенный в нее потенциал имеет хорошие перспективы! Пока система не поддерживает обратной связи в управлении, не поддерживает сложные макросы с условиями. На форуме разработчика предложено множество идей, реализацию которых, хотелось бы увидеть в этой системе. Думаю, все они со временем реализуются.

PS Недавно встретил на просторах интернета вот эту статью. (Правда чем то похоже?)