Domus sapiens, или Все хорошо, прекрасная маркиза

Вспомните известную маркизу, уехавшую куда-то и оставившую дом, все движимое и недвижимое имущество, а также кобылу на попечение своих легкомысленных слуг. Если бы перед отъездом хозяйка уволила бездельников и завела «электронного управляющего», то есть позаботилась об оснащении усадьбы домашней автоматикой, с ней не случилось бы так много неприятностей. Впрочем, веселую песенку тоже не сложили бы.

Можно ли сказку сделать былью?

Так что это за штука такая "умный дом" и каковы реальные возможности домашней автоматики? В наше время стирать и посуду мыть стали машины, готовить- СВЧ-печи и духовки, обеспечивать требуемые температуру и комфорт в помещении- кондиционеры, принимать и передавать сообщения- факсы, компьютеры. Следить за работой большого количества бытовых устройств и механизмов в доме- непростое дело. Еще сложнее- заставить автоматические «железяки» действовать согласованно. Почему бы не возложить эту обязанность на «электронного управляющего»? Судя по растущему интересу к автоматике и телемеханике для «умного дома» недостатка в поклонниках у них сегодня нет.

Что же может "умный дом", а точнее, система управления им образца 2000года? В отличие от отдельных автоматических систем, охранной, пожарной, видеонаблюдения, управления освещением и пр., «умный дом» заставляет различные приборы и механизмы взаимодействовать друг с другом, согласно разнообразным сценариям совершать комплексные действия, основанные на сложных связях и диалоге «железа» и людей. Сценарии вводятся в память так называемого программируемого логического контроллера (PLC) и/или персонального компьютера, способных самостоятельно анализировать ситуацию и принимать решения в рамках поставленных перед ними задач. Этих сценариев может быть достаточное количество, чтобы практически исключить внештатные ситуации.

Например, налетел порыв ветра, по крыше застучали первые капли дождя- "умный дом" отдает несколько команд одновременно и следит за их исполнением: свернуть солнцезащитные тенты и маркизы, закрыть окна, включить вентиляцию (чтобы сохранить приток свежего воздуха, до дождя поступавшего через окна естественным путем), зажечь отдельные светильники (если солнце скрылось за облаками). Хлынул ливень- "электронный управляющий" командует: поливным насосам прекратить полив газона, дренажным- собрать дождевую воду в техническую емкость. Температура воздуха в помещениях понизилась, влажность повысилась. Контроллер распоряжается: включить обогревательные устройства, но только в тех комнатах, где находятся люди, запустить кондиционер, нагреть в бойлере воду для душа. Уходя из дома, хозяевам достаточно нажать кнопку на управляющей панели и отдать команду- «умный дом» выключит светильники, бытовые приборы, аудио- и видеотехнику, переведет отопление в экономный режим, включит системы переадресации телефонной и факсимильной связи, охраны и автономного пожаротушения.

Заметьте, одни устройства следят за работой других- от этого зависит их собственный режим. Информация о функционировании отдельных подсистем постоянно доводится через информационные дисплеи до сведения людей, которые могут вмешаться в работу того или иного устройства. Хозяин, к примеру, не согласен с тем, что в комнате должен гореть свет, и отключает его. Словом, благодаря автоматике ваша жизнь в «умном доме» будет комфортной во всех отношениях.

''То ли еще будет! Ой-е-ей!''

Достаточно бегло пройтись по сайтам Интернета, чтобы убедиться в масштабности глобального подхода к решению данной проблемы.

Двадцатьлет назад компания Х 10 (США) разработала одноименный стандарт (ипротокол передачи сигналов) и создала на его основе первую универсальную централизованную автоматизированную систему "умного дома". Управление всеми приборами в ней и подобных ей системах с дистанционного пульта (управляющей панели) через центральный логический программируемый контроллер (модели СК11А, СМ11) осуществляется с помощью узкополосных сигналов с частотой 120кгц, посылаемых на исполнительные устройства (таймеры, диммеры, выключатели, электродвигатели ролет, маркиз и ворот и пр.). Они, чтобы понимать команды контроллера, оснащаются индивидуальными приемниками-интерфейсами. Изюминкой этой системы является то, что сигналы управления посылаются по проводам электропитания исполнительных устройств (управляющие сигналы передаются, когда силовое напряжение переменного тока проходит через ноль). Это значительно удешевило систему, так как при внедрении не требуется прокладки специальных линий для управления приборами.

Существенным недостатком системы является то, что на рабочей частоте (120кгц) возможны помехи, исходящие от бытовых электрических приборов и искажающие сигналы управления. Втаких случаях дополнительно надо устанавливать сетевые фильтры. Неоспоримое достоинство американских централизованных систем, прототипом которых является стандарт Х-10, в том, что они обходятся, как минимум, втрое дешевле альтернативных европейских.

К следующему поколению систем управления «умным домом» относят разработанную американцами однопроводную сеть MicroLAN. Она позволяет осуществлять «интерактивный» обмен информацией между центральным контроллером, различными приборами и датчиками. Удаленный доступ к управлению осуществляется через Интернет по сетям Ethernet/LAN.

К сожалению, системы Х10 и MicroLAN поддерживают не все протоколы, в силу чего с ними не всегда совместимы системы или устройства других типов. Сэтой проблемой в состоянии справиться LONWorks (США)- одна из самых дорогих на сегодняшний день систем, поддерживающая все протоколы и использующая для интерактивного обмена информацией любые каналы связи. ВСША производителями универсальных автоматизированных систем для любых объектов, включая частный дом, являются AMX CORPORATION, APEX WHOLE HOUSE CONTROL SECURITY, CRESTRON, HOME AUTOMATION Inc., HONEYWELL, INTERACTIVE TECHNOLOGIES Inc., OnQ TECHNOLOGIES Inc., PHAST CORPORATION, VANTAGE, UNITY SYSTEMS Inc., XANTECH и другие. Хотя у каждой фирмы имеется свой стандарт (например, Cresnet у СRESTRON), в основе этих разработок в подавляющем большинстве лежит идеология прототипа Х-10.

Десятьлет назад в Европе получила развитие концепция децентрализованной автоматизированной системы на базе европейской инсталляционной шины (European Installation Bus), разработанная концерном SIEMENS. Водноименную ассоциацию (EIBA) вошли ведущие фирмы, выпускающие электроустановочные изделия и автоматику,- ABB, ELERO GmbH, GIRA, LEXEL GROUP, LEGRAND, PHILIPS, SIEMENS-BOSCH, SHNEIDER ELECTRIC, SOMFI, WOERTZ и около сотни других компаний. Отличием технологии EIB от Х 10 и MicroLAN является то, что у cистемы "умного дома" нет главного управляющего центра. Каждый датчик и исполнительное устройство имеют свой контроллер, подключенный к управляющей шине и действующий вполне самостоятельно, поскольку в него заложена прикладная программа с таблицей управляющих сигналов. Спомощью двухжильного кабеля типа "витая пара" или универсального кабеля WOERTZ обеспечивается как электропитание контроллеров и исполнительных устройств (24 В, постоянный ток), так и обмен управляющими сигналами по особым правилам (протокол CSMA/CA). Одна шина объединяет все электрические устройства здания. Управление шинной системой осуществляется или с клавишных панелей, расположенных в определенных помещениях, или централизованно- с диспетчерского пульта или компьютера. Всистеме EIB компьютер работает в качестве рядового шинного прибора, но с гораздо большими, по сравнению со стандартным контроллером, возможностями- производительностью и объемом памяти. Главными достоинствами этой системы являются ее открытость и способность управлять большим количеством подключаемых элементов.

Могут ли американские контроллеры и периферийные устройства использоваться в системах EIB, и наоборот? Если они совместимы по протоколу, то проблем не возникнет. Впротивном случае придется дополнительно тратиться на соответствующие программное обеспечение и устройства. Лучше придерживаться какой-либо одной технологии, которая наиболее вам импонирует, учитывая возможность компромиссов.

Автоматика и телемеханика российских фирм часто составляют реальную конкуренцию качественной, но дорогой иностранной продукции. Достаточно привести в пример разработки ИАЦ НТИ «КОНТИНИУМ» (систему передачи данных и управления по силовой электропроводке с использованием электромодема), фирмы «ИнтернетДом» (сенсорные управляющие панели последнего поколения), контроллеры и ноу-хау фирм «ДЭП» или «ИТС-ЭЛЕКТРО», технологии виртуальных приборов отдела автоматизации «РОСТЕСТ-МОСКВА».

Ну и как же оцениваются эти "умные" услуги дома? По-разному, так как наш рынок только формируется. Например, стоимость финской системы Stromfors со средними возможностями для особняка (большой квартиры)- от $2000 до $20 000 в зависимости от конфигурации, а подобной шведской системы Eljo- от $3000 до $30 000. Максимальную стоимость определить затруднительно- ведь все зависит от желаемой "остроты ума" дома. Практики считают, что для системы средней сложности затраты на нее составляют $80-160 на 1 м² общей площади дома (квартиры).

Мозг и руки ''умного дома''

Устройства, включенные в интеллектуальную автоматизированную систему, обмениваются между собой закодированной информацией по одному или нескольким каналам связи. От быстроты и надежности их работы эффективность системы зависит существенно. Поэтому могут применяться различные типы связи: традиционная и компьютерная (IP) телефония, инфракрасные лучи и радиосвязь (втом числе мобильная и спутниковая), оптоволоконные сети и обычная силовая электропроводка.

К примеру, цифровые системы видеонаблюдения израильской компании OzVISION позволяют в режиме реального времени наблюдать, записывать, хранить, воспроизводить видеоизображение, а также звук и передавать их по сети Интернет на монитор персонального компьютера через высокоскоростной модем.

Электросетевой модем ЭСМ-1А, созданный специалистами ИАЦ НТИ "КОНТИНИУМ", передает данные по проводам бытовой электросети любого типа на расстояние до 1000м со скоростью до 2500 бод в пределах трансформаторной подстанции. Модем поддерживает международный протокол обмена информацией по сетевой электропроводке IEC EIA-600 (CEBus). Вквартире или индивидуальном доме прибор может быть использован и в работе отдельных автоматизированных систем (охранной, пожарной, системе жизнеобеспечения здания), и для обслуживания "умного дома" в целом. Стоимость информационного канала в минимиальной конфигурации с использованием данного модема составляет всего $80.

В системах домашней автоматики, внедряемых инженерами московской фирмы «ИнтернетДом», наряду с обычной телефонией и интернет (IP)-телефонией для связи и управления используется силовая электропроводка, рассчитанная на напряжение 220 или 280 В, но по американскому протоколу обмена Х-10, а также однопроводная сеть MicroLAN (CША).

При этом широкие возможности предоставляет разработанной швейцарской фирмой WOERTZ кабель-шина Ecobus, состоящий из пяти жил силовой проводки и двухжильного слаботочного провода.

''Разумная'' автоматика приводов

Важной составляющей системы жизнеобеспечения современного здания являются автоматика и сервоприводы (электродвигатели с редукторами и другой механикой) периферийных устройств.

Наиболее популярными среди них являются управляемые приводы немецких компаний SOMFI и ELERO GmbH, в виде трехступенчатых планетарных редукторов, снабженных асинхронными однофазными двигателями, концевыми выключателями и электромагнитными дисковыми тормозами. Они регулируют положение ролет, рольставней, маркиз, жалюзи, тканевых навесов, собирающихся решеток, гаражных ворот.

Автоматика, связанная с датчиками, реагирующими на солнечный свет, ветер и дождь, систем Somfy-Line 2000/2400, SM300, SM400 или систем ASM-E, ACS, JA (фирма ELERO) при первых признаках непогоды расправит тент на балконе, свернет его при сильных порывах ветра, отрегулирует уровень освещения в комнатах с помощью жалюзи. Дистанционное управление автоматическими устройствами с помощью пульта на ИК-лучах или УКВ-передатчика с радиусом действия 50м обеспечивает автоматика Somfy-Fernsteuerungen и Elero Antriebe.

Электроустановочные устройства в мире новых возможностей

Практически все ведущие производители электроустановочных изделий выпускают сегодня широкий спектр автоматических устройств. Международная корпорация LEXEL GROUP исключением не является.

Финские компания STROMFORS и холдинг ESMI, принадлежащие корпорации, поставляют на российский рынок основные составляющие интеллектуальных систем управления освещением, отоплением, вентиляцией, пожарной и охранной сигнализацией c контролем доступа, а также любыми электроприборами в современном доме, и, кроме того, созданную фирмой STROMFORS интеллектуальную систему IHC.

Шведская фирма ELJO- производитель большого спектра электроустановочных и автоматических устройств. Ими комплектуется универсальная децентрализованная система «умного дома» Eljo's Bus System, разработанная по концепции EIB. Фирменное программное обеспечение В-СON обеспечивает взаимодействие с другими шинными системами, использующими отличные от EIB протоколы. Дистанционная беспроводная связь с Eljo's Bus System осуществляется через сеть GSM по мобильному телефону, пейджеру, факсу и с помощью других коммуникаций.

Панели управления (голосовые, пультовые, touchscreen)

Функция управления голосом по телефону заложена в системы «умного дома» немецкой фирмы GIRA и американских компаний AMX CORPORATION и HOME AUTOMATION Inc. Практические внедрения делаются санкт-петербургским «ЦЕНТРОМ РЕЧЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ» и фирмой «ИнтернетДом».

Распространенной ныне стала панель на экране компьютера, где «виртуальные» кнопки срабатывают при установке на них курсора и «кликаньи» клавиши мышки.

Нескольколет назад в области централизованного управления "умным домом" произвели революцию сенсорные панели touchscreen. Первыми их стали выпускать AMX CORPORATION и CRESTRON. Эти панели, по сути, представляют собой легкие ноутбуки, передающие команды как в ИК- и УКВ-диапазонах, так и по проводам. На жидкокристаллический экран панели выводятся пиктограммы введенных в память макрокоманд (например, управления уличным светом, контроля за температурой и уровнем воды в бассейне и т.п.), одновременно с ними демонстрируются видеокартинки с камер наблюдения (телевизора, видео) с возможностью мультиплексирования, например, Visiontouch VT-4000 фирмы CRESTRON. Команды отдаются касанием нужной пиктограммы пальцем или голосом через встроенный в панель микрофон. Через панель можно также вести телефонный разговор. "Дальнобойность" беспроводных панелей- до 150м.

В качестве программного обеспечения можно отметить программную среду SIMPL Windows и программу Active Home.

Отечественная проводная мультимедийная сенсорная панель, собираемая фирмой «ИнтернетДом» из комплектующих ведущих зарубежных производителей, включает в себя 15-дюймовый активный матричный дисплей PHILIPS, отображающий одновременно несколько картинок, и обеспечивает более четкое и яркое, нежели у панелей CRESTRON, изображение, а стоит существенно дешевле именитого аналога. Поставляемые ею беспроводные монохромные сенсорные панели действуют до 10 метров, но сравнительно дешевы.

В статьях о домашней автоматике не упомянуть об утюге, который забывчивая хозяйка оставила включенным в сеть,- дурной тон. Пугливых успокою сразу: противный утюг, если тот не перегорит сам, обесточит элементарное устройство защитного отключения. На худой конец об этом ему «напомнит» датчик системы пожаротушения. Так что каким бы «тупым» дом не был, а с утюгом справится.