25.06.2015
Умный дом.
Что, такое умный дом, на каких платформах он строится всегда можно найти в интернете или специальной литературе. Сколько публикаций, столько и мнений. Как всегда, «Каждый кулик свое болото хвалит». Да на самом деле и не важно, на какой платформе построено то или иное решение, точнее не важно для конечного пользователя, но не плательщика и не создателя очередного «шедевра». Не смотря на огромное количество предложений различных компаний в России нет ни одного предложения, решающего задачу в целом. Стоимость проекта, приближенного к идеальному может оказаться далеко за единицей с шестью нулями, все варианты дешевле, это просто игрушки, которые очень быстро приедаются. Я конечно за то, чтобы создать все своими руками, в этом случае, это будет ВАШ выбор и отвечать за последствия придется ВАМ! Стоимость уменьшается до цифр с четырьмя нулями. Сразу же оговорюсь «своими руками» это не означает, что все действительно нужно выполнять вам. Часть работ можно поручить квалифицированным специалистам, например, изготовление сердца «Умного дома» (микроконтроллер, компьютер и т.п.), прокладка электропроводки, изготовление, установка датчиков, исполнительных устройств, написание программного обеспечения и даже предварительное планирование. Но каждый пункт выполненный собственными силами сокращает стоимость всего проекта. На этом с прелюдией можно закончить, поскольку стимулом этой статьи стало создание «Умного дома» своими силами. Рекомендую до начала каких-либо работ освоить или освежить в памяти следующие знания и навыки:
Навыки работы с паяльником и слесарным инструментом, основы электротехники и радиотехники, компьютерной грамотности, изучить технику безопасности эксплуатации: электроустановок, газовых приборов и прочего отопительного, нагревательного, «двигательного» и прочего оборудования, которое вы пожелаете заставить работать в составе «Умного дома». На изучение техники безопасности рекомендую обратить особое внимание и не нарушать, поскольку ваше детище – «Умный дом», должно работать и в ваше отсутствие и не приносить огорчений, вреда и убытков.
Самым сложным, пожалуй, будет первоначальное проектирование, но его можно облегчить за счет некоторого удорожания, но только в том, случае, если «Умный дом» создается одновременно со строительством самого дома и коммуникаций или есть возможность не ограничено рушить и возводить стены, сверлить, перекладывать проводку переставлять отопительные приборы, менять окна, двери, то есть предполагается, что планируется капитальный ремонт вашего жилища.
Теперь о самом ответственном — начальном проектировании:
1. Начертите план вашего жилища, с прилегающими территориями, отметьте на нем местоположение всех объектов, которые каким-либо образом связаны с электричеством (потребляют, используют, производят, передают, контролируют, коммутируют и т. п.), освещением, отоплением, охлаждением, водоснабжением, водоотведением, измерением времени, давления, температуры, освещенности, движения и прочих параметров окружающей среды, датчики расходов различных веществ (вода), энергий (тепло, электроэнергия, газ). Также, отметьте на плане расположение дверей окон, форточек, вентиляционных отверстий, каналов, дверок шкафов и прочее. Отметьте на плане и расположение вешалок для одежды, ключей, подставки и крепления для пультов и прочих предметов, периодически изменяющих свое местоположение, но имеющих свое место. Тапочки, трусы, полотенца можно не брать во внимание, но надо иметь в виду, что после успешной автоматизации нескольких объектов появляется азарт и желание, что-то сделать необычное и вполне возможно, что это будет автоматическое определение местоположения тапочек или подсчет числа полотенец или простыней в стопке белья.
2. При возможности измените схему электроснабжения таким образом, чтобы каждый потребитель (лампочка, розетка, выключатель) подключался непосредственно к распределительному щиту, (не обязательно главному). Те же действия желательно произвести и с теплоснабжением, водоснабжением. Что касается газоснабжения вопрос желательно обсудить с представителем газовой службы, думаю, что он будет против автоматизации этого хозяйства при помощи «Умного дома», я в этом с ним солидарен.
3. Продумать реализацию и нарисовать на плане трассы для прокладки кратчайших линий слабо точки до всех объектов отмеченных на плане, в тех случаях, где это не возможно или не желательно по каким-либо причинам, придется что-то придумывать или изобретать.
4. Установите штатную охранно-пожарную сигнализацию, с выходом на ПЦН (пост центрального наблюдения какой-либо охранной структуры), желательно оборудованную модулем GSM, можно и с выходом в интернет, или имеющую какое-либо другое дистанционное управление. Оборудуйте ваше жилище огнетушителями и если есть возможность автоматическими системами пожаротушения.
5. Установите качественную систему видео наблюдения с достаточным количеством видеокамер и имеющую функции, позволяющие подключаться к ней и получать изображение по сети Ethernet, GSM и пр. с различных, в том числе и мобильных устройств.
6. После этого вернитесь к пункту 1 и 3 этого списка. В последующем это будет полезно сделать не один раз.
Конечно, все, что написано выше не бесспорно, но!
1. Описать и автоматизировать можно любой процесс, все зависит от вашей фантазии, возможностей и целесообразности. Например, входная дверь: можно обойтись каким-либо датчиком, фиксирующим факт открыта дверь или нет, а можно создать аппаратно- программный комплекс, который будет анализировать окружающую обстановку и на основе анализа решать распахивать перед вами или вашим котом дверь или нет. Вся работа «Умного дома» практически сводится к считыванию показаний датчиков, обработки их сигналов программным обеспечением и на основе этого замыкать или размыкать контакт соответствующей цепи.
2. Системы безопасности должны работать не зависимо от «Умного дома», имея возможность передавать ему или получать от него данные, и даже в некоторых случаях им управлять, но не управляться им. И очень здорово если системы безопасности могут предпринимать действия по оповещению вас и ваших членов семьи об угрозах их жизни и имуществу.
3. В настоящее время существует огромное количество беспроводных датчиков, но увлекаться ими не стоит и в наиболее ответственных местах использовать датчики проводные с централизованным питанием.
Думаю, что на начальном этапе можно закончить и перейти к созданию «Самого умного дома».
Начнем с сердца «Умного дома», назовем его «Центральным процессором» это устройство обрабатывает сигналы, поступающие на него и выполняет некие действия в соответствии с вложенным в него алгоритмом, эти действия могут передаваться на исполнительные устройства.
Требования к Центральному процессору:
1. Низкое энергопотребление, поскольку работает это круглосуточно.
2. Надежность.
3. Высокая скорость обработки данных
4. Удобство изменения программного обеспечения
5. Легкость восстановления программного обеспечения при отказах
6. Низкая стоимость программного обеспечения
7. Разнообразие интерфейсов для подключения.
8. Цена изделия.
Я, в своем выборе не без помощи сына остановился на Raspberry PI.
Потребляемая мощность 2-5 Ватт, при использовании надежного блока питания с достаточным запасом мощности (желательно не менее 2А) работает без зависаний и нареканий. Скорость обработки данных сравнима с приличной персоналкой, широкий выбор программного обеспечения, для удобства работы малоподготовленным пользователям имеется графический интерфейс. Все программное обеспечение хранится на SD карте которую можно размножить простым (почти простым) копированием и восстановление работоспособности при условии создания резервной копии перед началом каких-либо работ по изменению или модернизации, составляет несколько секунд, и состоит из замены SD карты и времени на включение и выключение. Программное обеспечение достаточное для создания «Умного дома» практически любой сложности, бесплатное.
Набор интерфейсов позволяет подключить к нему любое устройство или подключиться к любой сети. Цена начинается от 1500 – 2000 рублей.
07.07.2015
Вступительную речь про «Умный дом» можно закончить. Не буду убеждать читателя поступать именно так, как сделал я, но некоторые соображения «почему?», будут упоминаться.
Центральным устройством моего проекта стал подаренный мне сыном Raspberry Pi B, в один из его USB портов подключен контроллер шины 1-Wire — DS9490R ( здесь и далее позволю себе вставлять ссылки с достаточным описанием продуктов, этими ссылками пользовался неоднократно и находил все, что требовалось, для решения задач). Датчики и исполнительные устройства к контроллеру подключены с использованием витой пары. Для соединения использовались коннекторы RJ 11, RJ45 и розеточные модули Mosaic.