Что такое умный дом: функции, виды, составляющие и экосистемы

О полноценных умных домах, их функциях, разновидностях и составляющих мы поговорим подробнее. Также мы рассмотрим конкретные примеры экосистем, на базе которых сегодня строятся автоматизированные жилые пространства и не только.

Что такое умный дом?

Под умным домом понимается комплекс решений, позволяющих автоматизировать повседневные действия, избавляя владельца от рутины. Причем это скорее не набор устройств, которыми можно «командовать» удаленно, а единая система управления ими. Она обеспечивает конкретные преимущества пользователю, в том числе наглядность контроля, удобство, экономию сил и времени.

Такая экосистема (совокупность устройств и системы управления) должна без непосредственного участия человека выполнять определенные действия и задачи в ответ на конкретные ситуации. Так, если ночью ребенок вышел из своей комнаты, чтобы сходить в туалет, в коридоре, а затем и санузле умного дома автоматически загорится свет. Если в ванной комнате обнаружена протечка воды, то система предупредит об этом пользователя, а в идеале — сама перекроет подачу воды.

К другим типичным направлениям автоматизации в квартире относится управление микроклиматом (кондиционирование и обогрев) и уведомления о вторжении (вплоть до отправки тревоги на пульт охранных организаций).

Основные функции умного дома:

Повышение комфорта. Домашняя автоматизация позволяет человеку тратить меньше сил и времени на различные рутинные действия. С ее помощью в квартире будет светло вечером, прохладно летом и тепло зимой, в нужное время включится любимая музыка, и все это без усилий пользователя.
Обеспечение безопасности. Умный дом позволяет защититься или минимизировать вред от затоплений, утечек газа, возгораний, действий хулиганов и воров.
Экономия и энергосбережение. Продуманная система способствует снижению как потенциальных расходов в связи с аварийными и прочими форс-мажорными ситуациями (оплата ремонта затопленным соседям, покупка новой техники на замену украденной), так и реальных счетов на электроэнергию, газ и другие ресурсы, поскольку основные их потребители не будут работать вхолостую.

Составляющие умного дома

Экосистема умного дома, как правило, предусматривает наличие трех типов устройств:

хаб (также носит название контроллер, централь, мост, шлюз и т.д.) — устройство, объединяющее все элементы умного дома в единое целое и позволяющее удаленно управлять работой системы, в том числе в любой точке мира через интернет;
датчики и сенсоры. Эти компоненты предоставляют экосистеме информацию о внешних условиях, в том числе температуре воздуха, наличии движения или дымы, уровне освещения, герметичном закрытии окон и дверей;
исполнительные устройства (актуаторы). Самая многочисленная группа приборов, которая ответственна за выполнение различных команд и осуществляет управление конкретными домашними приборами. К актуаторам относятся умные розетки, выключатели и диммеры, клапаны для труб, различные реле, климат-контроллеры и прочее.

Популярные на рынке умные розетки

К дополнительным компонентам относятся устройства обратной связи (универсальные кнопки, пульты ДУ, сенсорные панели и т.д.), хотя благодаря поддержке голосового управления некоторые экосистемы могут вообще обходиться без них.

Сама домашняя техника, которой может управлять экосистема, не обязательно должна быть умной. Так, допустим, специальный климат-контроллер «умеет» передавать команды от хаба на кондиционеры ранних поколений (те, что не предусматривают поддержки Wi-Fi, а управляются традиционными пультами). Точно также умная розетка позволит гибко управлять работой обычного бойлера и снижать его энергопотребления за счет графика включения/выключения. Просто в некоторых случаях изначально умные домашние приборы позволяют обойтись без лишних «прокладок», а также проще в настройке, управлении и контроле.

В рамках общей экосистемы зачастую выделяются подсистемы умного дома. К самым распространенным из них относятся следующие

управление светом. В нее входят датчики освещенности и движения, умные лампочки. Заменить последние могут умные выключатели с диммерами (отвечают также за регулировку яркости) и RGB-контроллерами (управляют светодиодными светильниками и цветом свечения);
системы безопасности. Они состоят из датчиков (движения, присутствия, разбития стекол, открытия, вибраций и т.д.), электронных замков и сирен. При добавлении видеокамер или домофонов можно организовать также систему контроля доступа;
управление климатом. Такая подсистема включает датчики температуры и влажности, термостаты и терморегуляторы, климат-контроллеры и т.д. Помимо обеспечения комфортного микроклимата в помещении важной задачей этих устройств является снижение энергопотребления;
система мультирум — мультимедийное дополнение к умному дому, отвечающее за воспроизведение видео и музыки в помещении. Может быть сформирована просто из умных колонок или целого комплекта оборудования, включающего как аудио- и видеосистемы, так и отдельные контроллеры, блоки управления и т.д.

Такие элементы зачастую представлены в рамках одной экосистемы. При этом современные умные дома становятся все более гибкими, так что владелец вправе самостоятельно решать, какие подсистемы ему нужны, где и сколько устройств устанавливать, в последующем детально настраивая спектр задач и сценарии их работы.

Разновидности умных домов

Индустрия умных домов активно развивается, и количество представленных сегодня на рынке систем увеличивается. Из-за этого без их разделения на виды и типы несложно запутаться. Есть несколько основных классификационных признаков:

1. По универсальности:

системы узкого профиля или заточенные на отдельные отрасли (к примеру, обеспечение безопасности или организацию освещения);
широкопрофильные. Такие умные дома, в рамках которых можно создать и управлять большинством описанных ранее подсистем — климат, развлечения, свет, безопасность и т.д.

Специализированные экосистемы чуть больше востребованы в профессиональной среде, а вот для бытовых нужд оптимально подходят решения широкого профиля.

2. По способу передачи данных:

проводные. Связь между основными составляющими системы обеспечивают провода;
беспроводные. Компоненты умного дома взаимодействуют с помощью радиосигналов.

Проводная система умного дома более надежная и корректная в работе. Она почти исключает задержки сигнала, считается более безопасной и защищенной от потери данных. Основной минус — организационный. На создание уйдет больше времени и усилий, так как нужна прокладка проводов, что усложняет реализацию на объектах, где уже выполнены все ремонтные работы.

Беспроводные экосистемы просты в монтаже, модификации и обновлении. Современные технологии такой передачи данных становятся более экономичными, защищенными и стабильными, что и обуславливает высокую популярность подобных решений в бытовых целях.

Самыми востребованными беспроводными стандартнами связи в умных домах помимо хорошо известных большинству Wi-Fi и Bluetooth считаются Z-Wave и ZigBee. Последние два протокола имеют существенные преимущества:

прямая связь между всеми узлами, допустим между двумя датчиками системы, а не опосредованная через роутер или хаб;
низкое энергопотребление;
минимальные временные задержки;
стабильность работы при наличии в системе большого числа узлов (вплоть до 1000 элементов);
недорогие модули (применимо прежде всего к ZigBee, а использование Z-Wave существенно удорожает приборы).

Z-Wave и ZigBee изначально создавались для того, чтобы преодолеть проблему несовместимости устройств различных производителей. Но на практике единство пока не достигнуто. Отчасти решением проблемы выступают универсальные хабы (мосты), которые позволяют объединить в одну экосистему умного дома приборы, работающие, как на ZigBee и Z-Wave, так и на хорошо знакомых обывателю Wi-Fi и Bluetooth. Без таких мостов придется компоновать систему только устройствами одного стандарта.

3. По типу управления:

централизованные системы — имеют единую систему управления;
децентрализованные — предусматривают независимые друг от друга подсистемы или даже состоят из нескольких обособленных систем.

Большинство домашних экосистем предусматривают централизованное управление. Это удобно и проще в настройке.

Децентрализованные решения считаются более надежными: отказ одного важного компонента не вызовет выхода из строя всей системы. К примеру, в случае с подсистемами безопасности децентрализация нередко считается оправданным шагом.

4. По используемым протоколам:

экосистемы с открытыми протоколами. Для них создавать устройства может любой производитель, что повышает общие возможности и универсальность;
закрытые системы. В такой умный дом интегрируются лишь те приборы, которые создает придумавший ее производитель.

Открытые умные дома отличаются большим многообразием и доступностью гаджетов на фоне закрытых. Но последние имеют меньше проблем с совместимостью, плюс за качество конкретных компонентов ответственен непосредственный создатель экосистемы: как правило, исключается ситуация с засильем сомнительных устройств из Поднебесной.

Самым ходовым вариантом строительства умного дома сегодня считается ставка на широкопрофильные, централизованные, беспроводные экосистемы с открытыми протоколами. Хотя есть и исключения, в виде узкоспециализированных закрытых решений. Последние востребованы прежде всего в сфере обеспечения безопасности.

Остановимся подробнее на ТОП-решениях.

Amazon Alexa

Толчком для развития беспроводных экосистем считается выпуск в 2014 году умной колонки Amazon Echo . Она стала первой портативной аудиотехникой, оснащенной голосовым помощником. Кроме возможности прослушивания музыки колонка «умеет» отвечать на бытовые вопросы и управлять домашними приборами.

Экосистема изначально позиционируется открытой, так что на рынке сегодня представлены многочисленные устройства с поддержкой Amazon Alexa. Сегодня с ней совместимы лампочки Philips Hue и TP-Link, умные розетки Belkin, термостаты и видеокамеры Nest, выключатели Ecobee, детекторы движения и даже автомобили Ford и BMW Mini.

Дебютная версия колонки Echo, ее официальные обновления и модификации (допустим, мини-версия Echo Dot, которая стоит в районе 30 – 40 долларов), а также выпущенные сторонними производителями аналоги с поддержкой Amazon Alexa выступают центральным хабом экосистемы. Для связи с другой техникой используется Wi-Fi и Bluetooth, а давать команды системе удобнее всего голосом. К плюсам также относится простота настройки с помощью мобильного приложения на Android или iOS. Все это делает созданный на базе Alexa умный дом одним из самых популярных в мире.

В США экосистема позволяет также быстро заказать пиццу, вызвать Uber, пополнить банковский счет, приобретать билеты и т.д. А вот серьезной преградой для использования экосистемы в нашей стране является не только отсутствие этих сервисных функций, но и поддержка только английского языка.

Google Home

Экосистема поискового гиганта дебютировала в 2016 году в качестве конкурента Alexa. Изначально компания представила свою версию умной колонки с одноименным названием Google Home и поддержкой голосового помощника Google Assistant (наверное, самого продвинутого среди всех существующих). Как раз с помощью этого девайса можно было голосом управлять различной техникой умного дома.

В 2018 году компания обновила мобильное приложение Google Home для Android и iOS. И в нем стало возможным управлять подключенными к Ассистенту устройствами различных производителей, то есть даже без колонки.

Если все равно хочется иметь единый хаб, то в его роли могут выступать не только аудиоколонки (стандартная и мини-версия), но и медиаплееры Chromecast, умные дисплеи Google и т.д. В экосистему через приложение легко добавляются многочисленные смарт-устройства сторонних фирм, в том числе TP-Link, Xiaomi (включая Yeelight), Nest и т.д. Это различные лампочки и светильники, розетки и замки, видеокамеры, термостаты.

В отличие от Amazon Alexa голосовой помощник Google в конце 2018 года «научился» русскому языку, что уже повысило привлекательность экосистемы на постсоветском пространстве.

К недостаткам Google Home можно отнести задержки в 1 – 2 секунды на команды, посланные умным устройствам через приложение, а также пока еще ограниченные возможности управления в сравнении с Alexa и другими аналогами.

Apple HomeKit

«Яблочная» система управления умным домом была заявлена одной из первых на рынке (в 2014 году). Но изначально она была закрытой: чтобы сторонние устройства без проблем распознавались и добавлялись в экосистему, они должны были проходить сложную сертификацию Apple. Подобное негативно отразилось на числе появившихся поддерживаемых девайсов. В 2016 году компания упростила существующую ранее процедуру, что и стало толчком для более активного развития HomeKit. К тому же все совместимые приборы все равно проходят сертификацию, а значит, по умолчанию, не могут быть низкокачественными.

Для управления умным домом достаточно установки приложения «Дом» (Home). Оно позволяет быстро интегрировать различные устройства и пользоваться удобным интерфейсом iOS-девайсов для настройки работы и создания различных сценариев.

В качестве помощника в управлении предлагается Siri — первый глобальный голосовой сервис, который получил поддержку русского языка. Система работает четко, предлагает большой выбор голосовых команд и крайне редко ошибается с их распознаванием.

Для удаленного управления экосистемой HomeKit из любой точки мира понадобится IPad, умная колонка Apple HomePod или медиаплеер Apple TV. Любой из этих «яблочных» гаджетов сможет выполнять роль центрального контроллера (хаба).

Недочет Apple HomeKit — относительно небольшое число совместимых устройств (на фоне главных конкурентов) и достаточно высокая их стоимость. Так, продукция Fibaro, Koogeek, Elgato зачастую позиционируется как премиальная, к тому же некоторые фирмы ориентированы на США и работают в сетях 100 – 120 В. Кардинальным образом изменить ситуацию позволяет применение различных совместимых мостов, таких как Aqara Gateway Hub. При его использовании HomeKit можно комплектовать недорогими датчиками и актуаторами Xiaomi и не только.

Xiaomi Smart Home

Развитием своей экосистемы умного дома активно занимается и Xiaomi. Набор совместимых девайсов тут пока не такой обширный, как у Amazon или Google, но, кажется, темпы прироста — наиболее внушительные. Способствует этому и открытый тип системы, и принципы работы китайского производителя с многочисленными суббрендами.

Добиться максимальных возможностей наполнения экосистемы позволяет использование фирменного шлюза Xiaomi Gateway. Хаб поддерживает протокол Zigbee, позволяя дополнять умный дом совместимыми со стандартом гаджетами любых производителей, в том числе разными защитными датчиками, выключателями, замками, реле и т.д. Без шлюза в состав экосистемы удастся добавить устройства с поддержкой Wi-Fi. Это могут быть умные розетки, лампочки, видеокамеры и разные бытовые приборы, вплоть до электрических зубных щеток Xiaomi.

Совместимая с Smart Home техника сегодня активно выпускается под различными брендами, в том числе Xiaomi/Mi, Aqara, Mijia, Yeelight и т.д. Такое дробление слегка затрудняет поиски подходящих девайсов. В то же время к достоинствам продуктов большинства суббрендов относится их демократичная стоимость.

Помимо самостоятельной компоновки умного дома, можно сразу приобрести комплект сигнализации Xiaomi Mi Smart Home , включающий шлюз, набор датчиков, умную розетку и универсальную кнопку. А уже после ознакомления с ним легко дополнить систему различными новинками.

Для управления умным домом используется фирменное приложение Mi Home. В нем для отдельных устройств предусматриваются либо свои плагины, либо окна управления. Имеется и голосовой ассистент, но пока что только на китайском языке. Другой недочет Xiaomi Smart Home — сложности с локализацией: адекватно переведено приложение и плагины лишь на английский, а вот в русскоязычных версиях нередко в самых неподходящих пунктах меню встречаются иероглифы.

Ajax

Это закрытая беспроводная экосистема, «заточенная» на обеспечение безопасности дома. Создана она украинской командой разработчиков, поэтому одним из первых плюсов является безупречная локализация, простота и понятность фирменного приложения Ajax Security System и его веб-версии.

Система прошла сертификацию EN 50131 и соответствует классу Grade 2: способна противостоять умелым злоумышленникам со специальным оборудованием, защищает окна, двери и другие пути вторжения, подходит для жилья и офисов. В 2017 году Ajax получила награду «Охранная система года» в рамках Security & Fire Excellence Awards.

Строится экосистема на базе хаба Ajax Hub Цена от 64 100 до 72 760 тг. или его продвинутой версии Ajax Hub Plus с поддержкой большего числа каналов связи. К ним подключаются фирменные беспроводные датчики защиты от вторжения (движения, разбития стекла, открытия дверей и окон, в том числе уличные), обнаружения затопления, дымо-тепловые сенсоры (противопожарная безопасность), сирены и пульты управления.

Дополнить охранную систему можно фирменными приборами автоматизации: умными розетками и реле, позволяющими дистанционно управлять питанием и слегка расширить функционал домашней автоматизации.

Также в фирменном приложении Ajax возможен просмотр видео с камер и видеорегистраторов (любых сетевых моделей с поддержкой RTSP–протокола). При покупке специальных модулей интеграции добавляются в охранную систему и сторонние датчики, к примеру, проводные. Подобное зачастую является оправданным решением, так как фирменные устройства стоят от 30 до 120 долларов.

Чтобы не собирать систему «по крупицам», производитель предлагает готовые стартовые комплекты сигнализации Ajax StarterKit Цена от 104 468 до 111 100 тг. и StarterKit Plus.

Популярные на рынке комплекты сигнализаций Ajax

К достоинствам экосистемы относится автономность до 15 часов при пропаже электричества, одновременное подключение до 100 – 150 устройств и поддержка управления сигнализацией нескольким пользователям (до 50 учетных записей). Заявлено, что датчики работают до 7 лет без замены батареек, защищены от потери связи и глушения сигнала.

В случае срабатывания тревоги, помимо включения сирены и уведомлений на смартфон владельца возможна и автоматическая отправка оповещения на пульт охраны специализированных компаний.

Nero

Созданная в 2017 году широкопрофильная экосистема белорусского производителя Nero пока является не слишком популярной и известной. Она работает на двух беспроводных протоколах: собственном запатентованном Intro lll с частотами 433,05 – 434,79 МГц и открытом Z-Wave plus, но с частотой 869 МГц (в ЕС и США используются другие частоты). Как следствие, одним из текущих недостатков Nero выступает ограниченный выбор совместимых устройств. Но даже из того, что уже предлагается, можно автоматизировать обогрев и кондиционирование, освещение, ворота и роллеты, защититься от вторжений, протечек и т.д.

Для создания экосистемы необходим сервер (централь) Oledo 7767 Host, стоимостью около 300 долларов. Он подключается к проводной или беспроводной сети интернет и взаимодействует со всей умной техникой через поддерживаемые протоколы. Все управление осуществляется с помощью бесплатного приложения NeroHome на iOS или Android.

Набор гаджетов для экосистемы представлен следующими элементами:

фирменными исполнителями команд стандарта Intro lll: реле и модулями, позволяющими автоматизировать свет, работу кондиционера, теплых полов, замков, рольштор и роллет, прочих приборов;
пультами управления и кнопками, собственного производства Nero;
датчиками (100% совместимость обеспечена с продукцией Fibaro, работающей на Z-Wave, в том числе универсальной моделью FIBARO Motion Sensor .

Также экосистема Nero совместима с большинством видеокамер производства HiWatch и Hikvision. В приложении возможен просмотр видео в режиме онлайн.

К приятным бонусам умного дома белорусского производства относится простота настройки и использования благодаря поддержке русского языка, а также привлекательность большинства фирменных устройств (их дизайн проектировала студии Артемия Лебедева).

Подводя итоги

Создавать умный дом на базе одной экосистемы вовсе не обязательно. Совмещая разные открытые решения или расширяя закрытые с помощью специальных мостов и шлюзов, можно добиться синергетического эффекта, получив, допустим, русскоязычного голосового помощника и широчайший ассортимент недорогих датчиков и прочих приборов. Но такой вариант подойдет лишь тем, кто досконально изучил принципы работы хотя бы одной экосистемы. В противном случае вместо комфорта и экономии средств возрастают риски разочарования и лишних трат.

В любом случае, чтоб дом стал действительно умным, таковым изначально должен быть его хозяин.