1. Как умный дом влияет на комфорт и безопасность жизни

Термин «Умный дом» часто встречается в современном обществе, но каждый представляет его по-своему. Если говорить простыми словами, то это единая система, в которой есть центральный блок управления и множество дополнительных датчиков разного назначения, которые подбираются и настраиваются под требования пользователей и условия эксплуатации. Такой комплекс призван автоматизировать многие процессы, повысить комфорт и безопасность не только человека, но и домашних питомцев, экономить энергоресурсы и даже эффективно вести сельскохозяйственную деятельность.

2. Основные датчики контроля и слежения

Производители предлагают большой ассортимент сенсоров для отслеживания наиболее важных показателей, на основе которых умный дом принимает запрограммированные решения. Познакомимся с ними поближе.

2.1 Датчик движения

Предназначен для развертывания охранной системы. Наиболее популярными являются инфракрасный и ультразвуковой принцип действия. Первый отслеживает тепловое излучение в инфракрасном спектре, а второй работает как эхолокатор. Охранный сенсор движения передает сигнал на центральный пульт для активации сигнализации, видеозаписи и вторичных мер предосторожности — оповещения пользователя и служб безопасности о вторжении.

Существуют более продвинутые датчики с прожектором для подсветки контролируемой территории в случае срабатывания, что помогает сразу идентифицировать нарушителя. Часто такие комплексы устанавливаются как самостоятельные элементы охранной структуры или применяются для создания экономичного освещения вокруг частного дома, в уборных кафе, ресторанов, на дорожных развязках автомагистралей. Сфера применения практически не имеет ограничений, а для автономной работы применяются солнечные панели.

Популярные датчики движения

2.2 Датчик открытия

Еще один важный компонент охранной системы, который защитит дом от проникновения. Он состоит из двух частей — магнит и геркон. Принцип действия основан на создании магнитного поля, которое удерживает геркон в замкнутом состоянии. Магнит крепится на движущихся частях и при удалении происходит размыкание геркона. Сигнал поступает в блок управления и срабатывает запрограммированный пользователем механизм защиты.

Стоит отметить, что датчик открытия может использоваться для контроля и повышения эффективности работы системы отопления или охлаждения. Например, при открытии окна будет отключаться кондиционер.

Популярные датчики открытия

2.3 Датчик вибрации

Участвует в обеспечении безопасности, предупреждая о попытке проникновения. Чаще всего применяется совместно с сенсором открытия, чтобы исключить его обход методом разбития стекла или других поверхностей. Также хорошо себя зарекомендовал для охраны ценных предметов. Техническое исполнение может быть разным. Основными типами считаются пьезоэлектрические, магнитно-индукционные, оптические и вихретоковые. Суть работы заключается в преобразовании механических колебаний в электрический сигнал, который анализируется системой и сравнивается с выставленными настройками чувствительности. На практике такой подход не всегда эффективен, так как существует большая вероятность ложных срабатываний по разным причинам (движение грузового транспорта или поездов, проведение ремонтных или взрывных работ в непосредственной близости к объекту, человеческий фактор, сейсмическая активность региона).

Популярные датчики вибрации

2.4 Датчик температуры

Подобные сенсоры достаточно универсальны, и в масштабах умного дома могут выполнять различные функции. Они эффективно взаимодействую с климатическим оборудованием (котел отопления, кондиционер, рекуператор, конвектор), участвуют в противопожарной системе.

Стоит отметить, что подобных датчиков может быть несколько для комплексного обеспечения безопасности и комфорта. Часто такие модули объединяются с другими популярными сенсорами влажности, давления, чтобы создать идеальные климатические условия в помещении. Еще одним направлением является сельское хозяйство (инкубация яиц, выращивание рассады, цветоводство, селекционирование).

Популярные датчики температуры

2.5 Датчик влажности

Практически не встречается как самостоятельное устройство и входит в состав различных климатических комплексов. На основе данных сенсора умный дом может запустить осушитель, увлажнитель воздуха, кондиционер для поддержания оптимальных параметров и предупреждения развития проблем со здоровьем.

Популярные датчики влажности

2.6 Датчик освещения

Очень распространенный элемент, который функционирует не только в составе умного дома, но и как отдельный модуль. Прибор основан на фотоэлементе, который измеряет уровень внешней освещенности, и при достижении выставленного порога замыкает / размыкает цепь. Основной задачей датчика считается включение уличного освещения с наступлением вечера, хотя на практике его можно приспособить для многих задач (активация полива или специального освещения в теплице, водонагревательных приборов, декоративной подсветки снаружи и внутри помещения). Многие современные сенсоры поддерживают настройку порога чувствительности для более точной адаптации к поставленным задачам.

Популярные датчики освещения

2.7 Датчик дыма

Средство безопасности для своевременного выявления и предотвращения пожароопасных ситуаций. В конструкции такого прибора заложена специальная камера с оптико-электронным модулем, который срабатывает при попадании в него дыма. В составе умного дома сенсор способен отправить сигнал управляющему блоку для оповещения соответствующих служб или активации системы тушения, если таковая предусмотрена. Модули обычно дополняются звуковыми локальными сигнализаторами.

Популярные датчики дыма

2.8 Датчик газа

Еще одно средство контроля, которое способно выявлять в воздухе газ разного типа — угарный (CO₂), метан, пропан, бутан. Сенсор является эффективным дополнением к детекции дыма, температуры, а также помогает предотвратить взрывоопасные ситуации в результате скопления большой концентрации природного газа. В корпус обычно вмонтирован динамик для подачи звукового сигнала тревоги, а также дисплей для визуального контроля. Устанавливается в местах подведения коммуникаций и готовки. Устройство оптимально работает в паре с автоматическим запорным клапаном, который перекроет подачу бытового газа в случае утечки.

Популярные датчики газа

2.9 Датчик протечки

Простой и эффективный модуль для предотвращения домашнего потопа на кухне или в ванной. Размещается на полу в местах потенциальной опасности. Принцип действия основан на замыкании контактов водой, что ведет к отправке сигнала в панель управления умного дома. Для быстрого реагирования при отсутствии пользователя устанавливается автоматический кран с электромагнитным клапаном, который перекрывает центральное водоснабжение.

Популярные датчики протечки

2.10 Датчик качества воздуха

Чаще всего такие устройства позволяют комплексно отслеживать параметры влажности, температуры, наличие угарного газа, но основным назначением является определение количества вредных для организма микрочастиц PM2.5. К ним относятся различные органические соединения — формальдегид, ацетон, хлороформ, цианид, фенол, бензол и многие другие. В случае превышения нормы анализатор качества воздуха подает сигнал, который может активировать системы очистки или вентиляционное оборудование.

3. Возможность автономной работы и централизованного управления

Для создания умного дома производители разрабатывают датчики с разным набором функций. Одни нацелены на синхронизацию с центральным хабом, а другие являются автономными. Первые подходят для профессиональных систем, а независимые больше ориентированы на любительский домашний контроль и всегда беспроводные. Рассмотрим особенности каждого типа с помощью таблицы.

Тип управления Преимущества Недостатки
Централизованные
  • Полная автоматизация контроля и механизмов устранения опасности.
  • Доступ ко всем датчикам через единую цифровую панель даже при отсутствии интернета.
  • Сложность монтажа.
  • Требуется специализированная настройка.
  • Полный отказ всех систем при сбое в работе контроллера.
Автономные
  • Высокая отказоустойчивость в связи с независимым подключением каждого датчика.
  • Простой монтаж без проводов и привязки к физическому центральному хабу.
  • Понятный интерфейс настройки отдельных модулей.
  • Возможны проблемы с совместимостью ПО и датчиков, что приведет к установке нескольких приложений для мониторинга.
  • Раздельное управление отдельными узлами.
  • Только мониторинг без возможности активации систем безопасности.

Стоит отметить, что автономные системы более популярны в домашних условиях за счет беспроводных технологий и большого ассортимента оборудования для различных задач. Они подключаются к облачным сервисам по Wi-Fi, легко настраиваются и управляются через интуитивно понятный интерфейс из любой точки мира. Однако набор функций таких датчиков ограничивается отслеживанием показателей, уведомлением об опасной ситуации. В случае угрозы механизмы обеспечения безопасности не предусмотрены. К таким девайсам также относятся смарт-розетки, умные лампочки и другое оборудование с интеллектуальным управлением.

4. Способы синхронизации датчиков с хабом

Интеграция сенсоров в систему умного дома происходит двумя способами — проводной и беспроводной. В данном случае все зависит от комплектации, обслуживаемой площади и общей концепции. Профессиональные комплексы обычно рассчитаны на проводное подключение. В их состав входит полный спектр датчиков и физический хаб, который принимает сигнал и обеспечивает соответствующую реакцию. Чаще всего все оборудование поставляется набором от одного производителя, что является гарантией полной совместимости. Такой подход позволяет охватить большую территорию коммерческих и промышленных объектов, просторных многоэтажных коттеджей с прилегающими постройками (гараж, винный погреб, укрытие, сауна, беседка). Но монтаж проводного умного дома дело очень затратное и требует тщательного планирования еще до постройки объекта или ремонта в квартире.

Создание беспроводного умного дома можно реализовать в любой момент, но площадь ограничена возможностями сетевого подключения. Наиболее распространенными стандартами связи являются:

  • ZigBee — самый популярный сетевой протокол, разработанный спецально для систем мониторинга и умного дома. Характеризуется универсальной совместимостью и взаимодействием всех компонентов по технологии MESH, минимальным энергопотреблением, что важно для беспроводных устройств с питанием от батареек. Передача сигнала к центральному хабу может выполняться не напрямую, а через другие датчики, что расширяет площадь обслуживания.
  • Z-Wave — также довольно распространенный стандарт для удаленной передачи сигнала без проводов. Работает на частотах с минимальным количеством помех, гарантирует высокую скорость ретрансляции, выделяется пониженным энергопотреблением.
  • Bluetooth — обычно применяется для локального прямого подключения к датчику с помощью мобильных гаджетов. Радиус действия составляет около 20 м.
  • Wi-Fi — универсальный способ для управления, настройки и мониторинга. Может применяться как для прямой синхронизации датчиков с хабом, так и подключения через домашнюю беспроводную сеть с участием роутера. При наличии соответствующего софта и интернета возможно удаленное управление из любой точки мира.
  • Jeweller — относительно новый протокол беспроводной связи, разработанный украинской компанией Ajax Systems для собственных охранных систем. При комплексной установке фирменного оборудования гарантируется быстрая передача сигнала на большие расстояния (более 1 км) с высокой степенью защиты путем шифрования. Более того, контроллер способен распознавать взлом датчиков, перехват, глушение сигнала и принимать соответствующие меры безопасности.
  • Thread — современный развивающийся стандарт, который вобрал в себя все лучшее от перечисленных выше. Главной особенностью является масштабность и отказоустойчивость. В отличие от других методов может содержать в своей структуре несколько хабов, каждый из которых обслуживает до 500 датчиков. Система эффективно распределяет нагрузку, требует минимум энергии и продолжает работать при поломке одного из хабов.

Важно! Чтобы все узлы умного дома функционировали нормально в беспроводном режиме, необходимо обеспечить их совместимость с определенным стандартом связи. Рекомендуется использование единого протокола.

Для управления обычно монтируется цифровая сенсорная панель, которая создает прямую связь и стабильный доступ ко всем подключенным исполнительным устройствам и датчикам. Учитывая тенденцию развития беспроводных технологий, производители часто предоставляют фирменное ПО для удаленного контроля через смартфон или планшет.

5. Важность правильной настройки

Чтобы умный дом приносил радость и действительно обеспечивал комфорт, необходимо правильно настроить датчики. Анализаторы дыма, газа, вибрации нуждаются в точной калибровке чувствительности, чтобы сигнализация не нарушала покой при каждой готовке или ударе молотком. Сенсоры движения требуют аналогичного подхода, а при наличии домашних питомцев полезной станет функция «Иммунитет к животным». Также важно правильно подобрать место установки и минимизировать риск физического повреждения злоумышленниками. Охранные модули движения лучше монтировать на открытой местности, чтобы исключить попадание в зону активности посторонних объектов, которые провоцируют срабатывание.