Как работает умный дом и что это такое

Хотя в целом все хорошо понимают сущность умного дома, в нем есть нюансы, о которые для большинства пользователей «остаются за кадром». Например, есть ли отличия в экосистемах домов? Превращаются ли они в тыкву, если вдруг отключается интернет? В этой статье расскажем о том, как устроены и работают умные дома.

Из чего состоит умный дом?

Тут стоит сразу определиться с понятием умного дома. Например, если у вас появилась колонка с Алисой — это еще не умный дом. А вот если вы купили еще и соответствующие лампочки, которыми можно управлять через Алису — фактически первый шаг на пути к построению умного дома сделан. Какие категории устройств могут в него входить?

Датчики. Это простейшие смарт-устройства, подающие сигнал при регистрации какого-нибудь события. Например, датчик протечки срабатывает на появление воды, датчик дыма — соответственно, дыма. Есть сенсоры температуры или влажности: они не просто работают по принципу «да/нет», а еще и точно передают показания.

Конечные устройства. Ими могут быть розетки, лампы, роботы-пылесосы, привод для штор — словом, все то, что выполняет какие-то действия.

Помимо непосредственно устройств стоит отметить и еще один универсальный компонент: реле. Как работает реле умного дома? Оно замыкает и размыкает любую цепь, так что даже советскую люстру можно сделать программируемой.

Устройства управления. Тут речь прежде всего о смартфоне или планшете с приложением. Именно через приложение настраивается вся коммуникация в умном доме. Но в простейшем варианте устройством управления может быть и умная колонка или телевизор с голосовым помощником.

Хаб или шлюз. Необязательный (чуть позже объясним, почему), но крайне желательный элемент умного дома, который напрямую взаимодействует со всеми устройствами. Он же становится и хранилищем настроек и сценариев.

Важный момент — как именно взаимодействуют устройства умного дома, по какому протоколу? И здесь есть несколько вариантов: Wi-Fi, Bluetooth и специальные протоколы вроде Zigbee. Давайте поймем разницу.

Умный дом на Wi-Fi: максимально просто

Если вам нужно скорее удаленное управление устройствами или их работа по расписанию, можно остановиться на технологии Wi-Fi. Как работает система «умного дома» в этом случае?

Выбираете экосистему (например, «Умный дом Яндекса» или «Салют»), устанавливаете его приложение.
Покупаете устройство, поддерживающее работу в этой экосистеме с протоколом Wi-Fi. Например, умную лампочку или розетку.
Подключаете устройство в приложении к умному дому. Иногда для этого нужна «прокладка» — приложение производителя устройства.
Настраиваете сценарий или пользуетесь устройствами через приложение.

Как работает умный дом и чем он может быть полезен

Как видите, все максимально просто, но есть много недостатков. И все они так или иначе связаны с особенностями протокола Wi-Fi.

1. Высокие энергозатраты. Да, Wi-Fi требует больших затрат энергии для передачи данных. Это не так принципиально, если вы подключаете сетевые устройства (то есть те, которые получают питание из розетки). А вот использовать датчики на аккумуляторах практически не получится, потому что батарея в них будет разряжаться очень быстро.

2. Нет интернета — нет умного дома. Управление умным домом на Wi-Fi происходит через приложение. Соответственно, и команды все устройства получают через интернет. Если у вас пропала Сеть устройства станут самыми обычными, то есть о работе по расписанию и тем более сценариях можно забыть.

Специальные протоколы: сложно, но надежно

Альтернативой Wi-Fi можно считать специальные протоколы, созданные для умных домов. Самым популярным пока остается Zigbee, но есть и другие. Принцип работы у умных домов на их основе одинаков, отличаться могут только нюансы и ассортимент поддерживаемых устройства. Как работает умный дом с таким протоколом?

В первую очередь низким энергопотреблением. Датчик, работающий по Zigbee, не требует замены батарей в течение полугода (иногда и больше). Это значительно расширяет выбор беспроводных устройства, которые можно подключить.

Еще один немаловажный фактор — уверенная зона покрытия. Вы, наверняка, знаете, что сигнал Wi-Fi может теряться даже в небольшой квартире, проходя через пару стен. Конечно, выход есть — использовать репитеры или сразу построить Mesh-сеть. Но в Zigbee такой проблемы в принципе не возникает, потому что каждое устройство, подключенное к розетке, само становится репитером. Соответственно, даже в больших многоэтажных домах сигнал сети теряться не будет.

Ну и главное. У «не облачных» протоколов есть собственный шлюз. Это небольшое устройство, которое отвечает за все сценарии автоматизации, получение информации и передачу команд устройствам умного дома. Таким образом, если у вас отключают интернет, фактически вы этого не почувствуете. Единственной проблемой станет изменение сценариев и прямое включение/выключение устройств, поскольку нужно передать апдейты в сам хаб. А тут интернет все же нужен.

Какие сценарии можно реализовать в умном доме?

Именно в сценариях и есть отличие умного дома от «автоматизированного», в котором доступно только удаленное управление устройствами. Например, есть в умном доме лампочка: как она работает мы знаем. Ее можно включать/отключать дистанционно, но также сделать и частью сценария. Посмотрите, как это может работать.

Все сценарии по большому счету делятся на несколько категорий.

Безопасность

Пример. Если в квартире произойдет протечка, вы получите оповещение на телефон. А если в дом проникнет посторонний, датчик движения даст команду видеокамере начать запись.

В свою очередь безопасность можно разделить на реагирование при ЧП и при появлении непрошенных гостей. Как работают датчики умного дома в этом аспекте? Они могут следить за тем, чтобы все параметры вашего дома были в норме. Это касается отсутствие протечек и утечек газа, снижение температуры до определенного значения (например, при скачке напряжения и отключении газового котла). Можно дооснастить систему исполнительными устройствами. Тогда, скажем, электромагнитный клапан сможет перекрывать воды при обнаружении утечек — это намного эффективнее, чем просто присылать оповещение.

Безопасность в плане контроля возможного вторжения злоумышленников обычно сводится к видеозаписи. Команду на ее начало могут давать датчики движения, разбития окон или открытия двери. Кроме того, к умному дому можно подключить сирену. Тогда злоумышленник как минимум будет понимать, что его заметили — не исключено, что желание продолжать свои темные дела на этом пропадет. Есть еще и умные замки для дверей, которые автоматически разблокируются при приближении владельца смартфона.

Комфорт

Пример. При открывании двери в кладовку может включаться свет, а по команде типа «Я ушел» — гаснуть свет во всем доме и закрываться шторы.

Для большинства именно комфорт — главное при обустройстве умного дома. В первую очередь этот как раз организация работы конечных устройства. Можно настроить уборку роботом-пылесосом по расписанию, включение теплого пола при наступлении морозов на окном, а иллюминации на дорожках загородного дома — при наступлении темноты. Но это лишь базовые сценарии. Более продвинутые впечатляют гораздо сильнее. Например, можно задать комплексную команду вроде «Я ушел» и «Спокойной ночи». Тогда будут выполняться сразу несколько действий. Если как следует заморочиться с настройками, получится автоматизировать практически все действия, которые вы ежедневно выполняете в доме (и даже не задумываетесь об этом).

Экономия ресурсов

Пример. Когда вы уходите из дома, котел или отопители переходят в экономичный режим работы, температура в доме понижается до +10 градусов зимой. К вашему возвращению — поднимается до комфортных 22.

Если задуматься, мы тратим немалое количество ресурсов вхолостую. Например, постоянно поддерживаем в частном доме температуру около 22 градусов, даже когда надолго уезжаем. Или держим включенным электрический теплый пол в санузле по ночам. Расходы на коммуналку можно сократить, продумав сценарии рационального использования электричества.

Итого: самое важное об умном доме

Умный дом может работать в двух концепциях: облачной и локальной. В последнем случае все сценарии будут работать даже при отключении интернета.
Можно начать с малого — например, умной лампочки или розетки. А потом докупать устройства по мере необходимости.
Главное достоинство умного дома — возможность работы по сценариям, когда при наступлении какого-то события или по информации с датчика запускаются другие устройства.