Поделки для дома своими руками / 09.03.2019

Проект "умный дом". Проект «Умный дом

Проект умный дом

Выполнили ученицы 7 «Б» класса

Прохорова Анна и Пузанова Илона

Мобильные приложения

Появляется всё больше недорогих устройств для управления домашними коммуникациями, которые можно контролировать с помощью приложения для iPhone. Например, термостат Nest, разработанный бывшим сотрудником Apple, cтоит всего 249$ и предсказуемо напоминает технику компании Apple. Термостат помогает экономить энергию (он выключает отопление, когда дома никого нет), а с помощью мобильного приложения можно регулировать температурный режим на расстоянии.

Роботы-помощники

Если роботы-пылесосы вроде Roomba больше никого не удивляют, то роботы-помощники, которые могут убираться или даже ухаживать за пожилыми людьми, пока не стали частью нашей повседневной жизни. Пока не существует таких умных (и доступных) роботов, как в фильме «Робот и Фрэнк», но уже разработаны такие помощники, как, например, Hector - этот робот напоминает пожилому хозяину о необходимости выпить нужные лекарства, погулять или позвонить.

Иногда подсоединение бытовых предметов к интернету выглядит вполне оправданно - например, на экране холодильника искать кулинарные рецепты удобнее, чем ходить по кухне с планшетом. Однако разработчики Samsung пошли дальше: на CES 2013 был представлен холодильник T9000 c операционной системой Android, на экране которого можно не только искать рецепты, но просматривать Google календарь, писать заметки в Evernote, слушать музыку и отправлять твиты. Однако некоторые не ограничиваются Twitter-холодильником. Например, калифорнийский блоггер и специалист в области технологий Том Коутс создал Twitter-аккаунт для своего дома. Коутс является сооснователем компании Product Club и поддерживает идею «интернета вещей» - он верит, что подсоединение к Сети большего количества техники может сделать повседневную жизнь намного удобнее.

«Умные» поверхности

Все поверхности в домах будущего тоже могут стать «умными» и обзавестись новыми функциями. Например, стены «научатся» не пропускать сигналы Wi-Fi: французские исследователи из Institut Polytechnique de Grenoble создали обои, помогающие предотвратить электромагнитное загрязнение и «кражу» Wi-Fi. Cпециальная бумага блокирует Wi-Fi и не позволяет сигналу проникать за пределы отдельно взятой квартиры или офиса. Окна тоже могут стать более функциональными, превратившись в огромные прозрачные экраны - такая технология была представлена CES 2012. В компании Samsung разработали Smart Window - окна, которые, по замечанию некоторых журналистов, напоминают «гигантские прозрачные айпэды».

Испанские разработчики создали iPavement - напольное покрытие, в которое вмонтирован микропроцессор, поддерживающий Bluetooth и Wi-Fi. Ещё одно изобретение в этой области - GravitySpace - пол, который распознает людей по массе их тела и при этом явлется огромным экраном, например, на нём может появиться

3D-принтинг

Несмотря на то что 3D-принтеры пока не очень распространены и лишь немногие держат такие устройства дома, уже существуют сверхмощные модели, с помощью которых можно распечатать целый дом. Эту технологию начинают осваивать некоторые архитекторы: например, голландская компания DUS Architects планирует напечатать пластиковые блоки для дома в Амстердаме на специально созданном огромном принтере KamerMaker, высота которого составляет 6 метров - его может увидеть любой желающий во дворе амстердамского офиса компании. Фасад первого напечатанного дома будет готов уже к концу этого года, а затем будут «допечатаны» комнаты и внутренний интерьер. Постройка будет совершенствоваться по мере того, как будут расти возможности 3D-принтинга.

Понятие У́умный дом (англ. digital home) жилой автоматизированный дом современного типа, организованный для удобства проживания людей при помощи высокотехнологичных устройств. Под «умным домом» следует понимать систему, которая должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем в единый управляемый комплекс.англ.домвысокотехнологичных

Разберём всё по пунктам. 1) Регулировка отопления Наверняка, каждый житель хотел бы иметь в многоквартирном доме регулятор отопления в квартире, чтобы с его помощью создавать комфортные для себя условия проживания в зимний период. На самом деле, далеко не каждый знает, что это такое, и для чего нужна регулировка отопления в квартире. На самом деле она дает возможность: Носителю свободно двигаться по трубам отопительного контура, избегая завоздушенности. Это позволяет ему полноценно отдавать тепло помещению, создавая приятный микроклимат. Дает возможность снижать до 20-25% затраты, уменьшая нагрев радиаторов. Как показывает практика, понижение нагрева воздуха в помещении всего на 1 градус дает экономию до 6%. Регулировка температуры батареи отопления в квартире позволяет увеличивать подачу тепла, если его недостаточно.

Система управления освещением это интеллектуальная сеть, которая позволяет обеспечить нужное количество света, где и когда это необходимо. Эта система широко применяется в коммерческой и жилой недвижимости, в промышленности и для внутренней и наружной рекламы. Большинство таких систем способны автоматически регулировать освещение. Автоматизация представляет собой один из трех основных механизмов оптимизации освещения, наряду с использованием энергоэффективных ламп и грамотным расположением светильников. Системы управления освещением используются для максимизации экономии энергии, в том числе с учетом строительных норм, стандартов зеленого строительства и энергосберегающих программ. Системы автоматического управления освещением часто встречаются под названием умное освещение. 2)Управление освещением

4)Управление с телефона Сегодня невозможно представить уумный дом без управления с мобильных устройств. Когда все только начинали свою эпопею с умным домом, то возможность управлять с телефона была одной из главных, а если быть совсем честным, то в списке ответов а зачем это вообще нужно? управление с мобильных устройств было на первом месте.

5)Удалённый доступ через Интернет Современными системами уумный дом можно управлять удаленно из любой точки мира. Достаточно настроить средство связи и подключиться к интернету. Естественно в самом доме также должен находиться компьютер, осуществляющий обратную связь и санкционирующий доступ к Центру управления извне. Управление умным домом через интернет происходит через интерфейс программы, установленной на компьютере в здании. Вы можете осуществлять управление умным домом через интернет в любой момент времени и запрашивать отчеты о событиях, которые произошли за время вашего отсутствия.

6)Системы мультимедиа Мультимедийные системы включают в себя: мультирум; домашний кинотеатр; медиа сервер; телевидение; Централизованное управление аудио, видео и фото-контентом, - это современно, удобно и достаточно просто. При этом: сама аппаратура может находиться где угодно, телевизоров и источников звука может быть сколько угодно; они могут работать как угодно - все одновременно или по очереди; аппаратура может транслировать изображение или звук куда угодно - только в одно или сразу в несколько помещений. Управление всеми компонентами multiroom можно осуществлять как с помощью клавиш самих устройств, так и: настенных клавиш; пульта ДУ; сенсорных панелей; компьютера; мобильного телефона; планшета.

6 причин «ЗА» систему управления мультимедиа «умного дома» 1) Централизованная трансляция аудио- или видеосигнала в любое помещение 2) Централизованное хранилище данных 3)Автоматическое снижение уровня громкости звука воспроизведения при входящих звонках 4) Система внутреннего интеркома 5) Smart Sound 6) Уумный домашний кинотеатр

7)Ворота, жалюзи и рольставни Все типы ворот: Подъёмно-поворотные. Открывайте и закрывайте со смартфона, из любого места. Откатные. Переживаете, что забыли закрыть ворота? - Проверьте и закройте их с телефона. Секционные. Можно настроить дополнительный брелок, один на все ворота. и не только. Распашные. Мгновенно получите уведомление, если кто-то открыл ворота.

8)Бытовая техника и электроника Рынок «умной» бытовой техники довольно молод и наиболее широкое проникновение такие устройства имеют в развитых странах. Так, например, по данным американской Consumer Electronics Association, в США каждый пятый домовладелец, у которого подключен скоростной интернет, купит хотя бы один «уумный» бытовой прибор в течение года (начиная с октября 2015 года), так что продажи таких девайсов только в США вырастут с 20,7 млн единиц техники в 2014 году до 35,9 млн на конец 2016 года. Интересно, что более половины этих потенциальных покупателей – моложе 35 лет. В других странах спрос на «умную» технику будет зависеть от уровня проникновения широкополосного интернета, от покупательской способности населения (зачастую «умная» техника дороже чем аналогичные приборы, не обладающие интеллектом) и других факторов. По данным исследования GfK, проведённого на рынках 7 развитых стран, 91% опрошенных имеют представление о подобного рода технологиях, 51% считают, что использование таких технологий может существенно изменить качество их жизни.

9) Вентиляция и кондиционирование Существует простой и доступный по цене вариант создания «умного» климат-контроля – самостоятельно собрать автоматическую систему с помощью специальных электронных устройств, которые помогут удобно и эффективно управлять климатом, находясь как внутри дома, так и на расстоянии. Это могут быть контроллеры и GSM- модемы, управляющие работой отопительных систем и кондиционеров, а также позволяющие следить за температурой в разных помещениях с помощью специальных датчиков. Цены на такие контроллеры и модемы начинаются от – рублей, но чтобы собрать всю систему, потребуются датчики и другое дополнительное оборудование.

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Трубчевский политехнический техникум»

Индивидуальный проект

Умный дом

ОУДП.03 Информатика

Трубчевск, 2016 - 2017 уч.год

Глава I. Теоретический аспект исследования...................................................6

1.1. Умный дом как домашняя автоматизация 6

1.2. Умный дом как автоматизация здания 6

1.3. История возникновения 7

1.4. Конструкция системы «Умный дом» 8

1.4.1. Системы безопасности 9

1.4.2. Управление освещением 11

1.4.3. Управление климатом 12

1.4.4. Система управления 15

1.4.5. Система отопления, вентиляции и кондиционирования 16

1.4.6. Система освещения 16

1.4.7. Система электропитания здания 17

1.4.8. Система безопасности и мониторинга 17

1.5. Японский «Умный дом» 18

1.5.1. Развитие «умных» домов в Японии 19

1.6. Перспективы «Умных» домов в России 21

1.7. Стоимостные характеристики «умного» дома………………………….24

Заключение 27

Список используемой литературы 29

Введение

Интернет стал одним из важнейших изобретений за всю историю человечества. Многие люди мечтают подключить к интернету все электронные предметы. Активно идут обсуждения проектов «умных домов», общего информационного пространства и других вариантов объединения разрозненных электронных компонентов в единую систему.

На сегодняшний день в интернете можно найти большое количество статей, в которых говорится о том, как создать систему управления: светом, розетками, чайником, холодильником и т.д. Однако все эти статьи описывают разные варианты подключения, что не приемлемо в единой системе.

Меня заинтересовала эта тема. Я решил больше узнать о системе умный и интеллектуальный дом. Ещё Н. Винер в 1940 году сказал «Не за горами день, когда окружающие нас вещи научатся думать и станут много более полезны обществу», и вот этот день настал.

Современный человек предъявляет очень высокие требования к комфортности среды обитания:

1. Эстетические (дизайн и стиль интерьера, ландшафта, красота и функциональность окружающих предметов);

2. Климатические (тепло, холод, чистый воздух);

3. Общебытовые (вода, газ, электричество, радио, телевидение, интернет, телефонная связь, наличие кухонных машин и систем гигиены саун и ванн);

4. Требования к безопасности и контролю за ней (безопасность жилища, хозяев дома и их близких);

5. Требования к надежности сложных систем (компьютеры, домашние кинотеатры, посудомоечные, стиральные машины, СВЧ - печи и др.)

В результате инженерное оснащение квартир и коттеджей неуклонно усложняется, и растет количество устройств, участвующих в формировании этой среды. Возлагать на хозяина жилья управление всеми системами становится неудобно, невыгодно и небезопасно. Комплексная система управления жилищем «умный дом» берет на себя всю рутинную работу по решению этой запутанной задачи, оставляя человеку только принятие главных, «базовых» решений.

Актуальность темы исследования обусловлена высоким потенциалом развития систем «умного дома» и отсутствием единых стандартов устройств, включенных в эти системы.

В чем актуальность «умного дома»? Достаточно взглянуть на преимущества комплекса:

автоматизация большинства процессов в смарт - хаусе;

контроль над состоянием электроприборов, освещения, системы водоснабжения;

предотвращение несанкционированного проникновения в смарт - хаус;

снижение суммы коммунальных услуг за смарт - хаус за счет экономии электроэнергии.

Автоматизация зданий, или умное здание (англ. smart house ) - система высокотехнологичных устройств в жилом доме современного типа, организованная для наиболее комфортного проживания или работы людей.

Из недостатков системы «умный дом» специалисты отмечают разве что дороговизну. Если сравнить плюсы и минусы, становится ясно, что он дает: экономию, комфорт и безопасность. Технологии строительства комплексов предусматривают, что в системе «умного дома» не перегорит проводка из-за попадания воды с затопленной ванны, не лопнет труба из-за перепада температур.

Цель моего проекта : описать структуру автоматизации системы домашних устройств без участия человека.

Для достижения указанной цели необходимо решение следующих задач:

выявить системы управления;

Объектом исследования моей работы является система «умный дом».

Предметом исследования выступает система высокотехнологичных устройств в жилом доме современного типа.

В работе использованы такие методы исследования как анализ и синтез.

Глава I. Теоретический аспект исследования 1.1. Умный дом как домашняя автоматизация

Умный дом (smart home ) в этом значении – система домашних устройств, способных выполнять действия и решать определенные задачи без участия человека. Наиболее распространенные примеры таких действий - автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении, возгорании или протечке воды.

Домашняя автоматизация в современных условиях – чрезвычайно гибкая система, которую пользователь конструирует и настраивает самостоятельно в зависимости от собственных потребностей. Это предполагает, что каждый владелец умного дома самостоятельно определяет, какие устройства и где установить и какие задачи и как они будут исполнять.

1.2. Умный дом как автоматизация здания

Умный дом (smart house , также building automation и intelligent building , рус. АСУЗ ) в этом контексте – жилой дом современного типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает безопасность и ресурсосбережение (в том числе и комфорт) для всех пользователей. В простейшем случае она должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Кроме того, от автоматизации нескольких подсистем обеспечивается синергетический эффект для всего комплекса.

Это проще понять, если представить, например, что система отопления никогда не сможет работать против системы кондиционирования. А отопление осуществляется не только по погоде, но и с учётом целого ряда других факторов. От силы ветра, по предсказанию, от времени суток (ночью комфортная температура меньше).

Можно считать, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека (пользователей) с жилым пространством, когда в автоматизированном режиме в соответствии с внешними и внутренними условиями задаются и отслеживаются режимы работы всех инженерных систем и электроприборов.

В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопительными системами, системами видеонаблюдения и охранной сигнализации, моторизированными воротами и прочим.

1.3. История возникновения

В 1987 году, в СССР был представлен проект радиоэлектронного оснащения жилища «СФИНКС», по своей сути напоминающий идею современного умного дома. Главной изюминкой проекта был главный центральный процессор, состоящий из нескольких блоков, а также пульты управления – «малый» пульт со съемным дисплеем и большой с псевдосенсорными клавишами. Как ручной, так и большой пульт содержат микрофоны управления голосом.

Проект был разработан в ВНИИТЭ и публиковался в нескольких журналах «Техническая эстетика».

В 1995 году разработчики технологий Java предрекали одним из основных назначений для этой технологии увеличения интеллекта бытовых приборов 1 – например, холодильник сам будет заказывать продукты из магазина. Промышленного распространения эта идея не получила, но такие компании, как Miele и Siemens, уже выпускают бытовую технику с возможностью включения в «умный дом».

Осенью 2012 года компания Panasonic анонсировала полномасштабное производство систем управления энергией SMARTHEMS , предназначенных для «умных домов». Panasonic обещает ввести совместимость с системой HEMS во всю линейку своих бытовых приборов, таких как: кондиционеры, «умная» кухонная техника и системы горячего водоснабжения EcoCute . Новая система AiSEG позволяет связать все оборудование и домашние устройства в единую сеть организовав отображение информации о работе солнечных батарей, расходе электричества, газа и воды и автоматически контролируя работу бытовых приборов с помощью протокола ECHONET Lite 2 . Технологии и применение домашней автоматизации. 1.4. Конструкция системы «Умный дом»

Система умного дома включает три типа устройств:

Контроллер (хаб) - управляющее устройство, соединяющее все элементы системы друг с другом и связывающее ее с внешним миром

Датчики (сенсоры) - устройства, получающие информацию о внешних условиях

Актуаторы – исполнительные устройства, непосредственно исполняющие команды. Это самая многочисленная группа, в которую входят умные (автоматические) выключатели, умные (автоматические) розетки, умные (автоматические) клапаны для труб, сирены, климат - контроллеры и так далее (см. Рисунок 1).

В большинстве современных умных домов контроллер общается с остальными устройствами системы через радиосигналы. Самые распространенные стандарты - Z-Wave, ZigBee и Wi-Fi, в США популярен также Thread.

Для связи с внешним миром контроллер как правило подключается к интернету.

Рисунок 1. Конструкция системы «Умный дом» 1.4.1. Системы безопасности

Датчики движения, датчики присутствия, датчики вибрации, датчики разбития стекла, датчики открытия окна или двери;

Видеонаблюдение;

Видеодомофоны и видеоглазки;

Электронные замки (умные замки, смартлоки) и модули управления воротами;

Эти устройства позволяют сконструировать подходящую систему безопасности от сравнительно простой до достаточно сложной.

Среди основных алгоритмов:

регистрация нежелательного проникновения;

уведомление владельцев;

включение сирены;

запуск видеосъемки;

запирание входных или межкомнатных дверей (см. Рисунок 2).

Вдобавок, системы безопасности умного дома интегрируются с охранными системами, по тревоге высылающими группы реагирования. В большинстве стран рынок охранных систем существует достаточно давно, в то время как системы умного дома стали широко распространяться лишь в 2010-х годах. Отдельные поставщики охранных услуг позволяют интегрировать свою сигнализацию с умными устройствами, которые устанавливает сам пользователь, либо соглашаются высылать группы реагирования по сигналам тревоги с таких устройств.

Электронные замки, видеодомофоны и видеоглазки позволяют также организовать систему контроля доступа с возможностями дистанционного управления, видеозаписи и так далее.

Рисунок 2. Системы безопасности 1.4.2. Управление освещением

Умные выключатели и диммеры;

Модули управления шторами, жалюзи и рольставнями;

RGB- и RGBW-контроллеры для управления светодиодными светильниками, прежде всего светодиодными лентами;

Датчики движения и присутствия;

Датчики освещенности;

Такие устройства позволяют автоматизировать управление светом и чаще всего используются, чтобы:

автоматически включать свет, когда люди входят в помещение, и выключать, когда выходят;

автоматически поддерживать освещенность на постоянном уровне, регулируя яркость светильников и положение жалюзи или штор (см. Рисунок 3);

автоматически регулировать освещенность в зависимости от сезона и времени суток или по другим заранее заданным правилам.

Рисунок 3. Управление освещением 1.4.3. Управление климатом

Основная задача устройств умного дома в этом случае - Датчики влажности;

Датчики температуры;

Термостаты для поддержания постоянной температуры или ее автоматического регулирования;

Терморегуляторы для управления мощностью батарей отопления;

Климат - контроллеры, передающие команды умного дома на технику предыдущих поколений, которая управляется обычными дистанционными пультами, прежде всего на кондиционеры;

Гигростаты для поддержания постоянной влажности или ее регулирования;

автоматически регулировать работу климатических систем так, чтобы одновременно обеспечить комфортный микроклимат и сократить расходы на его поддержание;

автоматически поддерживать комфортную температуру в помещениях, где находятся люди;

автоматически снижать мощность батарей и кондиционеров в отсутствие людей и ночью;

автоматически поддерживать влажность, комфортную для людей и щадящую для помещения и предметов обстановки;

автоматически вентилировать помещения и очищать воздух, поддерживая комфортное качество воздуха.

Рисунок 4. Теплоизоляция пассивного дома

Фотография в инфракрасных лучах показывает, насколько эффективна теплоизоляция пассивного дома (справа) по сравнению с обычным домом (слева) (см. Рисунок 4).

Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию следующих систем в единую систему управления зданием:

Системы управления и связи;

Система отопления, вентиляции и кондиционирования;

Система освещения;

Система электропитания здания;

Система безопасности и мониторинга (см. Рисунок 5).

Рисунок 5. Управление климатом 1.4.4. Система управления

Рисунок 6. Система управления 1.4.5. Система отопления, вентиляции и кондиционирования

Система отопления, вентиляции и кондиционирования (Heating, Ventilation and Air Conditioning, HVAC) обеспечивает регуляцию температуры, влажности и поступление свежего воздуха. Кроме этого, HVAC экономит энергию за счет рационального использования температуры среды. Некоторые подсистемы:

управляемый через сеть кондиционер;

механизмы автоматического открытия/закрытия окон для поступления холодного или теплого воздуха в подходящее время суток.

1.4.6. Система освещения

Система освещения (Lighting control systems, LCS) контролирует уровень освещенности в помещении, в том числе для экономии электроэнергии за счет рационального использования естественного освещения. Некоторые подсистемы:

автоматика для включения/выключения света в заданное время суток;

датчики движения для включения света только тогда, когда в помещении кто - то находится;

автоматика для открытия/закрытия ставней, жалюзи, для регулировки прозрачности специальных оконных стекол.

1.4.7. Система электропитания здания

Системы электропитания обеспечивают бесперебойное питание, в том числе за счет автоматического переключения на альтернативные источники электропитания. Некоторые подсистемы:

Автоматический ввод резерва;

промышленные ИБП;

дизель - генераторы.

1.4.8. Система безопасности и мониторинга

В систему безопасности и мониторинга входят следующие подсистемы:

система видеонаблюдения;

система контроля доступа в помещения;

Охранно - пожарная сигнализация (в том числе контроль утечек газа);

Телеметрия - удалённое слежение за системами;

Система защиты от протечек – автоматическая блокировка водоснабжения при протечке и заливе помещения. Состоит из контролирующего устройства, специальных кранов и датчиков, детектирующих затопление (Аквасторож, Neptun, Гидролок и другие);

GSM-мониторинг – удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и управление системами дома через телефон. В некоторых системах при этом можно получать голосовые инструкции по планируемым управляющим воздействиям, а также голосовые отчёты по результатам выполнения действий;

IP-мониторинг объекта;

Имитация присутствия.

1.5. Японский «Умный дом»

На выставке в Токио представили прототип «умного дома», воплотившего в себе все последние разработки в сфере социальной инфраструктуры (см. Рисунок 7). Проект, по сути, является жилым домом с рядом встроенных автоматизированных систем, которые позволяют не только упростить быт, но и существенно экономить ресурсы.

Токийский «умный дом» продемонстрировал лучшие решения современных производителей сразу по трём направлениям: «Здравоохранение», «Комфорт» и «Энергетика». Особый интерес вызвали системы оптимизации. Они способны отслеживать перемещения жильцов, учитывать их привычки в быту, сводя к минимуму таким образом расходы на отопление и на электроэнергию. Кроме этого, в «умном» доме установлены сенсоры, назначение которых кондиционировать помещение и автоматически выключать свет, реагируя на присутствие человека.

Особое внимание разработчики «умного» дома уделили автономному энергоснабжению, представив бесперебойное питание для дома. Стоит отметить, что подобные системы уже появились и на российском рынке. Отечественные разработки обеспечивают автономное бесперебойное питание объектов на срок до двух суток, используя внешний генератор с автозапуском. Такие инверторные системы обеспечиваю не только бесперебойную работу, но и 100% автономность.

Забота о здоровье обитателей дома – одна из сильных сторон «умного» дома. Жильцам предлагают носить специальные браслеты, отслеживающие условия сна и показатели жизнедеятельности. Полученные данные анализируются системами «умного дома», и у его обитателей есть возможность подкорректировать микроклимат. Разработчики «умного дома» предусмотрели в том концепте систему автоматизации и уборки помещений. Наводить порядок в доме будет робот-пылесос, управление которым осуществляется через управляемую домашнюю централизованную систему энергоменджмента. В «умном доме» используются и подключенные к Интернету «умные» бытовые приборы.

Рисунок 7. Японский «Умный дом» 1.5.1. Развитие «умных» домов в Японии

В Японии правительство решило серьезно подойти к разработке «умных» домов. Дома здесь будут проектироваться иначе и немного отличаться от своих западных аналогов.

Дело в том, что правительство рассчитывает на создание сооружений, которые будут устойчивы к сейсмической активности. В западной части страны землетрясения являются настоящей проблемой. Поэтому разработка дома, который будет устойчив к колебаниям почвы – это приоритет. Причем важно учесть, чтобы устояла к колебаниям даже местная канализация.

Одной из первых за новый проект взялась компания Panasonic. Некоторые образцы домов уже существуют, однако, пока что они не прошли должной проверки. Считается, что организация вложила в строительство весь свой опыт и применила ряд инноваций. Panasonic стала, конечно, не единственной компанией, которой интересен такой социальный и высокотехнологичный проект.

Ожидается, что в ближайшие годы к программе подключится несколько ведущих компаний в сфере высоких технологий.
Дома от Panasonic пока что не проверены на устойчивость к землетрясениям, зато компании удалось решить одну глобальную проблему. Во всех строениях была установлена особая инновационная система электросбережения, которая позволяет экономить на электроэнергии.

Даже наружное освещение подлежит управлению и контролю. Что касается сейсмоустойчивости, то она гарантируется домам материалами, использованными при строительстве. Panasonic применила специальные техноструктуры, которые могут выдерживать высокие колебания грунта.

На сегодняшний день известен также «умный» дом от Honda Motor. Это не само строение, а именно система управления домом. Как и Panasonic, специалисты Honda Motor решили преимущественно проблему с расходом электроэнергии (см. Рисунок 8,9).

В здании установлены специальные энергосберегающие панели, которые собирают солнечный свет. Также в доме есть местная установка для производства электроэнергии.

Рисунок 8. Система управления «Умным» домом в Японии

Рисунок 9. Система управления «Умным» домом в Японии

1.6. Перспективы «Умных» домов в России

Сначала об «умных домах» - smart - системах для домовладельцев. Наблюдаемые в этом сегменте высокие темпы роста являются простым следствием единичности совершающихся сделок и лишь подтверждают зачаточность рынка. Происходящее очень напоминает «бурю в стакане воды», причем почти в буквальном смысле - поскольку данный рынок обречен быть узко-локализованным. Долгое время он не будет выходить за границы пространств элитного жилья Москвы и Подмосковья. В последующем, конечно, неизбежна экспансия этого рынка в регионы, но, опять же, исключительно за счет элитного потребления. В региональных центрах будут образовываться анклавы «умных» домов - предмет потребления региональных элит.

Массовым рынок «умных домов» в России вряд ли станет. Это связано с консервативностью культуры потребления, с низкой покупательной способностью широких масс населения и, может быть, самое главное – с отсутствием объективной потребности в «умном доме» как системе, предназначенной для городской квартиры.

Консервативность (безразличие) культуры потребления среди слоев населения с высокими доходами будет довольно скоро преодолена, и в этих слоях «умный дом» вероятно, очень скоро станет такой же обязательной визитной карточкой, как дорогой автомобиль или гардероб, т.е. превратится в элемент стиля (см. Рисунок 10,11).

Для элит цена «умного дома» не будет иметь значения, но зато для средних слоев населения она станет непреодолимым фактором, сдерживающим потребление этого класса систем. И даже не потому, что у этой категории населения нет соответствующих средств. Причина в другом – в том, что «умный дом», если рассматривать его с чисто функциональной точки зрения, занимает не совсем понятное место в системе потребностей владельца типичной городской квартиры.

Действительно, значительная часть квартир уже оборудована привычными системами, выполняющими фактически те же функции, что и «умный дом», хотя и с меньшим интеллектуальным изыском. Те же сигнализация или кондиционирование помещений, взятые по отдельности, стоят намного дешевле, чем призванный их интегрировать «умный дом». При этом синергетический эффект, получаемый в результате интеграции всех этих систем в единое интеллектуальное целое, для владельца городской квартиры не так уж значим по сравнению с ценой, которую нужно за это заплатить. Лучше купить второй автомобиль – а будет ли выключаться свет сам, когда вы случайно уснете или нет – не так уж важно. Более важный класс потребностей – в безопасности, комфорте и досуге – опять же выполняют уже привычные, хотя и менее «умные» – сигнализации, кондиционеры и телевизоры с системой Dolby и плоским экраном. Так зачем платить больше за решение, дающее явно избыточный для обычной городской квартиры эффект?

Итак, основной вывод – «умные дома», несмотря на кажущиеся многообещающими сегодняшние высокие темпы роста, останутся замкнутыми в сфере элитного, штучного потребления, сильно локализованного и пространственно, и социально.

Рисунок 10. «Умный» дом в России

Рисунок 11. «Умный» дом в России

1.7. Стоимостные характеристики «умного» дома

Итак, сколько же стоит система «Умный Дом»? Можно выделить несколько ценовых категорий от комфортного минимума до автоматизации «по полной».

До 50 000 рублей

Уведомление хозяина по GSM каналу о некоторых событиях, происходящих в доме (отключение электропитания, срабатывание охранной или пожарной сигнализации, постановка/снятие дома с охраны и т.д.)

Удаленное управление (посредством СМС) такими процессами как, например, включение обогрева или системы вентиляции дома, включение освещения (имитация присутствия хозяев) и т.д.

Управление розетками с инфракрасного пульта.

50 000 - 250 000 рублей

Управление электроснабжением дома: распределение энергопотребления между фазами, отключение менее приоритетных устройств превышении порога энергопотребления.

Отключение ветвей энергопотребления при отъезде хозяина дома.

Система предупреждения аварий.

Система видеонаблюдения и домофона.

250 000 - 600 000 рублей

Комплексная охранная и пожарная сигнализация с контролем периметра, отключение систем вентиляции в случае пожара.

Система видеонаблюдения через интернет.

Автоматическое управление освещением по датчикам движения, датчику освещённости, сценариям освещения и таймерам.

Автоматика ворот.

Выдача аварийных сообщений о протечках воды и утечках газа, перекрытие стояков в зоне с протечками.

600 000 - 1 200 000 рублей

Управление всеми системами дома от единого контроллера.

Разработка индивидуального пользовательского интерфейса для управления всеми процессами в доме.

Управление домом через сенсорные панели и с КПК.

Индивидуальная система управления обогревом, вентиляцией, теплым полом в каждой комнате.

Контроль относительной влажности и качества воздуха по уровню СО 2 в жилых комнатах. Ручное или автоматическое управление распределением воздуха от вентиляционной машины по помещениям.

Управление всеми розетками и группами освещения - ручное, по датчикам или по общим сценариям здания.

Автоматика насосов канализации и баков водоснабжения.

от 1 200 000 рублей

Обогрев наружных сетей - мониторинг наружной температуры и целостности греющих кабелей, ручное или автоматическое управление обогревом по датчику промерзания.

Обогрев ливнестоков - мониторинг наружной температуры и целостности греющих кабелей, ручное или автоматическое управление обогревом по датчику осадков.

Мультирум - единая теле- и аудиосистема. Автоматическое распределение звука по датчикам присутствия в соответствии с предпочтениями хозяина, единая система управления телевизорами и развлекательными системами дома.

Полная автоматизация всех процессов дома.

Полный контроль и управление через интернет.

Заключение

Работая над этой темой я пришел к выводу, если вы не имеете времени на решение бытовых вопросов, и вы хотите облегчить свою жизнь с помощью новейших технологий «Умный дом» лучший выбор!

В настоящий момент «умных домов» не так уж и много в нашей стране, в большинстве это элитные дома и коттеджи. Но уже разработаны и малобюджетные проекты, которые позволяют установить систему «умный дом» с минимальными денежными вложениями.

Возможности современных технологий действительно завораживают, такая система управления домом кажется одним большим плюсом.

Но было бы неправильно не упомянуть ее минусы:

Высокая цена, так же любая техника, даже самая современная периодически ломается, и если в системе управления домом выйдет из строя что - то одно, то «полететь» может приличная часть всей системы.

Полноценная система «Умный дом» это однозначно не та вещь, которая делается раз и навсегда. Через 5-10 лет технологии принципиально изменятся, и старая система потеряет свою актуальность. В основном, конечно, из-за скорости, с корой мы летим «в будущее».

Цель моей исследовательской работы достигнута , а именно, описана структура автоматизации системы домашних устройств без участия человека.

В данной работе были решены все поставленные задачи :

рассмотреть понятие системы «Умный дом» и принцип её действия;

рассмотреть возможности системы «Умный дом»;

выявить системы управления;

проанализировать системы домашней автоматизации в Японии и в России;

рассмотреть стоимость данных услуг.

Мне очень интересна данная тема и в дальнейшем я хочу рассмотреть технологии реализации данной системы.

Список используемой литературы

http://ru.wikipedia.org

http://www.fieldbus.narod.ru

http://www.ferra.ru

http://termosys.ru

http://econet.ru

http://www.luxsound.ru

http://www.axico.ru

http://www.domidomik.ru

http://electronic-home.com.ua/crestron

1 https://ru.wikipedia.org

2 https://ru.wikipedia.org/wiki

1. Проблемная ситуацияПроекты "умных" домов предполагают
постройки жилого типа, которые
оборудованы с помощью
высокотехнологичных устройств и
автоматизации. И мы решили узнать
подробнее об этих устройствах и системах
и каких видов они бывают.

2.Цель проекта

Разработать творческий проект системы
«Умный дом». Рассмотреть применение
элементов этой системы для нашего
будущего дома.

3.Задачи

Ознакомиться с понятием «умный дом»
Ознакомиться с технологиями освещения жилого дома
Узнать о размещении картин и коллекций в интерьере
Научиться применять современные технологии и средства
поддержания гигиены жилого помещения
Ознакомиться с электрическими бытовыми приборами для уборки
помещения с климатическими приборами
Собрать необходимую информацию по сайтам Интернета,
посвященным комплексной системе управления «Умный дом»
Проанализировать потребности в управлении нашим домом с
помощью различных датчиков
Создать список (перечень) наших проблем
Найти технологии, подходящие для нашего дома.
Определить, какими средствами для их реализации располагает наши
семьи.

4.Критерии и требования к нашему будущему дому

Внешний вид
Метраж
Потребление электроэнергии
Уют и комфорт
Система «Умный дом»
Экономичность
Размеры
Энергоэффективность

5.Исследования

Мы ознакомились с соответствующими сайтами Интернета, из которых
подробнее узнали о том, что же входит в понятие «Умный дом». Поскольку
это очень сложный, но интересный для нас вопрос, мы обратились за
разъяснениями к родителям. Оказалось, что это система автоматизации домов,
офисов, квартир, включая в себя следующие компоненты:

Автоматизация центрального блока управления
Автоматизация канализации
Автоматизация водоснабжения
Система multiroom
Управление жалюзи и рольставнями
Система «Умный дом» проектируется и собирается индивидуально
для каждого потребителя. Это делают профессионалы.
Самостоятельно такую систему в доме сделать практически
невозможно. Некоторые из перечисленных выше систем можно не
устанавливать или наоборот, добавить новые.

6. Варианты будущего дома, интерьер и ландшафт

7. Выбор систем

Выбранные нами системы и
ценообразование
Элементы системы
Цена
Установка систем «Умный дом» под ключ
От 294 314 тыс.руб
Автоматизация систем безопасности
От 27 900 руб
Автоматизация электроснабжения
От 60 000 руб
Автоматизация систем освещения
От 778 000 руб
Автоматизация климатических систем
От 140 000 руб
Автоматизация центрального блока
управления
От 5000 руб/шт.
Автоматизация канализации
От 60 000 руб за проект
Автоматизация водоснабжения
От 30-40 тыс руб за проект

8. Влияние систем умного дома на человека и экологию

Влияние на экологию:
Умный дом приятно позиционировать системой обеспечения комфорта и
безопасности. Как одно из ее главных достоинств, обычно подчеркивается
энергоэффективность, которая помогает пользователю минимизировать
расходы на содержание жилья. Однако это далеко не все. Умный дом это не
только умный, но еще и зеленый дом. Если сравнивать с традиционными
жилищами, умный дом дает намного меньшую нагрузку на окружающую
среду.
Влияние на здоровье человека:
Умный дом помогает поддерживать температуру, следить за качеством воздуха,
следит за состоянием жильцов. Ещё в ее возможности входит контроль пульса
и частоты дыхания человека. Этим доказывается, что система умный дом
благоприятно влияет на здоровье человека, тоесть она не опасна.

Наш будущий дом

9. Самооценка и оценка

Мы узнали что такое система «Умный дом».
Разработали проект, рассмотрели
применение этой системы для нашего
будущего дома. Ознакомились с
компонентами умного дома. Наш проект
получился классным.
Оценка наших родителей.

Ни для кого не секрет, что жизнь человека становится с каждым днем все проще, благодаря различным гаджетам, бытовым устройствам и так далее. В современном мире даже можно управлять домом с помощью смартфона, который есть практически в каждом кармане, хотя данные технологии казались фантастическими ещё несколько десятков лет назад. Автоматизированная система, в которую превратился «умный» дом, освобождает человека от домашних забот. Таким образом, сэкономленное время можно потратить на то, что действительно приятно и полезно. Но необходимо разобраться, что представляет собой подобный дом, а также какие есть преимущества и недостатки.

«Умный дом» является специальной системой управления зданием, решающей задачи безопасности, связи и развлечений. Данная система состоит из таких элементов, как выключатели, таймеры, сенсоры, различные датчики, которые помогают измерять физические параметры. Также присутствуют вспомогательные устройства: блоки питания, модули и интерфейсы. Такую систему можно поставить не только в больших загородных домах, но и в обычной квартире.

Достоинством является то, что можно контролировать чайник, микроволновку, кондиционер, телевизор и другие бытовые приборы с помощью смартфона или планшета из любого места. То есть можно завести «умный будильник», и по сигналу этого будильника жалюзи или шторы откроются, а машина сварит кофе. Также контроль климата станет приятным бонусом, ведь можно устанавливать и поддерживать благоприятную температуру в различных комнатах.

В умном доме осуществляется контроль над сигнализацией, газом, водой, а также видеонаблюдением и противопожарной системы, что, несомненно, может обезопасить помещение от утечек и непредвиденных ситуаций. Системные датчики и таймеры, реагирующие на присутствие человека, способствуют экономии электричества в доме. Когда человек уходит из дома, различные приборы, теплые пола, система регулировки температуры переходят в спящий режим. Теперь можно избавиться от излишних переживаний, не думая, выключен ли утюг или другой прибор.

Но в «умном доме» также есть и негативные моменты. Например, данное оборудование будет дорого стоить, вдобавок к этому поломка устройств влечет за собой дорогостоящую починку. Некоторым может не понравиться огромное количество различных датчиков и проводов. Опять же не каждый дом может обеспечить бесперебойный источник питания для непрерывного функционирования оборудования.

Умный дом, несомненно, является очень комфортным для современной жизни. Не стоит забывать, что управление электронными устройствами все-таки осуществляется человеком и напрямую зависит от человеческого фактора, и так будет еще долгое время. Поэтому нужно задуматься, умный дом является плохим или хорошим решением ежедневных бытовых проблем. Возможно, в скором времени умный дом станет чем-то обычным в повседневной жизни, и машины будут решать за человека разные задачи.

Вариант №2

Это система, которая была придумана в 70х годах 20 века в Соединенных Штатах Америки для обозначения технологически оснащенного дома для комфортного проживания людей. Электронные приборы дома объединены в единую систему, которые связанны между собой через сеть. Подразумевается, что эта система должна иметь определённый заданный алгоритм действий в конкретных ситуациях.

Чаще всего в единую систему могут быть объединены: система отопления, вентиляции, пожарная сигнализация, охранный пункт, контроль утечки воды и газа, видеонаблюдение, телефон, интернет, электричество. Иногда люди выбирают только те функции, которые им нужны.

Давайте рассмотрим подробнее каждую из них.

Система, которая контролирует микроклимат – измеряет температуру в доме и поддерживает ее на оптимальном уровне для здоровья и комфорта пользователей, также автоматически включает или выключает вентиляцию.

Управление светом позволяет пользователю менять яркость, используя различные световые регуляторы, контролировать постоянное освещение независимо от погоды или времени суток и автоматически включать наружное освещение, которое не только обеспечит комфорт, но и отпугнет нежданных гостей

В разное время года жалюзи автоматически принимают определенный угол, обеспечивая попадание достаточного количества солнечного света.

Умный дом ведет запись всех посетителей, их лица и действия остаются в его памяти. А в отсутствие хозяев долгое время, дом может включить режим, имитирующий присутствие в доме людей.

При аварийной ситуации, система оповестит все службы о проблеме и попытается устранить ее самостоятельно: перекроет воду или включит пожарную сигнализацию.

Система “Умный дом” популярна во многих странах, и используется, в том числе и в России.

7, 8 класс по технологии и информатике

Проект "умный дом". Проект «Умный дом