Комфорт — дело техники

Андрей Фильчаков

Одна голова хорошо, а «умный дом» лучше

Интеллектуальное здание частного масштаба

Интеллектуальное здание — взгляд из офиса

От цифрового дома к Интернет-дому

А у нас в квартире газ. А у вас?

 

Воров ловят при помощи Интернета

LG Electronics представила микроволновуюпечь с модемом

Х10 — технология передачи данных по силовым линиям

Электронный дом будущего. Взгляд Matsushita

 

Согласно недавним исследованиям мировых аналитиков, люди все в большей степени стремятся переложить часть своих повседневных забот на «железные плечи» электронных устройств.

Идея автоматизации уже довольно давно овладела умами пользователей, шагающих в ногу со временем. Если раньше в силу дороговизны и производственной ориентированности было целесообразно устанавливать системы автоматизации исключительно на производстве, то сегодня подобные системы активно врываются в повседневную жизнь, и мы повсюду слышим странные фразы: «интеллектуальное здание», «умный дом», «автоматизация жилища». Не так давно появились и новые термины: «Интернет-дом» и «Цифровой дом» (Integer Home). Попробуем разобраться, что скрывается за этими понятиями.

В многочисленных описаниях и статьях, посвященных автоматизации жилища, постоянно приводится очень выразительный пример: вы сидите в своем офисе, довольно удаленном от дома, и вдруг на экране вашего персонального компьютера открывается окно, в котором вы видите соседа, нажимающего кнопку звонка у вашей входной двери. Еще одна вариация на ту же тему: работа, компьютер, всплывающее окно с картинкой из дома, но на этот раз сработал датчик движения в коридоре, который включил свет, видеокамеру и отправил вам в офис фотографию вашего ребенка, вернувшегося из школы. Набрав несколько команд на компьютере вы включаете микроволновку и подогреваете для ребенка обед или с помощью дополнительных камер наблюдаете, чем занимается ваше чадо. В рамках данной статьи мы и расскажем о последних тенденциях в секторе автоматизации жилища, о стандартах и новинках этого рынка.

Одна голова хорошо, а «умный дом» лучше

Естественный вопрос, который возникает у многих скептиков: зачем доверять свою жизнь какой-то автоматике (в более современной интерпретации — электронике)? На это сам собой напрашивается очевидный ответ: для обеспечения комфорта. Кроме того, если копнуть поглубже, можно отметить и темы безопасности, экономии ресурсов, развлечения и многие другие. Сегодня довольно сложно отследить все предпосылки появления идеи тотальной автоматизации частных домов, но можно сказать наверняка, что одним из прародителей стали системы дистанционного управления аудио- и видеотехникой. Затем появились системы безопасности, управляемые с одной консоли, гаражные ворота, поднимающиеся при нажатии кнопки на пульте, датчики освещения и многое другое. Следующим шагом стало объединение всех этих набравших критическую массу пультов и консолей в единый центр управления. Первые системы ограничивались универсальными программируемыми пультами, аналогичными тем, которые сегодня можно купить на любом радиорынке и с которых производится управление любой аудио/видео- и спутниковой аппаратурой в квартире, но с гораздо более богатым набором функций. Отметим, что для многих пользователей такого уровня комфорта оказалось вполне достаточно. Однако индустрия «умных домов» дальше гигантскими шагами, и вот уже в такую систему вошли компьютер, бытовая техника, а несколько позже все это было соединено с Интернетом. И сегодня указание микроволновке, когда приготовить ужин, уже не является кадром из фильма о далеком будущем.

При чем эта вначале монолитная идея «умного дома» сегодня разделилась на два направления: автоматизацию жилища (концепция интеллектуального здания) и Интернет-дом. В нашей статье мы подробно рассмотрим оба эти направления, которые преследуют, по сути, одну и ту же цель — обеспечить максимальным комфортом хозяина «умного дома». Комфорт в первую очередь подразумевает экономию времени и сокращение домашней рутинной работы, которую берет на себя автоматика, обеспечивающая легкость управления и контроля.

В начало В начало

Интеллектуальное здание частного масштаба

В сектор частных домов концепция интеллектуального здания пришла из промышленности, где успешно реализуется уже многие годы, постоянно совершенствуясь и развиваясь, а вот о частном «интеллектуальном здании» стали говорить только в последние несколько лет. Возможно, это связано со стоимостью подобных систем и излишней функциональностью, а также с необходимостью практически с нуля создавать информационную структуру дома. Вторая проблема не является актуальной при постройке нового дома, о чем убедительно говорят цифры статистики — более 30% новых частных домов в США являются «умными». Действительно, при строительстве нового или реконструкции существующего дома можно предусмотрительно заложить информационную инфраструктуру: проложить специальные кабель-каналы и в каждую комнату наряду с привычной электрикой провести информационные кабели — коаксиальный и витую пару не ниже 5-й категории, помимо этого не будут лишними и провода звуковой системы. Как показывает практика, закладка коробов с последующей укладкой в них кабеля является оптимальным способом минимизировать стоимость внесения изменений в кабельную систему в будущем. Сегодня существует ряд стандартов, регламентирующих установку и эксплуатацию структурированных кабельных систем, на которых мы не будем останавливаться подробно, отметим лишь, что грамотная кабельная система избавит вас от головной боли на много лет.

Для владельцев же старых домов мысль о сверхкапитальном ремонте для внедрения такой системы представляется не то что нереальной, но почти абсурдной. Однако стремление к комфорту от этого не пропадает. Спасительными в таких случаях становятся решения, использующие существующую телефонную и электропроводку в качестве информационной магистрали. На сегодняшний день разработано несколько технологий, которые допускают применение уже существующей домашней проводки для подключения вычислительных устройств, телефонии и контроллеров бытовых приборов. Одной из наиболее популярных в последние годы является продвигаемая одноименной фирмой технология Х10, которая сегодня практически стала стандартом де-факто на системы домашней автоматизации. Согласно стандарту Х10 через домашнюю электропроводку переменного тока выполняется одно- и двунаправленная пересылка сигналов для управления и слежения за функционированием совместимых с Х10 модулей, существующих в настоящее время практически для любых электроприборов — от светильников до системы управления аквариумом с рыбками. Есть даже электронный ротвейлер, о котором увлекательно рассказано в статье «Умный дом» для «чайников» (эту статью вы можете прочитать на нашем CD-ROM): это устройство, называемое RoboDog, способно воспроизводить точный лай 60-килограммового ротвейлера. RoboDog с автономным питанием в сочетании с датчиком движения поможет отпугнуть непрошенных гостей — мало кто захочет проверить, настоящая ли это собака и насколько она голодна. Подробнее о технологии Х10 можно узнать на сайте производителя http://www.x10.com/ или в сокращенном варианте — во врезке.

Другим решением, которое позволяет автоматизировать дом без прокладки многочисленных кабелей, является использование радиоконтроллеров. Кстати, именно решения, основанные на радиосвязи, пользуются сегодня наибольшей популярностью; при этом требование пользователей «никаких новых проводов» удовлетворяется полностью. На рынке можно найти и беспроводные решения уже упоминавшейся фирмы Х10, легко интегрирующиеся с проводными контроллерами, и другие, в частности решения на базе стандарта Bluetooth, которые, правда, еще не приобрели такой же популярности и по большей части являются концептуальными разработками.

Естественно, в вопросе домашней автоматизации технология Х10 не является единственной — на сегодняшний день существует несколько стандартов (протоколов). Еще в 1998 году появились первые изделия, соответствующие стандарту CEBus Home Plug-and-Play. Этот стандарт был поддержан большинством компаний, производящих персональные компьютеры и бытовую электронику. Кроме того, он предоставляет больше возможностей для управления и превосходит Х10 по надежности. Кстати, в настоящее время есть и универсальные продукты, содержащие средства управления устройствами как Х10, так и CEBus, в которых также предусмотрена возможность доступа к системе автоматизации жилища по телефонным линиям.

Несмотря на то что большинству потребителей вполне достаточно (и даже более того) функциональности, обеспечиваемой устройствами Х10, не говоря уже о CEBus, многие ведущие производители готовят к выпуску новый единый стандарт, который будет способен расширить и без того немалый список возможностей, а также облегчить процедуру инсталляции и удешевить сами устройства. Так, летом прошлого года на конференции по автоматизации жилища представители Microsoft объявили о совместной работе с корпорациями General Electric, SMART, ITRAN, Domosys, Mitsubishi и другими лидерами индустрии по обеспечению взаимодействия между уже существующими и будущими стандартами интеллектуального управления жилищем. Речь идет о новом универсальном стандарте (протоколе), прототип которого для интеллектуальных устройств, работающих в сети, и представила Microsoft на конференции. Стандарт SCP (Simple Control Protocol) дополняет технологию Universal Plug-and-Play (UPnP, http://www.upnp.org/) и спроектирован для расширения возможностей по использованию UPnP в сетях, не совместимых или не поддерживающих TCP/IP, например в низкоскоростных средах PLC, к которым относится и домашняя электропроводка. Как утверждают разработчики, использование SCP совместно с UPnP позволит потребителям контролировать жилище в рамках одной логической сети, включающей не только простейшие устройства вроде выключателей, но и более сложную электронную аппаратуру. В планах на текущий год — выпуск первой микросхемы, поддерживающей эти стандарты. А пока киты индустрии бьются над созданием нового стандарта. Но посмотрим на вопрос автоматизации с другой стороны.

В начало В начало

Интеллектуальное здание — взгляд из офиса

В первом номере КомпьютерПресс за нынешний год мы уже поднимали тему интеллектуального здания (КП №1’2001, стр.180) в ракурсе именно офисного проекта. Не останавливаясь на деталях, отметим, что на сегодняшний день стандартом де-факто является технология LonWorks, разработанная компанией Echelon Corporation (http://www.echelon.com/) и поддерживаемая европейской ассоциацией EIBG (European Intelligent Building Group). Из особенностей данной технологии следует отметить прозрачную логику работы контроллеров, которая позволяет осуществлять практически любой уровень интеграции. Несмотря на то что сеть контроля и управления использует в своей работе протокол LonTalk, интеграция сети передачи данных от системы управления с локальной сетью осуществляется в один шаг — путем установки маршрутизатора, соединяющего сеть LonWorks с сетью Ethernet, использующей протокол TCP/IP. Возникает вопрос: стоит ли изобретать велосипед, если уже сегодня разработаны прозрачные и масштабируемые системы?

На этот вопрос отвечают сами разработчики стандарта LonWorks от компании Echelon Corporation: настоящие домашние сети (Home Networking) состоят из трех пока еще различных составляющих (типов сетей):

  • компьютерные сети (такие как Ethernet, HomePNA, HomeRF) для соединения в сеть персональных компьютеров, принтеров, сканеров, факсимильных аппаратов и другого оборудования;
  • развлекательные сети (например, IEEE 1394) для подсоединения телевизоров, видеосистем и стереосистем, DVD-проигрывателей и др.;
  • сети управления (такие как LonWorks) для организации систем управления светом, выключателями, системами безопасности, пожаротушения, вентиляции и др.

В такой ситуации естественным решением является создание единого стандарта, объединяющего все три составляющие домашних сетей в одно целое. В этом начинании Echelon Corporation поддерживает фирму Microsoft, разрабатывающую стандарт SCP, дополняющий и расширяющий UPnP. Подробнее о Universal Plug-and-Play читайте в подборке дополнительного материала на нашем CD-ROM.

Что касается реализации технологии LonWorks в частном доме, стоит отметить нашумевший некоторое время назад проект цифрового дома (IntegerHome), в котором участвовало более 25 строительных, технологических и других организаций. Данный проект является концептуальной моделью дома, обладающего многими необходимыми характеристиками экологического, интеллектуального и экономичного здания, кстати по доступной цене. Опуская экологические и экономические подробности, остановимся на технических аспектах этого проекта.

Структурированная кабельная система объединяет голосовые, информационные и телевизионные коммуникации. Подведенная линия ISDN предоставляет в доме 10 телефонных номеров, кроме того, ISDN-коммутатор одновременно служит выходом в Интернет и сетевым экраном, обеспечивая постоянный доступ к внешним ресурсам с любого компьютера домашней сети. Для обеспечения удобного централизованного управления с сохранением надежности, необходимой для жилого дома, системы управления в доме построены по иерархическому принципу. Эти системы управляют отоплением, освещением, водоснабжением, вентиляцией, контролем доступа и другими домашними подсистемами. При этом отметим полную интеграцию информационной системы с системой управления, идеология которой подразумевает минимальное вмешательство пользователя в процесс управления.

В начало В начало

От цифрового дома к Интернет-дому

Несложно заметить, что идея обеспечения пользователя комфортом стимулировала развитие нескольких направлений: от систем традиционной автоматизации жилища до систем, обеспечивающих максимум комфорта путем использования развитых телекоммуникационных служб. Речь идет о так называемых Интернет-домах, в которых цифровые абонентские линии (например, каналы DSL или кабельного телевидения) в сочетании с дополнительным оборудованием (приставками) дают пользователю возможность, лежа перед телевизором и не выпуская из рук уже ставшей традиционной «лентяйки» (пульта дистанционного управления), бродить в Интернете, смотреть видеопрограммы или фильмы, предварительно заказанные у поставщика услуг, совершать покупки или разговаривать с тещей, находящейся на другом конце света, — и все это просто «переключая каналы».

Естественно, на этом же пульте реализован и доступ к отображающемуся на экране телевизора меню управления, с помощью которого можно проконтролировать или перепрограммировать, скажем, микроволновку, о которой мы упоминали в начале нашей статьи.

Этой концепции придерживаются в основном производители сетевого оборудования, например Cisco Systems, которая на своем сайте утверждает, что Интернет является неотъемлемой частью домашнего хозяйства — наравне с газом, водой и электричеством. В этой интерпретации для конечного пользователя данная «домашняя служба» означает постоянное высокоскоростное соединение с Интернетом, обеспечивающее дом новым уровнем комфорта, выгоды и безопасности благодаря поддерживающим Интернет-доступ устройствам и сервисам.

На наш взгляд, подобная концепция несколько отдалена от традиционных схем автоматизации жилища, однако, учитывая возможности Интернета в плане удаленного контроля и взаимодействия с домашними устройствами по протоколу TCP/IP, можно сказать, что она станет одним из кирпичиков строящегося сегодня цифрового дома будущего.

В начало В начало

А у нас в квартире газ. А у вас?

Для России технологии автоматизации и цифровизации жилища все еще являются заморскими диковинками, которые могут себе позволить немногие. Это связано как со стоимостью полнофункциональных систем, так и с менталитетом наших соотечественников, которые, обладая существенной инертностью, принимают все новое медленно и осторожно.

Однако даже не самые богатые пользователи могут стать счастливыми обладателями таких систем, устанавливая у себя «по кирпичику» — контроллер освещения, системы безопасности или датчик движения. Как мы говорили выше, никаких изменений вашей сети это не потребует — просто установите необходимые контроллеры, например, в свободную розетку. Как говорится, к хорошему привыкаешь быстро — надо только попробовать.

Кроме того, для России системы автоматизации привлекательны в первую очередь с точки зрения обеспечения безопасности и сохранения жилища от порчи или грабежа. Примером может служить скрытое видеонаблюдение, дополненное датчиками движения и соединенное с телефонной сетью или Интернетом, — для того чтобы отсутствующий смог получить сообщение о состоянии дел у него дома. Как уже неоднократно упоминалось, такие системы окупаются за один раз — ведь стоимость испорченного или похищенного зачастую существенно превышает стоимость самой системы.

В настоящее время в нашей стране уже есть компании, занимающиеся автоматизацией жилищ, причем как комплексно и с нуля, так и по частям. На чем остановиться — решать вам, благо технический прогресс не ограничивается физическими границами государства.

Дополнительные материалы на CD-ROM:

  1. Архитектура устройств Universal Plug-and-Play.
  2. Universal Plug and Play соединяет умные устройства — брошюра с конференции WinHEC 99, описывающая поход Axis Communications к использованию Universal Plug-and-Play. В качестве примера используется Web-камера производства Axis Communications.
  3. Интерактивные зарисовки использования современных технологий дома. Смотрите Flash-ролики от компании Cisco Systems, спланировавшей и реализовавшей концепцию цифрового дома.

КомпьютерПресс 3'2001