К составляющим современного умного дома в общем случае можно отнести вообще все так или иначе управляемые элементы инфраструктуры и бытовые устройства, используемые в доме. Вместе с тем, на практике такой общий подход оправдан только в рекламе а-ля «все под-ключ». В реальности существуют определенные шаблоны и традиции строительства инженерной инфраструктуры и автоматизации управления ею, которые формируют вполне осмысленные границы между разными группами компонентов, составляющих современный умный дом и формирующих его подсистемы.
Из чего состоят умные дома?
Итак, в составе средств управления, автоматизации и мониторинга умного дома могут выделяться следующие подсистемы, имеющие самостоятельное функциональное назначение (а зачастую и отдельные контуры и алгоритмы управления):
- Центральные процессоры и хабы — обеспечивают взаимодействие множества подсистем умного дома, мониторинрг состояния и управление этими подсистемами. И хотя каждая подсистема может функционировать и автономно, на основе собственных правил, но именно централизованная архитектура системы управления умным домом позволяет правильно разрешать конфликты между разными подсистемами и обеспечивать более сложные высокоуровневые алгоритмы принятия решений.
- Человеко-машинные интерфейсы (HMI), пульты и панели управления — это основные компоненты, через которые пользователи взаимодействуют со своим умным домом. Зачастую подобные устройства могут иметь довольно большие экраны и совмещать в себе множество функций, выступая, к примеру, одновременно центральным процессором или монитором системы видеонаблюдения, но могут иметь и довольно узкое утилитарное назначение, как пульт управления умным туалетом, например.
- Управление отоплением, вентиляцией и кондиционированием (HVAC)Управление отоплением, вентиляцией и кондиционированием (HVAC) — это подсистемы, которые в широком понимании предназначены для управления климатом в помещениях умного дома. Сюда входят:
- Комнатные термостаты и терморегуляторы
- Теплые полы и другие приборы отопления (радиаторы, ИК-излучатели и др.)
- Подсистемы кондиционирования, вентиляции, очистки и рекуперации воздуха
- Котлы, тепловые насосы и прочая оснастка систем отопления (охлаждения)
- Датчики качества, увлажнители воздуха, ионизаторы, вентиляторы и пр.
- Управление освещением и освещенностью — это подсистемы предназначенные для управления любыми приборами и механизмами, регулирующими свет в доме и вокруг него. Сюда относятся как системы электрического освещения, так и средства которые отслеживают естественные источники света с целью управления освещенностью.
- Управление электроснабжением и энергопотреблением — в современном доме может существовать множество источников электроснабжения (основной, резервный, временный и т.п.), зависящих от уровня потребления, погоды, времени суток и множества прочих факторов. К таким источникам могут относиться внешние линии электроснабжения, электрогенераторы и солнечные батареи, аккумуляторы и другие устройства, требующие управления при взаимодействии с системой умного дома. С другой стороны, структура потребления электроэнергии и других ресурсов также может требовать осмысленного управления, включая своевременное включение и отключение потребителей, а также их правильное распределение между указанными источниками.
- Горячее и холодное водоснабжение, автоматизация ванной и туалета — разнообразные водогрейные котлы (бойлеры), насосы, накопители (гидроаккумуляторы), распределительные узлы, предохраняющие системы (включая защиту от протечек), умные унитазы, душевые кабины, гидромассажные ванные и пр.
- Мультимедиа-системы и средства голосового управления — смарт-телевизоры, CD/DVD-плееры, домашние кинотеатры, мультизонные системы передачи аудио/видео и, наконец, персональные помощники, вроде Amazon Alexa или Яндекс.Станция.
- Системы безопасности, контроля доступа и видеонаблюдения — умные замки, звонки, видеофоны, видеокамеры, видеоархивы, анализаторы и датчики пристуствия, 3D-сканеры, тревожные кнопки и сигнализации, средства идентификации (сканеры лиц, отпечатков пальцев и др.). Как вершина системы безопасности здесь выступают разнообразные онлайновые сервисы, которые позволяют не только удаленно наблюдать за обстановкой в доме, но через них внутренняя система охраны может взаимодействовать с внешним миром вплоть до вызова групп быстрого реагирования.
- Пожаро-охранные сигнализации — это специфический подвид системы безопасности, которая предназначена именно для мониторинга пожарной обстановки в доме и около него и реакции именно на пожарные инциденты, такие как задымленность, появление открытых источников огня, чрезмерное повышение температуры в критических точках и т.п. Особенностью такой подсистемы является ее связь с другими подсистемами умного дома, которыми она должна уметь автономно управлять в случае инцидента (например, остановить систему вентиляции в случае пожара).
- Температурные и погодные датчики, метеостанции — требуются для правильной работы многих подсистем, чувствительные алгоритмы которых зависят от погоды на улице (или даже ее прогноза) или состояния атмосферы в смежных помещениях умного дома. Наличие подобных подсистем также позволяет повысить комфортность за счет разнообразных простых приемов информирования пользователей о предстоящих погодных условиях (например, свет в прихожей может менять свою цветовую гамму в зависимости от близости дождя).
- Дверная и оконная автоматика — это многочисленные механизмы и датчики, которые автоматизируют открытие и закрытие наружных и внутренних дверей, окон, штор, роллет.
- Подсистемы связи и коммуникаций — предоставляют инфраструктуру, которая обеспечивает каналы взаимодействия различных подсистем и компонентов умного дома. Это могут быть как структурированные кабельные системы (Ethernet, KNX, Modbus, HDMI ... ), так и беспроводная инфраструктура (WiFi, Z-Wave, ZigBee ...).
- Наблюдение за растениями и животными — в умном доме может быть множество жителей, и различные смарт-устройства могут служить не только людям. Современные технологии позволяют значительно упростить уход и наблюдение за нашими питомцами, а также сделать атмосферу в нашем доме приятной и умиротворяющей, максимально сблизив нас с природой.
- Вспомогательное оборудование и датчики — не составляя каких-то отдельных подсистем, в умном доме может существовать множество датчиков и дополнительного оборудования. которые задействуются для выполнения каких-то вспомогательных функций. Это могут быть смарт-пылесосы или роботы уборщики, роботы садовники, управляемые подъемники, вентили, подсистемы слежения за бассейном, фонтаном и пр.