Умнеющий дом

Технологии комфорта

MirPc201404_00

В настоящее время у многих наших сограждан понятие «интеллектуальное
здание» четко ассоциируется с сетями СКС, мощными вычислительными
машинами и безумными затратами, которые вкупе должны предоставить
хозяевам поистине невиданные возможности комфорта и благополучия.
Тем не менее все вышеперечисленное вовсе не обязательно, ведь можно обойтись отдельными элементами, которые действительно необходимы для конкретного жилища или офиса. Такой подход не только существенно снизит затраты на его воплощение, но и обеспечит должный уровень комфорта, требующийся современному человеку.
Пожалуй, наиболее простые с точки зрения современной электроники
устройства — это многоканальные таймеры, способные включать и выключать
приборы в заданное время. Они выпускались даже советской промышленностью, предоставляя своему владельцу все радости тогдашней автоматизации.
Популярность таких приборов по прежнему высока, тем более что сейчас
функциональность моделей существенно возросла.
Еще одно простое решение — интеллектуальные выключатели, предназначенные для управления освещением. Самые несложные модели, монтирующиеся в стандартной электрической коробке, способны лишь изменять яркость свечения электрической лампы. Куда более интересны устройства, принимающие сигналы с пультов дистанционного управления. В этом случае освещением (и другими системами, например, двигателями жалюзи) можно управлять на расстоянии.
Кстати, об управлении. Трудно представить себе квартиру, не оснащенную
всевозможной бытовой электроникой (телевизором, музыкальным центром,
медиапроигрывателем или кондиционером). Для того чтобы совладать со
всем этим разнообразием, производители предлагают так называемые
универсальные пульты ДУ, способные подстраиваться под любые устройства.
Более сложные модели могут управлять и бытовой техникой (электрическим
чайником, кофеваркой и т.д.), если их подключить к специальному модулю,
подсоединенному к розетке.
Новшества коснулись и обыкновенных электроламп — они также могут стать элементом «умного дома». Прибор под названием «ламповый модуль»,
включающийся в обычную розетку, способен по электрической сети управлять
любым источником света, если, конечно, он будет подключен к патрону через
специальный переходник.
MirPc201404_01Даже провода обычной домашней электросети могут принести дополнительную пользу — специальные устройства способны заставить их передавать не только привычную электроэнергию, но и информационный сигнал. По такому принципу сейчас работают точки доступа PowerLine, позволяя обеспечить Интернетом не только городскую квартиру, но и загородный дом или офис, причем происходит это без каких бы то ни было дополнительных кабелей.
Еще одно интересное новшество — беспроводные метеостанции. Теперь,
благодаря им, для того чтобы узнать прогноз погоды, больше не нужно
об обращаться к Интернету, телевидению или радио. В любой точке планеты можно посмотреть данные, полученные от своей собственной метеорологической
станции, узнать основные погодные показатели и даже получить предсказание
их изменения на ближайшее время. Безусловно, многие из перечисленных устройств известны практически всем и не представляют собой ничего
«фантастического». Однако даже при минимальной автоматизации можно получить жилище с настоящими элементами «умного дома», причем при совсем незначительных затратах на оборудование.

Кирпичики умного дома
(компоненты для автоматизации современного жилища)

Untitled-1

Для любого современного человека главным фактором нормального проживания является комфорт, достичь которого сейчас просто невозможно без применения современных технологий. Все уже привыкли к сложным системам кондиционирования, отопления, безопасности — словом, ко всему тому, что в наши дни называют составляющими интеллектуального жилища. То, что еще несколько лет тому назад казалось несбыточной мечтой, сейчас становится реальностью и даже обыденностью — высокотехнологичные концепции уверенно входят в нашу жизнь, как раньше в нее вошли телевизоры, стиральные и посудомоечные машины, компьютеры и т.д. Впрочем, многие до сих пор продолжают считать, что «умный дом» — это где-то очень далеко, за океаном, и для нашей страны данное понятие пока еще не актуально. Однако дело обстоит не так — элементы интеллектуальных зданий встречаются практически повсеместно — как в коммерческом строительстве, так и в жилом секторе, и обойтись без них сейчас практически нереально.

По мнению специалистов, все основные компоненты интеллектуального здания можно разделить на четыре составляющие.
Первая из них — инженерные системы, т.е. все, что относится к водо- и электроснабжению, теплу, вентиляции, климату и т.д.
Вторая — аудио/видео, ведь в каждом доме или квартире есть телевизионные системы и всевозможная акустика.
Третья — коммуникации, а именно, телефония и Интернет.
И наконец, четвертая — безопасность, включающая в себя контроль доступа, видеонаблюдение и пожарную сигнализацию. Если все эти глобальные подсистемы объединить, получится именно то, что сейчас определяют модным термином «умный дом». Говоря об «интеллектуальном» здании, можно выделить три его основных компонента: комфорт, безопасность и энергосбережение. Конечно, каждый владелец сам выбирает для себя приоритеты. Кто-то делает основной упор на безопасность, кто-то — на общий мониторинг, но чаще всего главным становится именно забота о комфорте. Впрочем, трактовка современного «умного дома» в наши дни довольно широка. Порой считается, что достаточно поставить охранную сигнализацию и датчик движения с подключенной лампочкой — и все, «умный дом» готов.

Безопасность
Если ваш дом способен опознать вас и ваших домочадцев, он 
с легкостью сумеет распознать чужаков.
При этом дальнейшие действия управляющего модуля могут быть 
самыми разнообразными: от срабатывания тревожного извещателя 
до самостоятельного звонка в органы правопорядка с последующей 
передачей четких фотографий предполагаемых злоумышленников.
Эта же система будет заниматься мониторингом противопожарного 
состояния, принимая оперативные меры по тушению и изоляции 
очагов загорания, своевременно оповещая противопожарные службы.

К сожалению, единые критерии для интеллектуальных зданий пока еще не выработаны до конца, и хотя международный комитет по стандартизации принял единые нормативы ISO 16484 еще в 2007 г., они по прежнему находятся в стадии доработки.

Системы идентификации
Для того чтобы создать комфортную среду обитания для каждого 
из домочадцев, система должна уметь их различать. 
В первых разработках в этой области предполагалось 
использовать для идентификации чипы RFID, которые должны 
были постоянно находиться при каждом проживающем. 
Это оказалось не совсем удобным, поэтому сейчас основной 
упор делается на встроенные видеокамеры, способные узнавать 
человека по его лицу. В перспективе такие системы будут уметь 
по позам и мимике определять настроение и самочувствие, 
своевременно реагируя на любые изменения.

Untitled-1

Впрочем, давайте вернемся из заоблачных далей в свое отечество, ведь автоматизация электрических приборов уже сейчас не только повышает комфортность проживания, но и помогает существенно сэкономить, ведь стоимость энергоресурсов увеличивается чуть ли не каждый год.
Пожалуй, наибольшей популярностью у «продвинутых» граждан сейчас пользуются системы автоматического
управления освещением, каждый элемент которых отвечает за определенные световые зоны и дает возможность группировать источники света по их функциональной направленности внутри помещения. С помощью датчиков движения и фотоэлементов светильники могут сопровождать «следящим светом» передвижение человека по комнатам и коридорам, а также автоматически включать освещение или изменять его яркость в зависимости от времени суток или общей степени освещенности. Untitled-2Одна из особенностей подобных систем — возможность абсолютно автономной работы, в том числе и без участия центрального контроллера. Это упрощает (и удешевляет) создание «умного дома» в пределах отдельно взятой квартиры и позволяет управлять освещением даже в аварийных ситуациях. Например, наряду с ручным управлением с помощью выключателя появляется возможность дистанционно включать и выключать светильники, регулировать их яркость и даже проверять исправность. Помимо обеспечения дистанционного управления, эта система помогает запрограммировать световую автоматику в зависимости от того, есть ли в доме люди, от времени суток, сезона и даже погодных условий. Возможны также режимы автоматического освещения холлов, коридоров, туалетных комнат и ванных.
MirPc201404_04Безусловно, управление освещением — лишь один из элементов современной автоматизации, хотя именно он является наиболее ярким (в прямом и переносном смысле) и наименее трудоемким. Простейшие, но весьма эффективные системы состоят всего из нескольких блоков, причем собирать их можно постепенно, примерно как кубики детского конструктора. Так, начать «перестройку» своего дома проще всего с банальной замены обычных выключателей на интеллектуальные. MirPc201404_02Внешне все останется по-прежнему, но теперь одним нажатием кнопки на пульте можно будет не только включить или выключить свет, но и изменить его яркость. Если же дополнительно установить многоканальный контроллер, подключаемый к любой розетке, то электрооборудованием во всем доме можно будет управлять, не вставая с дивана, ведь устройство снабжено кнопками включения и выключения для восьми светильников (или других электроприборов, ведь контроллеру абсолютно все равно, что включать — лампочку или нагреватель).

Поговорим с розеткой?
Для дистанционного управления электроприборами были разработаны 
специальные силовые модули, управление которыми осуществляется 
посредством SMS-сообщений. Они поддерживают такие полезные 
функции, как авто-включение и выключение, таймер, работу 
устройства по расписанию и SMS-оповещение.
Если пользователь не имеет времени или желания переписываться 
со своей розеткой посредством SMS, он может выбрать и другой 
способ управления. В частности, питание можно отключить простым 
звонком на устройство, причем после каждого совершенного действия 
розетка в ответ пришлет сообщение, где наряду с прочим будет 
отображаться текущий статус устройства. Кстати, существуют и 
версии с Wi-Fi управлением, позволяющие включать или отключать 
электроприборы просто нажатием кнопки на смартфоне или планшете.

MirPc201404_03Эта система использует уже проложенные силовые провода от розеток и люстр для передачи сигналов интеллектуальным выключателям.
Более сложная, но весьма эффективная модернизация предусматривает управление освещением по мере приближения человека. Для ее реализации потребуются датчики движения, представляющие собой, как правило, радио-блок, зажигающий свет при открывании двери или приближении к датчику.
Обычно они чувствуют присутствие человека на расстоянии примерно 6—8 м. Через запрограммированное время (от 1 до 128 мин) датчик дает сигнал на отключение. Такой блок незаменим и в туалете, и в ванной, и в коридоре — хозяевам больше не придется шарить в темноте в поисках выключателя.
Untitled-2Кроме того, когда стемнеет, эти датчики автоматически включают дежурное освещение, причем один модуль может управлять сразу несколькими лампами. Можно автоматизировать и уличное освещение около парадного входа в коттедже. Для такой процедуры потребуется смесь датчика движения и инфракрасного прожектора. Как только кто-то (или что-то) приблизится к датчику на расстояние 8—10 м, включается свет. В прожектор встроен микроконтроллер, управляющий приборами регистрации движения. В зависимости от заложенной в него программы, он оставит свет на всю ночь или выключит его, когда кто-либо попытается подойти к двери, что позволяет существенно экономить электроэнергию.

Светодиодное освещение
Светодиоды сейчас стремительно врываются в нашу жизнь — они ярче, 
надежнее и долговечнее, чем привычные лампы накаливания или их 
«энергосберегающие» собратья. Кроме того, благодаря своей 
компактности, такое освещение может быть размещено где угодно, 
да и энергии оно потребляет намного меньше. В зависимости от 
настроения или играющей музыки светодиодные массивы способны 
окрашивать излучаемый свет в любые цвета.

Самый простой (и недорогой) вариант модернизации существующей электросистемы — это приобрести готовый набор под названием «Умный дом». В него входят небольшой пульт дистанционного управления и три адаптера, с помощью которых можно включать или выключать вентилятор, торшер и радио. Кроме того, с помощью функции управления группой устройств есть возможность одновременно выключить все приборы, например при выходе из дома. Можно докупить и специальные патроны для лампочек, чтобы уменьшать или увеличивать интенсивность освещения.
Если же хочется чего-то большего (и бюджет это позволяет), то автоматизировать можно почти все — кондиционирование и водоснабжение канализацию и очистку воды, полив лужаек и клумб, набор воды в бассейн и ее подогрев, освещение и музыкальное оформление. При этом интеллектуальные системы подстраиваются под индивидуальные потребности своего владельца. Так, кондиционирование включается не просто командой «тепло-холодно». «Умная» система запоминает, какой климат наиболее предпочтителен для конкретного человека. Можно поддерживать в помещении определенную температуру и влажность в зависимости от времени суток и от того, находятся дома люди или нет. К примеру, если человек покидает помещение, электрические приборы будут выключаться автоматически. Правда, стоимость такого «симбиоза», оборудованного современными компьютерными системами, подсчитать довольно трудно — все зависит от фантазии и финансовых возможностей владельца.
Кстати, при глобальной модернизации электрооборудования возникает еще одна проблема, не связанная с бюджетом, — вопрос морального старения аппаратуры. Поскольку от ремонта до ремонта обычно проходит десять пятнадцать лет, необходимо иметь твердую уверенность в том, что устанавливаемая система не станет раритетом раньше этого времени, ведь ее замена или реконструкция потребует капитальной переделки.
Стоит учитывать и реалии российской действительности. В частности, если у вас внезапно отключится электричество или зависнет управляющая программа, то выйти из квартиры без помощи специалистов будет довольно трудно.
Конечно, тема автоматизации жилища не ограничивается управлением электрооборудованием. На самом деле, она практически неисчерпаема. Правда, сейчас пока еще невозможно позвонить холодильнику и дистанционно пополнить его содержимое или дать команду роботу-пылесосу убраться в доме к приходу хозяев. Какими бы ни были технологии, человеческое участие всегда останется необходимым.
Но, может быть, уже лет через десять мы будем удивляться, не обнаружив у друзей или знакомых элементов «умного дома», ставших к тому времени привычными.

Подальше положишь…
MirPc201404_10Современные системы безопасности включают в себя множество компонентов, начиная от датчиков проникновения и заканчивая всевозможными извещателями, призванными своевременно оповестить хозяев и полицию о нарушении охраняемой зоны. Тем не менее главным «кирпичиком» любой сигнализации является управляющий модуль, который отвечает за обработку периферийных компонентов и обеспечивает своевременную реакцию при возникновении внештатной ситуации.
Несмотря на повсеместное развитие Интернета, основным трендом в области автономных охранных систем по-прежнему являются так называемые GSM-модули, получившие свое название от того, каким образом реализована отправка тревожных сообщений. В принципе, это понятно — беспроводной Интернет есть далеко не везде, тогда как сети мобильных операторов сейчас практически
не имеют «белых пятен». Итак, что же представляет собой GSM-сигнализация, предназначенная для защиты недвижимых объектов?
MirPc201404_11Основой таких устройств является радиомодуль, способный работать в частотных диапазонах, используемых операторами связи, и дополненный контроллером. GSM-сигнализации предназначены для контроля самых разнообразных объектов, таких как квартира, дача, загородный дом или гараж. По-сути, они являются элементом «умного дома», ведь в их функции входит не только передача сигнала тревоги на телефон владельца объекта или службы охраны, но и дистанционное управление различными электроприборами. Например, послав простое SMS-сообщение, можно выключить забытый утюг, зажечь свет в прихожей или подать команду микроволновке. Несмотря на кажущуюся сложность (необходимость программирования и пр.), принцип действия подобных устройств достаточно прост — от пользователя потребуется лишь вставить SIM-карту в соответствующий слот сигнализации (предварительно отключив запрос PIN-кода), установить требуемые датчики и соединить их с управляющим модулем. В недорогих моделях интерфейсом служат специально проложенные провода, тогда как в более «продвинутых» все взаимодействие происходит по радиоканалу или с помощью системы PowerLine, использующей существующую электропроводку.
MirPc201404_12
Кстати, два последних способа наиболее предпочтительны, ведь при этом
не ухудшается интерьер, да и обнаружить радиодатчик потенциальным
злоумышленникам куда сложнее, чем проводной. Управляющий контроллер проводит постоянный мониторинг датчиков и при возникновении любой проблемы тут же оповещает владельца, отправив тревожное сообщение или совершив звонок с заранее записанным текстом на мобильный телефон.
Большинство существующих GSM-сигнализаций либо имеют встроенный
микрофон, либо у них есть возможность его подключения. Подобное решение позволяет в случае необходимости прослушивать свое жилище — для
этого нужно лишь позвонить на номер охранного устройства, после чего контроллер автоматически снимет трубку (обычно после четвертого гудка, дабы избежать ложных срабатываний) и начнет радиотрансляцию всех звуков, возникающих в помещениях. Конечно, вы нарушите приватность своих домочадцев, однако такая функция окажется чрезвычайно полезной в случае, когда поступит тревожное сообщение.
Кстати, в контроллере предусмотрен и выход на внешний динамик, а значит,
при необходимости ничто не помешает «в живую» пообщаться с непрошенными гостями и объяснить им, что они были крайне неправы, проникая
на вашу территорию.
Если же дополнить такую сигнализацию IP-камерой и организовать трансляцию через Интернет, то при возникновении нештатной ситуации можно
будет не только поговорить с расхитителями чужой собственности, но и посмотреть на их удивленные лица.
Самые простые модели представляют собой автономный моноблок, совмещенный с датчиком движения. Они оснащены батареей, емкости которой хватает примерно на полгода непрерывного функционирования, и потому их скрытая установка не представляет никаких проблем. Цена устройства не превышает 3000 руб., зато оно может оказаться весьма полезным.
При установке GSM-сигнализации стоить помнить не только о скрытности, но и о радиопрозрачности — иначе говоря, внешняя или встроенная антенна не должна быть экранирована.
Особенно это касается коттеджей и загородных домов, удаленных от вышек
операторов сотовой связи. К примеру, по мнению хозяина, злоумышленнику
труднее всего будет добрать до чердачных помещений — значит, туда и нужно поставить управляющий модуль. Однако в данном случае злую шутку может сыграть металлическая (а то и просто мокрая после дождя) крыша, которая не пропустит радиосигнал.
MirPc201404_13MirPc201404_14
Кроме того, нашим гражданам приходится охранять от посягательств злоумышленников и движимое имущество: автомобили, мотоциклы, скутеры — словом, все то, что после проведения определенных махинаций может
само уехать с места преступления. Как и в случае с охраной домов, хорошим
подспорьем для автовладельцев могут стать сигнализации, оснащенные
модулем GSM.
Невзирая на схожесть названия и принципа действия, такие сигнализации имеют ряд особенностей, связанных с условиями эксплуатации. Например, подобные устройства должны с легкостью выдерживать жару и холод, тряску и вибрации, обеспечивая непрерывный контроль за всевозможными путями проникновения. По мнению специалистов, установки одной только GSM-сигнализации явно недостаточно — она обязательно должна быть дополнена транспондером и (или) обычным противоугонным устройством со звуковым извещателем.
Преимущества налицо — как и в случае со стационарными охранными системами, современные GSM-устройства способны предоставить владельцу дополнительные возможности, в частности, дистанционного прогрева автомобиля или удаленной блокировки двигателя. Еще одним важным дополнением станет подключение GPS-модуля, позволяющего не только контролировать все перемещения транспортного средства, но и задавать охраняемый периметр.
В случае выезда автомобиля за его пределы контроллер получит соответствующий сигнал и известит владельца о происшествии. Кстати, неплохим добавлением к штатной сигнализации могут стать и так называемые GPS-трекеры. В отличие от встраиваемых GPS-модулей, они абсолютно автономны и достаточно миниатюрны, следовательно, владельцу транспортного средства гораздо проще обеспечить их недосягаемость для злоумышленников.
MirPc201404_15 MirPc201404_16

 

По сути, GPS-трекер является абсолютно независимым и полнофункциональным устройством, в котором совмещены GPS-приемник и GSM-модуль. У него есть гнездо для установки SIM-карты, собственная батарея или аккумулятор. Он способен выполнять часть функций охранной системы, отправляя сообщение или совершая звонок на заранее запрограммированные номера телефонов.

Устройство мониторит сигналы от спутников и по ним определяет свое местоположение. Причем можно в любой момент времени запросить координаты трекера, отправив на номер его SIM-карты специальную команду со своего сотового телефона. В ответ будет получено соответствующее сообщение, содержащее географическое положение или даже прямую ссылку на карту, которую легко сразу же открыть на своем смартфоне.
Еще один способ мониторинга местоположения трекера потребует создания GPRS-соединения. При этом через заданные промежутки времени устройство будет отправлять свои координаты на сервер. После регистрации (как правило, бесплатной, хотя есть и исключения) пользователь сможет прямо на карте отслеживать все перемещения автомобиля. Это не только полезно для охраны, но и пригодится тем, кто беспокоится о своих родных и близких.
Кстати, применение GPS-трекера не ограничивается охраной автомобиля — он будет полезен для детей и пожилых людей, туристов и путешественников. Например, как и в случае с охраной автомобиля, трекеру можно задать определенный коридор, при выходе из которого он подаст тревожный сигнал. Такая функция пригодится тем, у кого ребенок любит тайком поиграть вдали от дома.
Если устройство оборудовано датчиком удара, то при падении пожилого человека трекер незамедлительно известит о происшествии родственников, а при нажатии тревожной кнопки SOS на заранее заложенный в память номер будет произведен звонок, сопровождающийся голосовым сообщением. Есть и возможность удаленного
прослушивания звуков — достаточно позвонить на номер трекера, и вы будете в курсе того, с кем общается ваш ребенок и о чем он беседует.
Кстати, все без исключения GPS-трекеры способны определять свое местоположение даже при полном отсутствии спутникового сигнала. При этом
используется так называемая система LBS-локации, работающая в результате вычисления координат по положению базовых станций операторов связи. Конечно, точность подобного способа порой бывает невелика (она зависит от числа близко расположенных базовых станций), но иногда даже такие данные
бывают лучше, чем полная неизвестность.
Прочитав изложенное выше, многие могут подумать — вот она, та самая панацея! Теперь можно спать спокойно, не опасаясь за свое имущество, ведь умная электроника надежно защитит его от недальновидных воров и мошенников. Однако дело обстоит не так просто. На протяжении всей истории идет непрерывное противостояние между разработчиками охранных систем и их взломщиками.
К примеру, в ответ на изобретение замка появились отмычки, а после раз-
работки автосигнализаций возникли код-грабберы и т.д.
В случае применения охранных систем, использующих сигнал GSM, у злоумышленников есть достаточно мощное противодействие в виде устройств, обеспечивающих блокировку радиоканала. Это всевозможные «глушилки» ценой от 1000 руб., сканеры и экраны.
Давайте посмотрим, как же это происходит. Итак, в наши дни известны три способа взлома GSM-сигнализаций. Первый из них заключается в примитивном глушении радиосигнала, нарушающем связь с базовой станцией. Стоит такое решение недорого, зато позволяет в радиусе до 20 м «обезвредить» все 3G/GSM/CDMA-модемы.
Вторыми по популярности являются устройства, позволяющие осуществить
подмену базовой станции оператора сотовой связи. При этом модем принимает мобильную базовую станцию за «свою» и начинает «общаться» непосредственно с ней, отправляя сигнал бедствия не своему владельцу, а злоумышленникам. И наконец, применяется клонирование SIM-карты, когда сигнал модема глушится мощным радио-излучением, а поддельная SIM-карта продолжает сообщать, что все в полном порядке. Такой подход позволяет обойти системы, основывающиеся на постоянном контроле радиоканала с охраняемым объектом.
Как это работает? Допустим, угоняется автомобиль, оснащенный GSM-сигнализацией и GPS-трекером. В течение всего времени его передвижения
радиоканал этих устройств блокируется «глушилкой» сотовой связи, причем
работает она вплоть до того момента, пока машина не будет помещена в так
называемый «отстойник», находящийся в железобетонном боксе. Далее «глушилка» отключается, что приводит к активности GSM-модуля, который начинает искать базовую станцию, вовсю излучая радиосигнал. Теперь все очень просто: достаточно воспользоваться примитивным детектором поля, и закладка будет обнаружена.
Естественно, все эти сведения опубликованы не для угонщиков и грабителей — подобное оборудование ни для кого не является чем-то неизвестным,
оно свободно продается и покупается.
Более того, существует масса интернет форумов, на которых злоумышленники
обсуждают новые разработки и делятся между собой опытом эксплуатации
существующих моделей. Просто нужно помнить, что как бы ни были привлекательны современные разработки в области охранных технологий, на них, к сожалению, найдется адекватный ответ. Поэтому любая сигнализация, в том числе самая дорогая и «навороченная», обязательно должна быть продублирована — иногда даже простой тумблер, спрятанный под сиденьем автомобиля, может оказаться «камнем преткновения» для похитителей, оснащенных по последнему слову техники.

Мир ПК Апрель 2014

Добавить комментарий