Концепция системы «умный дом»
Концепция умного дома (smart house) впервые была сформулирована в $70$-х годах прошлого века в США. Главная идея этой концепции состоит в том, что все бытовые системы и бытовая техника в доме могут быть подключены к единой системе управления. Эта система управления снабжена большим количеством сенсорных датчиков, которые могут измерять температуру воздуха, влажность, фиксировать движение и т.д. Система «умный дом» самостоятельно без участия человека может регулировать бытовой комфорт на основе показаний сенсорных датчиков и заранее заданных человеком параметров.
Наибольшей популярностью пользуются такие функции «умного дома» как системы интеллектуального освещения, домашний кинотеатр, охранные системы, автоматическая регулировка отопления и т.д.
На сегодняшний день на рынке существует множество систем этого вида, представленных различными производителями. Работа системы организовывается при помощи как аппаратных, так и программных средств. Все системы «умный дом» можно условно классифицировать по трем признакам:
- Проводные/беспроводные;
- Централизованные/децентрализованные;
- С открытыми протоколами/с закрытыми протоколами.
Проводные и беспроводные системы
В проводных системах все управляющие устройства подключены к единой шине, которая передает к ним сигналы. Шина представляет собой кабели специального типа, проложенные по всему дому так же, как проложена обычная электрическая проводка. Проводные системы надежны и обладают высокой скоростью передачи сигнала. Основным недостатком этой технологии является то, что топология прокладывания кабеля должна быть продумана до проведения ремонта. Кабель должен быть выведен в удобных местах. Топологию будет проблематично изменить после окончания ремонта точно так же, как проблематично внести изменения в электрическую проводку.
В беспроводных системах сигнал передается по радиоканалу. Это позволяет свести к минимуму использование проводов, а также время монтажа. Такую систему можно установить уже после окончания ремонта в доме. В произвольный момент можно изменить положение датчиков и выключателей, так как они в любом месте принимают радиосигнал. Основным недостатком беспроводной технологии является зависимость от качества радиосигнала. Вносить помехи в радиосигнал могут многие бытовые приборы, такие как беспроводные телефоны, микроволновые печи. Теоретически на такую систему довольно легко совершить хакерскую атаку, заглушив сигнал. Не все бытовые системы могут быть легко подключены к беспроводному каналу.
Централизованные и децентрализованные системы
В централизованных системах существует централизованный контроллер, на котором исполняется главный программный модуль, управляющий всеми системами и устройствами. Этот подход позволяет управлять всеми системами из единого интерфейса, создавая сложные логические сценарии. К центральному контроллеру можно подключить практически любое устройство. Основной недостаток централизованного подхода – это полный паралич всей системы при выходе контроллера из строя. Другим недостатком является высокая стоимость программирования контроллера.
В децентрализованных системах каждое устройство в доме имеет в своем составе небольшой микропроцессор. При выходе из строя одного участка остальная часть системы продолжает работать. В децентрализованные системы вполне можно добавить «немного централизации» в виде дополнительного блока логики, исполняющего специфические сценарии.
Системы с закрытыми и открытыми протоколами
В информатике протоколами называются четко определенные правила и стандарты обмена информацией между различными субъектами информационных систем.
Протоколы бывают открытыми и закрытыми. Открытые протоколы общедоступны. Ими может пользоваться любой производитель информационных систем. Закрытые протоколы разрабатываются производителем исключительно для использования в своих системах. Конкурентам закрытые протоколы недоступны. Системы «умный дом» могут работать как на открытых, так и на закрытых протоколах. Поскольку один и тот же открытый протокол используется различными производителями, становится возможным использование устройств от разных производителей в одной системе. Системы с закрытым протоколом наоборот привязывают покупателя к единственному производителю. Однако цена систем с закрытым протоколом бывает существенно ниже.
