ГлавнаяБлог

Как устроен умный дом и что нужно учитывать при его строительстве?

Разбираемся, из чего состоит умный дом, какие технологии доступны на казахстанском рынке и как они изменят наше жилье в ближайшем будущем.

В 6 утра вы просыпаетесь от звонка будильника чуть раньше обычного. Система зафиксировала ритм сна, сопоставив его с расписанием на день и разбудила вас в лучший для организма час. Чайник вскипел, ванная набрана, ночной цикл стирки завершен. Электромобиль, припаркованный перед домом, сам встал на зарядку и ждёт владельца. Это не образ ближайшего будущего, а модель умного жилья, которая уже существует в реальном мире.

Технологии стали доступнее для понимания и кошелька. Базовый комплект домашней автоматизации стоит меньше 100 долларов, устанавливается поверх готового ремонта и настраивается за 30 минут. Приборы, подключенные к интернету, научились действовать сообща, образуя сеть, где умная электроника общается друг с другом без участия человека.

Что такое умный дом и причём тут интернет вещей?

В широком смысле «умный дом» — это управляемая система устройств, соединённых в коммуникационную сеть. Электроприборы общаются друг с другом по специальным протоколам связи через сеть Wi-Fi, а их настройка обычно доступна через смартфон. Концепция, которая описывает правила «общения» электроники между собой, называется Интернет вещей (Internet of Things). Её в 1999 году сформулировал сотрудник Procter&Gamble Кевин Эштон.

Устройства не просто обмениваются информацией, но и принимают автоматические решения на основе данных, переданных другими устройствами. Умные помощники могут запросить дополнительную информацию, например, развернув камеру в сторону предполагаемого нарушителя, вызвать тревогу и принять ряд действий без участия человека. По оценкам Ericsson,  к 2021 году из 28 млрд подключенных устройств по всему миру, около 16 миллиардов будут связаны через IoT.

Звучит футуристично, но это та самая умная среда, окружающая человека и действующая в его интересах, о которой мечтали изобретатели со времен Леонардо да Винчи.

Система умного дома включает три типа устройств. Это контроллеры (хабы), управляющие всей системой, датчики и сенсоры, передающие команды, и приборы, которые принимают сигнал. Например, команду «включить свет в комнате» можно передать через интерфейс управления — голосового ассистента Siri в iPhone. Ассистент обратится к протоколу Home Kit от Apple, и, если прибор умного дома поддерживает этот протокол и настроен, в комнате зажжется свет.

Многие элементы умного дома давно встроены в нашу повседневную жизнь. Допустим, датчики дыма, видеодомофоны и умные замки от квартир. Во многих казахстанских подъездах давно установлены лампы с датчиками движения, а умные пылесосы типа Roomba iRobot или его китайские аналоги помогают с уборкой помещений. Тоже самое касается умных розеток, с которыми не нужно переживать, выключен ли утюг в пустой квартире.

Какими бывают умные дома?

Есть два способа создать собственный умный дом. Его элементы можно заложить на этапе строительства или капитального ремонта, либо адаптировать к имеющимся условиям. Выбранный путь определит возможности автоматизации и доступные технологии. В первом случае больше шансов получить «бесшовное» соединение приборов в сеть.

Все кабели будут проложены в стенах и под полом, а электроника – поддерживать нужные протоколы передач данных. После ремонта получается дом будущего. Основатель строительной компании Luxus Design Build Майкл Гарднер  говорит, что функционал умного дома закладывается в момент строительства.

Шторы автоматически поднимаются утром и опускаются вечером, чайник нагревается в нужное время, стиральная машина сигналит после запуска, а робот пылесос держит дом в чистоте. Уютно, тепло, автоматизировано. Звучит, как сказка будущего, но её реальное воплощение потребует больших усилий и терпения.

Спрятанное оборудование создает эффект невидимого присутствия, но может устареть или перестать обновляться. Также возможны сложности с заменой неисправных или устаревших элементов. Вряд ли их получится быстро поменять, если старые соединения замурованы в стену.  Подобные сложности исключает модульный метод.

Как правило, модульные компоненты умного дома соединяются друг с другом по Wi-Fi. Нужное оборудование можно докупить после ремонта и встроить его в готовую систему. У такого подхода тоже есть недостатки. Полностью скрыть приборы не получится: умные розетки будут торчать из стандартных, а умные выключатели — висеть рядом с обычными.

Либо можно купить встраиваемые розетки и выключатели для умного дома. Единственное что их отличает от обычных — наличие микропроцессора. Резервные системы питания и управления в умном доме обычно закладываются на этапе строительства. В модульной системе придётся рассчитывать только на себя, и полной работоспособности системы никто не гарантирует. Также понадобится стабильный Wi Fi и электропитание на всех ключевых участках.

Насколько просто настроить систему умного дома?

Следующий шаг в развитии умной домашней техники — объединение разных приборов в рамках одного протокола передачи данных. Каждый производитель использует свои приложения для контроля оборудования. Казалось бы, можно покупать технику только одного бренда, но так получается не всегда.

Например, с Xiaomi сложности возникнут из-за расчета этого производителя на китайский рынок. И дело не только в розетках и разъемах. Многие компоненты техники требуют синхронизации на сервере производителя, до которого не всегда можно достучаться за пределами Китая. В личной практике автора был случай, когда из-за ограничений работы ПО за пределами Китая не удалось подключить камеру наблюдения определенной модели.

Другой минус — большая часть документации только на китайском языке. У интернета вещей есть одна особенность – вещи-участники должны «говорить» друг с другом на одном языке. Адаптация устройств под регион использования очень важна, поэтому многие производители стараются оптимизировать умный дом под конкретную страну, в которой планируют его продавать.

Xiaomi — китайская компания, потому вся её продукция оптимизирована под континентальный Китай. Система рассчитана на использование в китайских квартирах и локальные условия интернет-соединения. Использование приборов умного дома от Xiaomi в Казахстане возможно, но пользователя будут преследовать неудобства в виде приложений на китайском языке и зависания оборудования. Российская альтернатива от Яндекса идёт к нам неохотно и не с тем разнообразием, которое предлагает Китай для своих граждан.

В случае других производителей понадобится множество мобильных приложений  для контроля разных функций. Если умный дом собран целиком со всеми компонентами, приложений выйдет с десяток, а то и больше. Управлять всем этим по отдельности неудобно, а настроить умные сценарии не выйдет, если лампочки и связанные с ними датчики от разных компаний.

Как решают эту проблему?

Необходимость множества разных приложений отпадет с единым протоколом обмена данными между устройствами, как, например, Home Kit от Apple, Google Assistant или Яндекс.Диалоги. Они обеспечивают кросс-сценарии (соединения) между различной техникой и позволяют управлять всем парком электроники из одной точки.

До недавнего времени Home Kit был закрытой платформой, но с 1 января 2020 года Apple открыла код протокола, и теперь любой производитель может свободно встроить Home Kit в свою технику. Компания объявила о создании рабочей группы Connected Home over IP, в которую также вошли Google, Amazon, организация Zigbee Alliance с IKEA, Samsung и не только.

Группа занялась созданием единого стандарта для подключения разных устройств умного дома в единую систему на основе межсетевого протокола (IP). Он должен объединить умные устройства, мобильные приложения и облачные сервисы в удобную и безопасную сеть.

Новый стандарт в первую очередь коснется устройств для обеспечения  безопасности. В пилотном режиме он должен заработать в 2020 году, но точных сроков широкого внедрения стандарта и продуктов на его основе пока нет. Так что придётся подождать. Для управления приборами через протокол HomeKit в текущей версии нужен домашний iPhone и iPad с iOS 12. Также через специальный хаб к нему можно подключить некоторые девайсы Xiaomi. Только понадобится переходник для розетки, либо вилку можно переделать самостоятельно.

Для системы на базе Google Home понадобится Android-смартфон и умная колонка от Google (Home, Mini или Max). Google и Яндекс изначально предоставили открытые платформы своих голосовых ассистентов для интеграции с системами умного дома от разных производителей. Открытый протокол позволяет воспользоваться главным преимуществом современных умных устройств — модульностью. Появилось 5-7 тысяч тенге на ту же умную лампочку — купили, подключили, и она автоматически попадает в существующую систему.

Риски и перспективы

С развитием умных домов возрос приоритет безопасности данных, которые накапливают и передают устройства. Каждый прибор, подключенный к интернету, потенциальная цель для хакеров. Особенно те, что открывают двери, наблюдают за происходящим в комнатах и собирают персональную информацию. Некоторые устройства умного дома уже стали объектом хакерских атак.

В 2016 году хакеры перехватили управление сотнями тысяч небезопасных IoT-устройств а затем использовали их для отправки вредоносного интернет-трафика на целевые веб-сайты в надежде их взломать.

Хакеры временно парализовали интернет-соединение по всей Северной Америке и Европе. Ответной реакцией стал законопроект, выдвинутый в США сенатором штата Вирджиния Марком Уорнером в марте 2019 года. Он подтолкнул правительство к введению минимальных требований безопасности для интеллектуальных устройств, используемых федеральными агентствами. В конечном счете новый закон может задать стандарты для всей отрасли.

Индустрия интернета вещей продолжает развиваться, и на ближайшие пару лет инструменты умного дома останутся скорее «игрушкой» для любителей технологий, а не полноценной частью жилья. Игрушкой полезной, но требующей большего внимания к деталям, чем обычные бытовые приборы. Это естественно для новой отрасли, поэтому не стоит ожидать от неё слишком многого.  Но присматриваться к доступным решениям можно начинать уже сейчас.