Was ist ein Smart Home System und wie funktioniert es

Das Smart-Home-Konzept soll den Bewohnern Komfort, Sicherheit und Ressourcenschonung bieten. „Smart Home“ analysiert Situationen und reagiert darauf. Die Automatisierung des Prozesses ermöglicht eine eigenständige Steuerung von Geräten ohne äußere Einflussnahme. Klimaanlage, Heizung und andere technische Systeme funktionieren gut. Interne und externe Faktoren, die den Beginn oder die Beendigung von Funktionen beeinflussen, werden überwacht.

Gerät und Funktionsprinzip

Die intelligente Steuerung basiert auf der automatisierten Verwaltung der Funktionen lebenserhaltender Systeme. In großen Gebäuden werden mehr als ein Dutzend technische Kommunikationen zugewiesen, deren Arbeit kontrolliert wird.

Die am häufigsten verwendeten Managementebenen sind:

1. Die oberste Ebene bilden die Administration und das Dispatching. Die Steuerung und Interaktion einer Person mit der Technik erfolgt über eine Schnittstellenbasis, die in Form von Computerwerkzeugen implementiert ist.
2. Die mittlere Spanne steuert Arbeitsabläufe. Die Automatisierung koordiniert den Zustand mit Hilfe von Controllern, Schaltgeräten, modularen Knoten zur Ausgabe und Eingabe von Informationen.
3. Die untere Ebene enthält Endgeräte. Dazu gehören Detektoren, Ausführungsgeräte, Kabelleitungen zur Übertragung von Informationen nach Ebenen.

Das „Smart Home“-System gliedert sich in die automatische Steuerung von Industriekomplexen und die Koordinationsschemata der Heimkommunikation.

Systemkomponenten

Die Steuerung erfolgt von einem Bereich aus oder ermöglicht die Fernsteuerung von elektrischen Geräten, Mechanismen, Antrieben. Elektronische Haushaltsgeräte sind an das universelle Plug'n'Play-Netzwerk angeschlossen.

Lebenserhaltende Komponenten sind in einem Diagramm verknüpft:

• Verwaltung und Kommunikation;
• Lüftung, Heizung, Klimaanlage;
• Beleuchtung;
• Energieversorgung;
• Überwachung und Sicherheit;
• Mechanisierung (Hochheben von Schranken, Öffnen von Toren, Beheizen von doppelt verglasten Fenstern, Treppen).

Stromversorgungssysteme umfassen Installationen zum Ein- und Ausschalten der Beleuchtung, Ortungssensoren, Fernbedienung von Steckdosen, Kippschalter. Dazu gehören optimierte redundante Funktionseingangsmodule, Notstromversorgungen.

Arten von Smart Home

Man unterscheidet zwischen zentralem und dezentralem Managementmodus.

Das zentralisierte Smart-Home-System arbeitet nach dem Prinzip der Programmierung für ein Knotenelement oder einen logischen Knoten. Er fungiert oft als Controller mit Ausgangskontakten. Eine Beschreibung des Programms zur Koordination der Funktionen von Controllern und Exekutivgeräten ist unter dem Objekt angegeben. Über eine einzige Schnittstelle werden Multitasking-Pläne mit der Eingabe von Gerätetypen angewendet.

Die dezentrale Ordnung wird von einem Ausführungsmodul mit einem eingebetteten Mikroprozessor versorgt. Die Zuverlässigkeit dieses Modus liegt im nichtflüchtigen Speicherblock. Im Stromkreis arbeitet jeder Melder oder jedes andere Gerät autonom. Der Vorteil ist, dass der Ausfall eines Gerätes die Funktionalität benachbarter Elemente und Technologien nicht beeinträchtigt.

Verdrahtet

Die Steuermodule sind an einen einzigen Kabelbus angeschlossen, über den sie Befehle senden und empfangen, mit den Elementen der Platine interagieren. Der Draht ist ein Koaxialkabel oder ein verdrilltes Paar. Die kabelgebundene Kommunikation ist zuverlässiger als die drahtlose Technologie.

Die Geschwindigkeit der Informationsübertragung ist hoch und bereitet den Bewohnern keine Beschwerden. Für die kabelgebundene Übertragung stehen Bedienelemente mit unterschiedlicher Funktionalität, Bauform und unterschiedlichen Anschlussbeschaltungen zur Auswahl. Das Kabelnetz ermöglicht die Organisation komplexer Interaktionsszenarien zwischen Steuerungs-, Überwachungs- und ausführenden Komponenten.

Auf eine übersichtliche Anordnung der Module und die Qualität der Verdrahtung wird geachtet. Nach Fertigstellung des Raumes ist es unmöglich, die Elemente zu bewegen, ein minderwertiges Kabel beschädigt die Komponenten.

Kabellos

Befehle werden per Funk übertragen, das Fehlen von Kabeln spart Platz, Installationszeit und Materialressourcen. Das Plus ist, dass das System nach der endgültigen Fertigstellung auf dem Land, in einem Haus oder einer Wohnung installiert wird und kein zusätzliches Kabel benötigt. Batteriebetriebene Schalter können überall installiert werden.

Es gibt kein Projekt für das kabellose Smart Home. Bei Holzgebäuden wird die schwache Fähigkeit von Holz zur Übertragung von Funksignalen berücksichtigt. Es gibt auf dem Markt genug drahtlose Low-Cost-Smart-Home-Schaltungen, die grundlegende Funktionen erfüllen und für den Benutzerkomfort sorgen.

Minus - abhängig von der Qualität der Verbindung und der Notwendigkeit eines regelmäßigen Nährstoffaustausches. Im Modus werden Sender verwendet, die Energie aus dem Stromnetz erhalten, für sie wird ein Draht mit Null gezogen.

Programmierbare Steuerungen

Der technische Controller steuert die Prozesse. Programmierbares Modul bezeichnet einen logischen Knoten, dessen Funktionsprogramm vom Benutzer definiert wird. Industrielle Modelle unterscheiden sich von Haushaltsmodellen durch effizientes Arbeiten und Zuverlässigkeit.

Programmierbare Relais werden mit weniger vorgesehenen Aufgaben verwendet, sind billiger und einfacher zu konfigurieren. Der intelligente Einsatz von programmierbaren Assistenten im Haus hat den Vorteil, dass sie trotz der komplexen Einrichtung das Zusammenspiel mehrerer Teilsysteme organisieren. Das moderne Smart Home arbeitet effizient von der zentralen Steuerung aus.

Programmierbare Steuerungen arbeiten nur über den kabelgebundenen Bus, weil ein plötzliches Abschalten des Gerätes führt zu unerwarteten Folgen.

Smart-Home-Funktionen

Intelligente Automatisierung ist ein geordnetes System von Knoten und Modulen, die tägliche Aufgaben ohne menschliches Zutun ausführen. Der Benutzer stellt die Betriebsart je nach Bedarf vor. Im flexiblen Modus können Sie die erforderliche Funktionalität auswählen oder im Laufe der Zeit ändern.

Zu den Techniken gehören das Einschalten der Beleuchtung, das Einstellen von Heizung und Klimaanlage sowie die Gewährleistung der Sicherheit. Die Automatisierung benachrichtigt den Besitzer über einen Einbruch, meldet Überschwemmungen oder das Auftreten von Rauch. Das „Smart House“-System löst Szenarien, bei denen die Abhängigkeit verschiedener Funktionen und die Koordination von Unterhaltung, Heimkino, Poolheizung zu festgelegten Stunden und Tagen angenommen werden.

Sicherheit

Zu den Sicherheitsmaßnahmen gehören das Beheben unerwünschter Einbrüche oder Einbrüche in das Haus und die Benachrichtigung der Eigentümer. Es sorgt für die Aktivierung eines Tonsignals, den Beginn des Schießens und das Verriegeln der Eingangs- und Zwischentüren. Die Systeme integrieren sich in die Sicherheitseinheiten und senden den Alarm, um die Gruppe zu vertreiben.

Das Sicherheitsschema umfasst Technologien:

• Videoüberwachung;
• Kontrolle des Zugangs zum Haus und zu einzelnen Räumen;
• Einbruchmeldeanlage, Feuer- und Gasleckkontrolle;
• Fernmeldung von Vorfällen zu Hause, Telefonmanagement;
• Nachahmung der Anwesenheit einer Person im Haus.

Das Sicherheitssystem umfasst Vibrationssensoren, Glasscherben, Rauchmelder, Öffnungen. Es werden Videoaugen, elektrische Schlösser und Sirenen verwendet.

Mikroklimakontrolle

Die Qualität des Mikroklimas zu koordinieren bedeutet, die Lufttemperatur zu regulieren, den Raum zu lüften und die Luftfeuchtigkeit auf einem Niveau von 40 - 60 % zu halten. Die Geräte sparen Energieressourcen durch die rationelle Nutzung einer bereits erwärmten Umgebung.

Das Gerät verwendet Thermostate und Sensoren:

• Feuchtigkeit;
• Temperatur;
• Klima.

Zu den intelligenten Geräten gehören Luftbefeuchter, Luftozonisierer und Atmosphärenreiniger, wenn die Parameter nicht übereinstimmen. Die Automatisierung reduziert die Leistung des Heizkessels, während der Besitzer abwesend ist, öffnet die Lüftungsschlitze und Riegel, um den Frischluftstrom zuzuführen.

Dienstleistungen auf Anfrage

Das Problem der Sicherheit von Informationen hängt von den verwendeten Gerätetypen ab. Das Einbruchsrisiko steigt mit zunehmenden möglichen Folgen. Bei der Hausautomation sind die Risiken deutlich geringer als bei industriellen oder medizinischen Systemen.

Die Hersteller jeder Plattform erstellen auf Wunsch des Benutzers eigene Dienstprogramme, die es der Software nicht ermöglichen, ein einzelnes Netzwerk und Module anderer Hersteller zu kontaktieren. Ein Beispiel ist proprietäre Software mit einem gesperrten Code, bei der Dienstprogramme in keiner Weise mit Modellen anderer Hersteller verbunden sind.

An zweiter Stelle steht die Notwendigkeit, Geräte zu schaffen, die frei mit Standards arbeiten können. Manchmal erfordert die Kommunikation einen Hub, der Signale unterschiedlicher Ausrichtung standardisiert.

Media Center

Es ist ein Remote-Computer ohne Tastatur und Maus mit integrierter drahtloser Schnittstelle. Als Monitor dienen ein Plasma-TV und ein Beamer. TV-Tuner von Media Centern verfügen über umfangreiche Möglichkeiten zur Verarbeitung von Bild- und Tonsignalen. Sie digitalisieren und komprimieren analoge Signale.

Nach der Konvertierung werden die Wavebursts bearbeitet und auf der Festplatte aufgezeichnet. Der eingebaute Radioabsorber empfängt Luftfunksignale, Schallplatten sorgen für die Qualität der mechanischen Schwingungen. Der Vorteil des Mediacenters liegt darin, dass es rationell auf den Grundrahmen in der Steuerung aufgebracht wird. Die erweiterte Funktionalität ermöglicht es Ihnen, die Aktionen anderer digitaler Geräte und Technologien im Smart Home zu koordinieren.

Flexible Verwaltung und Verwendung von Skripten

Arbeitspläne können eigenständig sein oder vom Benutzer manuell festgelegt werden. Geräte haben praktische Anwendung beim Betrieb des Systems.

Gerätefunktionen für Szenarien:

• das Gateway (Hub) koordiniert Steuermodule, empfängt Daten von Detektoren, Signalsensoren und sendet Signale an Schalter;
• die Steckdose führt den Befehl zur Stromversorgung aus, steuert die Zählung;
• der Öffnungssensor schließt und öffnet den Kontakt;
• der Funkschlüssel überträgt Befehle.

Geräte, die nach dem gewählten Protokoll arbeiten, verbrauchen weniger Strom und können bis zu 2 Jahre mit Wechselstromquellen betrieben werden. Für Steckdosen, Sensoren, Repeater zum Übertragen von Signalen muss ein kontinuierlicher Online-Modus bereitgestellt werden, und die Steuerung erfolgt über eine lokale Leitung.

Erweiterbarkeit

Modularität und Erweiterbarkeit ermöglichen in Zukunft die Erstellung neuer Geräte und das Hinzufügen weiterer Komponenten zum System. Der Bedarf entsteht mit erhöhtem Bedarf, daher gibt es eine Alternative zu einem vollständigen Austausch des Systems, indem Bedienelemente oder Leistungselemente hinzugefügt werden.

Die Erweiterbarkeit ermöglicht es, die Installation der automatischen Steuerung mit einem kleinen Satz von Funktionen zu beginnen, die in einem bestimmten Zeitraum benötigt werden, und nach und nach einen neuen Gerätetyp zu installieren.

Empfehlungen zur Selbstmontage des „Smart Home“

Die Selbstmontage des Systems reduziert die Kosten für die Ausstattung des Hauses mit Automatisierung. Nicht alle Menschen können diese Art von Arbeit machen. es ist notwendig:

• in der Lage sein, Werkzeuge zu verwenden und mit Elektrogeräten zu arbeiten;
• kennen die Grundlagen der Sicherheit;
• erste Programmierkenntnisse haben, in der Lage sein, eine grafische Oberfläche zur Steuerung zu erstellen;
• kennen die Grundlagen des Aufbaus automatischer Schaltungen und können Algorithmen anwenden.

Zunächst wird die Nutzungsrichtung festgelegt, eine technische Version gefunden. Die Räumlichkeiten werden untersucht und ein Projekt zur Platzierung von Elementen entwickelt. Einfache Smart-Response-Schaltungen werden für die DIY-Installation empfohlen.

Herstellerbewertung

An der Spitze der Bewertungen steht das Ajax-System ukrainischer Hersteller. Funktioniert mit sicherer und verschlüsselter Funkkommunikation, ist dank separater Stromquelle autonom, es gibt eine Backup-Batterie. Der Anschluss weiterer Geräte ist möglich.

Das chinesische BroadLink-System ist ein Set digitaler Module für ein nachhaltiges Leben zu Hause. Elemente können autonom interagieren oder arbeiten, erfordert keinen Hauptcontroller. Eine Vielzahl von Sensoren, Tracking-Geräten, Detektoren und Reglern wird bereitgestellt.

Die polnische Installation Fibaro präsentiert professionelle Haussicherheitsausrüstung durch Automatisierung. Das System zeichnet sich durch die Fähigkeit aus, viele Szenarien mit wirtschaftlichem Funktionsumfang zu entwickeln. Das Gerät wird nur von Fachpersonal installiert.

Das chinesische Orvibo-System führt eine kostengünstige Sicherheitsausrüstung ein. Die Luft- und Heizungsregelung ist eine Funktion zweiter Ordnung. Das Kit ist einfach zu installieren und wird über ein Smartphone (10 Nummern) ferngesteuert. Funktioniert in drahtlosen und Kabelversionen.

Chinesische Ausrüstung Xiaomi gehört zur Budgetkategorie. Das System ist vollständig autonom, hat die Fähigkeit, Module und Knoten in Zukunft zu verbinden. Zu den Nachteilen zählen ein kleiner Erfassungsbereich, eine geringe Anzahl von ausführenden Komponenten und Sensoren.