Составляющие элементы системы умный дом, их назначение и принцип работы. Умный дом

30.10.13

Управление различными системами в «умном доме» производится на основании информации, которая постоянно снимается с датчиков. Наличие их позволяет не только обеспечить комфорт, но и существенно экономить электроэнергию, а также беспокоиться о безопасности жителей дома.

Существует несколько типов датчиков, которые в обязательном порядке должны быть установлены в «умном доме»:

  • движения;
  • тепла и задымления;
  • состава воздуха.

Первый класс применяется для создания комфортных условий, обеспечения безопасности, а также экономии энергоресурсов. Данные датчики могут интегрироваться в систему освещения и безопасности.

Установленные в комнатах позволяют автоматически включать свет, если кто-то заходит. Это позволяет освободить себя от того, чтобы вручную искать выключатель на стенке. Выключение света происходи через заранее определенное время.

Кроме того, что такой способ освещения предоставляет комфорт, обеспечивается также и экономичное использование электроэнергии. Это возможно за счет того, что при такой системе управления освещением свет горит только там, где это необходимо.

Совместная работа датчиков движения с системой освещения позволяет также добиться комфортного перемещения по дому ночью, когда свет подается с интенсивностью, достаточной для ориентирования, но при этом не мешающей родственникам.

При интеграции таких датчиков в систему безопасности обеспечивается своевременное обнаружение злоумышленников на приусадебном участке или в доме. На участке датчики движения чаще всего работают в паре с датчиками объема, чтобы не поднимать тревогу, если просто забежала кошка или собака.

При обнаружении проникновения включается звуковое и световое оповещение, а также подаются сигналы тревоги на пульт охраны и телефон хозяина.

Датчики тепла и задымления способствуют не только оперативному оповещению о возникшем возгорании, но также и его предотвращению. Интегрируются они в существующую систему пожаротушения. Для ее большей эффективности оба датчика должны быть установлены, так как поодиночное их использование не обеспечивает надлежащей оперативности.

За счет того, что контроль осуществляется сразу с двух положений: тепла и наличия дыма, то возникающий пожар может быть затушен еще в самом начале без привлечения специалистов.

При первых признаках нарушения температурных или физических показателей воздуха автоматически отключаются все электроприборы и подача газа. Кроме того, происходит оповещение о возникшей ситуации, предоставляется лучшая схема эвакуации и подается сигнал на пульт соответствующей службы.

Установку третьего типа датчиков, а именно состава воздуха, очень часто игнорируют. Это является очень большой ошибкой, так как только они могут эффективно определять наличие протечек газа. Наличие протечек чревато взрывом и нанесением существенного ущерба имуществу и здоровью проживающих в доме людей.

Определение того, что возможна опасная ситуация, определяется на основе постоянных замеров состава воздуха. При его отклонении от нормы происходит прекращение подачи газа, а также отключаются все электроприборы и розетки, кроме тех, которые нужны для работы системы безопасности.

Это предотвращает возникновение искры. Также на усиленный режим включается система вентиляции. О наличии протечки информируются жители дома и газовая служба.

Как видно, наличие датчиков играет основополагающую роль в эффективной работе «умного дома». Без них системы дома представляли бы собой просто набор электрооборудования.

Подобные материалы

В современных домах всё большее значение приобретает автоматизация, которая позволяет выйти на новый, ранее не доступный обывателю уровень комфорта и уюта.

Комплекс автоматических систем, используемых в жилых помещениях, получил название « умный дом». Работа такой системы построена на основе специальных регулирующих элементов и самых разнообразных датчиков, регистрирующих и передающих параметры среды и другую важную информацию.

Умный дом: датчики

Датчики в жилых помещениях разделяют на несколько типов, каждый из которых выполняет строго определённую функцию, и лишь комплексное их использование позволяет достичь экономии энергоресурсов, обеспечить высочайших уровень безопасности и защиты имущества.

Условно все датчики для умного дома принято разделять на 2 большие группы: реагирующие на параметры окружающей среды и отслеживающие движение объектов.

Типы датчиков:
— объёмный акустический;
— температуры;
— загазованности;
— освещённости;
— движения;
— ИК датчики;
— ёмкостные и индуктивные;
— индикаторы присутствия;
— фотоэлектрические;
— лазерные датчики передвижения;
— датчики утечки газа;
— протечки;
— давления воды, газа;
— дождя;
— индикаторы сырости;

Все эти приборы используются в совокупности с интеллектуальным управлением, что позволяет собирать данные и анализировать их в комплексе. Благодаря этому достигается безошибочность и безопасность работы систем « умный дом». Например, при компьютерном регулировании ворота гаража не просто откроются на какое-то время для въезда или выезда автомобиля. Прежде чем закрыть ворота система убедится, что машина не остановилась в проходе.

Анализ погоды на улице совместно с показаниями датчиков температуры внутри помещения позволяет рассчитать и поддерживать оптимальный режим функционирования систем вентиляции и отопления. Достигается это подачей правильного сигнала на обратную линию регулирования расхода теплоносителя.

Описание датчиков

Наиболее сложными являются детекторы умного дома, ответственные за определение перемещения и присутствие объектов. На их основе построены системы автоматического освещения, безопасности. Они, как правило, тесно взаимодействуют с интеллектуальной частью всей системы. Также для одной такой сети датчиков часто совместно используются разные устройства, отличающиеся по принципу работы. Например, одновременно устанавливаются инфракрасные датчики вместе с детекторами движения, присутствия и сенсорами освещённости.

Программное обеспечение умного дома выполняет не менее важную роль, чем правильное расположение и настройка всех других компонентов. Например, датчик движения может не реагировать в тех случаях, когда человек в помещении длительное время не двигается, а программный анализ позволяет запоминать, где именно и сколько людей находится в доме.

Самый часто используемый детектор в системах умный дом — датчик температуры. На их основе работает отопление, которое является одной из основных систем любого дома.

Противопожарные датчики отслеживают состояние воздуха в доме и срабатывают при резком повышении температуры сверх критической величины или при наличии дыма.

Датчики сырости позволяют определить, закрыты ли в доме окна, есть ли где-либо протечки или проблемы с отоплением.

В системе безопасности «Умного дома» используется несколько датчиков для контроля проникновения в дом «незваных гостей». В первую очередь, это беспроводной датчик движения . Он распознает движущиеся объекты по инфракрасному излучению. топовой конфигурации способны не только фиксировать присутствие объекта, но и определять расстояние до него, считывать его размеры и даже примерную массу. Сигнал с датчика поступает на контроллер «Умного дома», а далее, в зависимости от установленного ПО и настроек, система извещает охранное агентство и хозяина о несанкционированном проникновении в дом, местоположении злоумышленника и его перемещениях. Основной недостаток датчиков движения в том, что их можно обмануть. Датчик реагирует на температуру тела, если человек закутается с ног до головы в теплую одежды, то пройдет незамеченным. По этой причине рекомендуется комбинировать инфракрасные датчики с индуктивными, а также использовать их в сочетании в камерами видеофиксации.

Другой датчик для контроля несанкционированного проникновения - датчик открывания/закрывания окон и дверей . Устанавливается он на косяк или раму, контролирует весь периметр объекта. Принцип его действия тот же: при срабатывании датчик посылает сигнал на контроллер. Для обеспечения дополнительной безопасности на окна также можно установить датчик разбития стекла .

Датчики защиты и безопасности в КЕЙ

Интеллектуальное освещение

Уже знакомый нам датчик движения можно использовать не только в охранных целях, но и при построении интеллектуальной системы управления светом. Наиболее эффективно такие датчики проявляют себя в коридорах: свет включается в тот момент, когда проходит человек.

Идеально, если датчик движения будет работать в паре с датчиком освещенности , который может быть встроен в сам датчик движения: если естественного освещения достаточно, то свет не зажигается. .

В комнатах систему интеллектуального освещения разумнее всего построить на датчиках присутствия (они более чувствительны, чем датчики движения), но еще лучше - использовать фотоэлектрические датчики в проемах дверей. Они определяют, когда в помещение вошел человек и когда вышел.

Защита от аварийных ситуаций

Для контроля возникновения таких чрезвычайных ситуаций, как протечка воды, возгорание, утечка газа, существуют специальные датчики.

Защита от затопления:

  • датчик протечки воды - срабатывает при попадании влаги на чувствительные электроды. Устанавливается в зонах риска (ванная комната, туалет).
  • датчик давления воды - подает сигнал об изменении давления в трубопроводе. В зависимости от показаний, принимает решение о необходимости перекрывания воды.
  • датчик влажности - чаще используется в системе климат-контроля, но будет полезен и для контроля протечки, если основной датчик не сработает.

Датчики влажности в КЕЙ

Защита от пожара и взрыва бытового газа

Для контроля задымленности и утечки газа используются соответствующие датчики:

  • датчик дыма - определяет уровень задымленности в помещении и при необходимости отправляет тревожный сигнал на блок охранно-пожарной сигнализации. Некоторые датчики дыма имеют встроенную сигнализацию, поэтому их можно использовать и как автономное устройство.
  • датчик утечки газа - определяет концентрацию газа в воздухе и, в случае превышения допустимой нормы, отправляет тревожный сигнал на контроллер «Умного дома».

Cистема климат-контроля

В системе климат-контроля «Умного дома» может использоваться два типа температурных датчиков:

Кроме того, в системе климат-контроля используется датчик влажности . С его помощью «Умный дом» регулирует работу кондиционера и увлажнителя воздуха. Показания датчиков открывания/закрывания окон также могут быть полезны в системе кондиционирования. Если скоординировать работу систем отопления и вентиляции, можно существенно сэкономить на электроэнергии.

Благодаря различным датчикам эксплуатация систем «умного дома» станет более удобной.

Однако для того, чтобы устройства эффективно функционировали, необходимо тщательно подойти к их выбору и настройке параметров работы

При подборе, установке и настройке датчиков движения (присутствия) потенциальные пользователи сталкиваются с рядом трудностей.

Так, покупатели не только путают термины или типы датчиков, но иногда вообще плохо представляют, какие функции выполняют те или иные устройства.

Датчик движения или датчик присутствия

Датчик движения отслеживает перемещения в контролируемой части дома (зоне чувствительности), при этом чаще всего используются детекторы инфракрасного излучения. Одновременно встроенный светочувствительный элемент регистрирует уровень освещения, и если последний недостаточен, то устройство включает свет.

Датчик присутствия оснащён более совершенной оптической системой и способен обнаруживать даже незначительное движение (например, перелистывание страниц).

Это более точное и дорогое устройство снабжено регистратором уровня освещения.

Кроме того, существуют сотни разновидностей датчиков (так, одна из самых длинных продуктовых линеек B.E.G. насчитывает две с лишним сотни моделей).

Как показывает практика, установка «самого лучшего» (то есть самого дорогого в серии) устройства проблемы не решает.

Что же делать?

Параметры выбора датчиков

Последний параметр - мощность нагрузки, обусловленная количеством подключаемых ламп или других устройств.

Тип датчика. Выпускаются модели для сухих, влажных и холодных помещений (например, гаража), а также для уличного монтажа.

Отдельный тип - устройства узконаправленного действия для коридоров, галерей и других вытянутых в длину помещений. Некоторые датчики присутствия оснащены несколькими выходными цепями: к одной подключается освещение, а к другой, например, вытяжной вентилятор.

Наконец, существуют датчики присутствия для ванных комнат.

Они оборудованы звуковым сенсором: по шуму воды устройство понимает, что хозяева находятся в ванной. При этом свет не погаснет, даже если шторми задвинуты и движение отсутствует. Есть и датчики .

Варианты монтажа датчиков.

Помимо стандартных, для электроустановочных изделий накладных и врезных моделей выпускаются датчики для монтажа в подвесные потолки (такие модели есть, например, у B.E.G.).

Этот вариант установки позволяет монтировать устройства заподлицо. Внешне такой датчик сложно отличить от галогенного светильника. Установка. Может быть потолочной и настенной. Последний способ часто применяют в помещениях со слишком высокими потолками (оптимальная высота размещения большинства потолочных моделей - 2-3 м).

Перед монтажом датчик необходимо настроить. На корпусе изделия имеется один или несколько регуляторов.

С их помощью задаются уровень освещённости (пороговое значение, при котором устройство срабатывает), уровень чувствительности, время задержки срабатывания и специальные режимы работы, например когда свет только отключается датчиком, а загорается при нажатии на клавишный выключатель.

Таким же образом нужно настраивать угол обзора устройства. Для этой цели в комплекте предусмотрены накладные пластиковые шторки - так называемый фильтр отсечки сигнала. Необходимый угол обзора у датчиков задаётся путём удаления части шторки, ненужный пластик вручную выламывается по насечкам.

Следует учитывать максимально допустимую нагрузку, то есть количество приборов, включаемых по команде датчика.

Современные светодиодные и люминесцентные лампы (в отличие от ламп накаливания) имеют неприятную особенность - они создают очень большую стартовую нагрузку на подключающее устройство, из-за чего датчик присутствия может просто перегореть.

Оптимальная нагрузка на подключающие электроустановочные изделия (датчики и диммеры) для светодиодных ламп должна быть в 2-3 раза меньше расчётной мощности нагрузки. На практике это означает, что если датчик рассчитан на 300 В. то общая мощность подключённых к нему светодиодных ламп не превышает 150 В.

На заметку:

Датчики движения и присутствия надо устанавливать так, чтобы они не срабатывали от едущих по улице автомобилей или других ложных сигналов.

На заметку: непривычно умные двери

Простейшая электронная СКУД состоит из двух устройств - запирающего (электромагнитный или электромеханический замок) и считывающего. Считывающее устройство получает данные с пластиковой карточки и открывает замок.

Такие двери повсеместно устанавливают в офисах, производственных зданиях, гостиничных комплексах и жилых домах. Программно может решаться вопрос о времени доступа в помещение, о количестве посещений.

Но код карточки, хотя он и является индивидуальным, можно считать, подделать, а карточку - украсть. Тогда производители дверей пошли дальше, и на свет появились биометрические детекторы, которые распознают отпечаток пальца, сканируют сетчатку глаза, идентифицируют голос. «Умные» двери способны интегрироваться с системами безопасности и видеонаблюдения.

Это предоставляет дополнительные возможности - например, пересылку на вашу электронную почту фотографий людей, подходивших к двери, с конкретной датой и временем визита. Недалек тот день, когда дверь издалека будет автоматически распознавать своего хозяина и приветливо распахиваться перед ним.

Важно: большое значение имеет замок. Если он ненадежен, то, имея хоть сто уровней защиты, конструкция не сможет обеспечить нужную безопасность.

«Умная» дверь оснащена цилиндрической замковой системой, защищенной от вскрытия любыми методами - отпиранием, подбором ключей, сверлением, взрыванием. В случае незаконных попыток проникновения на охраняемую территорию система оповестит нарушителя, что объект находится под охраной. Часто такого предупреждения бывает достаточно, чтобы отпугнуть преступника. Дополнительно обо всех предпринятых попытках проникновения хозяин будет оповещен с помощью SMS. Если же преступник попробует отключить радиосигнал, об этом тоже станет известно благодаря станции мониторинга, которая в постоянном режиме контролирует окружающую обстановку.

На заметку: Умные окна и как они работают

Современные окна могут открываться по заданной программе, закрываться в дождь, регулировать свою светопроницаемость, уровень шума и температуру внутри помещения.

настоящее время популярность среди смарт-устройств для окон набирают ручки, поддерживающие заданную температуру в помещении путем подачи сигнала на систему кондиционирования при открывании окна, - в результате кондиционер временно отключается. Такими оконными ручками можно управлять удаленно через специальное приложение на компьютере или мобильном устройстве. Смарт-ручки можно установить как на новые, так и на уже существующие окна.

Системы автоматического проветривания - как, например, МАСО Window-Matic, которая программируется на срок до одного месяца, - позволяют открывать и закрывать окна в заданное время. Функционал таких систем может быть увеличен путем установки дополнительных сенсорных датчиков, благодаря которым створки будут автоматически закрываться при сильных порывах ветра или дожде.

С помощью современных окон можно регулировать освещенность помещения. Это стало реальным благодаря электро-хромным стеклам (разработка NREL - National Renewable Energy Laboratory, Американской национальной лаборатории по возобновляемой энергии), прозрачность которых изменяется в зависимости от поданного на них напряжения. Голландская компания Реег+ пошла дальше и предлагает стекла с фотоэлектрическим покрытием (Smart Energy Glass - SEG), которые могут не только менять свою прозрачность, но и аккумулировать солнечную энергию. Ученый Сарбаджит Банерджи из Университета Буффало предложил покрывать стекла вольфрамом, легированным оксидом ванадия (V205).

Оксид ванадия может изменять структуру своей решетки в зависимости от температуры, претерпевая так называемый фазовый переход. При температуре ниже +32°С это соединение является полупроводником, который не пропускает инфракрасное излучение, но и не поглощает его. При более высоких температурах кристаллическая решетка изменяется, соединение становится про- водником и начинает поглощать инфракрасное излучение. Поэтому при сильном нагреве стекла с таким покрытием оно может работать как охладитель, поглощая избыточное количество тепла.

Несколько лет назад компания Samsung представила на суд общественности свою наноразра-ботку Transparent Smart Window, представляющую собой 46-дюймовую LCD-панель с разрешением 1 366 х 768 пике, и контрастностью 500: 1.

Обычные LCD-панели имеют прозрачность 5 %, a Transparent Smart Window - 15-20 %.

Это делает возможным использование панели в качестве окна. Управляя устройством при помощи видже-тов, можно делать окно прозрачным, «закрывать жалюзи», использовать Smart Window в качестве обычного тачскрина для «компьютерных» задач, просматривать видео.

Днем в качестве подсветки используется внешний свет, в темное время суток включается встроенная LED-подсветка.

100 шт. гиацинт бонсай, многолетний гиацинт горшечных растений, Крытый легкое…

14.72 руб.

Бесплатная доставка

(4.80) | Заказы (1546)

«Большой Брат следит за тобой». К счастью, мрачные прогнозы Джоржда Оруэлла из его гениальной антиутопии «1984» в полной мере не осуществились. Но в части тотальной слежки реальность во многом превзошла фантазию писателя. В 40-ые года XX века сложно было представить технические возможности, доступные сегодня.

Причём не только люди следят друг за дружкой, но и инженерные системы взаимно контролируют свою деятельность. Повсеместный визуальный контроль обеспечивает система видеонаблюдения, регистрацию посещений - контроль доступа. Целая армия датчиков, подключенных к «умным» контроллерам, обеспечивает людям личную , сохранность имущества, комфорт , офисе, общественном здании и автомобиле.

Их можно условно разделить на две группы: датчики, отслеживающие движение и датчики, реагирующие на параметры среды.

Датчики, отслеживающие движение

Применяются и в построении интеллектуального . Не являются следящими два типа чувствительных элементов, активно применяемых в охранных системах: геркон и акустический извещатель разбития стекла.

Геркон - электромеханическое устройство, срабатывающие при размыкании контактов.

Акустический извещатель разбития стекла - реагирует на звук при разрушении стекла.

При попытке проникновения в здание через двери или окна, на которые их устанавливают, датчики посылают сигнал на контроллер системы охраны.

Сенсоры, отслеживающие передвижение объекта по помещению, можно назвать «умными». Это датчики движения и присутствия. Сенсоры слежения способны одновременно отслеживать несколько зон в окружающем пространстве, ориентировочно определять расстояние до объекта и даже его примерную массу и объём. При наличии соответствующего компьютерного оборудования и программного обеспечения система безопасности покажет точное местоположение объекта и его передвижения на плане здания.

Датчики движения основаны на технологии слежения за изменением инфракрасного или ультразвуковых полей, применяются в охранных системах и для автоматического . Инфракрасные датчики, применяемые в системе освещения, снабжены сенсором освещённости. Некоторые модели также являются дистанционными приёмниками ИК-сигналов.

Датчики присутствия схожи с сенсорами движения по принципу действия, но более чувствительны к изменению параметров. Кроме инфракрасных , существуют ёмкостные и индуктивные приборы. Последние способны точно определять наличие металлических предметов в обслуживаемых зонах. Индикаторы присутствия слишком чувствительны для охранных систем, их применяют для управления освещением и работой домашней техники (например, кондиционеров).

При всех достоинствах датчиков движения они обладают существенным недостатком: злоумышленник может их обойти. Например, ИК-датчик, реагирующий на повышенную температуру тела человека, можно «обмануть», с головы до пят закутавшись в тёплую одежду. Сделать это сложно, но теоретически выполнимо.

Поэтому сотрудники служб охраны всегда настаивают на том, чтобы на вверенном их заботам объекте была установлена комбинация датчиков различного типа действия. В этом случае, действительно, можно гарантировать полную защиту.

Построить полноценную систему интеллектуального освещения и поддержания оптимального климата только на сенсорах движения и присутствия сложно. Если объект долго находится без движения, сигнал не поступает. Нет точной уверенности в том, что в комнате находятся люди.

Программное обеспечение «умного дома» позволяет запоминать, сколько людей находится в помещении. Определить, что человек вошёл или вышел, поможет установленный в дверном проёме или в коридоре фотоэлектрический датчик.

Эти приборы реагируют на перемещение посторонних объектов в узконаправленном луче слежения. Программное обеспечение «умного дома» позволяет запоминать, сколько людей зашло и вышло из помещения.

Такой же датчик устанавливают на въездные и гаражные автоматические ворота, шлагбаум. «Умный дом» будет знать, въехал ли автомобиль в ворота полностью и не стоит ли кто в проёме. Ворота закроются автоматически, но не хлопнут по багажничку «Bentley» и не прищемят хвост собаке, радостно выбежавшей встречать хозяев.

На особо охраняемых секретных объектах или просто по причине неограниченного бюджета вместо фотоэлектрических применяют лазерные датчики перемещения. В отличие от обычных оптических сенсоров, они не способны на ошибки, среагируют и на мушку-дрозофилу. Причём работают на большие расстояния и способны определять точное местоположение объекта.

В голливудских триллерах про шпионов любят показывать главных героев, с помощью акробатических приёмов пересекающих полосу препятствий, обозначенную чрезвычайно яркими лучами цвета свежепролитой крови. На самом деле, если в воздухе не содержится большого количества дыма и водяного пара (тумана), луч лазера не виден. Только подготовленный специалист способен определить наличие датчика.

Датчики, реагирующие на параметры среды

Эти сенсоры рассчитаны на совместную работу с инженерными системами. Практически в каждом доме, оснащённом современной системой , найдётся датчик температуры. И, вероятно, не один.

Наружный датчик температуры снабдит систему данными температуре воздуха на улице. Его показания вкупе с прогнозом домашней метеостанции помогут определить оптимальный режим работы системы отопления и вентиляции.

Комнатные датчики температуры и приборы на подающей и обратной линии теплоносителя способствуют поддержанию комфортной температуры в отдельных помещениях.

Датчик утечки газа подаст сигнал на пульт и сообщит об утечке пронзительным сигналом. Если на вводе газа в дом установлен запорный кран с электромагнитным клапаном, поступление топлива будет прекращено.

Противопожарные датчики реагируют на наличие в воздухе дыма или повышение температуры свыше критической величины. Очень важные и нужные приборы.

Датчик протечки в случае попадания на него воды перекроет клапан, врезанный в водопровод.

Датчик давления воды подаст на контроллер сигнал об изменении давления в трубопроводе. В зависимости от характера изменений «умный дом» решит, перекрывать ли воду.

Датчик сырости сообщит, что в вашем доме что-то : есть протечка, не закрыты окна, проблема с отоплением.

В отличие от автомобиля, датчик дождя «умного дома» не включает щёток стеклоочистителя. Его показания, вместе с домашней метеостанцией, элементом которой является также датчик влажности, определяют работу системы автополива земельного участка.

Датчики - сенсорные рецепторы «нервной» , без которых «мозг» системы будет слеп, глух и бесполезен.



Статьи по теме: