Умный дом своими руками. Общие принципы

В этом разделе я хотел бы поделиться своим опытом в области строительства дома, но не просто, а Умного. По правде сказать, я считаю этот термин скорее маркетинговым инструментом, потому что так легче продать. Ведь зачастую простой регулятор (диммер) для ламп накаливания, который известен чуть ли не с момента изобретения Эдисоном лампочки Ильича, маркетологи умудряются называть умным домом. Но поскольку словосочетание "Умный Дом" прочно вошло в обиход, буду его использовать и я. Что же в таком случае Умный Дом?

Не буду, как это принято в других статьях, живописно рисовать светлое будущее человека в кругу электронных помощников, которые и свет сами включат и тапочки принесут и чайник подогреют и все остальное, что нужно отрегулируют, подкрутят, подвинтят, сфотографируют и на хлеб намажут. Вы можете пофантазировать на эту тему самостоятельно. Ведь у каждого, очевидно, имеются свои задачи и свое представление о том, как и что поручить электронному мозгу. Однако для конечного потребителя важно то, что при всем обилии задач, которые могут выполнять такого рода Системы, существует всего лишь два основных подхода к реализации.

1. Купить готовую систему автоматизации дома
2. Попробовать сделать все самостоятельно

Для тех, кому интересны готовые решения и технологии, я подготовил небольшой обзор "Готовые решения для идеологии Умный Дом". А данный материал как и весь раздел этого сайта ориентирован скорее на второй подход и ту категорию людей, энтузиастов, творцов, если хотите, которым это интересно не только с точки зрения "поставил и забыл". Создание своего Умного Дома - это интересный, творческий процесс, в течение которого вы, как создатель, работаете над решением различных головоломок, придумываете новые идеи, радуетесь достигнутым результатам и огорчаетесь неудачам. Этот творческий процесс связан не только и не столько с программированием или паяльником, сколько с развитием гибкости мышления, с изучением различных инженерных и технических систем, законов природы, физики и математики. Вы энтузиаст? Тогда идем дальше.
 
У готовых систем есть ряд преимуществ

• Отработанная технология, надежность
• Готовые модули, с помощью которых можно решать основные задачи

Недостатки

• Высокая цена
• Как правило, не очень большая гибкость управляющего модуля
• Ограниченные возможности управляющего модуля
• Закрытость технологии и/или протоколов и/или схемотехники
• Отсутствие или недостаточные возможности для сопряжения с другими системами дома.

Правильной дорогой идете, товарищи!

А теперь попробуем поставить все с ног на голову. Низкая цена, гибкость, функциональность, совместимость казалось бы несовместимого, но при этом отсутствие готовых модулей, технической поддержки и неопределенная надежность. Я выбрал этот путь. Аргументы простые.
1. В моем понимании важно, чтобы Умный Дом или система домашней автоматизации строились на открытых стандартах, протоколах, из доступных в любом магазине,  дешевых компонентов.
2. Нужно максимально использовать накопленный опыт людей, по возможности не изобретая велосипед.
3. В процессе создания мы должны получить не только систему, которая, может быть, как-то работает, но также и знания, а, кроме того, с интересом, творчески провести свободное время.
Вот такая философия. Можно возразить? Конечно! Но это это моя позиция. Посмотрим, что из этого выйдет.

Компьютер всему голова

Принципиальным и я бы даже сказал идеологически важным элементом системы является центральный блок управления. С моей точки зрения таким блоком должен быть компьютер. Компьютер в роли головы системы обеспечивает универсальность, гибкость, расширяемость, простоту в использовании. С помощью компьютера можно решать огромное количество совершенно различных задач в рамках одной системы. Гигантское количество доступного программного обеспечения, библиотек, фреймворков, позволяют насытить центральный мозг системы обширнейшей функциональностью. В компьютере есть практически все для аппаратного и программного объединения различных элементов в единую систему. Современное движение производителей оборудования к использованию широко распространенных протоколов и стандартов (RS232, USB, Ethernet, TCP/IP, Wi-Fi), принятых в компьютерном мире, значительно облегчает интеграцию блоков и создание системы Умного Дома. Нельзя забывать и то, что в современном информационном обществе, пропитанным духом Интернета, Умный Дом нужно понимать не только и не столько как управление коммуникациями, климатом и оборудованием, сколько средой для обмена и трансформации данных, медиа-сервером, контент-сервером, чем-то таким, что не только помогает экономить энергоресурсы и повысить комфорт, но и средством развлечения и общения, позволяющим качественно изменить уровень жизни. Да и сами процессы создания и использования Умного Дома тесно переплетаются в причудливый творческий конгломерат. В этом смысле создание на базе ПК головного мозга системы Умного Дома из программно-аппаратных кирпичиков, оснащенных Web-интерфейсом, является перспективным и интересным занятием, в котором может участвовать не один разработчик-пользователь. Здесь я умышленно не говорю о надежности компьютерного управления и его недостатках, о которых я писал. Это дело не подхода, не идеологии, но техники, а значит эти вопросы решаются на этапе непосредственной реализации.

Аппетит приходит во время еды или каша из топора.

Говорят, что спрос рождает предложение. Но так ли это на самом деле? Наверное, люди не хотели смотреть телевизор, когда его не было, наверное, людей не тянуло курить, пока не придумали табак и, по всей видимости, люди прекрасно обходились без Интернета и мобильного телефона, используя обычную почту. Это, конечно, условно, но правда в том, что невозможно заранее предусмотреть что потребуется в процессе жизни. Поэтому я не стал писать техническое задание на разработку, не продумывал всю систему до мелочей, а просто положил первый кирпичик и решал проблемы по мере их возникновения. У меня был дом без финишной отделки, в котором я мог позволить себе все: протащить провода на самом видном месте, повесить на стену какой-нибудь "девайс", который при других обстоятельствах повергал бы в шок, продолбить дыру в неожиданном месте своим любимым перфоратором. Для меня создание домашней автоматизированной системы - это что-то на вроде эксперимента, исследования. Я шел эволюционным путем. Результатами этого исследования я и хочу поделиться с вами. Буду рад, если мой опыт не пропадет даром. Буду счастлив, если ваш опыт и ваши отзывы будут полезны мне.

Да, у меня гуманитарное образование. Я говорю это для того, чтобы люди, являющиеся профессионалами в областях, о которых я пишу, не судили строго, а люди которые никогда в глаза не видели паяльник не отчаивались.

Коротко. Для начала от откопал в чулане старый ненужный компьютер, водрузил на него Linux. Затем я подумал, что неплохо было бы подключить к нему какие-нибудь камеры, для наблюдения за улицей и домом, и подключил аналоговую охранную камеру и веб-камеру. Сделал так, чтобы камеры можно было смотреть на любом компьютере в доме. Затем я настроил на нем GPRS-Интернет (село все ж таки), а потом и проводной Интернет через VPN. Таким образом я мог наблюдать за происходящим не только находясь дома, но и с работы. Потом возникла необходимость смонтировать GSM-сигнализацию и мы сделали это своими силами. А нет ли, бабуля, соли? Мне стало интересно отслеживать температуру в разных участках дома, и я подключил к своему серверу 1-wire датчики. Потом я вывел суточные и месячные графики температуры. Домашний web-сервер обростал новыми возможностями. Потом мне пришла в голову мысль, что технология 1-wire годится не только для фиксации температуры, но и для управления устройствами. Таким образом было реализовано управление уличным освещением, где вместо датчика освещенности - фотоэлемента использовалась картинка с камеры наблюдения. Аппетит усиливался. Может, бабуля, и пшено найдется? Я решил, что интересно будет вести архив с камер наблюдения и сохранял кадры в архиве каждые несколько минут, а потом монтировал забавные фильмы. Потом я понял, что информацию с наружных и внутренних датчиков температуры можно использовать и для управления отоплением и сделал такое управление на 1-wire, подключив к серверу пару дополнительных модулей... Дальше было управление процессом водоочистки (аэрация, обеззараживание) на основе исполнительного модуля и датчика на базе 1-wire. Затем датчик протечки, управление освещением, вентиляцией. Далее захотелось, чтобы система могла разговаривать... А потом...
Когда у меня есть время, я продолжаю придумывать и реализовывать вещи, которые помогают экономить и улучшают комфорт. А ведь это самое главная и основная задача Умного Дома: экономить и повышать комфорт. Об этом нужно всегда помнить.