Ряды армии поклонников систем «Smart home» неуклонно растут. Еще бы, система автоматизации и управления жилищем под общим название «умный дом» постоянно расширяет свои возможности, функционал и увеличивает выбор «умных» гаджетов.

Для автоматизации работы дома или квартиры производители интеллектуальных систем предлагают комплексное оборудование или отдельные девайсы. Причем на современном рынке девайсов, именно последние пользуются наибольшим спросом. И вполне закономерно, ведь систему «Smart home» можно собирать как конструктор, подбирая отдельные комплектующие, согласно своему бюджету и предпочтениям. Монтаж и простейшая настройка таких смарт-гаджетов посильна практически любому мужчине, имевшему мало-мальски опыт общения с несложной домашней техникой и компьютером. Для технически подкованных пользователей открыты возможности для установки сложных «умных» систем и многофункциональных девайсов.

Итак, задача определена. Попробуем детально разобраться как сделать «умный дом» своими руками.

С чего начать
Начнем с определения ваших потребностей и, собственно, ваших возможностей. Для этого следует ответить на два базовых вопроса: какие функции вам требуется автоматизировать для вашего комфорта и какими знаниями и навыками вы владеете?

Безусловно, если у вас ранее был опыт монтажа электрических приборов и есть навыки программирования, то вам, скорее всего, разобраться в системе и её установке не составит особого труда.  При отсутствии такого опыта, четко следуя пунктам инструкции, тоже можно добиться положительного результата в элементарной автоматизации некоторых процессов. Однако для этого потребуется время и максимум вашего терпения. 

Выбираем платформу
Если вы решили выбрать уже готовые системы, необходимо обратить внимание на платформы от проверенных временем производителей интеллектуального оборудования с понятным интерфейсом. Основные и самые популярные платформы, на которых работают системы «умного дома»:

• Xiaomi Smart Home Suite;
• Google Home;
• Amazone Echo;
• Arduino Zigbee.

Компания Xiaomi завоевала доверие на рынке, благодаря своей качественной продукции при невысокой стоимости. Этот производитель решил не отставать от своих коллег по цеху и представил собственное решение для автоматизации домашних процессов. Smart Home Suite представляет собой систему, состоящую из модуля, контроллера, датчиков и сенсоров. Она может управлять огромным числом устройств непосредственно с помощью гаджетов от Xiaomi или других производителей. Центральный блок с легкостью подключается к сети электропитания, а контроль происходит посредством смартфона или планшета. Все приборы совместимы друг с другом и другими интеллектуальными системами.

Google Home, в отличие от китайской компании, еще не успел завоевать такую популярность в России. В целом, платформа от Google схожа с китайской по функциональности и качеству. Тем не менее, разработчики Google Home пошли дальше и предложили своим потребителям оригинальную функцию голосового поиска. Компактное Bluetooth-устройство - колонка, которая используется для сбора показателей и дальнейших команд, имеет удобный интерфейс, поддерживает различные сервисы.

Американская компания Amazone Echo является полным аналогом системы «Smart home» от Google. Голосовым помощником здесь выступает «Alexa». Простая инструкция и понятный интерфейс позволит без труда разобраться с установкой этой интеллектуальной системы.

Zig Bee Arduino в отличие от предыдущих компаний, не является готовой системой «Smart Home». По сути, это набор протоколов передачи данных, которые позволяют построить «умный дом» без покупки дорогостоящего оборудования. Компания разработала огромный арсенал девайсов, которые достаточно легко можно установить самостоятельно. Ардуино имеет открытую «политику», что позволяет работать с ней всем желающим. Покупка отдельных комплектующих (датчиков, кабелей, самого контроллера) обойдется для потребителя в несколько раз дешевле, нежели приобретение готовой смарт-системы. А дальше – широкое поле для пользовательских экспериментов. 


Комплектующие для системы «умный дом»
Платформа выбрана, теперь самое время приступить к покупке необходимого оборудования. В соответствии с отобранным вами проектом, потребуется купить разнообразные контроллеры, серверы, провода и другие комплектующие.

Для уже готового жилища лучше всего выбрать беспроводную систему, если вы, конечно, не планировали капитальный ремонт. Если же вы только приступаете к глобальным ремонтным работам со сменой штукатурки и заменой проводки, смело выбирайте проводной тип системы. 

Контроллер представляет собой «мозг» всей системы. Зачастую этот сервер называют генеральным компьютером, базовым блоком или центром управления. Не забудьте, что от выбранного вида коммуникации зависит тип требуемого контроллера. Согласно актуальной классификации, контроллеры могут быть многофункциональными или же в виде мультимедийного устройство с функцией подключения дополнительных модулей.

Связь, анализ и передача данных в этих устройствах может проходить:

• через Интернет,
• по радиоканалу,
• через адаптер PLC.

В качестве примеров, остановимся на нескольких доступных контроллерах, которые можно свободно приобрести в интернет-магазинах на территории РФ:

• Центр управления Rubetek СС1. Устройство осуществляет удаленное управление и контроль дома с обычного мобильного телефона, который привязан к системе. Позволяет подключить к себе свыше 200 одно или многофункциональных смарт-устройств. Стартовая цена такого оборудования - от 7500 рублей.

• EZVIZ A1 (CS-A1-32W). Беспроводной контроллер, способный управлять 32 устройствами одновременно. Регулирует работу датчиков открытия и закрытия дверей, окон, датчиков движения, протечки воды и многое другое. Возможно дистанционное управление через мобильное приложение по беспроводной сети на расстоянии до 80 метров. Продается в комплекте вместе с пультом дистанционного управления. Стоимость - от 8500 рублей.

• XIAOMI Aqara MFKZQ01LM Куб. Бюджетный вариант, который работает на платформе от XIAOMI. Компактный кубик имеет встроенный шестиступенчатый гироскоп. Подойдет для управления электрическими приборами, в частности, «умными» лампами, смарт-телевидением и основными датчиками безопасности. Популяризируется как система «Smart Home» для новичков, либо для пользователей, не нуждающихся в глобальной автоматизации домашних процессов. Кубик довольно прост в использовании, выдержан в лаконичном дизайнерском решении, обладает параметрами 4,50 х 4,50 х 4,50 см. «Умный кубик» является бюджетным вариантом, стоимость которого составляет около 1200 рублей.

• Uno R3 CH340G Arduino совместимый контроллер. Устройство на базе микроконтроллера Atmega 328. Модуль содержит встроенный стабилизатор напряжения. Программатор позволяет использовать стандартный USB-кабель, который нужно будет приобретать отдельно. Для разработки программ доступна официальная платформа разработки IDE Arduino и множество других сред программирования. Стоимость - 400-600 рублей.

Выбираем сервер управления
Для решения этой задачи можно вмонтировать сенсорную панель персонального компьютера с серверным программным обеспечением или же специальную панель управления. Последняя стоит немного больше, однако более предпочтительна для организации контроля над сложными многофункциональными системами. 

Следующий шаг – приобретение датчиков-сенсоров. Самые востребованные позиции - датчики движения, утечки газа, протечки воды, а также девайсы, обеспечивающие безопасность дома:

1. Датчик утечки газа RUBETEK KR-GD13, 433 МГц. Датчик утечки газа Rubetek оповестит вас о проблеме на ваш телефон, а затем активирует встроенный звуковой сигнал, который оповестит всех жильцы дом об опасности. Стоимость «умного» девайса - от 2600 рублей.

1. Датчик движения REDMOND RG-D31S. Компактный беспроводной прибор для смарт-системы, позволяющий удаленно контролировать любую активность в доме или в квартире, находясь в любой точке мира. Sky Guard незамедлительно отправит сообщение на ваш смартфон с оповещением о возникшей нестандартной ситуации на территории, находящейся в зоне его контроля. Стоимость такого прибора – около 700 рублей.

1. Датчик температуры и влажности RUBETEK RC-3601, 869 МГц. Датчик температуры и влажности фирмы Rubetek позволяет удаленно производить анализ данных внутреннего микроклимата квартиры, а данные поступают на экран обычного смартфона или планшета. Цена такого девайса - от 3000 рублей.

Автоматизация домашних процессов на платформе Zig Bee Arduino
Если вы проживаете в типовой квартире или в небольшом частном доме, для автоматизации бытовых процессов рекомендуем использовать бюджетную платформу. Для ее использования понадобится отдельный сервер обработки состояний. Его можно зафиксировать и установить на программной технологии Node.js. 

Node.js подходит для решения задач передачи данных по подключенным устройствам, модулям и девайсам. Для визуализации автоматики дома-помощника потребуется создать сервер и обработать его на jаvascript. После этого ожидаем результат, который отобразится в браузере подключенного к системе компьютера или планшета.

В качестве основного модуля для управления можно использовать стационарный компьютер пользователя или ноутбук, так как родная плата Arduino обладает довольно скромным объемом физической памяти.  Безусловно, этом можно делать и с помощью смартфона, планшета или фаблета, однако, РС, как правило, обладает более мощным процессором и оперативной памятью, что позволит в полной мере задействовать функциональные возможности системы «умный дом».  Прописав выбранный вами алгоритм, можно установить необходимый режим включения и выключения всех контролируемых приборов. Так, например, в приложении можно задать ведение статистики, отслеживания графика работы и сна у пользователя и даже всех членов семьи. После вычисления этого алгоритма система сможет включать некоторые приборы заблаговременно. Чрезвычайно удобно программировать бойлер или другую отопительную систему, которая автоматически подготовит комфортную температуру к приходу домочадцев после работы или учебы. Такие возможности для центрального управления на платформе Zig Bee Arduino может дать именно внешний компьютер.

Для подключения и настройки отдельных модулей необходимо с помощью сервера на Node.js связать все приборы и гаджеты друг с другом. Это касается и визуализации процессов автоматики дома через специальные приложения в Интернете. Также можно задать процесс получения информации и управление на собственный телефон. Это желательно сделать для того, чтобы в случае отключения Интернета в доме, владелец квартиры получал свежую объективную информацию о протечке воды, появлении незваных гостях или развитии какой-либо другой нестандартной ситуации.

Далее устанавливаем приложение на смартфон (для Android) для получения данных от системы «умный дом» в сети. Для этого необходимо выполнить несколько поэтапных шагов:

1. Скачать файл в плей-маркете SmartHome.apk.
2. Отправить его на телефон пользователя.
3. Открыв «Менеджер файлов», разместить данный файл.
4. Поставить галочку для кнопки «Установить».
5. Активировать.

С помощью этого приложения владелец получает собранные показатели и управлять всей системой «Smart home». Arduino, в свою очередь, на предмет срабатывания того или иного датчика будет ежеминутно выполнять независимую проверку. 

Теперь для визуализации процессов подключаем Arduino к компьютеру или планшету. Подключение закончено, пришло время задать алгоритм работы для всех датчиков и «мозга» системы.

Для этого в адресной строке браузера вводим XXXXXXXXXXXX/all, где «XXXXXXXXXXXX» — ваш IP-адрес. После этого активируется возможность получения собранных показателей от всей системы. Если вы желаете присвоить адресу доменное имя, следует зайти и зарегистрироваться на сайте noip.com.  Переходим в раздел «Add host» и вводим IP-адрес системы. Готово!

После завершения всех вышеуказанных манипуляций сверяем заранее установленные датчики и актуаторы с системой, после чего можем тестировать работу.


Резюме
В этой статье мы предложили вам только один из немногих возможных способов автоматизации управления «умным домом». Отталкиваясь от поставленных задач (автоматизация устройств в рамках типовой квартиры или частного дома) система Zig Bee Arduino действительно является одним из самых бюджетных и одновременно простых и эффективных решений, представленных на российском рынке.