Обзор подходов, используемых для создания интеллектуального жилья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обзор подходов используемых для создания интеллектуального жилья.

интеллектуальный жилище кабельный микропрограммный

Производители нового поколения цифровых бытовых приборов, естественно, заинтересованы в их сбыте. Но если для интеграции холодильника и плиты потребуется создавать отдельную кабельную систему, это с большой вероятностью отпугнет потенциальных потребителей. В самом деле, интеллектуальный холодильник и сам по себе должен быть вещью недешевой, а тут еще фактически отдельную сеть под него тянуть надо. Поэтому компании прибегают к разнообразным изворотам, дабы этого избежать. Например, линейка продуктов Ariston Digital использует для общения между собой обыкновенную электрическую проводку. Помнится, ее пытались использовать для предоставления широкополосного доступа в Internet всем желающим. Но в масштабах города или даже района это реализовать оказалось не так-то легко. А в отдельно взятой квартире или доме - запросто. Подробнее это описано на соответствующей врезке. Кроме того, могут применяться и беспроводные решения, которые функционируют в радиодиапазонах, не требующих лицензирования.

Второй подход, как уже было сказано, условно назван промышленным. Если для бытового подхода характерно минимальное вмешательство в существующую инфраструктуру здания, то в данном случае все обстоит с точностью до наоборот. Промышленный подход к интеллектуальному жилищу зародился в недрах системных интеграторов - компаний, которые начинали свою деятельность с создания локальных и глобальных вычислительных сетей. С развитием цифровых технологий передачи данных они плавно включали в сферу своих интересов телефонию, как традиционную, так и с приставкой IP. После того, как родилась концепция структурированных кабельных систем (СКС), которая предусматривает построение единой кабельной системы всего здания еще на этапе его проектирования и строительства, стало понятно, что в принципе не обязательно ограничиваться телефонами и компьютерами. Через витую пару и оптоволоконный кабель передается любой сигнал - было бы лишь необходимое оборудование. В частности, нет никаких препятствий для передачи видеосигнала: кабель категории 7 нормируется вплоть до 650 МГц, а использование так называемых балунов (от англ balanced - unbalanced; сигнал, передаваемый по витой паре, является сбалансированным, а по коаксиальному кабелю - нет) позволяет подключать аппаратуру с традиционными разъемами под коаксиал. Что уж тут говорить о всякой пожарной и охранной сигнализации! Она прямо сама просится в СКС. А поскольку кабели все равно где-то надо прокладывать, то заодно можно прибрать к рукам и всю силовую электропроводку, создав единую систему гарантированного электроснабжения здания на основе мощных источников бесперебойного питания, страхуемых на самый крайний случай дизель-генератором.

В общем, теперь системные интеграторы не предлагают просто голую СКС - они выходят к потребителю с предложением совместно со строительной организацией воздвигнуть интеллектуальный дом или офис. При этом большинство "железных" работ выполняется на этапе строительства: прокладка кабельных каналов и собственно кабелей, монтаж необходимых кроссовых устройств, пассивного и активного оборудования. В результате клиент получает не просто дом, а готовое к проживанию или производственному использованию здание, уже оснащенное целым комплексом инфраструктуры. К ней относятся: компьютерная и телефонная проводка, подключение всех внешних коммуникаций, пожарная и охранная сигнализация, служба контроля доступа в помещения, внутреннее и наружное видеонаблюдение, телевизионная разводка, радиотрансляционная сеть, служба единого времени (для крупных предприятий имеет большое значение, чтобы все часы показывали одинаковое ,и, разумеется, точное время). Естественно, все выполняется с необходимым запасом, чтобы не возникало проблем, если в комнату подсадят еще одного человека или установят новый сетевой принтер.

Далее хотелось бы рассмотреть те технологические составляющие, из которых, собственно, и складывается интеллектуальная начинка здания. Любой прибор, бытовой или промышленный, представляет собой ансамбль исполнительных устройств, дирижером которого является микропрограммное устройство управления. Его можно называть контроллером, процессором, компьютером - суть от этого не изменится. Целью, если так можно выразиться, интеллектуализации здания является предоставление пользователю доступа к удаленному мониторингу и управлению техникой. Кроме того, возможна организация совместной работы нескольких устройств, если они будут общаться между собой по одному и тому же протоколу. В качестве среды передачи данных для удаленного управления ничего нового изобретать не пришлось: это либо Internet, либо мобильные сети GSM. Впрочем, с внедрением технологии WAP и тенденцией к объединению вычислительных устройств и средств связи грань между этими двумя способами передачи данных теряется.

Для беспроводной передачи сигнала иногда применяются компактные приемопередатчики, например такие, как разработанные в компании World Wireless Communications, Inc. Серия продуктов 900 SS Micro Hopper представляет собой встраиваемый модуль радиообмена данными в диапазоне 902-928 МГц, работающий в режиме прыгающей частоты. При этом дальность надежной связи составляет до 500 м. При необходимости связи на больших расстояниях используется его старший брат 900 SS Hopper, поднимающий планку до 20 км (при наличии прямой видимости).

Гигант компьютерной индустрии IBM также не остался в стороне от перспективного направления и объявил о разработке The IBM PowerPC Internet Appliance Platform, которая предназначена для создания web-enabled (подключенные к Всемирной паутине) - устройств на базе микропроцессоров PowerPC. При этом анонсирован однокристальный микроконтроллер, включающий в себя помимо процессора схемы для управления жидкокристаллическими экранами, экранами touch-screen, различными типами Flash-памяти и т. д. По мнению IBM, существующие процессоры для персональных компьютеров плохо приспособлены для работы в составе встроенной техники и будущее за однокристальными решениями.

Кроме фирм-производителей отдельных контроллеров и интеллектуальных устройств, набирают вес и компании, предлагающие полное "оцифровывание" жилища. Например, корпорация Echelon предлагает полный комплекс услуг по внедрению цифровых технологий в жизнь всех и каждого. Разработанная ею система управления под названием Lon Works System основана на открытом стандарте EIA-709, продвигаемым Ассоциацией производителей бытовой электроники (СЕМА -Consumer Electronics Manufacturers Association). Цифровой дом от Echelon содержит три вида сетей. Во-первых, это компьютерная сеть, базирующаяся на использовании стандартов HomePNA (1 Мбит/с по телефонной проводке) и HomeRF (радиосвязь), которая интегрирует компьютеры, принтеры, сканеры, факс-машины. Во-вторых, это так называемая развлекательная сеть, основанная на интерфейсе IEEE 1394 FireWire, с помощью которой объединяются телевизоры, видео - и аудиомагнитофоны, проигрыватели CD и DVD и т. д. В-третьих, это управляющая сеть; она построена на фирменной технологии Lon Works, контролирующей освещение, пожарную сигнализацию и противопожарные средства, и другие охранные системы. Кстати, эту технологию уже используется в нескольких миллионах домов в США.

Абстрагируясь от терминов, присущих современным технологиям, давайте определимся, какие же блага получает простой обыватель, поселившийся в "цифровом" доме ? Представим себе семью среднего уровня. С утра все расходятся по своим делам. Взрослые - на работу, дети - в школу. Каждый живущий в доме имеет электронный ключ доступа к зданию. Перед уходом мама кладет в микроволновку пищу, программируя ее на разогрев в определенное время. Последний уходящий нажатием клавиши переводит дом в ждущий режим. Выключается освещение, снижается температура в помещениях, отключаются все электрические розетки, активируется система противопожарной безопасности, охранная сигнализация, внутренняя видеозапись, работающая отдатчиков движения. Днем дом потребляет минимум электроэнергии, но, тем не менее, непрерывно следит за окружающей и внутренней обстановкой. Если раздастся слишком громкий звук во дворе или же будет разбито какое-либо окно, включается видеозапись, сигнал тревоги, автомат звонит в местную полицию и сообщает о происшествии, а все члены семьи извещаются тем или иным способом - на пейджер, мобильный или обычный телефон. Но день проходит спокойно, и приближается вечер. Возвращается домой ребенок и пытается посмотреть телевизор или послушать музыку. Но у него нет доступа к включению аппаратуры: родители считают, что сначала уроки, а потом развлечения. Волей-неволей приходится выполнять домашнее задание или учиться взламывать домашние системы управления, - тоже какое-никакое обучение. К этому моменту система отопления перешла из дежурного режима в основной и разогрела дом до установленной температуры. Мама сегодня освободилась пораньше и хочет изменить программу микроволновой печи, чтобы приготовление пищи началось быстрее. Нет проблем - с рабочего место через Internet можно войти в домашний центр управления и произвести необходимые изменения. Перед отцом, который подъезжает к дому на машине, открываются ворота - автоматика опознала машину как хозяйскую. Внутренний свет включается отдатчиков движения и выключается сам, как только водитель покидает гараж. Вечером можно и кино посмотреть, и музыку послушать. При включении телевизора свет в комнате автоматически тускнеет, чтобы лампы не отсвечивали в экране. Компьютер запоминает музыкальные предпочтения каждого члена семьи и способен отобрать из имеющихся дисков те, которые соответствуют их музыкальным вкусам. Хорошо бы еще проверить электронную почту - вдруг что-то важное. Для этого не надо включать персональный компьютер - его вообще может не быть в доме. Достаточно воспользоваться холодильником на кухне. Так и есть - бабушка приглашает в гости. Семья быстро собирается и выезжает, при этом здание переводится в режим имитации присутствия, чтобы на долгое время создавалось впечатление, что в доме кто-то находится. По определенной программе включается и выключается освещение в комнатах, специальный проектор имитирует на закрытые занавеси тени владельцев, наружные динамики имитируют звуки деятельности. Даже отключение электроэнергии не прекратит деятельность такого дома: в подвале установлена батарея аккумуляторов и резервный генератор с автоматическим запуском в случае длительного отсутствия электроэнергии. Все вышеописанное может показаться слегка фантастическим, но на самом деле все это - реально существующие продукты, из которых интеграторы домашних систем готовы собирать практически любые конструкции на основе существующих стандартов (EIB, Lon Works и т.д.).

Если же обратиться к отечественным реалиям, то тут не все так плохо, как могло бы показаться. Конечно, не всем по карману высокобюджетные решения, основанные на продуктах стандартов EIB . Но, например, фирма "Специальные Системы и Технологии" (по совместительству производитель полов с подогревом "Теплолюкс") разработала недорогую систему, которая способна сделать проживание в любой квартире гораздо более комфортным. Система охраны и контроля жизнеобеспечения здания Master's Control System позволяет координировать процесс обогрева помещений, управлять безопасностью жилища, обнаруживать утечки газа или воды. Для программирования заданного теплового режима используется комплект "ТеплоМастер", который готов выполнять определенную для него программу температурного режима в нескольких независимых зонах, управляя различными источниками тепла. Программа может быть задана в таком виде: в рабочие дни (когда дома никого нет) поддерживать минимальную температуру (12° С), разогревая помещение к возвращению хозяев и поддерживая комфортные условия (25° С) до утра. При этом программирование осуществляется с учетом дней недели или более сложным образом. Еще одна система - "Нептун" - перекроет воду в случае возникновения протечек, теперь не нужно беспокоиться, что ребенок забудет завернуть кран в ванной или на кухне. Комплект "Визит" умеет не только определять факт аварийной ситуации и ЧП (пожар, утечка газа, задымление или несанкционированное проникновение в помещение), но и сообщать об этом на голосовой пейджер владельцу, а также вызывать голосом по телефону соответствующие оперативные службы (01, 02, 04 - общим числом до пяти). В целом удобство проживания в оборудованном таким образом доме значительно повышается. Зачем трепать собственные нервы, если, установив умную электронику, можно переложить хотя бы часть домашних забот на ее кремниевые плечи?

Говоря об интеллектуальных квартирах и домах, нельзя обойти вниманием и приусадебное хозяйство. Можно сказать, что давнишняя мечта человека о роботах, которые возьмут в свои руки всю тяжелую и монотонную работу, начинает постепенно сбываться. Нет, к сожалению, робот, который моет посуду или гладит рубашки, все еще не создан. Компания Friendly Machines Ltd. произвела всего лишь робот, способный стричь газоны. Устройство размером с небольшой пылесос ползает по газону, приводя его в надлежащее состояние. При возникновении на его пути препятствия он обходит его согласно заложенной программе. Чудо техники стоит около $800 и готово пахать целых два часа в сутки (остальное время робот заряжается от электрической сети).

Конечно, в одном обзоре нельзя охватить все аспекты такого сложного понятия, как интеллектуальное жилище. К сожалению, в нашей стране технологии создания интеллектуальных домов не так распространены и в основном применяются в корпоративной сфере при создании офисов и производственных помещений. Но вполне вероятно, что с развитием массового широкополосного доступа в Internet к традиционной квитанции об оплате квартирных услуг "свет-вода-газ-телефон" добавится еще и "сеть", а проводку под умные плиты, холодильники и стиральные машины будут устанавливать еще на этапе монтажа здания. Поживем - увидим...

Говоря об интеллектуальных домах, нельзя обойти вниманием Европейскую ассоциацию EIBA (European Installation Bus Association), в которую входят такие гиганты, как "Сименс", "Легран", "Филипс" и др. Разработанная этой организацией технология EIB (European Installation Bus) используется для управления самым, что ни на есть традиционным домашним хозяйством, притом удобным для человека образом. На базе этого стандарта каждый производитель создал собственный продукт, наиболее известными из которых являются Instabus от "Сименс" и I-bus от ABB. При помощи единой шины управляются освещение, отопление, вентиляция и кондиционирование, бытовые электроприборы (вполне традиционные, без всяких подключенных к Internet приспособлений). При этом клиент волен при установке системы, выбрать перечень тех функций, которые ему требуется реализовать. Сама по себе шина EIB представляет собой всего лишь два провода. Все компоненты системы подразделяются на сенсоры ( выключатели, которые помимо собственно коммутирующих способностей имеют еще и блок памяти) и исполнительные устройства. Каждый сенсор может управлять одним или несколькими устройствами. Стоимость таких систем на отечественном рынке составляет от одной до пяти тысяч долларов (естественно, все зависит от набора реализованных функций). Но если сравнить это с ценами на качественные новые квартиры, то, возможно, окажется, что лучше доплатить сразу и осчастливить себя и домашних чудесами техники после переезда, чем потом кусать локти, завидуя своим соседям...

Дальнейшее развитие подключенных к Internet встроенных устройств столкнется с явной нехваткой адресного пространства. Действительно, в текущей версии протокола IP (Internet Protocol, RFC 791) теоретически можно закодировать до 4,3 млрд. адресов, но на практике не более 3,7 млрд. (некоторое количество адресов зарезервировано для широковещательных сообщений и других служебных нужд). Число, конечно, громадное, но следует учесть, что население планеты уже давно превышает эту цифру. В конечном итоге каждому жителю потребуется по IP-адресу, да и не по одному, а по целому блоку - на всю бытовую технику (это не считая адресации серверов и роутеров самого Internet). Поэтому уже в декабре 1995 г. был разработан стандарт IPv6 (RFC 1883). Его хватит для адресации 281 474 млрд. узлов, что в среднем составляет около 40 тыс. адресов на каждого жителя планеты, включая грудных младенцев. Такого громадного количества должно хватить надолго.

Немного о конкретных продуктах. Корпорация Merloni Elettrodomestici, более известная в нашей стране под торговыми марками Ariston и Indesit, анонсировала целую линейку бытовой техники под незамысловатым названием Ariston Digital. В качестве протокола обмена данными между различными приборами (в их числе холодильник, стиральная и посудомоечная машины, плита, духовка, водонагреватель) используется собственная разработка компании - протокол WRAP (Web Ready Appliances Protocol). Для объединения всей домашней техники в единую сеть используется обыкновенная силовая электрическая проводка - тем самым исключаются все затраты на создание какой-либо дополнительной кабельной системы. Технология передачи информации поверх электропитания известна уже достаточно давно: ее пытались применять для скоростного доступа в Internet. В рамках же одной квартиры или дома никаких препятствий нет. Для того чтобы в сеть не подсоединились устройства из соседней квартиры, в электрический щиток ставится специальное развязывающее устройство. Для доступа извне используется городской телефон. Первым продуктом линии Ariston Digital, поступившим в продажу, является стиральная машина Margherita2000.

Один из лидеров в сфере решений домашней автоматизации и интеграции - компания LG представляет модель холодильника Digital DIOS, имеющего выход в Internet.

Центральным же элементом управления всей цифровой бытовой техникой является пульт под названием Leon@rdo. С его помощью можно управлять не только всем домашним машинным отделением. Он содержит функции Internet-браузера, органайзера и игровой приставки. На самом деле по функциональности это настоящий компьютер, но завернутый в дружественную обертку.

Интересно, что Merloni потратила на проект Ariston Digital уже около 70 млрд. итальянских лир (порядка 35 млн. евро). При этом никаких прогнозов относительно возможных прибылей от продаж еще не сделано, однако компания намерена продавать как минимум полмиллиона единиц цифровой техники в год.

Samsung и LG стараются идти в ногу со временем. Корпорация LG представила российскому потребителю серийный холодильник с подключением к Internet. Устройство под названием Internet Digital DIOS Refrigerator имеет две 15 дюймовых жидкокристаллические панели, цифровую видеокамеру и МРЗ-проигрыватель. Таким образом, он способен выступать в качестве телевизора, музыкального центра, фотоаппарата, видеотелефона, браузера и органайзера. С его помощью можно заказывать продукты в магазинах, например в "Рамсторе". Это чудо техники уже предлагают на продажу отечественные компании, в частности в сеть магазинов "Техносила", по цене около $15 тыс. США. С одной стороны, слегка дороговато, даже с учетом всего цифрового оборудования на борту. Но если вспомнить, что на его разработку было затрачено около $50 млн., а технические решения защищены 75 патентами... Кстати, это не единственный продукт LG с Internet-доступом: в линейку цифровых приборов входит стиральная машина Internet Turbo Drum и микроволновая печь Internet Microwave.

Samsung также вышел на рынок высоких технологий с холодильным агрегатом. Модель SR-127DTL, выполненная в компоновочной схеме side-by-side, внешне весьма похожа на аналогичное изделие от LG. Даже набор функций тот же. Особо отметим наличие входов для внешнего видеосигнала - поставив на него видеомагнитофон или проигрыватель DVD, можно смотреть кино прямо в процессе потребления пищи.

Фирма Electrolux (та, которая все делает с умом) подтверждает свой рекламный слоган анонсом холодильника, подключенного к Internet. Пока холодильник под именем Screenfridge существует только в виде опытных образцов, проходящих пилотные испытания. Но его спецификация вызывает неподдельный интерес. Справедливо полагая, что кухня является одним из центральных мест для общения в квартире (особенно в нашей стране), разработчики задумали его как центр коммуникации на кухне. Screenfridge оснащен 13 дюймовым жидкокристаллическим экраном touch-screen, а также сканером бар-кодов. Когда у вас закончатся продукты, достаточно будет отсканировать коды продуктов и отправить заказ по электронной почте в ближайший магазин, имеющий службу доставки. Кроме того, он оснащен цифровой видеокамерой и микрофоном, что позволяет оставлять домочадцам видеопослания. В качестве естественного дополнения предлагается цифровая поваренная книга, Web-серфинг, Internet-радио, записная книжка. При этом холодильник изначально рассчитан на то, что пользоваться им будут несколько человек, поэтому имеет систему разделения доступа. В общем, как и полагается холодильнику.

Размещено на Allbest.ru