Современная электроника №4/2021

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 19 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2021 Ситуация кардинально измени- лась в начале 2000-х годов в связи с интенсивным развитием глобальных и локальных систем беспроводной свя- зи, когда для коммуникации между дат- чиками, центральным процессором и исполнительными устройствами вну- три дома широко стали использовать сети стандартов WLAN. При этом для удаленного контроля проектов «Умно- го дома» начали применять беспровод- ные GSM-модемы. Современные системы «Умного дома» В любом из предлагаемых сегодня на рынке вариантов «Умного дома» используется примерно одна и та же базовая схема, показанная на рисунке 2. Основная особенность современных проектов «Умного дома», отличающих их от разработок предыдущих поколе- ний, – использование системы беспро- водной связи для коммуникации сен- соров и исполнительных устройств с центральным процессором. Интеллек- туальные сенсоры и исполнительные устройства подключаются с помощью локальных беспроводных технологий WLAN к центральному контроллеру, который объединяет все устройства «Умного дома» в единую сеть и управ- ляет ими в соответствии с заданной программой. В структуре «Умного дома» сохраня- ются также и стандартные проводные интерфейсы электропитания и дат- чиков. Таким образом, можно поль- зоваться обычными выключателями, специальным пультом управления или переключать управление в автома- тический режим. Связь «Умного дома» на глобальном уровне осуществляет- ся с помощью сетей мобильной связи поколений 2G, 3G, 4G. Поэтому можно контролировать удалённо работу всех систем, находясь в любой точке мира, где есть мобильная связь. Сегодня различные проекты «Умного дома» позволяют управлять всем обору- дованием в трёх основных режимах – вручную, дистанционно и полностью автоматически. Кроме того, поддерж- ка аудиоассистента позволяет также управлять всеми приборами с помо- щью обычных голосовых команд. Современные сложные беспровод- ные системы «Умного дома» обладают множеством разнообразных функций, обеспечивающих управление таким оборудованием как, например: ● охранная и пожарная сигнализации; ● видеонаблюдение в контрольных точках с передачей информации по сети Интернет; ● контроль аварийной протечки водо- провода и систем отопления; ● контроль систем электропитания с переключением на резервный ис- точник; ● удалённое управление гаражными воротами, рольставнями, уличным освещением; ● автоматизированный климат-кон- троль по заданному графику; ● контроль содержания вредных ве- ществ в воздухе помещений (окись и двуокись углерода, летучие органи- ческие соединения); ● удалённый контроль и автоматизи- рованное управление кухонным обо- рудованием; ● робот-пылесос (автоматическая уборка по заданному графику); ● электронный секретарь (обработка телефонных вызовов, календарь за- планированных дел и платежей, го- лосовые напоминания); ● удалённое управление телефоном с громкой связью, телевизором, домо- фоном, проигрывателем, проектором с помощью голосовых команд или смартфона; ● видеоняня – круглосуточный кон- троль за младенцем; ● системы климат-контроля в винном погребе; ● удалённый контроль минерального состава и влажности почвы в саду и цветниках (команды контроллера); ● оптимальный автоматизированный режим полива растений в саду и цвет- никах (команды контроллера); ● возможность масштабирования си- стемы за счёт монтажа дополнитель- ного оборудования. Потенциал «Умного дома» привлека- ет огромное количество производите- лей, системных интеграторов и постав- щиков услуг. В результате появляются новые продукты и решения, исполь- зующие традиционные технологии и комплектующие. Это, в свою очередь, приводит к невозможности совмест- ной работы датчиков и управляющих устройств от разных брендов. В простейших системах «Умного дома», таких как «Комплект умный дом Xiaomi Mi Smart Sensor Set», несколько датчиков одного стандартного интер- фейса управляются непосредственно самим смартфоном [9]. В более сложных проектах «Умного дома» комплект оборудования может состоять из множества самых раз- личных сенсоров и исполнительных устройств. В настоящее время на рынке доминируют три крупнейшие мировые экосистемы для «Умного дома»: Amazon Alexa, Google Home (Google Assistant) и Apple HomeKit. Различные производители исполь- зуют ранее принятую технологию свя- зи между датчиками и управляющим процессором. Чаще всего использу- ются Wi-Fi, Bluetooth (BLE), Zigbee и Z-Wave. Также существуют проекты с использованием LPWAN-технологий нелицензионного диапазона частот ISM: 802.15.4, Thread, LoRa, SIGFOX, Weightless, «ВАВИОТ». Одним из интересных направлений в конкурентной борьбе за рынок «Умно- го дома» являются проекты, в кото- рых всё оборудование разбивается на группы устройств, каждая из которых управляется собственным ведущим. Это даёт возможность мелким производи- телям и стартапам выйти на рынок с продукцией, предназначенной только Рис. 2. Типовая базовая структурная схема «Умного дома» [7]