Smart Home - Umdenken

Auf Habré gab es bereits mehrere Veröffentlichungen darüber, wie IT-Spezialisten Häuser für sich selbst bauen und was daraus entsteht.

Ich möchte meine Erfahrungen teilen („Testprojekt“).

Der Bau Ihres eigenen Hauses (insbesondere wenn Sie es selbst tun) ist eine äußerst umfangreiche Information, daher werde ich mehr über IT-Systeme erzählen (wir sind alle gleich bei Habré und nicht bei FH, obwohl es dort auch ein Thema gibt). .

Hintergrund

Seit geraumer Zeit sind wir aus der Metropole „näher an die Natur“ gezogen. Das Stadthaus (unsere damalige Wahl) schien eine ideale Option zu sein - keine Wohnung in einem Wohnhaus, aber noch kein Landhaus - ein idealer „Test für ein Landleben“. Gleichzeitig gibt es ein „Stück Land“ und die gesamte zentrale Kommunikation, zwei Stockwerke und keine Parkprobleme.

Aber ziemlich bald wurde uns klar, dass die „Landschaft“ großartig für uns ist, aber die Anwesenheit von „nahen Nachbarn“ passt nicht zu uns.

Eine lange und sorgfältige Suche nach einer geeigneten Site begann (dies ist im Allgemeinen ein separates Thema - es gibt so viele Nuancen), aber "wer sucht, wird immer finden". Gefunden (25 Acres, LPH, 3 Phasen (15 kW)). Gekauft.

Und hier fing es an ...

Beim Kauf und Verlassen der Website "wie sie ist" geht es nicht um uns. Sie fingen an, es langsam zu meistern - sie entfernten die zusätzlichen Bäume, organisierten den Eingang, bauten einen Zaun (ganz alleine, nach dem Kauf des Grundstücks war kein Geld mehr übrig) ...

Es war sofort klar, ein Haus zu bauen - man muss ein Stadthaus verkaufen. Der Verkaufsprozess ist sehr langsam (Vorortimmobilien sind sehr schwierig).

Damit es „nicht langweilig“ wurde, beschlossen sie, ein kleines Gästehaus zu bauen, das später anstelle einer gemieteten Wohnung für die Bauzeit des Haupthauses und nach dem Bau des Hauses als „Schrank außerhalb des Hauses mit allen Annehmlichkeiten“ genutzt werden konnte (natürlich auch als Gästehaus: )). Gleichzeitig sollen Bautechnologien darauf getestet und ein „Test“ -Smart Home erstellt werden.

Gebäude

Da dieses Haus ein „Gast“ ist und vor dem Bau des Haupthauses eine „Aufwärmphase“ darstellt, haben wir beschlossen, es mit Rahmentechnologie (nordamerikanische Version) zu bauen.

Die Wahl der Bautechnologie wurde anhand von zwei Hypothesen getroffen: „schnell“ und „billig“.
Das Postulat ist "schnell" - ja, es ist wahr (vorbehaltlich ausreichender Finanzierung), aber "billig" - hat sich überhaupt nicht gerechtfertigt ("gut passiert nicht billig" - wenn alles technisch richtig gemacht wird und "für sich selbst", stellt sich heraus, dass es ziemlich teuer ist).

Heute sieht das Haus so aus:



Der Keller ist noch nicht fertig - hier schmilzt der Schnee und alles wird austrocknen, dann kümmern wir uns darum.

Kurz über die technischen Systeme des Hauses:

• Zwangsbelüftung mit Wärmerückgewinnung.
• Heizung - (nur) elektrische Fußbodenheizung.
• Kaltwasserversorgung - gut.
• Heißes Wasser kommt aus einem Elektrokessel.
• Kanalisation - VOC.
• Klimaanlage - Split-System (noch nicht installiert, aber alle notwendigen Leitungen wurden in den frühen Bauphasen verlegt).

Eigentlich passierte während des Baus selbst nichts „IT-Interessantes“ - der normale Bauprozess (obwohl ich lüge: Als es noch nicht einmal eine temporäre Toilette gab, wurde die Optik bereits weitergeleitet, ein Router wurde installiert und ein Videoüberwachungssystem wurde gestartet).

Wenn Sie sich für den Bauprozess selbst interessieren - hier ist mein Thema an der FH .

Denken Sie nach Ihrer (bereits vorhandenen) Erfahrung mehrere Iterationen im Voraus über alle Ihre Systeme nach, um nicht zu vergessen, alle erforderlichen „Lesezeichen“ („Hülsen“ für die Kabeleinführung) zu erstellen. Überlegen Sie, wo sich die verschiedenen Geräte befinden und wie viel sie sein werden. Überlegen Sie, wie die Gleise verlaufen werden usw. - es wird dann das Leben in Bezug auf technische Systeme erheblich erleichtern). Das Nachdenken über "Plan B" schadet auch nicht (es ist besser, 1-2 Fallback-Optionen zu haben, damit Sie die Entscheidung schnell wiederholen können).

Ein kleines (Test-) Haus ermöglichte es, den Ansatz, der sich in meinem Kopf in den letzten 6-8 Jahren meines Lebens entwickelt hat, in einem Stadthaus (in dem der Entwickler praktisch alle technischen Systeme für mich ausgeführt hat, umzusetzen und zu testen), was dem „Smart Home“ -System (UD) bestimmte Einschränkungen auferlegte. was ich langsam aber sicher in meiner "schönen Hälfte" erlebt habe):

- Hör auf mich zu verspotten: Ich weiß nicht, wie man die Schalter benutzt - sie sind auf verschiedenen Etagen unterschiedlich - hier musst du drücken und hier - leg deinen Finger hin.
"Wenn das Licht nachts wieder aufleuchtet, werde ich etwas entwurzeln!"
- Sie wechseln die Schalter schneller, als ich Zeit habe, mich an sie zu gewöhnen!
- Warum brauchen wir Sprachsteuerung? Ich werde es nicht benutzen!

Da ich hier schon keine Einschränkungen hatte (in Form eines Builders) - alle Systeme wurden nach eigenem Ermessen hergestellt.

Infolgedessen wurde die gesamte Elektrik auf etwas unkonventionelle Weise hergestellt: Es gibt keinen einzigen „klassischen“ Schalter im Haus, und die gesamte Verkabelung erfolgt durch einen „Stern“, der in der Schalttafel zentriert ist.

Es sieht so aus:


Die "Stern" -Topologie ermöglichte es, die gesteuerten Einheiten in der Schalttafel anzuordnen, und jetzt können Sie mit jedem "Strahl" nach Belieben "lenken" (wie "steuern" ist ein separates Thema, dazu später mehr).

Natürlich müssen nicht alle Lasten über verwaltete Module geschaltet werden. Ein Teil der Ausrüstung durchläuft die üblichen "Maschinen" (Kühlschrank, Herd, "Server" (ja, wir werden nicht "unsere eigenen Beine schießen"), eine Waschmaschine usw.)

Während der Bauarbeiten und der Dekoration nahm ich die Tür aus dem Schaltkasten und steckte meinen Finger in den rechten Knopf, um diese oder jene Kette einzuschalten.

Um ehrlich zu sein, habe ich das System im Allgemeinen etwas zu kompliziert - jetzt, nach mehreren Monaten Betrieb, sehe ich, dass es möglich war, es ein wenig einfacher zu machen (einige Verbraucher, die ich wegen der Möglichkeit einer getrennten Verwaltung aufgeteilt habe, könnten in Gruppen zusammengefasst werden), aber im Allgemeinen - Der Ansatz hat sich voll und ganz gerechtfertigt und die Lösung aller auftretenden Probleme ermöglicht.

Als fast alles fertig war, begann sich die eigentliche IT-Infrastruktur zu Hause zu entfalten:

• Mikrotik Router (Backup-Kanal über LTE, VPN, Capsman, Monitoring und so weiter).
• Zwei verschiedene WiFi-Netzwerke - physisch unterschiedliche Zugangspunkte (ein Netzwerk für IoT-Geräte, das andere für normale Benutzer (im Allgemeinen für "normale" Benutzer - zwei Netzwerke: 2,4 und 5 GHz)) müssten Sie ein weiteres "Gastnetzwerk" einrichten. .).
• Hausautomationsserver (das "Herz" des "Smart Home").
• NAS-Synologie.
• Unterbrechungsfrei ...

Das meiste "Eisen" war bereits auf Lager und zog aus dem Stadthaus.

Und hier beginnt schon der "Geist" zu Hause.

Das Auflisten von allem wird sehr lange dauern, aber das Wesentliche ist überall gleich - das System selbst erkennt und reagiert auf einige Ereignisse / Parameter ohne menschliches Eingreifen. Hier sind einige offensichtliche (und nicht so) Szenarien, die automatisiert wurden:

"Er kam" ©

Klima

• Tag / Nacht-Modus (mit bequemer Steuerung, sowohl nach Zeitplan als auch nach den gewünschten Heiz- / Kühlwerten).
• Wenn die Eigentümer gegangen sind, schalten Sie das System in den „Nachtmodus“, um Strom zu sparen.
• Thermostat zur Steuerung des warmen Bodens (d. H. Es wird nicht nur die angenehme Temperatur des warmen Bodens eingestellt, sondern auch die gewünschte Raumtemperatur).

Beleuchtung

• Alle gingen - um das Licht im Haus auszuschalten.
• Schalten Sie nachts das Licht im Badezimmer ein, wenn eine Bewegung erkannt wird (schalten Sie das Licht nachts NICHT ein, um nicht „aufzuwachen“;)).
• Schalten Sie nachts im Flur das Nachtlicht ein, wenn eine Bewegung erkannt wird.
• Nachahmung der üblichen "leichten Aktivität" der Eigentümer in ihrer Abwesenheit (falls erforderlich).
• Wenn die Besitzer im Dunkeln zurückkehren, schalten Sie das "Willkommens" -Licht auf der Veranda und im Flur ein (letzteres - durch den Sensor zum Öffnen der Tür).

Strom

• Wenn alle gegangen sind, schalten Sie die "unnötigen" Steckdosen aus (erinnern Sie sich nicht, "das Bügeleisen ausgeschaltet oder nicht?"). Bei der Rückkehr der Eigentümer - "Rückkehr wie es war."
• Schalten Sie den elektrisch beheizten Handtuchhalter 2 Stunden lang ein, wenn die Luftfeuchtigkeit im Badezimmer über 70% gestiegen ist (jemand ging unter die Dusche und wird das Handtuch danach definitiv trocknen).
• Schalten Sie das Heizkabel in der Zulaufleitung aus, wenn die Außentemperatur über 5 Grad liegt.

Natürlich ist dies gemäß den angegebenen Subsystemen nur die „Spitze des Eisbergs“, aber es gibt auch andere Bereiche (wie „Schutz“, „Informieren“ usw.).

Jemand könnte sagen, warum man sich mit einem „Smart Home“ beschäftigt - es reicht aus, Bewegungssensoren, Thermostate usw. in Leroy Merlin zu kaufen (Obi, Codin Terra, K-rauta - bei Bedarf unterstreichen). - und die gleichen Probleme lösen (wenn auch nicht so elegant). In mancher Hinsicht wird es richtig sein, aber wenn es mit Bedacht gemacht wird, ist es möglich, die gleichen Dinge zu „verdoppeln“. Beispielsweise kann der Bewegungssensor im Flur ein „Aktivator“ des Nachtlichts sein, wenn die Eigentümer zu Hause sind, und ein „Bewegungssensor“ für das Sicherheitssystem (wenn keine Eigentümer vorhanden sind). Ja, und "Appetit kommt mit Essen" - ich bin sicher, dass bei weitem nicht alle möglichen Szenarien identifiziert und automatisiert werden.

Übrigens ist die „schöne Hälfte“ jetzt eine aktive „Lokomotive“ in den Automatisierungsprozessen und darüber hinaus in den Formulierungen:

"Und warum haben wir immer noch nicht automatisch ... (das Folgende ist eine verbale Beschreibung eines Szenarios)?"

Also mit den Schaltern, was dann?

Trotz der Tatsache, dass es zu Hause keinen einzigen physischen Schalter gibt (wir zählen keine Schalter und Tasten in der Schalttafel), gibt es keine Schwierigkeiten beim Ein- und Ausschalten.

Und dies geschieht, weil das Licht auf folgende Weise eingeschaltet werden kann:

• Ein Funkschalter („Funkknopf“), der an einer geeigneten Stelle an die Wand geklebt wird (an der Stelle, an der sich der „einfache“ Schalter hätte befinden sollen).
• "Hallo Siri! Schalten Sie den Kronleuchter ein “(sagt Apple Watch, MacBook, iPhone / iPad).
• „Hey Google! Licht in der Küche einschalten “(Sie können sowohl nach einem Android-Telefon als auch nach einem„ intelligenten Lautsprecher “fragen - ich habe ein Google Home Mini).
• "Alexa, mach das Licht im Wohnzimmer aus" (Amazon Echo Dot).
• Home App (iPhone / iPad / MacBook / AppleWatch).
• Smartwatch App.
• Anwendung auf einem Android-Handy / Tablet.
• ... (Sicherlich etwas anderes vergessen;)

Das heißt, Trotz des Fehlens eines Schalters stehen seine Funktionen zur Verfügung und es gibt viel mehr Möglichkeiten zum „Umschalten“ als bei Verwendung der klassischen Lösung.

Natürlich funktioniert alles sowohl lokal (innerhalb des Hauses) als auch remote (vor allem sollte das Internet sein).

Google Assistant und Amazon Alexa - im Moment besitzen sie nicht die "großen und mächtigen", aber auf der Google-Seite wird sich die Situation, glaube ich, bald ändern - im "Beta-Modus" erkannte die Kolumne bereits ziemlich gut Russisch und sprach es jedoch auf Russisch Smart Home Management hat nicht funktioniert, aber dies sind wahrscheinlich vorübergehende Schwierigkeiten.

Integration

Weiter wird es noch interessanter - die Grenzen zwischen den Systemen begannen langsam zu „verschwimmen“.

CCTV-System -> UD

Zum Beispiel habe ich (vorerst) eine launische IP-Kamera, die zu jedem beliebigen Zeitpunkt „herunterfallen“ kann - bevor sie für die Regel konfiguriert wurde, dass sie einmal am Tag selbst neu gestartet wird. Also schaffte sie es, einen Neustart durchzuführen und nicht zurückzukehren. Das passierte natürlich, als ich mehrere tausend Kilometer von zu Hause entfernt war ...

Also konnte ich diese Situation nicht verlassen.

Die folgende Lösung wurde erfunden: Die Synologie im Videoüberwachungssystem hatte vor nicht allzu langer Zeit die Möglichkeit, Abfragen in „externen“ Systemen zu verwenden.

Ich habe eine einfache Regel aufgestellt: "Wenn die Verbindung zur Zielkamera unterbrochen wird, senden Sie eine Anfrage an das Smart-Home-System, damit dieses die Kamera mit Strom neu startet" (sie hat die Stromversorgung des PoE-Injektors mithilfe einer "Smart-Buchse" beschädigt).

Voila! Es funktioniert! Regelmäßiger Selbststart der Kamera - als unnötig blockiert.


Übrigens ist es genau nach dem gleichen Prinzip möglich, eine Überwachungskamera herzustellen - einen „Bewegungssensor“ im UD-System.

UD -> Videoüberwachung

Eine andere Aufgabe - veranschaulicht die Interaktion "in die entgegengesetzte Richtung": Wenn die Eigentümer des Hauses die im Haus befindlichen CCTV-Kameras ausschalten (die Kameras sind im Inneren installiert, weil wir gerne reisen: Es ist schön, von irgendwoher aus der Ferne nach Hause zu schauen und sicherzustellen, dass alles in Ordnung ist, und dort hinzuschauen). dass der Roboterstaubsauger funktioniert, sich aber nicht irgendwo in der Ecke zusammengekauert hat und wegschwingt;)).

Bei dieser Aufgabe ermittelt das „Smart Home“ (basierend auf Geodaten), ob sich ein Haushalt „in der Nähe“ befindet, und leitet in diesem Fall den Übergang des Videoüberwachungssystems in den „Home-Modus“ ein, in dem ein Teil der Kameras ausgeschaltet wird.

Datenanalyse

Kein seriöses System kann auf Sensoren (völlig unterschiedliche Typen) und ein Speichersystem für ihre Daten verzichten - hier besteht die Möglichkeit einer multivariaten Analyse.

Zum Beispiel wurde irgendwann im Haus eine unangenehme Sache entdeckt - der Boden der Fenster begann zu „schwitzen“, Kondenswasser wurde auch am Ende der Eingangstür gefunden (starkes Kondenswasser). Sie begannen nach einem Grund zu suchen - eine Suche in den Foren, die Anwendung einiger vorbeugender Maßnahmen - ergab kein Ergebnis. Aber alles stellte sich als einfach heraus - es genügte, die Messwerte des Feuchtigkeitssensors im Raum zu betrachten - die Luftfeuchtigkeit stieg irgendwann um 10 bis 15 Prozent gegenüber dem üblichen Zustand. Mit den neuen Daten wurde es einfacher, nach einer Lösung zu suchen - im PF im Thema Belüftung wurde vorgeschlagen, dass dies Konsequenzen des Vorhandenseins eines „Überlaufs“ von Luft in der Rekuperatoreinheit sind, was zu einem Übermaß an „Zufluss“ über den „Auslass“ führte. Ein weiterer möglicher Grund dafür ist ein verstopfter Filter im Lüftungssystem.

Es stellte sich heraus, dass dies genau so ist: Das Ersetzen der Filter und das Auskleiden einiger kritischer Stellen durch Dichtungsband im Rekuperatorblock löste unser Problem vollständig - das Kondensat verschwand überall (und die Luftfeuchtigkeit kehrte zu normalen Werten zurück).

Es ist auch interessant, die Reaktion des Systems beim Ändern von Automatisierungsparametern zu untersuchen: Wie wirkt sich beispielsweise die Änderung des Thermostatwerts im Fußbodenheizungskreis auf den Stromverbrauch aus?

Leider ist derzeit praktisch keine Zeit für eine Analyse, aber die Daten werden gesammelt ...

Um ehrlich zu sein, möchte ich AI bereits einige solche Dinge geben;) - lassen Sie sie die optimalsten Werte analysieren und vorschlagen.

Schade, dass dies bisher nur aus dem Bereich der Fantasie stammt.

Hardware und Software

In diesem Artikel umgehe ich bewusst einige technische Details und gebe keine spezifischen Empfehlungen zu Hardware und Software (obwohl ich das natürlich kann) - dies ist nicht sehr wichtig, die Hauptsache sind Prinzipien (die auf fast jedem modernen System mit unterschiedlichem Komfort angewendet werden können Umsetzung).

Für mich im „Smart Home“ sind folgende Dinge wichtig:

• Unabhängigkeit von Automatisierungsprozessen von externen „Clouds“ (alle automatischen Prozesse sollten funktionieren, auch wenn kein Internetzugang vorhanden ist).
• Gerätevariabilität (beschränken Sie sich nicht nur auf Produkte nur eines Herstellers - Sie müssen in der Lage sein, Geräte verschiedener Hersteller untereinander zu integrieren).
• Eine Vielzahl von Steuerungsmethoden (Web, Anwendungen, Sprachsteuerung (Siri, Google Assistant, Amazon Alexa) - wer weiß, wie die Verwendung im wirklichen Leben (und in Echtzeit) bequemer ist?).
• Flexibilität beim Aufbau verschiedener Automatisierungen (entwickelte Skriptsprache für Skripte - damit dieses kleine Ding den "Flug der Phantasie" in der Beschreibung der Prozesse nicht überschatten kann).
• Die Relevanz der Zustände innerhalb des Systems (als ich gerade anfing, "in das Thema einzutauchen", waren einige Geräte im Allgemeinen ohne Rückmeldung (z. B. Livolo), dann gab es Rückmeldung (natürlich mit einem Gerätewechsel), aber oft war die Relevanz von Status eine große Frage - musste überprüfen).
• Minimale Verzögerungen (die Zeit vom Erteilen eines Befehls / "Drücken einer Taste" bis zur sichtbaren Reaktion des Systems sollte so gering wie möglich sein, damit dies keine vorübergehenden Betriebsstörungen verursacht).
• Vorhersehbarkeit und Stabilität (keine unbefugten „Trommeln“, die das Licht ein- und ausschalten (besonders nachts;)) sollten nicht sein).

Natürlich sollte jedes UD-System (und jedes kritische IT-System) gesichert und gesichert werden (ich muss Ihnen darüber nichts erzählen;)).

Fazit

Im Allgemeinen ist „Umdenken“ nicht ganz das richtige Wort im Namen, sondern „Entwicklung“: in den letzten 6 Jahren ab dem Moment, als ich schrieb :

Für mich ist ein „Smart Home“, wenn es im normalen häuslichen Leben eine Art Problembereich gibt, für den eine Lösung gefunden wird, die ohne menschliches Eingreifen funktioniert und es Ihnen ermöglicht, diesen Problembereich zumindest für lange Zeit und im Idealfall für immer zu vergessen.

Meine Meinung hat sich nicht geändert. Das Prinzip ist das gleiche geblieben , nur die Systeme sind komplexer und interessanter geworden, die Hardware hat sich (mehrmals) geändert, der Einflussbereich und der Verantwortungsbereich des „Smart Home“ haben zugenommen.

PS und wir haben das Stadthaus verkauft und bereiten den Bau des Haupthauses vor ...