Мобильное приложение умный дом для смартфонов андроид. Умный дом с android. Синхронизация с мобильным приложением

Управление умным домом через смартфон может поражать воображение. Разработчики систем управления предлагают множество решений, которые основываются на различных стандартах, но имеют проблемы несовместимыми друг с другом и в большинстве случаев вызывают сложности при установке и монтаже. Практическое применение умной техники показывает свою непонятливость: ведь она упорно следует установленным правилам и с большим трудом воспринимает любые исключения из них. Таким образом, системы управления умным домом на сегодняшний день предназначено в большей степени для гиков, а не для пользователей массового рынка.

Каждое явление имеет свойство меняться. Некоторые начинающие компании в последнее время вывели на рынок решения для управления умным домом, которые не только преодолевают границы между установленными стандартами, но не забывают о комфорте пользователя и удобстве управления. Теперь стали учитываться такие современные подходы, как удаленный доступ через Интернет или через приложение для смартфона. В статье о системах управления домом представлено три подобных решения: Qivicon и Homee (законченные системы для управления домом), а также Tado (узконаправленное решение для контроля над домашним отоплением). В российских интернет-магазинах вы пока их не купите, но они полноценно функционируют и на территории РФ, разве что заказать их придется на европейских ресурсах.

Система управления умным домом практически с первого дня помогает экономить деньги, особенно если ее использовать для управления отоплением вашего жилья, поэтому данный факт послужит вам хотя бы заинтересоваться автоматизацией работы техники в вашем доме.

Qivicon - система для неопытных пользователей

Qivicon - это базовая система компании Telekom для умного дома. Основой для включения в домашнюю сеть является устройство Home Base стоимостью около 13 000 рублей, кото­рое подключается к роутеру и обеспечивает связь между компонентами умного дома. Настройка и управление произ­водится через веб-интерфейс (браузер на ПК) или через мобильное приложение для смартфона. Qivicon делает ставку на открытое программное обеспечение, то есть теоретически может поддерживаться любым производителем. На данный момент Telekom насчи­тывает 30 партнеров, среди которых и классическая техника для умного дома eQ-З, и холодильники Miele, и управляемые светодиодные лампы . В процессе использования быстро выяснилось, что система рассчитана на неопытного пользователя. Прилагаемая к каждому устройству Home Base инструкция шаг за шагом руководит установкой и процессом настройки компонентов. Кстати, все они связываются друг с другом по радиоканалу, а для монтажа в большинстве случаев достаточно использования двустороннего скотча. Это пора­дует тех, кто снимает жилье или не устанавливает какую-либо умную технику навсегда.

Qivicon позволяет осуществлять контроль и управление всеми исполнительными механизмами через приложение для смартфона, причем и в том случае, когда владелец находится вне дома.

Важность привязки системы к облаку

Отмечу, что все настройки сохраняются в облаке, что может смутить особо осторожных пользователей. Однако если выбрать по-настоящему надежный пароль, то это будет совершенно безопасно. В случае отказа системы благодаря ежедневному автоматическому резервному копированию можно будет быстро восстановить все конфигурации. И это действительно важно: в процессе эксплуатации пройдет довольно много времени, пока вам не удастся запрограммировать подходящие сценарии для самых важных ситуаций (рабочие дни, выходные, праздники, отпуск).

Без той или иной опробованной на практике точной настройки не обойтись, иначе по утрам кому-то будет слишком холодно в ванной, а по вечерам в гостиной - слишком жарко. Если потерять такой индивидуальный план отопления для помещений, придется начинать настройку с нуля. И это еще не все: магнитные контакты, автоматически регулирующие отопление при открытых окнах, тоже придется конфигурировать заново, как и розетки в гостиной, которые ночью автоматически отключают подачу энергии.

Стоимость систем управления

Для вхождения в этот мир Qivicon имеются стартовые пакеты, включающие в себя модуль Home Base и различные исполни­тельные механизмы. Например, европейский энергетический концерн EnBW предлагает термостаты для систем отопления, переклю­чаемые розетки и т. п. Хотя этого и недостаточно для полного включения дома в сеть, но для начала неплохо. Конечно, компоненты можно докупить отдельно, и если вы хотите сделать умным весь свой дом, то ничего другого вам и не остается. Мудрое решение: если в пакет включены компоненты со специальным стандартом сигнала, действие блока Qivicon Home можно просто расширить с помощью электронного ключа, который прилагается к блокам.
Сложности: приложения для управления соответствующими устройствами входят в стартовый пакет. При покупке пакета EnBW прикладывается программа EnBW, при приобретении набора Telekom дается приложение Smart Home. Свободная загрузка через магазины утилит не предусмотрена, для активации приложений требуются коды, которые предоставляются только вместе с пакетами. Другими словами, концепция открытого ПО на программы не распространяется.
EnBW предлагает бесплатное пользование приложением в течение года, после этого нужно платить почти €50 в год. Telekom после двух лет бесплатной подписки требует €30 в год. В итоге все сэкономленные на энергии деньги будут уходить на оплату программ.

Tado - система управления отоплением

Компания Tado выбрала путь, кардинально отличающийся от решения Qivicon: вместо управления отдельными отопительными приборами система Tado регулирует работу центрального элемента, то есть масляной или газовой горелки или теплового насоса. Преимущество такого решения заключается в том, что регулирование может напрямую отключать горелку - это позволяет избежать потерь тепла, которые неизбежно возникают при высокой температуре подачи несмотря на выключенные отопительные приборы. В перечне совместимости Tado огромное количество отопительных систем, более сотни производителей и типов расширителей и управлений.

Комплектация системы управления отоплением Tado

Инструкции для всех видов отопления

Зачастую бывает не так просто распознать, какое именно управление отоплением установлено в доме (впрочем, если постараться, эту информацию можно получить в компании, которая обслуживает ваш дом). А у Tado в свою очередь нет готовой документации для любой возможной комбинации устройств. Если клиент конфигурирует в веб-интерфейсе отопительную систему, для которой еще не составлена инструкция, она составляется командой Tado. На практике это заняло менее восьми часов. Готовая инструкция оказалась настолько подробной, что даже неопытный пользователь вполне смог бы справиться с установкой.

Развитая логика системы Tado заложена в облаке. Помимо заданной и фактической температуры помещения в управление включаются данные о наружной температуре (по данным метеослужбы), прогнозе погоды (в особенности - об интенсивности солнечного излучения), месте пребывания жильцов (оно определяется с помощью приложения для смартфона) и полученной информации о том, насколько быстро снижается и снова повышается температура в квартире. Но слишком многого от логики Tado ждать не следует: стоит всем жильцам удалиться от квартиры на 100 км, как система опустит температуру примерно до 16 °С. После этого в доме подогрев до комфортного уровня в 21 °С может занять более шести часов, и когда система фиксирует приближение к жилищу, регуляция температуры может запоздать. Вмешательство в ручном режиме посредством приложения решит эту проблему. Если, конечно, пользователь вовремя вспомнит об этом.
В доме с хорошей изоляцией температура за ночь падает на 2,5 °С, а это вряд ли можно назвать мощным потенциалом для экономии. Как экономия, так и комфорт увеличиваются только при длительном отсутствии жильцов в зимнее время. Чтобы окупить стоимость системы в €350, в любом случае понадобится несколько лет. Однако в старых зданиях без изоляции система работает намного эффективнее.

Кратко об установке системы управления Tado

Система Tado не ограничивается управлением отдельными отопитель­ными приборами. Для подключения компонентов Tado к существую­щим системам масляного, газового или пеллетного отопления имеются очень подробные инструкции, а в качестве альтернативы компания Tado может предоставить покупателям технического специалиста. Техническая часть компонентов Tado скрывает­ся в очень элегантных и неброских корпусах. Даже дисплей встроен незаметно. Подключение расширителя Tado к системе отопления сопровождается очень подробной и простой инструкцией. К примеру, всего трех проводов достаточно для газового бойлера Wolf.

Homee: управление умным домом без облака

Homee, как и Qivicon, представляет собой комплексную систему для управления домом. Она берет на себя контроль над отдельными отопительными приборами, переключает розетки, следит за дверями и окнами, двигает жалюзи и следит за помещениями с помощью датчиков движения (а за подвалом и гаражом - через датчики уровня влажности). Все функционирует посредством радиосигнала и обходится без прокладки кабеля, так что система отлично подходит для арендаторов квартир, которые при переезде могут все забрать с собой в новый дом. Кроме того, все конфигурации сохраняются локально, а подключение к Интернету требуется только для дистанционного управления умным домом.
Об оптическом представлении в виде разноцветных пластмассовых кубиков можно, конечно же, и поспорить, но нам оно нравится как альтернативный вариант традиционному сдержанному оформлению подобной техники. Однако бесспорно хороша сама идея обращения конкуренции среди стандартов во благо. Каждый из кубиков значительно расширяет систему на один протокол беспроводной связи: так называемый Brain Cube - обязательный базис, является посредником между технологиями и через WLAN предоставляет подключение к смартфону или (при наличии нужного удаленного доступа) к роутеру.

кубики для расширения системы Homee

Установка системы от Homee

Решение устанавливается достаточно оперативно: требуется инсталлировать приложение, вставить Brain Cube, с помощью мобильного телефона войти в отображаемую беспроводную сеть системы Homee, подключиться к системе, создать аккаунт - готово! Новые кубики для расширения просто кладутся один на другой, и специальных действий по установке не требуется. Соединение с исполнительными механизмами, распределенными по дому или же квартире, выполняется без проблем. Правда, освоить систему не так просто, как в случае с Qivicon: здесь сначала необходимо найти в инструкциях к термостату, датчикам движения или переключаемым розеткам, как перевести устройства в режим настройки.

Важно: не всякий продукт совместим с Homee, перечень поддерживаемых есть на официальном сайте.
Приложение немного не доработано, так как управление проходит не совсем гладко как хотелось бы. Например, при создании групп добавленные устройства то не отображаются вовсе, то отображаются с большой задержкой. Но в общем и целом это недоработки от которых получится избавиться обновлением программного обеспечения. В отношении цен система придерживается тех же рамок, что и конкуренты. Комплект из Brain Cube с кубиком для расширения обойдется почти в 15 000 рублей, а совместимые исполнительные механизмы находятся в более высоком ценовом диапазоне, чем оснастка для Qivicon. Однако более высокая стоимость может окупиться, ведь ни одна другая система не отличается такой надежностью в вопросе защиты данных.

Наиболее интересные альтернативные системы управления умным домом

HomeMatic. Самая недорогая и объемная система с собственным (и самостоятельно разработанным) протоколом беспроводной связи. Программирование и включение в сеть компонентов относительно сложные для сегодняшних условий.

RWE Smart Home. Необязательно быть клиентом этого энергетического концерна, чтобы иметь возможность пользо­ваться системой для умного дома. Как и в Qivicon, в этой системе делается ставка на простоту установки и управления по сопоставимым ценам.

Netatmo. Не входит в число классических провайдеров управления домом - пока что фирма привлекла к себе внимание стильной метеостанцией. Новинкой в этом предложении является умный термостат, которым можно управлять через смартфон по аналогии с системой Tado.

Belkin WeMo. Система для умного дома, которая через WLAN связывается со смартфоном. Есть возможность включения в сеть различных устройств. Основной акцент в программе сделан на энергосбережение и безопасность.

Управление Умным домом с телефона

2.5 (50%) 2 votes

«Умный дом» представляет собой комплекс узлов и механизмов, которые программируются при помощи отдельной программы и отдельно, без человеческого вмешательства, управляют процессами в помещении. Эта система покупается или разрабатывается своими руками. Она может управлять следующими процессами и системами:

• освещением (включение и выключение света, регулировка его яркости и оттенка);
• электроприборами (включение и выключение, активация по таймеру);
• климат-контролем (регулировка температуры при помощи контроля кондиционера или радиатора);
• охранным комплексом (работа камер видеонаблюдения, датчиков и передача данных оттуда на смартфон на базе Android).

Управление Умным домом при помощи Android-приложения

«Умный дом» на управлении со смартфона - мечта каждого человека, так как это избавляет его от необходимости постоянно искать пульт дистанционного управления, специальную панель или идти в комнату для нажатия единственной кнопки на торшере. Воплотить эту идею для умного дома в жизнь можно, скачав готовое приложение для купленного оборудования от определенной фирмы.

Альтернативный вариант - написать приложение на «Андроиде» (самая популярная операционная система, для которой пишут и размещают тысячи утилит в Google Play). Это дает возможность удаленного доступа по мобильному к блоку контроля вашего помещения.

Умный дом Crestron - Android R2

Преимущества

«Умный дом» с управлением от «Андроид»-приложения имеет несколько преимуществ:

• легкую настройку и контроль с телефона с любой точки мира при условии доступа к интернету;
• система сама найдет новое устройство, которое подключено к «умному дому», и начнет им управлять;
• на «умный дом» ПО можно обновить самостоятельно в любое время;
• наличие таймера и записи сценариев, чтобы система могла подстроиться под вас;
• не нужно выделять под блок управления сервер или отдельный компьютер;
• вы не должны покупать несколько пультов управления для каждой комнаты – у вас всегда под рукой мобильный телефон.

Мобильный интерфейс приложения для управления Умным домом

Мастер управления

Управление умным домом с платформы «Андроид» возможно при помощи мастера управления и приложения, для которого вам потребуется написать код.

Мастер управления - это шлюз, который соединяет операционную систему «Андроид» любого планшета или телефона с рядом модулей для дистанционного управления, которые работают на частоте 433 МГц. На его борту устанавливаются следующие составляющие:

• таймер;
• приемное устройство для радиосигнала на частоте 433 МГц;
• устройство для передачи сигнала на той же частоте;
• Bluetooth-модуль, чтобы связаться с «Андроид»-гаджетом.

Вам также понадобится приобрести или написать приложение, которое обеспечит работу комплекса. После написания приложения (размещение и скачивание в соответствующем магазине необязательно) вам потребуется подключиться к мастеру. Делается это при помощи беспроводной технологии Bluetooth. Далее добавьте новые устройства на главную страницу приложения, производя долгое нажатие на каждое устройство.

Существуют такие способы программирования существующей техники и систем жизнеобеспечения при помощи приложения:

• если у вас уже есть пульт или панель дистанционного управления, включите или выключите освещение (электроприборы) при помощи этих приспособлений. За то время, пока вы нажмете и удержите пару секунд кнопку, «мастер» считает и запомнит его код. Так обучение проводится для каждой команды. В дальнейшем при помощи «мастера» задаются сценарии на несколько электроприборов, которые объединяются в сцену;
• если у вас нет пульта ДУ, разработанное для «умного дома» ПО тоже может использоваться сразу.

Мобильные системы Google Android развиваются очень стремительно. И хотя впервые они были задуманы для разнообразных гаджетов (смартфоны, коммуникаторы и планшеты) сегодня их использование стало гораздо шире.

В качестве яркого примера этому можно привести Умный дом android. Что это такое? Это специально разработанная электронная среда на базе операционной системы Android.

Она позволяет контролировать и управлять различным оборудованием умной квартиры или коттеджа. В число этих элементов входит музыка, свет, кондиционное оборудование, всевозможная бытовая техника и кухонные устройства.

Рис.8. Программа Android@Home

Программа Android@Home для Умного дома подразумевает управление тремя условно разделенными основными группами:

приборами домашнего контроля;

устройствами управления теле- и видеоаппаратурой;

домашними телефонами.

Каждый предмет наделен сенсорными экранами, размером от 4,3 до 10 дюймов.

Android@Home – стала новой платформой, представленной на конференции Google I/O в качестве разрабатываемого проекта. Она смогла объединить в себе железо и ПО для самого легкого управления системой Умный дом.

Теперь владельцам необходимо просто установить вместо обыкновенных приспособлений (телевизоров, музыкальных систем, лампочек, выключателей и прочих) точно такие же, но с Android внутри.

Приятным моментом является то, что выделенный контролер для управления не нужен. Достаточно использовать уже имеющееся портативное устройство или же лично написать приложения на домашнем компьютере с помощью эмулятора этой программы SDK.

Что в результате? Со своего сотового или планшетника вы сможете включить и выключить телевизор, зажечь или погасить свет в желаемой комнате. И без всякого дополнительного железа между устройствами или программного обеспечения.

Кроме того, используя эту среду, владелец сможет хранить всю информацию (музыку, фото и видеофайлы и т.д.) в удобном облачном хранилище Гугла. Это значит, что буквально каждое устройство с любого места земного шара будет иметь доступ к этой информации.

Еще раз стоит отметить то, что новая платформа может управлять любым оборудованием. Но это возможно только при условии наличия управляющей ОС Андроид в этом оборудовании.

Пока ни одна из известных технологий (кроме рассматриваемой в этой статье) не справилась с задачей универсального управления. Некоторые, допустим, способны отлично управлять климатическими устройствами, но абсолютно «не справляются» с телефонией.

Программы для голосового управления на платформе Windows

Программисты-разработчики посвящали свои труды голосовому управлению еще со времен Windows 95. За это время было создано много программ для русского голосового управления компьютера и преобразования речи в текст. Среди них набрали популярность такие программы:

Диктограф 5;

Перпетуум мобиле;

КОМБАТ Vocative Russian ASR Engine.

Для английской речи были популярными программы:

Sakrament ASR Engine;

Voice Xpress Pro;

Philips FreeSpeech 98;

На сегодняшний день программы лидеры в данной области:

Горыныч 5;

Эти четыре программы выдают наиболее оптимальный результат в компьютерном преобразовании речи в команды и текст. Можно сказать, что особо выбирать нет из чего. Проблема речевого преобразования в компьютерные команды и текст является все еще актуальной. Это пока еще свободная ниша для программистов-разработчиков. Еще очень мало создано достойных продуктов в этой отрасли

Вадим Балашов, iOS-разработчик из команды мобильной «Почты Mail.Ru», рассказал сайт, как он создал в своей квартире «умный дом» и разработал приложение для часов и бота для Telegram, чтобы управлять системой устройств.

Немного о розетках

Моя жена очень любит выключать всё из розеток. Уходя, она всё выдергивает, а я потом возвращаюсь домой и вставляю обратно. Мне это не нравится. Я пробовал разное: просил, уговаривал, убеждал, угрожал - ничто не помогло. И тогда я решил, что надо найти высокотехнологичный способ уладить конфликт - каким-то образом коммутировать розетки, чтобы не нужно было физически вытаскивать штекеры по всей квартире.

Ну что ж, паяльник есть, руки тоже. Начал думать над реализацией, но сразу возникло очень много вопросов. Например, какой контроллер использовать для управления? У меня был опыт программирования контроллеров линейки AVR от Atmel. Выглядит всё довольно просто: реле, транзистор для развязки и управление одним пином контроллера.

Задачи встало две. Во-первых, контроллер и реле надо питать, а во-вторых, контроллером нужно управлять. С питанием представилось три варианта.

• Самый простой - запитать от батареек. Но батарейки будут садиться, их придётся менять, а это неудобно.
• Размещать преобразователи из 220 в 5 вольт прямо рядом с контроллером в каждой розетке. Способ отличный, но готовых компактных преобразователей я не нашёл, а самому возиться с преобразователем не хотелось. Да и боялся накосячить и спалить квартиру.
• Подвести питание извне к каждой розетке.

Задача управления контроллером распалась на два принципиальных пути: управление по радио и управление по проводу. Вариант с проводом выглядит проще, но опять же требует подведения шнура к каждой розетке. Решил, что когда буду делать следующий ремонт, то заранее предусмотрю это и подведу к каждой розетке провод, например UTP 5-й категории. Но пока нужно было разбираться с имеющимися несвязанными розетками.

Последнее, что заставило меня окончательно отказаться от разработки собственной системы управления, - это «тестирование на живых». Отлаживать мелкие баги архитектуры и прошивки пришлось бы прямо во время эксплуатации, что, безусловно, вызвало бы недовольство окружающих.

Я начал изучать имеющиеся готовые системы, на которых можно было бы построить «умный дом». Сразу решил, что связь модулей должна быть беспроводная. Осталось выбрать технологию. Сначала варианта было два - Wi-Fi и Bluetooth. Они очень распространены, под них много готовых решений.

Но Wi-Fi, работающий на 2,4 ГГц, не слишком удобен с точки зрения организации сети. Высокое распространение и отсутствие регулирования при установке точек доступа делает эту частоту сильно зашумлённой. Хочется иметь более или менее стабильную систему, чтобы у меня не подвисало переключение розеток, когда работает соседский роутер.

Это оказалось не самой серьёзной проблемой. Гораздо более страшный враг Wi-Fi - микроволновая печь. Магнетрон моей микроволновки излучает волны на частоте 2,45 ГГц - когда она включается, вокруг не работает ничего. Гаснет стриминг Bluetooth аудио, гаснет стриминг видео по Wi-Fi, файлы не качаются, страницы не открываются. Причём неважно, какой конструкции у вас микроволновка, встроенная или отдельно стоящая - она по-любому будет вносить помехи. Поэтому от использования Wi-Fi и Bluetooth я тоже отказался.

Z-Wave

Начал изучать, какие ещё существуют решения. Например, у ZigBee несколько стандартов частоты: есть 2,4 ГГц, а есть в районе 1 МГц. Но тут я наткнулся на статью на «Хабрахабре», где рассказывалось про Z-Wave. Впечатлился. Базовые модули Z-Wave сейчас выпускают всего две компании в мире - Sigma и Mitsumi. Его размеры - примерно сантиметр на сантиметр. По сути, это микроконтроллер с приёмопередатчиком. Его даже можно перепрошивать, но чаще всего в готовом виде монтируют сверху на плату, подключают к нему UART, и он работает как приёмопередатчик.

Все устройства, которые хотят получить значок «Совместимо с Z-Wave», должны пройти сертификацию. Платформа закрытая, что даёт некоторое преимущество с точки зрения совместимости. Для сравнения: в продаже очень много Bluetooth-решений для домов, и почти все они не совместимы между собой. А все устройства Z-Wave совместимы - благодаря единому закрытому стандарту, который тем не менее эволюционирует. Доступна платная SDK, стоит примерно $2 тысячи. Если вы собираетесь одну штучку дома спаять - это дорого. А если намереваетесь наладить производство 2 тысяч устройств, то получите всего доллар разницы на каждое - вполне неплохо.

Дальность связи у стандарта Z-Wave около 30 метров. Одно из его преимуществ в том, что устройства выстраиваются в ячеистую сеть (mesh) и практически в каждом модуле есть таблица маршрутизации. Поймав сигнал, любой модуль знает, надо передать его дальше или нет. То есть почти каждый модуль является ещё и ретранслятором. «Почти» - потому что в Z-Wave существуют «спящие» устройства, которые не участвуют в ретрансляции. Такие устройства обычно работают от батареек и выходят на связь при необходимости.

Чтобы ваша сеть не приняла соседскую сеть за свою, используется токен, генерируемый для каждого головного контроллера. В рамках сети есть головной контроллер и периферия. У контроллера при первой установке генерируется свой токен, после чего происходит привязка: любое исполнительное устройство сначала привязывается к контроллеру, запоминает его токен, и после этого устройство включается в сеть.

На Amazon продаётся масса Z-Wave-устройств. Есть модули, встраиваемые в розетку и выключатели, есть модули для построения системы безопасности. Замки, сирены, освещение, датчики дыма, датчики протечки воды - что угодно. Я нашёл даже автоматическую кормушку для котов.

Что касается рабочей частоты, то она находится в районе 900 кГц. Эта частота не является открытой для всех стран в мире, для каждой страны нужно проходить сертификацию и получать разрешение на использование этой технологии, поэтому в разных странах несущие частоты немного отличаются. В Европе частота 868,42 МГц, в России - 869,0 МГц, в США и Канаде - 908,42 МГц, в Гонконге - 919,82 МГц, в Австралии - 921,42 МГц.

Если вы купите модуль, который сделан для Европы, то программно его можно перевести на российскую частоту. Точно так же можно программно переключать частоты устройств, сделанных для Гонконга и Австралии. А вот американские устройства не переключаются. Поэтому существует три категории одинаковых устройств, и нужно обращать внимание на то, для какого региона они изготовлены. Гонконг и Австралию вы вряд ли встретите, так что смотрите только на США, Россию и Европу.

При выстраивании ячеистой сети используется режим Explorer Frame: все устройства «затихают», контроллер запускает сканирование сети, и устройства начинают по очереди отвечать. Происходит своеобразная перекличка, когда каждое устройство выстраивает свою таблицу маршрутизации. Например, этот режим рекомендуется включать после перестановки мебели: есть вероятность, что передвинутый шкаф начал экранировать сигнал между какими-то устройствами, но открыл пространство между другими.

Считается, что стандарт обеспечивает устойчивую работу на расстоянии 30 метров на открытых пространствах и до 10 метров - в квартирах. Конечно, расстояние устойчивой связи между модулями, размещёнными в розеточных нишах, будет ещё меньше, но за счёт маршрутизации всё работает достаточно стабильно.

Теперь поговорим о коммерческих контроллерах. Наиболее распространены две марки: Fibaro и Vera. У Fibaro есть серии - Home Center и Home Center Light. У Vera тоже две серии контроллеров, одна подороже, вторая подешевле. Все они поддерживают базовые наборы правил, и вы вполне сможете сделать так, чтобы при включении одного устройства активировалось другое, а через какое-то время выключалось или делало что-нибудь ещё. Но если вам нужно реализовать более сложное поведение, то придётся программировать самостоятельно. В качестве языка используется Lua.

Есть и третья, менее распространённая марка - Zipabox, но эти контроллеры, судя по описанию, не поддерживают расширенную автоматизацию. Тем не менее Zipabox интересен тем, что у него есть модули расширения, которые стыкуются, как конструктор.

Но мы сейчас поговорим о другом проекте, имеющем отношение к Raspberry Pi. Это проект сообщества, которое решило сделать максимально дешёвое «железо». Сегодня Raspberry Pi в розницу стоит около 4000 рублей. На Amazon можно купить за $50, при текущем курсе это почти в полтора раза дешевле. На Raspberry Pi поднимается веб-сервер с пользовательским интерфейсом, для которого можно писать автоматизацию на JS. В качестве «железа» используется плата расширения, которую назвали RaZberry, выглядит она так:

А вот пример интерфейса панели управления, которая называется Z-Way. Он отображается в браузере, неплохо работает и на планшетах.

Вот пример настроек. Можно посмотреть, где в какой момент работают все устройства, проверить подключаемость, посмотреть таблицу маршрутизации и так далее.

Одно из преимуществ Z-Way - проект открытый, вот ссылка на GitHub. Команда разработчиков «с офисом в интернете», как пишут они сами, раскидана по разным странам: Россия, Германия, Швейцария. Интерфейс можно бесплатно скачать с GitHub, при желании - пересобрать что-то самому. И всё это прекрасно управляется из админки.

Управление

Я начал думать, как реализовать более удобное управление системой, чем с компьютера через админку. Это сегодня есть приложения для Android и iOS, а два года назад официальный клиент под Android оставлял желать лучшего: я так и не понял, как им пользоваться. Нашёл, настроил, подключился, но пользоваться не смог. В то время я был адептом Windows Phone, под который не было клиента. «На коленке» написал клиент для себя - когда выключатели рассинхронизировались, жена обращалась ко мне за помощью.

Год назад, в феврале-марте 2015 года, компания Pebble запустила сбор средств на создание новой версии часов - Pebble Time. Я поддержал проект, и к октябрю часы уже были в моём распоряжении. Я подумал, что это прекрасная штука для управления «умным домом». Ведь телефон не лежит всегда в кармане, дома я просто кладу его куда-нибудь, а часы обычно на руке. К тому же Pebble, в отличие от часов на Android Wear или Apple Watch, подключается и к iPhone (которым я к тому времени пользовался) и к телефонам на базе Android.

Pebble

У Pebble довольно много достоинств. Во-первых, они целую неделю работают на одном заряде. Пользователи Apple Watch знают эту боль, когда уже к вечеру нужно искать зарядку. Кроме того, у Pebble экран всегда показывает время, потому что сделан на базе цветных электронных чернил. Есть поддержка двух основных операционных систем. Часы водоустойчивы. А ещё они имеют аппаратный порт. Подключаются «умные» ремешки, которые можно делать самому (на сайте Pebble есть подробное описание).

Но за всё надо платить. У часов нет сенсорного экрана, для управления - четыре кнопки. Зато не надо постоянно опрашивать сенсорный экран, благодаря чему часы так долго работают без подзарядки. Второй недостаток - дисплей отображает 64 цвета.

Работу Pebble обеспечивает операционная система на базе OpenRTOS. Приложения для часов напоминают веб-приложения. Фронтенд исполняется на часах и пишется на C, а бэкенд работает в телефоне и пишется на JavaScript. Разработчики веб-приложений сейчас пришли в ужас: где это видано, фронтенд на С, а бэкенд на JS?

Но это легко объяснимо: C как наиболее компактный для компиляции язык очень удобен для создания встраиваемых приложений, а плюс JS в том, что он одинаково хорошо исполняется на iPhone и Android. JS работает внутри телефона и обеспечивает интерфейс для выхода в интернет и доступа к GPS. Сами часы имеют встроенный акселерометр, гироскоп и магнитный компас, то есть базовый набор «железа».

В итоге я написал приложение для управления своей системой «умного дома». Сначала для последней версии часов, а потом реализовал поддержку самой первой модели Pebble - с чёрно-белым экраном.

Настройки делаются в виде HTML-страницы. Для разработки Pebble советуют использовать Slate Frontend Framework. Страница должна быть расположена в вебе, что само по себе странно, потому что без подключения к интернету вы ничего не настроите.

После того как я написал приложение, я выложил его в официальный магазин приложений и забыл о нём. Его установили 40 человек, и я начал получать отзывы. Я давно не программировал на С и с ужасом вспомнил, что с выделением памяти - и, что ещё страшнее, с её высвобождением - нужно работать вручную. Поэтому в первой версии я сделал статический массив для восьми устройств, которые у меня были, и всё это прекрасно работало у меня дома.

Но в сетях, где больше восьми устройств, понятное дело, не работало. И первый отклик был из Дании: «А можно ли сделать больше?» Я, конечно, сказал, что можно, и ещё за один вечер перевел приложение на динамические массивы. Товарищ был счастлив, но не очень долго.

Оказалось, что у него около 54 логических устройств - выключатели и датчики, причём один физический модуль может быть сразу несколькими логическими устройствами. Например, у меня дома есть датчик, который одновременно отслеживает движение, температуру, влажность и освещённость, и в системе он виден как четыре датчика. А у датчанина больше 50 устройств, и он жаловался, что для выключения чего-либо ему приходится очень долго пролистывать весь список на часах.

Я подумал ровно вечер и придумал одну штуку. В админке Z-Way можно вешать на устройство теги, и я решил просто добавить тег Pebble, а в настройках часов ввести режим, когда на экране отображаются только помеченные этим тегом устройства. Пользователь сам выбирает, какие устройства он хочет видеть. Товарищ написал, что это просто великолепно: теперь у него пять устройств, которыми он управляет прямо из часов.

Потом мне написал о проблеме другой пользователь моей программы. Приложение умело отображать датчики, а управлять могло только выключателями, причём выключателями типа «Вкл» / «Выкл». Но существует много других управляемых устройств - например, диммеры, для которых можно устанавливать значения от 0% до 100%. Или RGB-модули, на которых можно выставлять любой цвет.

Я согласился добавить поддержку подобных устройств, но попросил прислать структуру его сети, чтобы посмотреть, как они выглядят живьём. Он прислал, я посмотрел - выглядят классно, но непонятно, что с этим делать. Я полез в настройки и выяснил, что в Z-Way есть виртуальные устройства. Такому устройству можно выставить тип, например, Multilevel Switch, и оно превращается в виртуальный диммер.

Ничем не управляет, но делает вид, что он диммер. Хотя почему «ничем»? Управляет сам собой. Я могу с часов выставить значение, и он покажет мне его в дашборде. Этого мне хватило для реализации поддержки диммеров.

Потом я взялся за RGB. Это управление светодиодными полосами, которые могут отображать любой цвет. RGB-освещение появилось в стандарте Z-Wave не так давно, поэтому изначально оно выглядело в системе как три диммера. То есть все устройства рапортовали, что они три диммера, и можно было отдельно управлять красным, зелёным и синим каналом. Для удобной работы со старыми устройствами в современных системах управления сделали виртуальное устройство RGB-освещения, в котором можно задать три диммера.

Поскольку мы уже умеем задавать Dummy Dimmer, то можем сделать Dummy RGB. Это тоже хорошо работало, но поддержку управления цветом я пока ещё не реализовал - отправил «заказчику» только управление диммерами. И для него я как раз настраивал поддержку чёрно-белых часов.

Виртуальные устройства

В чём ещё мощь виртуальных устройств в Z-Wave? Возьмём виртуальное HTTP-устройство, и пусть у вас есть любое другое устройство, которое несовместимо со стандартом Z-Wave, но управляется с помощью HTTP-запросов.

Тогда мы пишем HTTP-запрос на включение: адрес, который нужно дёрнуть, запрос на выключение и запрос на получение статуса устройства. Вероятнее всего, устройство, которое не поддерживает Z-Wave, не поддерживает и ответ в формате On / Off.

Для его поддержки можно ввести Inline JavaScript, который будет преобразовывать ответ с вашего устройства в On или Off. А имея виртуальное устройство, дальше мы можем делать всё, что угодно. Например, интегрировать в эту систему любое устройство на базе контроллеров ESP8266. То есть мы делаем три конца, на которые устройство умеет реагировать, а дальше любую обвязку.

Сцены

Это набор состояний логических устройств. Сцену нельзя включить или выключить - её можно только активировать. У меня, например, сделана сцена Away, которую я активирую, выходя из дома. Она выключает свет в ванной и туалете, выключает розетки в ванной и на кухне. Активация сцены Away выключает всё, что есть управляемого у меня дома. Также у меня есть сцена Back. Она включает обратно две розетки, но не свет: вернувшись, вы включите его тогда, когда он будет нужен.

Есть идея поставить механизированные вентили и, уходя из дома, перекрывать воду одним нажатием. Вентили стоят довольно дорого, но затопление соседей может обойтись ещё дороже. Опять же, есть автономные датчики протечки. Положите их в ванной, в туалете, на кухне - и в случае протечки вентили автоматически перекроются.

И последнее. Z-Way на часах хорош, но управлять можно только дома. Если хочется управлять извне, то можно сделать бота для Telegram. Он у меня простенький: ему посылают команду Light, он спрашивает: «Где?» - и показывает пиктограммки туалета и ванной. Выбираешь место, он спрашивает: «Что сделать?» - и показывает светящуюся лампочку и чёрную. Выбираешь чёрную, и он говорит: «Ок, свет в ванной выключен».

Заключение

Это увлечение «умным домом» у меня происходило наплывами. Я в какой-то момент загорелся идеей, заказал модули, встроил один, который управлял только светом в туалете и ванной. Ещё заказал датчик движения, температуры и влажности. Повесил в ванной и сделал классную автоматизацию: свет в туалете автоматически отключается через 15 минут, если забыли выключить, а свет в ванной включается при входе, по датчику движения, а выключается через 15 минут. Всё классно - кроме того, что жить с этим невозможно. Оказалось, что 15 минут в туалете - это на самом деле мало, особенно если там хорошо ловится Wi-Fi. А он ловится хорошо. Увеличение периода ожидания не помогло, так что эту автоматику я пока отключил и заказал ещё один датчик движения.

Автоматика в ванной простая: входишь - свет включается, выходишь - выключается. Удобно. Но сперва я настроил её не очень удачно: датчик движения стоял на входе, а когда ты заходишь в душ и задёргиваешь шторку, он тебя не видит, и через 15 минут свет гаснет. Нужно открыть шторку, махнуть рукой и задёрнуть шторку обратно. Проблема решилась переносом датчика в середину ванной, чтобы он реагировал на движение по обе стороны от шторки.

О разработке своей собственной шины «CLUNET» для соединения устройств в «умном доме». Многие просят рассказать о том, что же у меня получилось в итоге, что я сейчас и попытаюсь сделать.

Попытался начертить схему моей комнаты со всеми устройствами объединёнными в сеть, картинка кликабельна:

Вся идея держится на трёх китах:

• Децентрализация - вся система функционирует без какого-либо главного модуля;
• Простота - минимум компонентов и лёгкость подключения;
• Дешевизна - себестоимость устройства легко уложить в 100 рублей.

При таком подходе можно легко создавать и добавлять в CLUNET-сеть устройства, каждое из которых отвечает за какую-то простую функцию. У всех устройств есть свой адрес, при этом они могут обмениваться между собой пакетами напрямую, без участия какого-либо главного модуля, и это очень активно используется:

• Пакеты от ДУ-приёмника получают выключатель и открыватель окна, что позволяет управлять светом и открывать окно с любого пульта или Nintendo Wii U;
• Датчики движения информируют выключатель о том, что в комнате никого нет, и можно выключить свет;
• Дисплей в коридоре выводит всегда актуальную температуру на улице, получаемую от датчиков температуры;
• По команде от кодовой панели открывается дверной замок;
• Устройство с пищалкой издаёт звуки, когда узнаёт об открытии замка, нажатии кнопки или звонке в домофон.

Этот список легко меняется и дополняется с учётом того, что прошивку каждого устройства можно обновлять прямо по сети. И нет, у меня не возникает проблем с непониманием своих исходников. Код всех прошивок получается предельно простым.

Единственным главным устройством, пожалуй, можно назвать только блок питания. В данный момент он у меня один почти на все самодельные устройства, и отлично с этим справляется. Многие скорее всего скажут: «Да у тебя же наверное всюду провода!», - отчасти это правда, но у меня нет никакой фобии по отношению к проводам. К тому же маленький шлейф с питанием и линией данных почти незаметен на фоне остальных кабелей.

Роутер с CLUNET-адаптером

Мой роутер помимо маршрутизации трафика выполняет ещё одну роль - маршрутизация трафика он является «окном» для устройств CLUNET сети в Интернет. Или скорее наоборот - позволяет из Интернета и локальной сети командовать всеми устройствами. Для этого в его USB порт включено специальное устройство.

Не буду сильно повторяться, про это я рассказывал в статье о CLUNET протоколе . Идея проста - роутер на основе Linux, и на нём работает демон, который принимает входящие подключения из локальной сети или Интернета и предоставляет доступ к сети устройств умного дома.

Помимо этого роутер используется как простенький веб-сервер, чтобы можно было управлять устройствами через веб-интерфейс на случай… ну так, на всякий случай:

Весьма удобно использовать и cron на роутере для самых разных задач - от открытия окна или обогрева комнаты по расписанию до банального будильника. Для последнего у меня сделан простенький веб-интерфейс и скрипты:

Нет будильника приятнее, чем просыпаться от радио, которое очень медленно в течении нескольких минут увеличивает громкость. Главное при этом - выключить его до того, как оно сможет разбудить и соседей.

В ответ на пакеты приходящие от устройств тоже выполняются различные скрипты. Так ведутся логи по самым различным событиям типа звонков в домофон, рисуются графики температуры (http://clusterrr.com/sensors/t/) и других данных, отправляется push-уведомление мне на телефон, если вдруг в комнате открыта дверь, а меня дома нет, и прочее.

Софт для Windows

На компьютере работает приложение, которое подключается к демону на роутере и позволяет полноценно управлять всем и вся. В главном окне можно отследить весь трафик между устройствами и послать им любую команду:

В нём можно наблюдать за тем, как умный дом живёт полноценной жизнью, но на практике это нужно только для отладки. Всё можно делать по клику на иконке в зоне уведомлений:

Помимо этого на многие действия есть специальные сочетания клавиш. Да, лень - двигатель прогресса, и мне чертовски удобно открывать окно или включать свет горячими клавишами, не вставая с кресла.

Но нельзя же останавливаться на управлении светом, надо управлять и бытовой техникой! Для этого у меня используется ДУ-передачик, который имитирует нажатия кнопок на пультах. По нажатию горячей клавиши на экране появляются экранные пульты ДУ:

Из них можно управлять ресивером, телевизором, обогревателем и лазером. Сложно описать, на сколько это облегчило жизнь. Пульты вечно приходится искать, они валяются где угодно, только не рядом. Теперь же они совсем покрылись пылью.

Помимо этого этот софт выполняет и обратную роль - получает коды кнопок от ДУ-приёмника и имитирует WinLIRC-сервер - популярную программу для работы с ДУ-пультами. Работу с ней поддерживает, например, MPC-HC, есть плагин для foobar2000. Таким образом можно делать и наоборот - управлять приложениями на компьютере при помощи любого пульта.

Софт для телефона

Ну как же без управления всем этим с телефона из любой точки мира? Приложение для Android обладает примерно такой же функциональностью. В основном активити можно переключаться между различными режимами путём горизонтального свайпа.

Планшет

Сначала у меня была мысль - спаять настенную панель управления, которая висела бы над кроватью, чтобы выполнять с неё простейшие действия - включать свет, регулировать громкость, управлять телевизором и пр. Хотелось бы добавить туда и экран для вывода основной информации.

Но скоро меня осенило, что времена уже не те. Гораздо проще купить дешёвый китайский планшет на Android и повесить его на стену. Да, подобные планшеты обычно тормознутые и весьма низкого качества, но для моих целей этого вполне достаточно. Сказано - сделано.

Пришлось накодить различные виджеты рабочего стола:

Но это всё равно было недостаточно удобно, особенно когда хотелось сделать что-то на ощупь. Через некоторое время я вспомнил, что в Android есть отличный API по распознаванию голоса. Потребовалось всего полчаса, чтобы планшет начал выполнять свои первые голосовые команды. Вскоре набор возможных команд сильно вырос.

Знакомьтесь, вот моя электронная жена:

Стоит ли говорить, на сколько удобно открывать ночью окно, не размыкая при этом глаз? Жаль, что этот привод очень шумный - когда окно закрывается по таймеру, не проснуться невозможно.

Аналогичная служба была в итоге установлена и на телефон. Работает она только при подключенной зарядке. Наверное было бы здорово использовать для этого Google Glass.

Подробнее об устройствах

Напоследок расскажу немного о том, какие устройства функционируют в моём умном доме. Внимание! Ниже адское количество колхоза и проводов! Красиво я делать не умею, руки у меня растут не из нужного места.

Выключатель света

Ничего особенного, просто включает и выключает лампы на люстре.

Кнопки сенсорные - одна прибавляет количество ламп, другая убавляет. Есть возможность установить таймер выключения, но его необходимость отпала с появлением настенного планшета. Дружит с ДУ-приёмником и датчиками движения.

Контроллер геркона с пищалкой

Это весьма странное устройство появилось задолго до того, как я начал делать умный дом, поэтому и сделано весьма топорно и без корпуса.

Суть в том, что у меня в комнате жили мыши, а в остальной части квартиры - коты. Весь смысл устройства был в том, чтобы дико пищать, если забыли закрыть дверь, ведь коты ни в коем случае не должны проникнуть в комнату к мышам. Теперь же устройство посылает в сеть пакеты при открытии и закрытии двери. Роутер же пишет логи её открытия и посылает мне push-уведомление, если вдруг она открыта, когда меня нет дома. Моё местоположение определяется по мобильному телефону. Помимо всего этого пищалка теперь используется для самых разных звуковых уведомлений - домофон, открытие замка, нажатие кнопок на кодовой панели.

ДУ-приёмник и ДУ-передатчик

Про них я вроде ещё уже рассказал выше. Приёмник стоит у компьютера, передатчик спрятан на шкафу.

Датчики движения

В комнате висят два вот таких вот датчика движения.

Способствуют выключения света, когда движения долго нет, а ещё смене моего статуса на «away» в мессенджерах. Помимо них движение определяют ещё и четыре видеокамеры.

Дверной замок и кодовая панель

Когда я стал счастливым обладателем 3D принтера, мне очень захотелось поэкспериментировать с механикой. В результате я разработал и напечатал механизм дверного замка. Первый блин комом, и получился дикий колхоз, но функционирует он отлично. С внешней стороны двери я сделал кодовую панель, она уже вышла получше. Лучше просто посмотреть видео.

Теперь у меня всё как у серьёзных взрослых дядь!

Датчики температуры и освещения

Тут особо нечего рассказывать. Устройство висит под подоконником и опрашивает по 1-wire датчики температуры, помимо этого экспериментально сделан ещё датчик освещения. Сам не знаю зачем.

Открыватель окна

Его вы уже могли немного видеть на видео выше. Сам механизм покупной и представляет из себя цепь с двигателем. Приятно было узнать, что есть компании, которые делают подобные штуки.

Сам привод питается от 220В. Слева в коробке схема с двумя реле, которые подают питание. Я снял с окна одну петлю, что позволило открывать его в два раза шире, поэтому открывать можно полностью и наполовину.

Дисплей в коридоре

Однажды при выходе из дома мне захотелось видеть текущую температуру на улице и время. Вот и всё.

А ещё там бегает Pac-Man, для которого было нарисовано несколько кастомных символов.

Мышиные клетки

Мышиные клетки передают в виде ИК-сигналов информацию о том, сколько каждый мыш пробежал в колесе. Про это тоже была отдельная статья: http://habrahabr.ru/post/165269/
Увы, сейчас остался только один мышонок, и бегает он уже мало.

Видеокамеры

В комнате стоят четыре IP-камеры с механизмами поворота.

Они отправляют на удалённый сервер короткое видео, когда открывается дверь. Или длинное, если меня при этом нет дома. При наличии движения они периодически делают фотографии. Помимо всего этого камеры работают как дополнительные датчики движения. Если что-то начало двигаться, они запрашивают ссылку на роутере, а тот в свою очередь посылает широковещательный пакет в сеть.

Заключение

Надеюсь, что статья получилась не слишком нудной. Я не знал, как рассказать обо всём так, чтобы было интересно, информации достаточно много, излагать я старался кратко.

Многие люди наверняка будут спрашивать меня: «Зачем тебе столько видеокамер?», «Зачем тебе кодовая панель?», «Зачем тебе датчики движения?», «Зачем тебе всё это?»
На все подобные вопросы я отвечу одной картинкой:

Теги:

• умный дом
• avr

Добавить метки