Глава 4. Современные системы автоматизации

В начале 2000 годов я впервые услышал такой анекдот «Купил себе холодильник с доступом к сети Интернет, а он вместо заказа продуктов только  сайты для взрослых посещает!». С тех пор многое изменилось. Достижение в бытовой электронике, снижение цен на процессорные модули, повсеместное наличие высокоскоростного доступа к сети Интернет, привело к тому, что многие производители бытового оборудования предлагают конечному потребителю возможность управления оборудованием и получение информации удаленно. Покупка таких товаров стимулирует конечного потребителя к созданию систем домашней автоматизации. Если я купил такой холодильник, так пусть он мне на сотовый телефон отправляет информацию о том, что мне нужно заказать в ближайшем супермаркете! А для этого необходимо либо использовать приложение производителя, либо интегрировать холодильник в систему автоматизации дома.
Рынок систем домашней автоматизации очень насыщен. Множество компаний как крупных, так и совсем мелких предлагаю свои решения. При этом большинство современных систем обладают новыми характеристиками, которые раньше либо отсутствовали, либо были выражены не так ярко.

Конечно, домашняя автоматизация продолжает  развиваться, но на данный момент эти четыре улучшения, о которых будет говориться ниже, представляют собой наиболее значительные изменения в домашней  автоматизация, что делает ее  более дружественной и финансово доступной.
Масштабируемость.
Если ваша система является масштабируемой, то вы можете начать с основной системы автоматизации, установить ее сейчас, а через несколько месяцев, дополнить ее дополнительными функциями без необходимости переделывать то, что уже было куплено и смонтировано. Хотя возможность расширения присутствовало всегда, раньше это не было так доступно и практично и совсем не  поощрялось производителем системы.
Системы, которые производились ранее, не использовали модульный принцип построения и   предлагали полную автоматизацию всех систем дома.  Интеграция с системами другого производителя не поддерживалась. Это было сделано для того, чтобы домовладельцы купили все решение целиком и заплатили большие деньги. Но для конечного потребителя это было слишком  дорогим улучшением своих  жилищных условий, поэтому позволить подобную систему могли далеко не все желающие.
За эти годы новые изготовители вышли на рынок с более простыми и менее дорогими системами. Позже, и  более дорогие изготовители оптимизировали свои продукты. Вместо того, чтобы сосредотачиваться исключительно на клиентуре высокого уровня и предлагать только роскошные системы автоматизации, они расширили целевую аудиторию для своих систем,  предложив решение, которые может начинаться с покупки ее небольшой части с последующем расширением во что-то намного большее и обширное. Это позволило выпустить на рынок простые и недорогие системы, которые содержат тот же функционал, но рассчитаны на управление домом с меньшей площадью.
Например, если потребитель хочет получить  экономичную система управления  освещением, то он может взять готовую большую систему, у которой не будут активны все ее многочисленные модули, а будет работать только функции управления освещением. При этом все удобство управления с различных устройств будет прекрасно работать. В будущем, потребитель докупит дополнительные интерфейсные модули для подключения к своей HVAC системе,  оплатит расширение программного обеспечения и сможет дополнительно управлять климатом в своем доме, при этом все инвестиции, сделанные раннее, будут сохранены.
Интуитивные средства управления.
 С ростом количества устройств и выполняемых функций большую роль играет пользовательский интерфейс, который не должен быть загроможден лишними элементами управления, быть функциональным, но в тоже время интуитивно понятным. Оптимальным является ситуация, когда человек, впервые взявший в руки планшет с запущенной системой управления сможет ей управлять без необходимости чтения различных руководств пользователя.
Пользовательский интерфейс  используют, чтобы взаимодействовать с подсистемами (освещение, аудио/видео, безопасность, и т.д.), которыми управляет домашняя система автоматизации. Пользовательский интерфейс может выполняться на сенсорной панели, установленной на стене, или может быть запущен на вашем персональном компьютере или ноутбуке, или вы захотите управлять с вашего планшета или мобильного телефона.  Некоторые предпочитают управлять системой непосредственно с экрана телевизора с помощью классического пульта дистанционного управления.
 Независимо от его дизайна, пользовательский интерфейс должен выдавать всю необходимую информацию о средствах управления для каждой системы в Вашем доме. Например, на экране iPad  вы видите статус термостата и освещения и изменяете его параметры со своего планшета несколькими нажатиями пальцев.
Как центр управления,  пользовательский интерфейс играет жизненно важную роль в удобстве использования системы автоматизации. Когда пользовательский интерфейс плохо разработан, он портит всю систему автоматизации. Если люди не понимают то, что делают кнопки в пользовательском интерфейсе, они либо становятся испуганными и бояться нажать кнопку, либо их это раздражает. И в том и в другом случае человек не получает того ощущения комфорта, который должна создать современная система автоматизации.
Логический, понятный и несложный пользовательский интерфейс  является ключевым для успешной работы пользователя с системой автоматизации. Изготовители прекрасно это понимают и сосредотачивают много своих усилий  и энергии на дизайне.  Люди понимают, как использовать смартфон, и многие производители  создали свои пользовательский интерфейсы с теми же подходами к управлению. Домашний экран показывает только несколько  виджетов за один раз, что  устраняет лишний  беспорядок на экране.
При создании профилей для каждого члена семьи с персональными настройками, работа в системе значительно упростится. В пределах каждого профиля выводятся только команды, которые может выполнять этот пользователь. После того, как пользовательский интерфейс был запрограммирован поставщиком системы, домовладельцы в состоянии изменять параметры, программировать или создавать новые пользовательские экраны. Возможности управления различны в зависимости от прав пользователя и способа подключения (локальный доступ, удаленный доступ).
Более легкая интеграция.
За последние несколько лет было выпущено множество инновационных продуктов. Наиболее известными являются термостатом Nest и аудиосистемой для целого дома Sonos. Оба продукта являются достаточно крупными, но  когда они были представлены на рынке у них был один большой недостаток. Они не обладали способностью быстро и легко интегрироваться с домашней системой автоматизации.
 К счастью, это недавно изменилось, поскольку изготовители разрозненных систем решили сотрудничать, позволив множеству различных продуктов работать совместно. Многие изготовители домашних систем  автоматизации создают системы, в которых многие автономные продукты,  подобные Nest  и Sonos , могут быть легко объединены. Это способствует совместному развитию и упрощает процесс дизайна,  давая потребителям больше выбора и гибкости при покупке системы домашней автоматизации.
Облачные технологии.
Термин «облачные технологии» появился более 10 лет назад. Есть множество определений этого термина. Для наших целей будет понимать под облачными технологиями такое построение системы автоматизации, когда часть ее компонентов находится за пределами объекта и связана с ним через каналы связи. Фактически, облако это сервера, расположенные в центре обработки данных и специальное программное обеспечение. Многие разработчики продуктов создают для своих устройств специальное программное обеспечение.
Рассмотрим пример. В магазине вы купили новое устройство, подключили его дома  в свой домашний роутер, который автоматически предоставил возможность устройству подключаться к сети Интернет. Внутри вашей домашней сети вы можете легко с ним работать.  Сложнее обстоят дела с доступом к устройству через Интернет с вашего IPhone.
Для того, чтобы телефон смог подключится к устройству он должен установить с ним соединение. И тут есть две проблемы. Первое: для безопасности вашей домашней сети ваш роутер запрещает все входящие соединения с устройствами, внутри вашего дома (если у вас это не так, обязательно измените настройки вашей домашней сети).  Второе: чтобы соединится с устройством оно должно иметь уникальный (т.н. «белый» ) IP адрес. Ваш провайдер скорей всего вам его может предоставить, но за отдельную плату. То тогда вы должны настроить ваш роутер так, чтобы все запросы по предоставленному адресу он отправлял этому устройству. А если устройств два? Три? Или десять?
Безусловно, такой подход не слишком рационален, хотя соответствующими настройками сетевого оборудования эту задачу легко можно решить. Облачные технологии подразумевают другой сценарий. Производитель устанавливает сервер в сети, получает для него IP адрес, который может быть связан с доменным именем. Этот адрес «зашивается» в устройство при его изготовлении. Когда вы включили устройство дома, оно устанавливает соединение с сервером производителя. Это исходящее соединение и ваш роутер скорей всего разрешит выполнить запрос. Ваш IPhone также устанавливает соединение с известным адресом производителя оборудования. А программное обеспечение, которое установлено на сервере, организует всю необходимую обработку и передачу команд управления, а также сбор статистики, диагностику неисправностей и т.д.
Это самый простой способ использования облачных технологий для целей домашней автоматизации. В более сложном варианте часть вычислительной обработки производится не в устройстве, а в облаке. Например, есть сложная математическая формула, которую необходимо посчитать, чтобы выдать управляющее воздействие. Если эту формулу будет рассчитывать устройство, то этот расчет будет достаточно длительным. Чтобы сделать этот расчет быстрым, необходимо установить более быстрый процессор, но это всегда дороже. А можно передать все исходные данные для расчета в облачный сервер, который быстро  выполнит необходимые расчеты и вернет результат в устройство. Именно так используются облачные вычисления.

Читать далее: Глава 5. Сценарии.
Содержание