VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Суть, возможности и будущий потенциал технологии «Умный дом»
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
В этом проекте я хочу рассказать о возможном будущем-технологии «Умный дом», которая через некоторое время сможет полностью изменить наш обыденный быт, а некоторым, возможно, сможет спасти жизнь. Так же я отмечу те физические явления и принципы, благодаря которым возникла и развивается эта технология.
Актуальность: технология «Умный дом» всё увереннее вхожит в жизнь и требуется обобщить всю самую важную информацию о ней.
Цель работы:дать обобщённое представление о технологии «Умного дома», показать его перспективы и отметить основные физические явления, которые сделали возможным появление технологии.
Методы исследования: анализ теоретических данных в научной литературе и Интернете
Основная часть
Давайте сначала разберемся и узнаем, что же, все-таки, такое «Умный дом»? Технология «Умный дом» (или Smart House)- это некая сеть датчиков, детекторов, извещателей, которая соединяется с помощью единого радиоканала, которая существенно, или не очень, но облегчает Вашу повседневную жизнь. Не важно что это именно: автоматическое выключение света в коридоре и закрытия входной двери, или система полива домашние цветы, механизм, который кормит любимого домашнего питомца, или система перекрывающая протекающую трубу водоснабжения, при аварийной ситуации. Если в Вашем доме что-то срабатывает на основе какого-то алгоритма, значит это уже в кое то мере можно назвать системой «Умного дома», только с ограниченным функционалом. Но так же, системой «SmartHouse» можно назвать огромную систему безопасности, покрывающую целые города. Пример которой, будет приведен ниже.
ЗАЧЕМ НУЖЕН «УМНЫЙ ДОМ»?
Есть много причин, из-за которых люди думают об умном доме. Вот некоторые из них:
Безопасность
Датчики, работающие благодаря открытиям физики в области электромагнитных волн, установленные на территории дома или квартиры, сигнализация на окнах, а так же видео камеры обеспечивающие осмотр дома или квартиры в любой момент времени, и с любого устройства.
Комфорт
Практичный интерфейс управления, расположенный в удобном месте — это то, чего человеку так часто не хватает в классическом доме. Созданная для жильца система позволяет избавить человека от лишних хлопот, сделать жизнь чуть проще. Например, тёплые полы с несколькими определенными режимами теперь заменяются удобной системой, которая позволяет указывать точную температуру. А системы будущего будут уже оперировать ещё более простыми терминами «мне холодно» «мне жарко». Возможность изменения количества света, очередной величины, введённой физикой, в комнате также улучшает комфорт. И так же управление систем с телефона, из любой точки мира, где есть подключение к Интернету, несомненно облегчает жизнь, и увеличивает комфорт пользователя.
Автоматизация
Автоматизирование позволит снять с человека различный круг обязанностей. Например, включение и выключение света в коридоре легко автоматизируется всего лишь одним датчиком. Управление отоплением удобно автоматизируется датчиками, распознающими присутствие жильца в доме. Вместо того, чтобы каждый раз настраивать терморегуляторы по всему дому достаточно один раз настроить систему.
Конфигурируемость
Это одно из самых недооцененных свойств умных домов. Возможность изменить настройки, или добавить новые механизмы позволит пользователю подстроить Умный дом точно для себя, и для любой жизненной ситуации. Появление детей или перестановки нередко требуют не только изменение расположения выключателей и датчиков. С Умным домом это будет сделать намного проще, ведь уже сейчас есть системы, позволяющие не привязывать выключатели и датчики к проводам, а располагать их в любом месте. Умный дом должен развиваться вместе с вами.
Удалённый доступ
Возможность взаимодействовать со своим желищем, дистанционно бывает весьма удобной. Например, запустить отопление в загородном доме или кондиционер жарким летом. Также к этой группе я отношу и уведомления от подсистем умного дома. (таких как температура, влажность воздуха и т.д.). Мониторинг текущего состояния дома позволит избежать неприятных ситуаций, связанных с погодой, например, замерзания водяных труб в сильные морозы.
КАКИЕ ЖЕ ПРИНЦИПЫ ФИЗИКИ ЛЕГЛИ В ОСНОВУ ТЕХНОЛОГИИ?
Их несколько:
Принцип радиосвязи
Принципы термодинамики
Принципы физических измерений
Принципы статики
НЫНЕШНИЕ МИНУСЫ ТЕХНОЛОГИИ
К сожалению, у всех технологий есть недочеты, возможно и временные, но есть. И система Умного дома не стала исключением. На данный момент, одна из главных проблем системы, которая у многих отбивает желание приобрести систему - это ее цена. На данный момент, качественные системы не продаются дешевле чем 600-700 долларов. Другая, не менее важная причина заключается в том, что потребители сами не до конца понимают, что такое, для чего нужны умные дома и каким образом они способны упростить жизнь.
БУДУЩЕЕ СИСТЕМЫ
Однако ученые и исследователи экономического рынка говорят, что незнание людей о данной системе скоро пройдет, и его сменит буря – буря «Smart устройств», а рынок станет $60-миллиардным уже в течение 5 лет. И в это охотно верится, поскольку, число установленных систем умного дома в Северной Америке в период с 2012 по 2014 год выросло более чем в 2 раза, и эта цифра растет в геометрической прогрессии. Каждый разработчик умных домов по-своему видит будущее и старается решать наиболее важные, на его взгляд, бытовые проблемы, с которыми сталкивается обычный обыватель. Все больше стартапов предлагают свои продукты – компании, собиравшие деньги на краудфандинговых платформах, начинают делиться плодами своих разработок. Рынок разогревают и крупные компании. Движение идет сразу по нескольким фронтам – создаются мобильные устройства, системы кондиционирования, системы безопасности, а также ТВ-приставки. Так же, с каждым годом, так как технологии становятся доступнее, цены становятся существенно ниже, что открывает данную технологию, еще большему количеству пользователей. Так что через пару лет, Умный дом будет доступен для большинства людей.
ТЕХНОЛОГИЯ В РОССИИ
По данным компании «Рустелеком», рынок подобных систем в России по итогам 2012 года оценивался примерно в 4 млрд рублей. Рынок услуг безопасности и реагирования в частном сегменте, который уже можно считать предтечей рынка комплексной домашней автоматизации, оценивался в явно большую сумму – около 76 млрд рублей. Рынок в России достаточно развитый и крупный, поэтому продукты и технологии тут появляются практически одновременно с рынками Европы и Северной Америки. Но вот требования Русских клиентов отличаются от пожеланий европейцев, и на примере рынка умных технологий это можно проследить. Эксперты отмечают, что востребованные на Западе «зеленые функции» не пользуются популярностью в России, на первом плане у нас – безопасность. В России стали очень популярны установки для создания эффекта присутствия. Между тем, частные организации по охране физ. лиц и коммерческих предприятий, предлагают охранно-пожарные сигнализации, которые оснащаются датчиками утечки воды, газа, тепла и другими. Такие системы легко развиваются и увеличивают свой функционал (в зависимости от желаний пользователя)-могут дополняться различными функциями умного дома. Кроме того, охранные структуры активно внедряют сервисы, которые позволяют клиентам управлять сохранностью своего дома со смартфона из любой точки мира.
«УМНЫЙ ДОМ» СВОИМИ РУКАМИ
В наше время, когда огромный пласт информации находится в Интернете, в свободном доступе, даже такая сложная, на первый взгляд, как SmartHouse, уже сейчас может быть создана самостоятельно. В интернете можно найти великое множество статей на эту тему: люди рассказывают о своём опыте монтажа как простейших связок из разряда «свет по датчикам движения в зависимости от времени суток», так и более сложных, с управлением через компьютер или с мобильного устройства. Многие из таких решений действительно интересны и полезны в повседневной жизни. Но к великому сожалению, даже сейчас, с такой доступностью этой технологии, не каждый сможет самостоятельно ее сделать. Для этого, как ни крути, вам понадобятся, навыки программирования и знание электрики.
СИСТЕМА TRAPWIRE
TrapWire — это глобальная система слежения с функцией распознавания лиц, которая создана для обнаружения потенциальных террористов, фотографирующих «важные объекты» (станции метро, городские площади и т. д.). Также система способна распознавать лица преступников, находящихся в розыске, по их фотографиям или фотороботам, загруженных в систему. Система, на настоящее время, отлично себя проявляет, и уже нашла несколько десятков преступников. И как раз с помощью технологии Умного дома, система TrapWire объединяет все государственные видеокамеры в одну огромную сеть. Я рассказал про эту систему, как пример того, что технология Умного дома, может использоваться не только для упрощения жизни обычного пользователя, но и как весомая помощь для множества спец.служб.
Заключение
Данная технология может изменить и улучшить жизнь многих. Не только облегчить быт обычного человека, но и помочь спец. службам в их работе. И возможно, через десяток лет, у каждого дома будет своя система помощи, и перерастет в единую сеть.
Список использованной литературы и источников
1) https://habr.com/post/227869/
2) https://habr.com/company/gsgroup/blog/367059/
3) https://habr.com/company/zwave/blog/393803/
4) https://habr.com/company/gsgroup/blog/387651/
5) https://ru.wikipedia.org/wiki/TrapWire
6) http://www.dom-electro.ru/%D1%83%D0%BC%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%B4%D0%BE%D0%BC-%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B8%D0%BC%D0%B8-%D1%80%D1%83%D0%BA%D0%B0%D0%BC%D0%B8/
7)savepearlharbor.com/?p=279573
8)www.pvsm.ru/umny-j-dom/119933
9) www.pvsm.ru/umny-j-dom/119933
10) habr.com/company/zwave/blog/393803/