Hemautomation ( eng. home automation ), eller smart home ( eng. smart house ) är ett system av hemenheter som kan utföra åtgärder och lösa vissa vardagliga uppgifter utan mänsklig inblandning.
Hemautomation i moderna förhållanden är ett extremt flexibelt system som användaren designar och konfigurerar självständigt, beroende på sina egna behov. Detta förutsätter att varje ägare av ett smart hem självständigt bestämmer vilka enheter som ska installeras var och vilka uppgifter de ska utföra.
De vanligaste exemplen på automatiska åtgärder i ett smart hem är automatisk tändning och avstängning av lampor, automatisk korrigering av värmesystemet eller luftkonditioneringen och automatiskt meddelande om intrång, brand eller vattenläckage.
Hemautomation betraktas som ett specialfall av Internet of things , det inkluderar hemenheter som är tillgängliga via Internet, medan Internet of things inkluderar alla enheter som är anslutna via Internet i princip.
Det första steget mot hemautomation var själva uppfinningen av de första hushållsapparaterna som använde el för att utföra enkla matlagnings- och städuppgifter: dammsugare (1901), brödrost (1909), kylskåp för hemmet (1913), diskmaskin (1913), strykjärnstemperatur . styrd (1927), dispenser (1927), tvättmaskin (1935), torktumlare (1935), mikrovågsugn (1945), riskokare (1945), elektrisk kaffebryggare (1952).
I mitten av 1900-talet dök de första isolerade försöken till hemautomation i modern mening upp. För sin tid såg de ut som futuristiska experiment och nycker från uppfinnare och fick ingen praktisk distribution. De mest kända var "Huset med knappar" (Push-Button Manor, 1950) av den amerikanske ingenjören Emil Matthias, där knappar placerade i hela huset automatiserade utförandet av grundläggande hushållsuppgifter, och Echo IV -datorn (1966) av den amerikanska ingenjör James Sutherland, som kunde reglera arbetet med hemklimattekniken, sätta på och stänga av vissa apparater och skriva ut inköpslistor.
1975 utvecklade skotska Pico Electronics den första dedikerade kontrollstandarden för hemenheter: X10 . För signalöverföring användes ett konventionellt elnät. Dessutom har skaparna tillhandahållit trådlös kontroll vid en radiofrekvens på 433 MHz (i USA - 310 MHz). Det nya systemet gjorde det möjligt att slå på och stänga av enheter och ändra ljusstyrkan på ljuset, samt ta emot data om enheternas aktuella tillstånd. Speciella konsoler och ett datorgränssnitt har utvecklats för att styra X10. Den utbredda användningen av X10-baserade system underlättades av deras enkla installation och låga pris.
På 1980-talet blev USA huvudmarknaden för X10, och i Europa användes X10-enheter mycket mindre, främst på grund av statliga föreskrifter som inte tillät användning av enheternas fulla funktionalitet. Samtidigt förberedde europeiska elföretag sina egna X10-motsvarigheter. För att främja sin utveckling mer effektivt beslutade tyska företag, med Siemens i spetsen, så småningom att använda en enda standard, som de kallade European Installation Bus (EIB, 1990). En grupp företag ledda av franska Electricité de France skapade BatiBus- standarden . Holländska Philips, tyska Daimler Benz, franska Thomson Consumer Electronics, British Telecom och ett antal andra skapade European Home Systems Association (EHSA, 1991) och den tredje europeiska standarden - EHS.
1984 myntade American Association of Home Builders termen "smart hus" för hem som använder automation, och 1999 släppte Disney filmen Smart House, som introducerade idén om ett smart hem för allmänheten.
1988 gick Nippon Homes Corporation och 15 andra japanska företag från olika områden ihop för att bygga framtidens smarta hem. Allmän förvaltning, utveckling av design och arkitektur utfördes vid den tiden av Ken Sakamura (坂村健), redan välkänd i Japan. Projektet fick namnet TRON Intelligent House och implementerades i juli 1989.
1999 gick företag som producerade enheter baserade på tre europeiska standarder överens om att slås samman och skapa ett enda protokoll KNX , som introducerades 2002 och blev öppet .
En revolution inom hemautomationsteknik inträffade på 2010-talet, driven av introduktionen av iPhone (2007) och andra smartphones . Hemautomationsmarknaden såg flera genombrottsutvecklingar samtidigt, följt av hundratals nya enheter. 2010 introducerade Dropcam en billig ($200) säkerhetskamera med modern design, onlinevideoåtkomst från en smartphone och möjligheten att lagra inspelningar i molnet . 2011 introducerade Nest den programmerbara termostaten, designad för att lösa problemen med de tidigare: de var för komplicerade och användarna kunde inte ställa in dem som de ville och spara energi. [1] Till skillnad från dem var Nest-termostaten självlärande och dessutom tillät den styrning från en smartphone. Båda företagen köptes av Google 2014 .
2012 introducerades ett smart hembelysningssystem baserat på dimbara lampor på marknaden under varumärket Philips HUE . Varje lampa i detta system har sin egen mikrokontroller, som är utrustad med ett ZigBee -radiogränssnitt .
2012 introducerade ett annat Silicon Valley -företag, SmartThings, ett banbrytande hemautomationssystem som kostade hundratals gånger [2] [3] mindre än sina föregångare: ett nav för 100 USD, sensorer för 30-40 USD, uttag och switchar för 50 USD. och ett antal andra enheter. Dessutom stödde SmartThings över 100 000 tredjepartsenheter och 8 000 tredjepartsappar. [4] Samsung köpte företaget 2014 .
2014 dök den första "smarta högtalaren" Amazon Echo upp – en liten enhet med en inbyggd smart assistent Alexa med röststyrning. Det gjorde att du kunde få svar på vardagliga frågor och hantera hemenheter. Under 2016 dök en analog av Google Home upp baserad på sin egen smarta assistent Google Assistant . Under 2017 släppte Apple Apple HomePod smarta högtalare baserad på Siri röstassistent . Kinesiska Xiaomi introducerade sin egen version av den smarta högtalaren Xiaomi Mi Al Speaker 2017.
I Ryssland lanserade Yandex 2018 sin Yandex.Station på marknaden med liknande funktionalitet och röstassistenten Alice [5] . Dess skillnad från utländska analoger ligger i det faktum att det vid tiden för 2019 var den enda smarta hemplattformen som stöder röststyrning på ryska [6] [7] . Dessutom är dess plattform öppen, vilket gör att tillverkaren eller utvecklaren kan integrera sina egna ekosystem för smarta hem i den (till exempel Xiaomi Mi Home, Samsung SmartThings, Redmond Ready for Sky, etc. [8] ). Röstgränssnittet för användaren ändras inte och styrs av Alice [9] .
Det smarta hemsystemet innehåller tre typer av enheter:
I de flesta moderna smarta hem kommunicerar styrenheten med resten av systemet via radiosignaler. De vanligaste radiostandarderna för hemautomation är Z-Wave (frekvensen beror på land, i Europa 868 MHz, i Ryssland 869 MHz) och ZigBee (868 MHz eller 2,4 GHz), Wi-Fi (2,4 GHz), Bluetooth (2,4 ). GHz). Nästan alla av dem använder datakryptering ( AES-128 ), Wi-Fi använder WPA , WPA2 eller WEP-kryptering .
För att kommunicera med omvärlden ansluter styrenheten som regel till Internet.
Dessa enheter låter dig designa ett lämpligt säkerhetssystem, från relativt enkelt till ganska komplext.
Bland de viktigaste algoritmerna:
Dessutom är smarta hemsäkerhetssystem integrerade med säkerhetssystem som skickar ut insatsteam på larm. I de flesta länder har marknaden för säkerhetssystem funnits länge, medan smarta hemsystem började få stor spridning först på 2010-talet. Vissa leverantörer av säkerhetstjänster tillåter att deras larm integreras med smarta enheter som användaren installerar, eller samtycker till att skicka svarsteam till larm från sådana enheter.
Elektroniska lås, videoporttelefoner och videoögon låter dig också organisera ett passersystem med fjärrkontrollfunktioner, videoinspelning och så vidare.
Sådana enheter låter dig automatisera kontrollen av ljus och används oftast för att:
Huvuduppgiften för smarta hemenheter i detta fall är att automatiskt reglera driften av klimatsystem på ett sådant sätt att de samtidigt ger ett bekvämt mikroklimat och minskar kostnaderna för att underhålla det. De vanligaste smarta hemfunktionerna är här:
De främsta utmaningarna för hemautomation är relaterade till industrifragmentering och datasäkerhet [10] [11] .
Hur allvarliga datasäkerhetsproblemet är beror på användningen av enheter. Ju allvarligare de potentiella konsekvenserna är, desto farligare är hacket. Även om riskerna kan vara extremt höga för industriell eller medicinsk automation, är de mycket lägre för hemautomation som ansvarar för att styra ett ljus eller ett sensorsystem.
Tillverkare skapar enheter på sin egen mjukvara, med sina egna mobila applikationer och kontroller. Detta komplicerar interaktionen mellan enheter och skapandet av ett enda nätverk av enheter från olika tillverkare.
Ett extremfall är användningen av proprietär programvara med sluten källkod. Enheter som körs på sådan programvara är ofta omöjliga att kommunicera med enheter från andra tillverkare överhuvudtaget.
Flera protokoll, framför allt Z-Wave , har skapats för att övervinna detta problem och göra det möjligt för tillverkare att skapa enheter som kan kommunicera med varandra. Tillverkare på ZigBee började också designa enheter med förmågan att fritt interagera med varandra . Tillverkarnas vilja att skapa enheter på samma standard är ett av sätten att lösa problemet, de går med i sina ansträngningar inom ett enda konsortium (till exempel Z-Wave Alliance ) och utvecklar gemensamt standarden.
Det andra sättet är att utveckla enheter som kan interagera med olika standarder. [12] Vissa tillverkare har integrerat möjligheten att styra multistandardenheter som Z-Wave, ZigBee, Bluetooth LE och KNX i huvudstyrenheten för hemnätverk. I det här fallet kan enheterna fortfarande inte kommunicera direkt, utan kan arbeta med varandra genom ett nav som översätter signaler från en standard till en annan.
Den ryska regulatorn tillåter fri användning av enheter som arbetar vid radiofrekvenser på 433 MHz, 868 MHz och 2,4 GHz [13] .
Enligt Lista över registreringspliktiga radioelektronik och högfrekventa apparater är de inte registreringspliktiga och finns att köpa gratis och använda av fjärrkontroll, inbrottslarm och varningsanordningar i radiofrekvensbandet 868-868,2 MHz med en tillåten sändarstrålningseffekt på högst 10 mW, samt icke-specialiserade (alla ändamål) enheter i radiofrekvensbanden 433,075 - 434,790 MHz och 868,7 - 869,2 MHz med en tillåten sändarstrålningseffekt på högst 25 mW.
Användning av apparater på otillåtna frekvenser är straffbart med böter och förverkande av apparater [14] .
| hemautomation | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kontrollera | |||||||||
| Sensorer | |||||||||
| Skådespelare |
| ||||||||
| Ansökningar |
| ||||||||
| Protokoll | |||||||||
| Ambient Intelligence | |
|---|---|
| Begrepp |
|
| Teknologi |
|
| Plattformar | |
| Ansökan |
|
| Första upptäcktsresande |
|
| se även |
|