Home automation ( eng. home automation ), eller smart home ( eng. smart house ) er et system af hjemmeenheder, der kan udføre handlinger og løse bestemte hverdagsopgaver uden menneskelig indgriben.
Hjemmeautomatik under moderne forhold er et ekstremt fleksibelt system , som brugeren selv designer og konfigurerer alt efter eget behov. Dette forudsætter, at hver ejer af et smart hjem uafhængigt bestemmer, hvilke enheder der skal installeres hvor og hvilke opgaver de skal udføre.
De mest almindelige eksempler på automatiske handlinger i et smart hjem er automatisk tænding og slukning af lys, automatisk korrektion af varmesystemet eller klimaanlægget og automatisk anmeldelse af indtrængen, brand eller vandlækage.
Hjemmeautomatisering betragtes som et særligt tilfælde af tingenes internet , det inkluderer hjemmeenheder, der er tilgængelige via internettet, mens tingenes internet omfatter alle enheder, der er forbundet via internettet i princippet.
Det første skridt mod hjemmeautomatisering var selve opfindelsen af de første husholdningsapparater, der brugte elektricitet til at udføre simple madlavnings- og rengøringsopgaver: støvsuger (1901), brødrister (1909), køleskab til hjemmet (1913), opvaskemaskine (1913) , strygetemperatur styret (1927), dispenser (1927), vaskemaskine (1935), tørretumbler (1935), mikroovn (1945), riskoger (1945), elektrisk kaffemaskine (1952).
I midten af det 20. århundrede dukkede de første isolerede forsøg på hjemmeautomatisering i moderne forstand op. For deres tid lignede de futuristiske eksperimenter og luner fra opfindere og modtog ikke praktisk distribution. De mest berømte var "Huset med knapper" (Push-Button Manor, 1950) af den amerikanske ingeniør Emil Matthias, hvor knapper placeret i hele huset automatiserede udførelsen af grundlæggende husholdningsopgaver, og Echo IV computeren (1966) af den amerikanske ingeniør James Sutherland, som kunne regulere arbejdet med hjemmeklimateknologien, tænde og slukke for nogle apparater og printe indkøbslister ud.
I 1975 udviklede skotske Pico Electronics den første dedikerede kontrolstandard til hjemmeenheder: X10 . Til signaltransmission blev der brugt et konventionelt elektrisk netværk. Derudover har skaberne sørget for trådløs kontrol ved en radiofrekvens på 433 MHz (i USA - 310 MHz). Det nye system gjorde det muligt at tænde og slukke for enheder og ændre lysstyrken på lyset, samt modtage data om enhedernes aktuelle tilstand. Der er udviklet specielle konsoller og en computergrænseflade til at styre X10. Den udbredte brug af X10-baserede systemer blev lettet af deres lette installation og lave pris.
I 1980'erne blev USA det vigtigste marked for X10, og i Europa blev X10-enheder brugt meget mindre, primært på grund af regeringsbestemmelser, der ikke tillod brugen af enhedernes fulde funktionalitet. Samtidig forberedte europæiske elselskaber deres egne X10-modstykker. For at fremme deres udvikling mere effektivt besluttede tyske virksomheder, ledet af Siemens, til sidst at bruge en enkelt standard, som de kaldte European Installation Bus (EIB, 1990). En gruppe virksomheder ledet af den franske Electricité de France skabte BatiBus- standarden . Hollandske Philips, tyske Daimler Benz, franske Thomson Consumer Electronics, British Telecom og en række andre skabte European Home Systems Association (EHSA, 1991) og den tredje europæiske standard - EHS.
I 1984 opfandt American Association of Home Builders udtrykket "smart house" for hjem ved hjælp af automatisering, og i 1999 udgav Disney filmen Smart House, som introducerede ideen om et smart hjem til den brede offentlighed.
I 1988 gik Nippon Homes Corporation og 15 andre japanske virksomheder fra forskellige områder sammen om at bygge fremtidens smarte hjem. Generel ledelse, udvikling af design og arkitektur blev på det tidspunkt udført af Ken Sakamura (坂村健), der allerede var kendt i Japan. Projektet fik navnet TRON Intelligent House og blev implementeret i juli 1989.
I 1999 blev virksomheder, der producerede enheder baseret på tre europæiske standarder, enige om at fusionere og skabe en enkelt KNX -protokol , som blev introduceret i 2002 og blev åben .
En revolution inden for hjemmeautomatiseringsteknologi fandt sted i 2010'erne, drevet af introduktionen af iPhone (2007) og andre smartphones . Hjemmeautomatiseringsmarkedet oplevede flere banebrydende udviklinger på én gang, efterfulgt af hundredvis af nye enheder. I 2010 introducerede Dropcam et billigt ($200) sikkerhedskamera med et moderne design, online videoadgang fra en smartphone og muligheden for at gemme optagelser i skyen . I 2011 introducerede Nest den programmerbare termostat, designet til at løse problemerne med de tidligere: de var for komplicerede, og brugerne var ikke i stand til at indstille dem, som de ville, og spare energi. [1] I modsætning til dem var Nest-termostaten selvlærende, og derudover tillod den styring fra en smartphone. Begge virksomheder blev købt af Google i 2014 .
I 2012 blev et smart hjemmebelysningssystem baseret på dæmpbare lamper introduceret på markedet under Philips HUE -mærket . Hver lampe i dette system har sin egen mikrocontroller, som er udstyret med et ZigBee radiointerface .
I 2012 introducerede et andet Silicon Valley- firma, SmartThings, et banebrydende hjemmeautomationssystem, der kostede hundredvis af gange [2] [3] mindre end sine forgængere: en hub til 100 USD, sensorer til 30-40 USD, stikkontakter og kontakter til 50 USD. og en række andre enheder. Derudover understøttede SmartThings over 100.000 tredjepartsenheder og 8.000 tredjepartsapps. [4] Samsung købte virksomheden i 2014 .
I 2014 dukkede den første "smart højttaler" Amazon Echo op – en lille enhed med en indbygget smart assistent Alexa med stemmestyring. Det gav dig mulighed for at få svar på hverdagens spørgsmål og administrere hjemmeenheder. I 2016 dukkede en analog af Google Home op baseret på sin egen smarte assistent Google Assistant . I 2017 udgav Apple Apple HomePod-smarthøjttaleren baseret på Siri - stemmeassistenten . Kinesiske Xiaomi introducerede sin egen version af den smarte højttaler Xiaomi Mi Al Speaker i 2017.
I Rusland lancerede Yandex i 2018 sin Yandex.Station på markedet med lignende funktionalitet og stemmeassistenten Alice [5] . Dens forskel fra udenlandske analoger ligger i det faktum, at det på tidspunktet for 2019 var den eneste smart home-platform, der understøtter stemmestyring på russisk [6] [7] . Dens platform er også åben, hvilket giver producenten eller udvikleren mulighed for at integrere deres egne smarte hjem-økosystemer i den (for eksempel Xiaomi Mi Home, Samsung SmartThings, Redmond Ready for Sky osv. [8] ). Stemmegrænsefladen for brugeren ændres ikke og styres af Alice [9] .
Smart Home-systemet omfatter tre typer enheder:
I de fleste moderne smarte hjem kommunikerer controlleren med resten af systemet via radiosignaler. De mest almindelige radiostandarder for hjemmeautomatisering er Z-Wave (frekvensen afhænger af landet, i Europa 868 MHz, i Rusland 869 MHz) og ZigBee (868 MHz eller 2,4 GHz), Wi-Fi (2,4 GHz), Bluetooth (2,4 ). GHz). Næsten alle af dem bruger datakryptering ( AES-128 ), Wi-Fi bruger WPA , WPA2 eller WEP-kryptering .
For at kommunikere med omverdenen forbinder controlleren som regel til internettet.
Disse enheder giver dig mulighed for at designe et passende sikkerhedssystem, fra relativt simpelt til ret komplekst.
Blandt de vigtigste algoritmer:
Derudover er sikringssystemer til smarte hjem integreret med sikkerhedssystemer, der udsender responshold på alarm. I de fleste lande har markedet for sikkerhedssystemer eksisteret i lang tid, mens smart home-systemer først begyndte at blive udbredt i 2010'erne. Nogle sikkerhedstjenesteudbydere tillader, at deres alarmer integreres med smartenheder, som brugeren installerer, eller accepterer at sende svarhold til alarmer fra sådanne enheder.
Elektroniske låse, videosamtaleanlæg og videoøjne giver dig også mulighed for at organisere et adgangskontrolsystem med fjernbetjeningsmuligheder, videooptagelse og så videre.
Sådanne enheder giver dig mulighed for at automatisere lysstyringen og bruges oftest til:
Hovedopgaven for smart home-enheder i dette tilfælde er automatisk at regulere driften af klimasystemer på en sådan måde, at de samtidig giver et behageligt mikroklima og reducerer omkostningerne ved at vedligeholde det. De mest almindelige smarthusfunktioner er her:
De største udfordringer for hjemmeautomatisering vedrører industrifragmentering og datasikkerhed [ 10] [11] .
Sværhedsgraden af datasikkerhedsproblemet afhænger af brugen af enheder. Jo mere alvorlige de potentielle konsekvenser er, desto farligere er hacket. Mens risiciene kan være ekstremt høje for industriel eller medicinsk automatisering, er de meget lavere for hjemmeautomatisering, der er ansvarlig for at styre et lys eller et sensorsystem.
Producenter opretter enheder på deres egen software med deres egne mobile applikationer og controllere. Dette komplicerer samspillet mellem enheder og oprettelsen af et enkelt netværk af enheder fra forskellige producenter.
Et ekstremt tilfælde er brugen af proprietær lukket kilde-software. Enheder, der kører på sådan software, er ofte umulige at kommunikere med enheder fra andre producenter overhovedet.
Adskillige protokoller, især Z-Wave , er blevet oprettet for at overvinde dette problem og gøre det muligt for producenterne at skabe enheder, der kan kommunikere med hinanden. Producenter på ZigBee begyndte også at designe enheder med evnen til frit at interagere med hinanden . Producenters vilje til at skabe enheder på samme standard er en af måderne at løse problemet på, de slutter sig til deres indsats inden for et enkelt konsortium (for eksempel Z-Wave Alliance ) og udvikler i fællesskab standarden.
Den anden måde er at udvikle enheder, der kan interagere med forskellige standarder. [12] Nogle producenter har integreret muligheden for at styre multi-standard enheder såsom Z-Wave, ZigBee, Bluetooth LE og KNX i den primære hjemmenetværkscontroller. I dette tilfælde kan enhederne stadig ikke kommunikere direkte, men er i stand til at arbejde med hinanden gennem en hub, der oversætter signaler fra en standard til en anden.
Den russiske regulator tillader fri brug af enheder, der opererer ved radiofrekvenser på 433 MHz, 868 MHz og 2,4 GHz [13] .
Ifølge Listen over registreringspligtige radioelektroniske udstyr og højfrekvente enheder er de ikke registreringspligtige og kan frit købes og benyttes af fjernbetjening, tyverialarm og advarselsapparater i radiofrekvensbåndet 868-868,2 MHz med en tilladt senderstrålingseffekt på højst 10 mW, samt ikke-specialiserede (enhvert formål) enheder i radiofrekvensbåndene 433.075 - 434.790 MHz og 868.7 - 869.2 MHz med en tilladt senderstrålingseffekt på højst 25 mW.
Brug af apparater på uautoriserede frekvenser straffes med bøde og konfiskation af apparater [14] .
| hjemmeautomatisering | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Styring | |||||||||
| Sensorer | |||||||||
| Optrædende |
| ||||||||
| Ansøgninger |
| ||||||||
| Protokoller | |||||||||
| Ambient Intelligence | |
|---|---|
| Begreber |
|
| Teknologi |
|
| Platforme | |
| Ansøgning |
|
| De første opdagelsesrejsende |
|
| se også |
|