Проект "Умный дом" 7 класс

• 1 слайд

  Выполнил ученик 7 «А» класса
  Гревцев Максим
  

• 2 слайд

  Что такое умный дом?
  Умный дом (smart home) —это система управления и автоматизации домашних устройств и система, которая обеспечивает безопасность, а также  ресурсосбережение (в том числе и комфорт) для всех пользователей.
  Самое главное достоинство интеллектуальных зданий – высокий уровень комфорта, который они обеспечивают жильцам.
  
  
  
  

• 3 слайд

  Задачи
  Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
  1. Узнать больше информации о системе «Умный дом»;
  2.Рассмотреть возможные примеры данной системы;
  3. Выделить для себя определённые системы и предметы для её реализации;
  4.Построить современный и технологичный макет дома с использованием системы «Умный дом» при низкой себестоимости применяемого материала.
  
  

• 4 слайд

  .
  Цель- моего проекта является ознакомление с возможностями системы «Умный дом», рассмотрение применений элементов этой системы для моего будущего дома, и построение макета современного дома с использованием современных технологий управления дома.
  
  
  
  

• 5 слайд

  Если вкратце перечислить основные характеристики Умного дома, то можно обойтись несколькими словами:
  
  Комфорт
  Энергоэффективность
  Безопасность
  Бесперебойность
  Автоматизация
  помещений
  Функциональность
  
  

• 6 слайд

  Кроме того вы можете не беспокоиться о своей безопасности, т.к. система закроет все двери и поставит на охрану периметр вашего дома.
  

• 7 слайд

  Умный дом может
  Поддерживать в помещении оптимальную температуру;
  (Климат контроль)
  Включать/выключать систему теплых полов, ступенек и подъезда к гаражу;
  Автоматически регулировать освещение в зависимости от времени суток или пожелания хозяев (одним нажатием кнопки можно выбрать сценарий освещения: «Вечеринка», «Домашний кинотеатр» и т.д.)
  
  
  

• 8 слайд

  Максимально экономить электроэнергию посредством контроля работы всех электроприборов, инженерных систем и коммуникаций;
  Открывать, закрывать шторы, жалюзи, ворота или шлагбаум;
  Предотвращать утечку воды, газа;
  Имитировать ваше присутствие дома;
  Прогревать баню или сауну;
  
  

• 9 слайд

  Датчик открытия и закрытия: Цена – от 700 рублей.
  Датчик движения: Цена – от 900 рублей.
  Датчик газа: Цена – от 2000 рублей.
  Датчик протечки: Цена – от 3200 рублей.
  Панель управления: Цена – от 1200 рублей.
  Rubetek RK-3515: Цена – 4990 руб.
  Xiaomi Mi Smart Home: Цена — от 5000 руб.
  МТС «Дача»: Цена — 8900 руб.
  Цены
  

• 10 слайд

  Практическая часть
  В моём будущем доме должны быть такие системы как:
  1 Датчик движения.
  2 Датчик утечки газа.
  3 Умная кофеварка.
  4 Умные жалюзи.
  5 Умный пылесос.
  6 Датчик протечки воды.
  
  

• 11 слайд

  
  Датчики движения я установил над входом в дом и
  по углам дома.
  

• 12 слайд

  Умные жалюзи я установил в комнатах и на кухне.
  
  

• 13 слайд

  Умный пылисос я поставил в спальную комнату.
  
  

• 14 слайд

  Датчик протечки воды я установил в ваной комнате.
  
  

• 15 слайд

  Датчик утечка газа и кофеварку я установил на кухне.
  
  

• 16 слайд

  Заключение.
  Если вы не имеете времени на решение бытовых вопросов, и вы хотите облегчить свою жизнь с помощью новейших технологий «Умный дом» - лучший выбор!
  
  В данной работе я достиг поставленной цели и решил все задачи.
  
  Мне очень интересна данная тема и в дальнейшем, при изучении специальных дисциплин, я хочу рассмотреть технологии реализации данной системы.
  
  

• 17 слайд

Содержание

Введение

1.                  Теоретическая часть

1.1.            Система «Умный дом» — что это?

1.2.            Из чего состоит умный дом?

1.3.            Как управлять умным домом?

1.4.            Сколько стоит умный дом?

2.                  Практическая часть

2.1.            Создание современного и технологичного макет дома с использованием системы «Умный дом» при низкой себестоимости применяемого материала

Заключение

Список литературы

Приложение 1

Введение

Наша жизнь не стоит на месте, мы все стремимся вперед. Наши желания и возможности реально воплотить в современной жизни. Система «Умный дом» была создана, чтобы автоматизировать управление техникой, сделать нашу жизнь более комфортной. Изучив специальную литературу, я узнал, что «умный дом» — это жилой дом современного типа, для проживания людей, с использованием автоматизированных высокотехнологичных устройств. В этом доме с помощью современных приборов можно управлять светом, смотреть, кто находится в данный момент в доме.

Я решил подробнее ознакомиться с преимуществами такой системы и в дальнейшем будущем спланировать свой жилой дом с использованием современных технологий управлением дома.

Исходя из этого, цель – построение макета современного дома с использованием современных технологий управлением дома.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1.                Узнать больше информации о системе «Умный дом»;

2.                Узнать актуальные цены на систему «Умный дом»;

3.                Рассмотреть возможные примеры данной системы;

4.                Выделить для себя определённые системы и предметы для её реализации;

5.                Построить современный и технологичный макет дома с использованием системы «Умный дом» при низкой себестоимости применяемого материала.

1.      Теоретическая часть

1.1.   Система «Умный дом» — что это?

История возникновения концепции «Умный дом» Система «Умный дом» появилась достаточно давно, более 25 лет назад в Европе. В России данная технология появилась около 15 лет назад, в этот период уже было сделано несколько квартир и домов на данной системе. С каждым годом в разы вырастает количество квартир, домов, офисов с системой «Умный дом», на сегодня этот показатель 10-15%, он пока не приближается к Европе, где этот показатель 70-80 %.

Умный дом – это система управления и автоматизации домашних устройств. Представьте, вы открываете утром глаза, а в квартире запах только что сваренного кофе. Или вы засиделись вечером за интересной книгой, а освещение стало менее ярким, чтобы вашим глазам было комфортно. Вы можете настроить автоматическое открытие штор, включать по голосовой команде, получать оповещение на смартфон, если в ванной вдруг протечет вода. И это лишь малая часть всех возможностей.

Чтобы система работала так, как вам надо, необходимо сперва задать сценарии. Их можно поделить условно на три типа в зависимости от цели: для повышения комфорта жизни, обеспечения безопасности или экономии. Но на практике чаще всего все они пересекаются.

Например, вы можете установить отключение всех ненужных электроприборов, когда дома никого нет. Это и безопасность, и экономия электроэнергии. Более сложный уровень, когда умный дом снижает температуру отопления в пустой квартире и плавно увеличивает к вашему возвращению. Сценарии зависят только от вашей фантазии. Можно даже установить датчик открытия и закрытия на холодильник или дверцу шкафа с печеньем. И если кто-то решит перекусить после установленного времени, простой сценарий включит сирену и свет.

Все системы smarthome делятся на две группы: проводные и беспроводные.

Проводная система закладывается на этапе строительства жилья или во время капитального ремонта, а все гаджеты при этом связаны между собой проводной шиной. Основные плюсы такого варианта: надежность, быстрота, устойчивость сигнала, защищенность сети, независимость от автономных источников питания и возможность подключения любых устройств.

К минусам можно отнести, пожалуй, сложный монтаж и высокую стоимость. Скорее всего, вам понадобится помощь профессионалов, а сеть придется проложить по всему периметру помещения.

Беспроводные варианты. Такую систему намного проще и дешевле установить. Устройства обмениваются данными между собой через радиоканал, что значительно снижает количество проводов. Не потребуется ни ремонт, ни специальные знания для работы с электричеством. К тому же практически в любом магазине техники можно найти готовые комплекты со всеми необходимыми устройствами.

1.2.   Из чего состоит умный дом?

Основные элементы любого умного дома:

Контроллер. Это мозг системы, принимающий сигналы с датчиков и отдающий команды исполнительным модулям.

Датчики. Они принимают информации об окружающей среде. В зависимости от того, какие функции включает в себя умный дом, это могут быть датчики температуры, освещенности, задымления, движения или, например, протечки.

 Исполнительные модули. Сюда входят системы освещения, климата, безопасности и вся умная техника: кофеварки, камеры, холодильники, пылесосы и другие приборы.

Возможности умного дома широки, но не стоит пользоваться всеми сразу. Так вы только потратите кучу денег зря. Лучше подбирать комплекты исходя из своих целей. Если вы еще не определились, просто понаблюдайте в течение нескольких дней за тем, как проходит ваш день.

Обращайте внимание на любую мелочь. Возможно, вы часто переживаете, что не выключили газ. В этом случае стоит задуматься о датчиках газа или камерах наблюдения. Датчики можно даже подключить к вытяжке: при утечке газа она будет автоматически включаться, чтобы он не скапливался в квартире. Если вы забываете выключать свет в коридорах, помогут датчики движения. Больше всего боитесь ограбления? Тогда начните с датчиков движения или открытия дверей и окон. Система smarthome очень гибкая и дает возможность собирать комплект постепенно шаг за шагом.

1.3.    Как управлять умным домом?

В первую очередь, это специализированные пульты дистанционного управления - наподобие привычных всем пультов управления бытовой аппаратурой. Только в отличие от последних, они чаще управляют исполнительными устройствами не посредством инфракрасного излучения, а по радиочастоте (чтобы не ходить по комнатам, а управлять домом или квартирой из любой точки). Пульт также может быть выполнен в виде обычного настенного выключателя, что позволяет закрепить его в любом удобном месте (хоть двусторонним скотчем на изголовье кровати в спальне) без прокладки кабеля.

В простейшем случае это пульт с парой кнопок (включить-выключить) и адаптер для розетки. Адаптер вставляется в розетку, а уже в адаптер включается, например, торшер. В этом случае появляется возможность включать и выключать торшер дистанционно. Адаптер может быть как просто на включение-отключение, так и со встроенным диммером - в этом случае появляется возможность управлять еще и яркостьюсвета.

Кроме радиоадаптеров, могут быть использованы ирадиовыключатели. Они предназначены для управления главным (потолочным) освещением, моторизированными жалюзи, гаражными воротами и т.д.

Может показаться, что такая упрощенная система (лампочка-пульт) не имеет отношения к системам "умный дом", но это не совсем так. Использование программируемых пультов со встроенными контроллерами позволяет не просто управлять включением различных приборов или яркостью, но и выполнять сценарии или применять схемы освещения (см. "Использование сценариев или схем освещения"). Особо "продвинутые" пульты кроме программируемого контроллера могут содержать таймер и ЖК-дисплей, что выводит нас к следующей ступени, а описаны они в разделе ручного управления только в том смысле, что всё управление буквально находится в руках пользователя.

1.3 Составляющие элементы системы «Умный дом»

Система автоматизации домов, офисов, квартир, включающая в себя следующие элементы:

- Контроль открытия окон и дверей;

- Фото и видео наблюдение;

- Датчики присутствия;

- Пожарная сигнализация;

- Защита от протечек воды;

- Автоматическое отключение водоснабжения;

- Защита от утечек газа;

- Управление освещением;

- Охранная сигнализация.

Контроль входа в помещение – одна из базовых функций «Умного дома». Отслеживание состояния окон и дверей позволяет определить, что в настоящее время происходит в помещении, а в случае необходимости принять меры.

Датчики со всех окон и дверей передают по удаленному доступу описание текущей ситуации.Информация дополняется данными из тепловых детекторов движения, которые включены в управление температурой дома.

В случае несанкционированного входа осуществляется выбранное собственником здания действие (на подключенное системе мобильное устройство поступает соответствующий сигнал, включается сирена, охранная фирма получает оповещение, и др.)

Камеры наблюдения тщательно фиксируют все происходящее в помещении (опционально – снаружи здания так же). Все данные, включая видео и характеристики показателей по всей системе, бережно сохраняются на удаленном сервере.

Система видеонаблюдения в умном домеможет стать настоящим спасением для тех людей, которые много времени проводят вне дома. Обустроив свой дом системой видеонаблюдения, хозяин автоматически получает дополнительные «глаза и уши» независимо от того, где он находится в данный момент. В этом случае можно присматривать за своим жилищем даже находясь на расстоянии нескольких тысяч километров от дома.

Камеры слежения в умном доме можно устанавливать практически в неограниченном количестве. Однако специалисты рекомендуют не увлекаться в этом вопросе и оснащать камерами видеонаблюдения только самые важные места в доме и на близлежащей территории. Также желательно устанавливать камеры в таких местах, откуда можно будет просматривать большую часть территорию.

Датчик присутствия— электронный прибор, регистрирующий бесконтактными методами объекты определенного класса на территории своего контроля.

В зависимости от результатов регистрации он может коммутировать электрические импульсы, по сигналам которых другие устройства выполняют различного рода действия.

Основная задача пожарной сигнализации сводится к тому, чтобы при первых признаках возгорания оперативно передать информацию в дежурную службу, способную быстро прибыть на место происшествия и принять экстренные меры по тушению возникшего очага пламени, предотвратить его распространение.

Система пожарной сигнализации рассматривается как специфическая электрическая система управления, схема которой состоит из различных частей:

·          Специальных датчиков — извещателей, сообщающих о начале возгорания;

·          Каналов передачи сигналов о срабатывании датчика;

·          Пультов контроля, приема (ПКП) и отображения информации для оперативного персонала;

·          Систем оповещения людей.

Теперь мы можем быть спокойны, что не зальем соседей или свой дом. В дополнении кдатчику протечкиустановлены специальные электромеханические краны на горячую и холодную воду, а также для управления ими. Такая система обеспечит автоматическое перекрытие холодной и горячей воды при срабатывании датчика и уведомит нас о происшествии с помощью push-уведомлений на смартфон, письма на ваш email или смс уведомления.

Вы можете использоватьводоснабжениелюбого типа – централизованную сеть или собственную скважину с насосом. В любом случае, за этой системой нужно тщательно присматривать: не полить цветы вовремя – это полбеды, а вот незамеченная протечка под раковиной – это уже настоящая проблема.

Сенсоры замечают протечки воды под раковиной, стиральной машиной, ванной и т.д. Электромагнитные клапаны перекрывают водоснабжение, а хозяин квартиры, коттеджа или офиса получает уведомление на смарфтон, планшет и любое другое устройство.

Управление освещением. Во-первых, включение и выключение света в зависимости от уровня освещённости в доме и на улице (с помощьюдатчика освещённости), и от наличия людей в помещении (срабатывает датчик присутствия).

Во-вторых, выбор одного из нескольких вариантов освещения в соответствии с заданным сценарием. Например, в ночное время верхний свет отключается, включается подсветка, ночник и т. д. Другой вариант — при функционировании домашнего кинотеатра яркость всех включённых ламп плавно уменьшается вплоть до полного отключения.

Визитной карточкой «умного дома» служит система управления освещением, которая благодаря современным технологиям может быть полностью автоматизирована. Только представьте, как удобно и, разумеется, эффектно, когда свет включается сам!

Оптимальное решение – организациясистемы охранной сигнализациив доме.

Управляющий сигнал подаётся на один или все исполнительные устройства, световая и звуковая сигнализация телефонный номер домовладельца.

Удаленные пункты охраны.Отключается система с помощью специального кода, который устанавливает владелец. Способы управления системой – пульт-брелок, либо клавиатура, подключаемая к плате.

1.4 Сколько стоит умный дом?

Стоимость будет зависеть от ваших целей и типа системы. Если взять за пример беспроводной умный дом и самые популярные датчики, то получится:

Датчик открытия и закрытия.Он устанавливается на входную дверь и запускает сценарии. Например, включает обогреватель и радио, когда вы возвращаетесь домой. А после ухода отключает все ненужные электроприборы и запускается режим охраны. Цена – от 700 рублей.

Датчик движения.Он автоматически зажигает умную лампу при любом движении и гасит ее после. Только одно такое устройство может сэкономить до 20 % электроэнергии. Цена – от 900 рублей.

Умные розетки.Такими розетками можно управлять дистанционно со своего смартфона. А также настраивать автоматическое включение и выключение приборов в заданное или измерять потребление электричества. Они играют роль переходника от обычной комнатной розетки к прибору и не требуют монтажа. Цена – от 700 рублей.

Датчик газа.Он отслеживает концентрацию газа и сможет своевременно предупредить об утечке звуковым оповещением и уведомлением на смартфон. Цена – от 2000 рублей.

Датчик протечки. Как только на него попадет вода, система сама перекроет кран и отправит вам уведомление на смартфон. Цена – от 3200 рублей.

Панель управления.Позволяет объединить и управлять устройствами разных производителей, настраивать и запускать сценарии. Устройства при этом должны поддерживать функцию Smart Link. Цена – от 1200 рублей.

Можно также начать с базовых комплектов, в которые уже входит панель управления и датчики. Например:

Rubetek RK-3515. Предназначение этого комплекта — усиление безопасности жилья. Он состоит из блока управления, датчиков протечки, открытия/закрытия двери, задымления. В случае опасности, вам приходит sms-сообщение. Цена – 4990 руб.

Xiaomi Mi Smart Home. Набор состоит из контроллера, датчика движения, датчика открытия/закрытия двери/окна, беспроводного выключателя. Цена — от 5000 руб.

МТС «Дача». В набор входят датчики движения, открытия дверей и задымления, видеокамеры с GSM-модулем, инфракрасной подсветкой и датчиком температуры. Такой вариант подходит для загородного дома. Цена — 8900 руб.

На сегодняшний день на рынке представлено множество производителей и вариантов на любой бюджет. Создавать свой собственный, идеально отвечающий всем потребностям, умный дом стало еще проще. Более того, такая система всегда окупается. Во-первых, она существенно сокращает расходы на электроэнергию. А во-вторых, помогает избежать таких неприятных ситуаций, как затопление, пожар или ограбление, а соответственно и потерю денег.

2.      Практическая часть

2.1.   Создание современного и технологичного макет дома с использованием системы «Умный дом» при низкой себестоимости применяемого материала

Для построения своего будущего дома я выбрал систему умного дома от кампании xiaomi. Эта фирма мне нравится своей надёжностью, доступностью, удобным и в тоже время простым способом управления.

В моём будущем доме должны быть такие системы как:

1.      Датчик движения;

2.      Датчик утечки газа;

3.      Умная кофеварка;

4.      Умные жалюзи;

5.      Умный пылесос;

6.      Датчик протечки воды.

Датчики движения:

Датчики движения я установил  для слежения обстановки вокруг дома, и при обнаружении не известного человека, камера автоматически вызывает полицию. А также для безопасности моего будущего дома (рисунок 1, рисунок 2).

Жалюзи:

Я установил умные жалюзи для автоматического открытия и закрытия, для удобства в быту. Жалюзи будут управляться и настраиваться через приложение на смартфоне (Рисунок 3, рисунок 4).

 Пылесос:

Умный пылесос я установил в своём будущем доме для того, чтобы сократить время на уборку (Рисунок 5).

Датчик воды:

Датчик протечки воды, будет стоять в моём будущем доме для предотвращения аварийной ситуации и выхода из строя сантехники (Рисунок 6).

Утечка газа и кофеварка:

Самый важный датчик в моём доме будет - датчик утечки газа. С целью безопастного проживания и пребывания, а также пользование газом в моём доме. Умная кофеварка - пока еду домой с работы кофе уже готовиться, а к моему приезду оно уже готово, для поднятие настроения (Рисунок 7).

Заключение

Если вы не имеете времени на решение бытовых вопросов, и вы хотите облегчить свою жизнь с помощью новейших технологий «Умный дом» - лучший выбор!

В настоящий момент «умных домов» не так уж и много в нашей стране, в большинстве это элитные дома и коттеджи. Но уже разработаны и малобюджетные проекты, которые позволяют установить систему «умный дом» с минимальными денежными вложениями. Возможности современных технологий действительно завораживают, такая система управления домом кажется одним большим плюсом. Но было бы неправильно не упомянуть ее минусы:

Высокая цена, так же любая техника, даже самая современная периодически ломается, и если в системе управления домом выйдет из строя что-то одно, то «полететь» может приличная часть всей системы.

Полноценная система «Умный дом» — это однозначно не та вещь, которая делается раз и навсегда. Через 5-10 лет технологии принципиально изменятся, и старая система потеряет свою актуальность. В основном, конечно, из-за скорости, с корой мы летим «в будущее».

В данной работе были решены все задачи:

·         изучена литература по данной тематике;

·         выявлены системы управления;

·         проанализированы системы управления «умным домом»;

·         построили макет будущего жилого дома.

Мне очень интересна данная тема и в дальнейшем, при изучении специальных дисциплин, я хочу рассмотреть технологии реализации данной системы.

Приложение 1

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

 

Рисунок 6

Рисунок 7