Домашняя автоматизация или домотика [1] - это автоматизация зданий для дома, называемая умным домом или умным домом . Система домашней автоматизации будет отслеживать и / или управлять такими домашними атрибутами, как освещение, климат, развлекательные системы и бытовая техника. Это может также включать домашнюю безопасность, такую как системы контроля доступа и сигнализации. При подключении к Интернету домашние устройства являются важной составляющей Интернета вещей («IoT»).
Система домашней автоматизации обычно подключает управляемые устройства к центральному концентратору или «шлюзу». Пользовательский интерфейс для управления системой используется либо настенным терминалы, планшетных или настольных компьютеров, приложение мобильного телефона или веб - интерфейс , который также может быть доступен за пределами площадки через Интернет.
Несмотря на то, что существует много конкурирующих поставщиков, все активнее работают над системами с открытым кодом. Однако существуют проблемы с текущим состоянием домашней автоматизации, включая отсутствие стандартизированных мер безопасности и устаревание старых устройств без обратной совместимости.
Домашняя автоматизация имеет большой потенциал для обмена данными между членами семьи или доверенными лицами для обеспечения личной безопасности и может привести к мерам по энергосбережению с положительным воздействием на окружающую среду в будущем.
В 2013 году рынок домашней автоматизации оценивался в 5,77 миллиарда долларов США, а к 2020 году, по прогнозам, он достигнет рыночной стоимости в 12,81 миллиарда долларов США [2].
История
Ранняя домашняя автоматизация началась с трудосберегающих машин. Автономные электрические или газовые бытовые приборы стали жизнеспособными в 1900-х годах с введением системы распределения электроэнергии [3] и привели к появлению стиральных машин (1904 г.), водонагревателей (1889 г.), холодильников (1913 г.), швейных машин и т. Д. посудомоечные машины и сушилки для одежды .
В 1975 году была разработана первая сетевая технология домашней автоматизации общего назначения X10 . Это протокол связи для электронных устройств. Он в основном использует проводку для передачи электроэнергии для сигнализации и управления, где сигналы включают короткие радиочастотные всплески цифровых данных и остаются наиболее широко доступными. [4] К 1978 году продукты X10 включали 16-канальную командную консоль, модуль лампы и модуль устройства. Вскоре появились настенный выключатель и первый таймер X10.
К 2012 году в США, по данным ABI Research, было установлено 1,5 миллиона систем домашней автоматизации. [5] По данным исследовательской компании Statista [6] , к концу 2018 года в домах США будет установлено более 45 миллионов умных домашних устройств [7].
Слово « домотика » (и « домотика », когда оно используется как глагол) является сокращением латинского слова, обозначающего дом ( domus ), и слова робототехника . [1] Слово «умный» в «умном доме» относится к системе, которая осведомлена о состоянии своих устройств, что осуществляется с помощью протокола информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) и Интернета вещей (IoT). [8]
Приложения и технологии
Домашняя автоматизация широко распространена в самых разных сферах, в том числе:
- Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (HVAC): можно дистанционно управлять всеми домашними мониторами энергопотребления через Интернет с помощью простого и удобного пользовательского интерфейса. [9] [10]
- Система управления освещением : «умная» сеть, которая включает связь между различными входами и выходами системы освещения с использованием одного или нескольких центральных вычислительных устройств.
- Заполняемость-Aware система управления: можно ощутить размещение в доме с помощью смарт - счетчиков [11] и датчиков окружающей среды , как CO 2 датчиков , [12] , которые могут быть интегрированы в систему автоматизации зданий для запуска автоматических ответов для энергоэффективности и создание комфортных приложений.
- Управление бытовой техникой и интеграция с интеллектуальной сетью и интеллектуальным счетчиком , используя, например, высокую мощность солнечных панелей в середине дня для работы стиральных машин. [13] [14]
- Домашние роботы и безопасность: система домашней безопасности, интегрированная с системой домашней автоматизации, может предоставлять дополнительные услуги, такие как удаленное наблюдение за камерами видеонаблюдения через Интернет или контроль доступа и центральный замок всех дверей и окон по периметру. [15]
- Детекторы утечки, дыма и CO [16] [17]
- Системы внутреннего позиционирования (IPS).
- Домашняя автоматизация для пожилых людей и инвалидов .
- Уход за домашними животными и детьми , например, отслеживание перемещений домашних животных и младенцев и контроль прав доступа домашних животных. [18]
- Контроль качества воздуха ( внутри и снаружи ). Например, Air Quality Egg используется людьми дома для мониторинга качества воздуха и уровня загрязнения в городе и создания карты загрязнения. [19]
- Умная кухня, холодильник, готовые программы приготовления, наблюдение за приготовлением пищи и т. Д.
- Устройства голосового управления, такие как Amazon Alexa или Google Home, используются для управления бытовой техникой или системами.
Реализации
В обзоре устройств домашней автоматизации Consumer Reports выявил две основные проблемы для потребителей: [20]
- Сеть Wi-Fi, подключенная к Интернету, может быть уязвима для взлома.
- Технологии все еще находятся в зачаточном состоянии, и потребители могут инвестировать в систему, которая становится бесполезной . В 2014 году Google купила компанию, продающую систему домашней автоматизации Revolv Hub, интегрировала ее с Nest, а в 2016 году отключила серверы, от которых зависел Revolv Hub, сделав оборудование бесполезным. [21]
В 2011 году Microsoft Research обнаружила, что домашняя автоматизация может включать высокую стоимость владения, негибкость взаимосвязанных устройств и плохую управляемость. [22] При проектировании и создании системы домашней автоматизации инженеры принимают во внимание несколько факторов, включая масштабируемость, степень контроля и управления устройствами, простоту установки и использования для потребителя, доступность, скорость, безопасность и возможность диагностики. вопросы. [23] Результаты iControl показали, что потребители отдают предпочтение простоте использования перед техническими инновациями, и хотя потребители признают, что новые подключенные устройства обладают беспрецедентным преимуществом, они еще не совсем готовы использовать их в своих собственных домах. [24]
Исторически системы продавались как законченные системы, где потребитель полагается на одного поставщика для всей системы, включая оборудование, протокол связи, центральный концентратор и пользовательский интерфейс. Однако в настоящее время существует открытое оборудование и программные системы с открытым исходным кодом , которые можно использовать вместо проприетарного оборудования или вместе с ним. [22] Многие из этих систем взаимодействуют с потребительской электроникой, такой как Arduino или Raspberry Pi, которые легко доступны в Интернете и в большинстве магазинов электроники. [25] Кроме того, устройства домашней автоматизации все чаще подключаются к мобильным телефонам через Bluetooth, что делает их доступными и настраиваемыми для пользователя. [8]
Критика и споры
Домашняя автоматизация страдает от фрагментации платформы и отсутствия технических стандартов [26] [27] [28] [29] [30] [31] ». Это ситуация, когда разнообразие устройств домашней автоматизации с точки зрения как аппаратных вариаций, так и различий в программном обеспечении выполнение на них, затрудняет задачу разработки приложений, которые согласованно работают между различными несовместимыми технологическими экосистемами . [32] Клиенты могут не решиться поставить свое будущее IoT на проприетарное программное обеспечение или аппаратные устройства, использующие проприетарные протоколы, которые могут исчезнуть или стать трудными в настройке и подключении. [33]
Природа устройств домашней автоматизации также может быть проблемой для безопасности , защиты данных и конфиденциальности данных , поскольку патчи ошибок найти в ядро операционной системы , часто не доходят до пользователей старых и более низким уровнем цен устройств. [34] [35] Одна группа исследователей утверждает, что из-за того, что производители не поддерживают старые устройства с помощью исправлений и обновлений, более 87% активных устройств остаются уязвимыми. [36] [37]
Обеспокоенность вызывают арендаторы, арендующие квартиры у домовладельцев, которые решают модернизировать квартиры с помощью технологий умного дома. [38] Эти проблемы включают слабые беспроводные соединения, которые делают дверь или прибор непригодными для использования или непрактичными; безопасность дверных кодов, хранящихся у домовладельца; и потенциальное вторжение в частную жизнь, связанное с подключением технологий умного дома к домашним сетям.
Исследователи также провели исследования пользователей, чтобы определить, какие препятствия стоят для потребителей при интеграции устройств или систем домашней автоматизации в их повседневный образ жизни. Один из основных выводов касался простоты использования, поскольку потребители, как правило, склоняются к решениям «plug and play», а не к более сложным установкам. [39] Одно исследование показало, что существуют большие пробелы в ментальных моделях, созданных пользователями относительно того, как устройства на самом деле работают. [39] В частности, результаты показали, что было много недоразумений, связанных с тем, где хранятся данные, собранные интеллектуальными устройствами, и как они используются. [39] Например, в настройке умного освещения одна участница думала, что ее iPad напрямую взаимодействует со светом, давая ему команду либо выключиться, либо включиться. [39] На самом деле iPad отправляет сигнал в облачную систему, которую использует компания (в данном случае Hue Bridge), которая затем передает сигнал непосредственно на устройство. [39]
В целом, эта область все еще развивается, и природа каждого устройства постоянно меняется. Пока технологи работают над созданием более безопасных, оптимизированных и стандартизованных протоколов безопасности, потребителям также необходимо больше узнать о том, как работают эти устройства и каковы могут быть последствия их размещения у себя дома. Рост этой области в настоящее время ограничен не только технологией, но и способностью пользователя доверять устройству и успешно интегрировать его в свою повседневную жизнь.
Влияние
Использование домашней автоматизации может привести к более эффективным и интеллектуальным методам энергосбережения. [40] Интегрируя информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) с системами возобновляемой энергии, такими как солнечная энергия или энергия ветра, дома могут автономно принимать решения о том, хранить ли энергию или расходовать ее для данного устройства, [40] что приводит к общему положительному воздействию на окружающую среду. воздействия и снижение счетов за электроэнергию для потребителей, использующих систему. Для этого исследователи предлагают использовать данные датчиков об активности потребителей в доме, чтобы предугадывать потребности потребителей и уравновешивать их с потреблением энергии. [41]
Кроме того, домашняя автоматизация имеет большой потенциал в отношении безопасности семьи. Согласно опросу 2015 года, проведенному iControl, основными факторами спроса на интеллектуальные и подключенные устройства являются, во-первых, «личная и семейная безопасность», а во-вторых, «стремление к экономии энергии». [42] Домашняя автоматизация включает в себя множество интеллектуальных систем безопасности и систем наблюдения. Это позволяет потребителям контролировать свои дома, находясь вдали от дома, и предоставлять надежным членам семьи доступ к этой информации на случай, если случится что-то плохое.
Галерея
Патч-панель отечественная, неструктурированная.
Автоматика скважин и подкачивающих насосов
Смотрите также
- Компании по автоматизации дома
- Список программного и аппаратного обеспечения для домашней автоматизации
- Список тем домашней автоматизации
- Домашняя автоматизация для пожилых людей и инвалидов
- Домашняя сеть
- Домашний робот
- Внутреннее позиционирование
- Интернет вещей
- Список сетевых автобусов
- Мобильный манипулятор и Мобильный робот
- Умное устройство и умный динамик
- Сеть вещей
Рекомендации
- ^ a b Хилл, Джим (12 сентября 2015 г.). «Умный дом: глоссарий для недоумевших» . Т3 . Проверено 27 марта 2017 года .
- ^ «Исследования и рынки: глобальный рынок домашней автоматизации и управления 2014-2020 - управление освещением, безопасность и контроль доступа, анализ управления системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в отрасли с оборотом 5,77 миллиардов долларов» . Рейтер . 2015-01-19. Архивировано из оригинала на 2016-05-05.
- ^ Домашняя автоматика и электромонтаж (1-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill / TAB Electronics. 1999-03-31. ISBN 978-0-07-024674-4.
- ^ Рай, Дэйв (октябрь 1999). «Моя жизнь в X10» . Электронный журнал индустрии AV и автоматизации . Электронный журнал индустрии AV и автоматизации. Архивировано из оригинала на 30 сентября 2014 года . Проверено 8 октября 2014 года .
- ^ «В этом году в США установлено 1,5 миллиона систем домашней автоматизации» . www.abiresearch.com . Проверено 22 ноября 2016 .
- ^ «Умный дом - США | Прогноз рынка Statista» . Statista . Проверено 7 ноября 2019 .
- ^ Каккавале, Майкл. «Влияние цифровой революции на индустрию умного дома» . Forbes . Проверено 7 ноября 2019 .
- ^ а б Mandula, K .; Parupalli, R .; Мурти, КАС; Magesh, E .; Лунагария Р. (декабрь 2015 г.). «Мобильная домашняя автоматизация с использованием Интернета вещей (IoT)» . Международная конференция по контролю, приборостроению, связи и вычислительным технологиям (ICCICCT) 2015: 340–343. DOI : 10.1109 / ICCICCT.2015.7475301 .
- ^ Превиль, Чери (26 августа 2013 г.). «Управляйте своим замком: последние достижения в области домашней автоматизации HVAC» . ACHRNews . ACHRNews . Дата обращения 15 июн 2015 .
- ^ Асадулла, Мухаммад (22 декабря 2016 г.). «Обзор систем домашней автоматизации». Документ конференции . IEEE. DOI : 10.1109 / ICRAI.2016.7791223 .
- ^ Jin, M .; Jia, R .; Спанос, К. (01.01.2017). «Виртуальное определение присутствия: использование интеллектуальных счетчиков для определения вашего присутствия». IEEE Transactions on Mobile Computing . ПП (99): 3264–3277. arXiv : 1407.4395 . DOI : 10,1109 / TMC.2017.2684806 . ISSN 1536-1233 .
- ^ Jin, M .; Bekiaris-Liberis, N .; Еженедельно, К .; Спанос, CJ; Байен, AM (01.01.2016). «Обнаружение присутствия через зондирование окружающей среды». IEEE Transactions по автоматизации науки и техники . ПП (99): 443–455. DOI : 10,1109 / TASE.2016.2619720 . ISSN 1545-5955 . S2CID 4600376 .
- ^ Бергер, Ларс Т .; Швагер, Андреас; Пагани, Паскаль; Шнайдер, Даниэль М. (февраль 2014 г.). Приложения Smart Grid, связь и безопасность . Устройства, схемы и системы. CRC Press. ISBN 978-1-4665-5752-9.
- ^ «Советы: умные устройства | Министерство энергетики» . energy.gov . Архивировано из оригинала на 2015-09-29 . Проверено 20 апреля 2016 .
- ^ Гриффитс, Мелани (июнь 2016 г.). «Умная домашняя безопасность» . Домостроение и ремонт . Проверено 27 февраля 2012 года .
- ^ "Nest Protect | Дымовая и углекислотная сигнализация - Новости потребительских отчетов" . www.consumerreports.org . Проверено 20 апреля 2016 .
- ^ "Nest Protect | Дымовая и углекислотная сигнализация - Новости потребительских отчетов" . Проверено 22 ноября 2016 .
- ^ «Уверенный лоскут - Скоро появится умный лоскут для кошек! - Новости - Умный дом, вундеркинды» . Умный дом вундеркиндов . 2017-04-06 . Проверено 11 августа 2017 .
- ^ Камель Булос, Магед Н; Аль-Шорбаджи, Наджиб М. (2014). «Об Интернете вещей, умных городах и здоровых городах ВОЗ» . Международный журнал географии здоровья . 13 (1): 10. DOI : 10,1186 / 1476-072x-13-10 . PMC 3987056 . PMID 24669838 .
- ^ «Лучшая система домашней автоматизации - отчеты потребителей» . Проверено 22 ноября 2016 .
- ^ «Материнская компания Google намеренно отключает некоторые старые устройства умного дома своих клиентов» . Business Insider . Проверено 22 ноября 2016 .
- ^ а б Кисть, AJ; Ли, Бонгшин; Махаджан, Ратул; Агарвал, Шарад; Сарою, Стефан; Диксон, Колин (01.05.2011). «Домашняя автоматизация в дикой природе: проблемы и возможности» . Microsoft Research .
- ^ Sriskanthan, N .; Tan, F .; Каранде, А. (август 2002 г.). «Система домашней автоматизации на базе Bluetooth» . Микропроцессоры и микросистемы . 26 (6): 281–289. DOI : 10.1016 / S0141-9331 (02) 00039-X .
- ^ «Отчет о состоянии умного дома в 2015 году» (PDF) . iControl Networks . Дата обращения 5 ноября 2020 .
- ^ Раут, Кширод Кумар; Маллик, Самучита; Мишра, Сивкуинар (июль 2018 г.). «Разработка и внедрение прототипа системы автоматизации умного дома на основе Интернета вещей» . Международная конференция по последним инновациям в электротехнике, электронике и коммуникационной технике 2018 г. (ICRIEECE) . Бхубанешвар, Индия: IEEE: 67–72. DOI : 10.1109 / ICRIEECE44171.2018.9008410 . ISBN 978-1-5386-5995-3.
- ^ «Эксперты IoT беспокоятся о фрагментации - Mobile World Live» . Мобильный мир Live . 2016-02-25 . Проверено 22 ноября 2016 .
- ^ «Фрагментация - враг Интернета вещей | Qualcomm» . Qualcomm . 2016-02-19 . Проверено 22 ноября 2016 .
- ^ «Интернет вещей: возможности и проблемы для полупроводниковых компаний» . McKinsey & Company . Проверено 22 ноября 2016 .
- ^ «Интернет вещей приводит к фрагментации платформы» (PDF) . Проверено 19 марта 2018 .
- ^ https://www.w3.org/Talks/2016/04-27-countering-fragmentation.pdf Противодействие фрагментации с помощью сети вещей
- ^ Стив Ковач (30 июля 2013 г.). «Отчет о фрагментации Android» . Business Insider . Проверено 19 октября 2013 года .
- ^ «Кому нужен Интернет вещей?» . Linux.com | Источник информации о Linux . Проверено 22 ноября 2016 .
- ^ «21 проект с открытым исходным кодом для Интернета вещей» . Linux.com | Источник информации о Linux . Проверено 22 ноября 2016 .
- ^ Франчески-Биккьераи, Лоренцо. «Прощай, Андроид» . Материнская плата . Vice . Проверено 2 августа 2015 года .
- ^ Кингсли-Хьюз, Адриан. «Руководство по выживанию ядовитого адского туши» . ZDnet . Проверено 2 августа 2015 года .
- ^ Тунг, Лиам (2015-10-13). «Безопасность Android - это« рынок лимонов », который оставляет 87% уязвимых» . zdnet.com . ZDNet . Проверено 14 октября 2015 .
- ^ Thomas, Daniel R .; Бересфорд, Аластер Р .; Райс, Эндрю (2015). Материалы 5-го ежегодного семинара ACM CCS по безопасности и конфиденциальности в смартфонах и мобильных устройствах - SPSM '15 (PDF) . Компьютерная лаборатория Кембриджского университета . С. 87–98. DOI : 10.1145 / 2808117.2808118 . ISBN 978-1-4503-3819-6. S2CID 14832327 . Проверено 14 октября 2015 .
- ^ Нг, Альфред. «Ваш домовладелец превращает вашу квартиру в умный дом. Что теперь?» . CNET . Проверено 2 октября 2020 .
- ^ а б в г д Кааз, Ким Дж .; Хоффер, Алекс; Саейди, Махса; Сарма, Анита; Бобба, Ракеш Б. (октябрь 2017 г.). «Понимание представлений пользователей о конфиденциальности и проблемах настройки домашней автоматизации» . Симпозиум IEEE 2017 года по визуальным языкам и вычислениям, ориентированным на человека (VL / HCC) . Роли, Северная Каролина: IEEE: 297–301. DOI : 10.1109 / VLHCC.2017.8103482 . ISBN 978-1-5386-0443-4.
- ^ а б Ристеска Стойкоска, Биляна Л .; Триводалиев, Кире В. (январь 2017 г.). «Обзор Интернета вещей для умного дома: проблемы и решения» . Журнал чистого производства . 140 : 1454–1464. DOI : 10.1016 / j.jclepro.2016.10.006 .
- ^ Heierman, EO; Кук, ди-джей (2003). «Улучшение домашней автоматизации путем выявления регулярно встречающихся моделей использования устройств» . Третья международная конференция IEEE по интеллектуальному анализу данных . Мельбурн, Флорида, США: IEEE Comput. Soc: 537–540. DOI : 10.1109 / ICDM.2003.1250971 . ISBN 978-0-7695-1978-4.
- ^ Кааз, Ким Дж .; Хоффер, Алекс; Саейди, Махса; Сарма, Анита; Бобба, Ракеш Б. (октябрь 2017 г.). «Понимание представлений пользователей о конфиденциальности и проблемах настройки домашней автоматизации» . Симпозиум IEEE 2017 года по визуальным языкам и вычислениям, ориентированным на человека (VL / HCC) . Роли, Северная Каролина: IEEE: 297–301. DOI : 10.1109 / VLHCC.2017.8103482 . ISBN 978-1-5386-0443-4.
Внешние ссылки
- СМИ, связанные с домашней автоматизацией, на Викискладе?