«Умный дом»

«Умный дом» и с чем его едят?

Находясь 24 часа в сутки дома на самоизоляции, в голову инженера, приходят мысли: «А почему бы не сделать мой дом немного умнее, что бы карантин проходил с пользой?» Тема «Smart home» очень обширна и обычному человеку будет непонятно, с чего же начать домашнюю автоматизацию. Множество фирм-производителей компонентов умных домов, огромное количество программного обеспечения, протоколы передачи данных, методы управления устройствами, могут привести в замешательство новичка. Какую архитектуру выбрать? Давайте разбираться.

---

Что же такое «Умный дом»?

Под этим термином понимают набор бытовых устройств и приборов, интегрированных в общую сеть управления. Такой комплект способен повысить степень безопасности жилья и взять на себя часть рутинных работ по дому.
Он умеет включать и выключать бытовую технику, управлять освещением и отоплением, контролировать состояние электропроводки, систем вентиляции, микроклимата и сигнализации, а также выполнять целый ряд других полезных функций.

Среди наиболее очевидных преимуществ УД – возможность управлять системой с планшета или смартфона. Для этого достаточно установить на гаджет соответствующее приложение.
Пребывая вне дома, хозяин жилища будет проинформирован через мобильное устройство о протечке, задымлении или разбитом окне. Если вы не уверены, что выключили утюг, можно дистанционно отключить розетку.

---

Хорошая система умного дома, как правило, устроена таким образом, что по мере необходимости ее можно будет дополнять новыми девайсами.

УД – это, по сути, система модулей, наделенных разными функциями и взаимодействующими между собой. Согласованную работу блоков обеспечивает центральный контроллер, для связи с которым необходим ноутбук, смартфон или планшет. Через интернет владелец помещения может контролировать и управлять установленной в нем техникой из любой точки мира.
Главными рабочими элементами УД являются датчики, расположенные по всему дому. Связь с этими приборами обеспечивается технологиями Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Ethernet, GPRS и др. Добавлением новых датчиков можно расширить покрытие сети.
Есть возможность использовать и проводное оборудование, которое считается более надежным и безопасным. Такой вариант УД является более дорогостоящим, и его монтаж выполняют на этапе строительства или капремонта.

Систему УД чаще всего наделяют функциями:

• управления климатической техникой в помещении;
• контроля энергопотребления;
• обеспечения безопасности;
• управления домашним кинотеатром («мультирум»).

Таким образом, с помощью датчиков температуры и влажности включается и выключается кондиционирование и отопление. Уровень освещения может регулироваться голосом, а осветительные приборы включаются датчиками движения, когда кто-то входит в комнату.
Подсистема безопасности может предусматривать контроль доступа, видеонаблюдение, реагирование на затопление и задымление и т. д. На смартфон владельца мгновенно поступает сообщение о попытке взлома замка или о пребывании в доме посторонних лиц.

Помимо контроллера и датчиков разного типа, в состав системы УД входят:

• интеллектуальные розетки;
• реле для дистанционного отключения электроприборов;
• диммеры (регуляторы мощности) освещения;
• переносные кнопки и пульты.

Теперь давайте рассмотрим сами системы управления умными домами. Обратим внимание только на OPENSOURSE системы, и на это есть несколько причин.
Такие системы бесплатны для всех (кроме коммерческого использования). Разработка ведется за счет сообщества и безвозмездных выплат (донатов).
Поддерживают широкий спектр производителей оборудования – в состав УД могут входить устройства разных брендов, а не только какого-то определенного. А если что-то не поддерживается, то драйвер к такому устройству можно написать самому или обратиться к за помощью к сообществу.
И на мой взгляд самое важное — сообщество. Если возникают какие-то трудности всегда можно обратиться на форум или написать в чаты, где оперативно помогут. Не нужно обращаться в техподдержку и ждать две недели пока запрос обработают. Перейдем теперь, собственно, к самим системам.

Cayenne Mydevices. 
Яркий представитель облачных систем. Такие УД характерны тем, что вся логика работы находится в удаленном сервере, а в самом же доме находится клиенты, которые только выполняет команды сервера и собирает данные с датчиков. Эта особенность является одновременно преимуществом и недостатком. Для Cayenne Mydevices не требуется центрального управляющего модуля – все устройства в сети подключаются к серверу напрямую через интернет. Но при таком типе подключении в момент исчезновения интернета все функции умного дома отключаются.

Majordomo.
Реализовал собственное голосовое управление системой, сделан на PHP, причем, язык PHP используется и для того, чтобы настраивать логику работы системы. По сравнению с «птичьим языком» сценариев OpenHab — на мой взгляд, плюс. Есть уже написанные интеграции к популярным контроллерам. И, конечно, MQTT. Большое русскоязычное сообщество. При этом, нет мобильного приложения (Только web, и это печально) и в этой области, развитие, относительно аналогов, на мой взгляд, несколько приостановилось. Пожалуй, это основное, почему я не использую MD. Тем не менее, недавно вышел анонс об интеграции MD с GoogleHome. Также, читал про успешные опыты интеграции с HomeKit. Система развивается, выходят новые релизы.

OpenHab.
Одна из наиболее старых систем, также, имеет (не русское) голосовое управление, кроме этого, мобильные приложения для iOS и Android очень удобно (одно из лучших), наконец-то заработала интеграция с HomeKit (управление с устройств Apple вообще без установки каких-либо приложений). Система работает, хотя многое сделано, откровенно, неудобно. Ряд критичных проблем исправлено в последних сборках. Очень рекомендую использовать только последние сборки.

iOBroker.
Система написана на языке Node.js.  Выглядит достаточно продуманной и универсальной. Легко устанавливается. Имеет визуальный редактор планов помещений VIS, работает с MQTT на основе Node.js. Интегрируется в HomeKit.
Также, имеет, на мой взгляд, средне-критичные недостатки в интерфейсе и настройке. Несмотря на это, развивается активно, имеет нативное приложение VIS для Android и IoS. Написать про данную систему больше нечего, т.к. это единственная система, которая даже после танцев с бубном не смогла корректно установиться на мой локальный сервер.

HomeAssistant.
В целом, удачная система, разработанная на Python3. Вот только ставится, пожалуй, не очень предсказуемо. Масса зависимостей, и простейший вариант — либо готовый образ Hassbian под Raspberry PI, либо устанавливать под Docker дистрибутив от HASSIO (я пошел по второму пути и рекомендую его), далее, это позволяет такие плагины как NodeRed ставить одним кликом мышки. После прохождения квеста с установкой, ведет себя, в высшей степени, стабильно и предсказуемо. Есть мобильные приложения (причем, даже более чем одно под каждую платформу). По-моему, пока единственная система, интегрированная как в систему GoogleHome так и с голосовым помощником Алиса. Ну и в HomeKit через компонент HomeBridge Русское сообщество пока невелико, но уже появилось.
Данная система, на мой взгляд, является самой динамично развивающейся открытой системой из всех.  Но это привносит проблемы. Я дважды сталкивался с ситуацией, когда обновление ПО (а это в HA делается одним кликом в интерфейсе), приводило к полной недоступности этого самого интерфейса. То же самое может произойти при сбоях питания. В форумах комьюнити такие случаи, также описываются, но никакого удовлетворительного ответа, что же с этим делать, кроме установки HA с нуля или восстановления из бэкапа, не приводится. Поэтому, если используете эту, во всех остальных аспектах, отличную систему — не ленитесь делать бэкапы. Обязательно, каждый раз перед обновлением.

Опробовав вышеперечисленные системы, я пришел к выводу, что системы управления умными домами имеют достаточно высокий порог вхождения – базовые знания по программирования и информатике необходимы. Но работы по упрощению установки и настройки ведутся полным ходом, и вскоре каждая домохозяйка сможет развернуть свой умный дом самостоятельно.

P.S. Лично я остановил свой выбор на HomeAssisant. Эта система мгновенно обнаружила все мои устройства УД, даже самодельные, и интегрировала их в свою базу данных, а удобный интерфейс позволил настроить сцены и автоматизации буквально за один вечер!