Домашняя автоматизация
| Часть серии о |
| Автоматизация |
|---|
 |
| Автоматизация в целом |
| Робототехника и роботы |
| Влияние автоматизации |
| Выставки и награды |
Домашняя автоматизация или домотика [1] занимается автоматизацией дома . Система домашней автоматизации будет отслеживать и/или управлять такими атрибутами дома, как освещение, климат, развлекательные системы и бытовая техника. Это может также включать в себя домашнюю безопасность , такую как системы контроля доступа и сигнализации.
Фраза «умный дом» относится к устройствам домашней автоматизации, имеющим доступ в Интернет. Домашняя автоматизация, более широкая категория, включает в себя любое устройство, которое можно контролировать или контролировать с помощью беспроводных радиосигналов, а не только те, которые имеют доступ к Интернету. Домашние датчики и устройства активации, подключенные к Интернету, являются важным компонентом Интернета вещей («IoT»).
Система домашней автоматизации обычно подключает управляемые устройства к центральному концентратору умного дома (иногда называемому « шлюзом »). для Пользовательский интерфейс управления системой использует либо настенные терминалы, планшетные или настольные компьютеры, приложение для мобильного телефона, либо веб-интерфейс, который также может быть доступен за пределами объекта через Интернет.
История
Ранняя домашняя автоматизация началась с машин, экономящих труд. Автономные электрические или газовые бытовые приборы стали жизнеспособными в 1900-х годах с введением распределения электроэнергии. [2] и привело к появлению стиральных машин (1904 г.), водонагревателей (1889 г.), холодильников (1913 г.), швейных машин , посудомоечных машин и сушилок для одежды .
В 1975 году была разработана первая сетевая технология домашней автоматизации общего назначения X10 . Это протокол связи для электронных устройств. В основном в нем используется проводка для передачи электроэнергии для сигнализации и управления, где сигналы включают короткие радиочастотные пакеты цифровых данных , и он остается наиболее широко доступным. [3]
К 2012 году в США, по данным ABI Research, было установлено 1,5 миллиона систем домашней автоматизации. [4] Для исследовательской фирмы Statista [5] К концу 2018 года в домах США будет установлено более 45 миллионов устройств «умного дома». [6]
Слово « домотика » является сокращением латинского слова «дом» ( domus ) и слова «робототехника» . [1] Слово «умный» в «умном доме» относится к системе, которая знает о состоянии своих устройств, что осуществляется с помощью протокола информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) и Интернета вещей (IoT). [7]
Приложения и технологии
Домашняя автоматизация распространена в самых разных сферах, в том числе:
- Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (HVAC): можно удаленно управлять всеми домашними мониторами энергопотребления через Интернет, используя простой и удобный пользовательский интерфейс. [8] [9]
- Система управления освещением : «умная» сеть, которая включает связь между различными входами и выходами системы освещения с использованием одного или нескольких центральных вычислительных устройств.
- Система контроля присутствия: можно определить занятость дома с помощью интеллектуальных счетчиков. [10] и датчики окружающей среды, такие как CO 2 датчики , [11] который может быть интегрирован в систему автоматизации здания для запуска автоматических реакций для приложений энергоэффективности и комфорта здания.
- Управление бытовой техникой и интеграция с интеллектуальной сетью и интеллектуальным счетчиком , например, с использованием высокой мощности солнечных батарей в середине дня для запуска стиральных машин. [12] [13]
- Домашние роботы и безопасность: бытовая система безопасности , интегрированная с системой домашней автоматизации, может предоставлять дополнительные услуги, такие как удаленное наблюдение за камерами видеонаблюдения через Интернет или контроль доступа и центральное запирание всех дверей и окон по периметру. [14]
- Обнаружение утечек, детекторы дыма и CO [15] [16]
- Складная машина для стирки , самоскладывающаяся кровать.
- Системы внутреннего позиционирования (IPS).
- Домашняя автоматизация для пожилых людей и инвалидов .
- Уход за домашними животными и детьми , например, отслеживание перемещений домашних животных и детей и контроль прав доступа к домашним животным. [17]
- 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. [18]
- Умная кухня с холодильником , готовыми программами приготовления, наблюдением за приготовлением пищи и т. д.
- голосового управления Устройства , такие как Amazon Alexa или Google Nest, используемые для управления бытовой техникой или системами.
Реализации
В 2011 году исследование Microsoft Research обнаружило, что домашняя автоматизация может повлечь за собой высокую стоимость владения, негибкость взаимосвязанных устройств и плохую управляемость. [19] При проектировании и создании системы домашней автоматизации инженеры принимают во внимание несколько факторов, включая масштабируемость, то, насколько хорошо устройства можно контролировать и контролировать, простоту установки и использования для потребителя, доступность, скорость, безопасность и способность диагностировать проблемы. [20] Результаты исследования iControl показали, что потребители отдают предпочтение простоте использования перед техническими инновациями, и хотя потребители признают, что новые подключенные устройства обладают беспрецедентной крутизной, они еще не совсем готовы использовать их у себя дома. [21]
Исторически системы продавались как законченные системы, где потребитель полагался на одного поставщика всей системы, включая аппаратное обеспечение, протокол связи, центральный узел и пользовательский интерфейс. Однако в настоящее время существуют открытые аппаратные средства и системы программного обеспечения с открытым исходным кодом , которые можно использовать вместо проприетарного оборудования или вместе с ним. [19] Многие из этих систем взаимодействуют с бытовой электроникой, такой как Arduino или Raspberry Pi, которые легко доступны в Интернете и в большинстве магазинов электроники. [22] Кроме того, устройства домашней автоматизации все чаще соединяются с мобильными телефонами через Bluetooth, что повышает их доступность и возможность настройки для пользователя. [7]
Критика и споры
Домашняя автоматизация страдает от фрагментации платформы и отсутствия технических стандартов. [23] [24] [25] [26] [27] [28] ситуация, когда разнообразие устройств домашней автоматизации, с точки зрения как аппаратных изменений, так и различий в программном обеспечении, работающем на них, усложняет задачу разработки приложений, которые последовательно работают в различных противоречивых технологических экосистемах . [29] Клиенты могут колебаться, делая ставку на свое будущее Интернета вещей на проприетарное программное обеспечение или аппаратные устройства, использующие проприетарные протоколы , которые могут исчезнуть или стать трудными для настройки и взаимодействия. [30]
Характер устройств домашней автоматизации также может быть проблемой для безопасности , безопасности и конфиденциальности данных , поскольку исправления ошибок, обнаруженных в основной операционной системе, часто не доходят до пользователей старых и более дешевых устройств. [31] [32] Одна группа исследователей утверждает, что неспособность поставщиков поддерживать старые устройства с помощью исправлений и обновлений делает уязвимыми более 87% активных устройств. [33] [34]
Обеспокоенность выразили арендаторы, арендующие жилье у арендодателей, которые решили модернизировать квартиры с помощью технологий «умного дома». [35] Эти проблемы включают в себя слабое беспроводное соединение, которое делает дверь или прибор непригодными или непрактичными; безопасность дверных кодов, хранящихся у арендодателя; и потенциальное вторжение в частную жизнь, возникающее при подключении технологий умного дома к домашним сетям.
Исследователи также провели исследования пользователей, чтобы определить, какие препятствия возникают для потребителей при интеграции устройств или систем домашней автоматизации в их повседневный образ жизни. Одним из основных выводов была простота использования, поскольку потребители склонны отдавать предпочтение решениям «подключи и работай», а не более сложным установкам. [36] Одно исследование показало, что в ментальных моделях, созданных пользователями, относительно того, как на самом деле работают устройства, существуют большие пробелы. [36] В частности, результаты показали, что существует много недопониманий относительно того, где хранятся данные, собранные интеллектуальными устройствами, и как они используются. [36] Например, в настройке умного освещения одна участница подумала, что ее iPad напрямую взаимодействует со светильником, приказывая ему либо выключиться, либо включиться. [36] На самом деле iPad отправляет сигнал в облачную систему, которую использует компания (в данном случае Hue Bridge), которая затем передает сигнал непосредственно на устройство. [36]
В целом, эта область все еще развивается, и природа каждого устройства постоянно меняется. В то время как технологи работают над созданием более безопасных, оптимизированных и стандартизированных протоколов безопасности, потребителям также необходимо больше узнать о том, как работают эти устройства и каковы могут быть последствия их установки в своих домах. Рост этой области в настоящее время ограничен не только технологиями, но и способностью пользователя доверять устройству и успешно интегрировать его в свою повседневную жизнь.
Влияние
Использование домашней автоматизации может привести к созданию более эффективных и интеллектуальных методов энергосбережения. [37] Интегрируя информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) с системами возобновляемой энергии, такими как солнечная энергия или энергия ветра, дома могут самостоятельно принимать решения о том, хранить ли энергию или расходовать ее для конкретного устройства. [37] что приведет к общему положительному воздействию на окружающую среду и снижению счетов за электроэнергию для потребителей, использующих систему. Для этого исследователи предлагают использовать данные датчиков о потребительской активности в доме, чтобы предвидеть потребности потребителей и сбалансировать их с потреблением энергии. [38]
Кроме того, домашняя автоматизация имеет большой потенциал в плане безопасности и защиты семьи. Согласно опросу, проведенному iControl в 2015 году, основными факторами спроса на интеллектуальные и подключенные устройства являются, во-первых, «личная и семейная безопасность», а во-вторых, «интерес по поводу экономии энергии». [39] Домашняя автоматизация включает в себя различные интеллектуальные системы безопасности и системы наблюдения. Это позволяет потребителям следить за своим домом во время отсутствия и предоставлять доверенным членам семьи доступ к этой информации на случай, если произойдет что-то плохое.
Хотя существует множество конкурирующих поставщиков, все больше внимания уделяется системам с открытым исходным кодом . Однако существуют проблемы с текущим состоянием домашней автоматизации, включая отсутствие стандартизированных мер безопасности и устаревание старых устройств без обратной совместимости.
Домашняя автоматизация имеет высокий потенциал для обмена данными между членами семьи или доверенными лицами в целях личной безопасности и может привести к мерам по энергосбережению с положительным воздействием на окружающую среду в будущем.
Рынок домашней автоматизации оценивался в 64 миллиарда долларов США в 2022 году и, по прогнозам, вырастет до более чем 163 миллиардов долларов в 2028 году. [ нужна ссылка ]
Галерея
Патч-панель отечественная, неструктурированная
Автоматизация скважин и повысительных насосов
См. также
- Компании по домашней автоматизации
- Список программного обеспечения для домашней автоматизации
- Указатель статей по домашней автоматизации
- Домашняя сеть
- Список сетевых автобусов
- Мобильный манипулятор и Мобильный робот
- Умное устройство и умный динамик
- Сеть вещей
Ссылки
- ^ Jump up to: а б Хилл, Джим (12 сентября 2015 г.). «Умный дом: словарь-путеводитель для недоумевающих» . Т3 . Проверено 27 марта 2017 г.
- ^ Домашняя автоматизация и электропроводка (1-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill/TAB Electronics. 31 марта 1999 г. ISBN 978-0-07-024674-4 .
- ^ Рай, Дэйв (октябрь 1999 г.). «Моя жизнь в X10» . Электронный журнал индустрии AV и автоматизации . Архивировано из оригинала 30 сентября 2014 года . Проверено 8 октября 2014 г.
- ^ «В этом году в США установлено 1,5 миллиона систем домашней автоматизации» . Исследования ABI . 19 ноября 2012 года . Проверено 22 ноября 2016 г.
- ^ «Умный дом — США | Прогноз рынка Statista» . Статистика . Проверено 07.11.2019 .
- ^ Каккавале, Майкл (24 сентября 2018 г.). «Влияние цифровой революции на индустрию умного дома» . Форбс . Проверено 07.11.2019 .
- ^ Jump up to: а б Мандула, К.; Парупалли, Р.; Мурти, CAS; Магеш, Э.; Лунагария, Р. (декабрь 2015 г.). «Мобильная домашняя автоматизация с использованием Интернета вещей (IoT)» . 2015 Международная конференция по управлению, приборостроению, связи и вычислительным технологиям (ICCICCT) . стр. 340–343. дои : 10.1109/ICCICCT.2015.7475301 . ISBN 978-1-4673-9825-1 . S2CID 14737576 .
- ^ Превиль, Чери (26 августа 2013 г.). «Управляйте своим замком: новейшие разработки в области домашней автоматизации систем отопления, вентиляции и кондиционирования» . Новости ACHR . Проверено 15 июня 2015 г.
- ^ Асадулла, Мухаммад (22 декабря 2016 г.). «Обзор систем домашней автоматизации». Документ конференции . IEEE. стр. 27–31. дои : 10.1109/ICRAI.2016.7791223 . ISBN 978-1-5090-4059-9 .
- ^ Джин, М.; Цзя, Р.; Спанос, К. (01 января 2017 г.). «Виртуальное обнаружение присутствия: использование интеллектуальных счетчиков для индикации вашего присутствия». Транзакции IEEE на мобильных компьютерах . ПП (99): 3264–3277. arXiv : 1407.4395 . дои : 10.1109/TMC.2017.2684806 . ISSN 1536-1233 . S2CID 1997078 .
- ^ Джин, М.; Бекиарис-Либерис, Н.; Еженедельник, К.; Спанос, CJ; Байен, AM (01 января 2016 г.). «Обнаружение присутствия посредством зондирования окружающей среды». Транзакции IEEE по автоматизации науки и техники . ПП (99): 443–455. дои : 10.1109/TASE.2016.2619720 . ISSN 1545-5955 . S2CID 4600376 .
- ^ Бергер, Ларс Т.; Швагер, Андреас; Пагани, Паскаль; Шнайдер, Дэниел М. (февраль 2014 г.). Приложения Smart Grid, связь и безопасность . Устройства, схемы и системы. ЦРК Пресс. ISBN 978-1-4665-5752-9 .
- ^ «Советы: интеллектуальная техника | Министерство энергетики» . Energy.gov.ru . Архивировано из оригинала 29 сентября 2015 г. Проверено 20 апреля 2016 г.
- ^ Гриффитс, Мелани (июнь 2016 г.). «Безопасность умного дома» . Домостроение и ремонт . Проверено 27 февраля 2012 г.
- ^ «Nest Protect | Сигнализация дыма и угарного газа — новости Consumer Reports» . www.consumerreports.org . Проверено 20 апреля 2016 г.
- ^ «Nest Protect | Сигнализация дыма и угарного газа — новости Consumer Reports» . Проверено 22 ноября 2016 г.
- ^ «Sure Flap - Скоро появится Smart Cat Flap! - Новости - Специалисты по умному дому» . Знатоки умного дома . 06.04.2017 . Проверено 11 августа 2017 г.
- ^ Камель Булос, Магед Н.; Аль-Шорбаджи, Наджиб М. (2014). «Об Интернете вещей, умных городах и здоровых городах ВОЗ» . Международный журнал географии здравоохранения . 13 (1): 10. дои : 10.1186/1476-072x-13-10 . ПМЦ 3987056 . ПМИД 24669838 .
- ^ Jump up to: а б Браш, Эй Джей; Ли, Бонгшин ; Махаджан, Ратул; Агарвал, Шарад; Саройу, Стефан; Диксон, Колин (01 мая 2011 г.). «Домашняя автоматизация в дикой природе: проблемы и возможности» . Исследования Майкрософт .
- ^ Шрискантан, Н.; Тан, Ф.; Каранде, А. (август 2002 г.). «Система домашней автоматизации на базе Bluetooth» . Микропроцессоры и микросистемы . 26 (6): 281–289. дои : 10.1016/S0141-9331(02)00039-X .
- ^ «Отчет о состоянии умного дома за 2015 год» (PDF) . Сети iControl . Архивировано из оригинала (PDF) 29 июня 2021 года . Проверено 5 ноября 2020 г.
- ^ Раут, Кширод Кумар; Маллик, Самучита; Мишра, Сивкуинар (июль 2018 г.). «Проектирование и реализация прототипа системы автоматизации умного дома на основе Интернета вещей» . Международная конференция по последним инновациям в области электротехники, электроники и связи (ICRIEECE) 2018 г. Бхубанешвар, Индия: IEEE. стр. 67–72. doi : 10.1109/ICRIEECE44171.2018.9008410 . ISBN 978-1-5386-5995-3 . S2CID 211688876 .
- ^ «Эксперты IoT обеспокоены фрагментацией» . Мобильный мир в прямом эфире . 25 февраля 2016 г. Проверено 22 ноября 2016 г.
- ^ «Фрагментация — враг Интернета вещей» . Квалкомм . 19 февраля 2016 г. Проверено 22 ноября 2016 г.
- ^ «Интернет вещей: возможности и вызовы для полупроводниковых компаний» . МакКинси и компания . Проверено 22 ноября 2016 г.
- ^ «Интернет вещей приводит к фрагментации платформы» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 7 октября 2016 г. Проверено 19 марта 2018 г.
- ^ «Противодействие фрагментации с помощью Интернета вещей» (PDF) .
- ^ Стив Ковач (30 июля 2013 г.). «Отчет о фрагментации Android» . Бизнес-инсайдер . Проверено 19 октября 2013 г.
- ^ Браун, Эрик (13 сентября 2016 г.). «Кому нужен Интернет вещей?» . Linux.com . Проверено 22 ноября 2016 г.
- ^ «21 проект с открытым исходным кодом для Интернета вещей» . Linux.com . 20 сентября 2016 г. Проверено 22 ноября 2016 г.
- ^ Франчески-Биккьерай, Лоренцо (29 июля 2015 г.). «Прощай, Андроид» . Материнская плата . Порок . Проверено 2 августа 2015 г.
- ^ Кингсли-Хьюз, Адриан (9 июня 2014 г.). «Руководство по выживанию Android «токсичного адского мяса»» . ЗДнет . Проверено 2 августа 2015 г.
- ^ Тунг, Лиам (13 октября 2015 г.). «Безопасность Android — это «рынок лимонов», который оставляет 87 процентов уязвимыми» . ЗДНет . Проверено 14 октября 2015 г.
- ^ Томас, Дэниел Р.; 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 . стр. 87–98. дои : 10.1145/2808117.2808118 . ISBN 978-1-4503-3819-6 . S2CID 14832327 . Проверено 14 октября 2015 г.
- ^ Нг, Альфред (7 марта 2019 г.). «Ваш арендодатель превращает вашу квартиру в умный дом. Что теперь?» . CNET . Проверено 2 октября 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Кааз, Ким Дж.; Хоффер, Алекс; Саиди, Махса; Сарма, Анита; Бобба, Ракеш Б. (октябрь 2017 г.). «Понимание восприятия пользователями конфиденциальности и проблем конфигурации домашней автоматизации» . Симпозиум IEEE 2017 по визуальным языкам и человеко-ориентированным вычислениям (VL/HCC) . Роли, Северная Каролина: IEEE. стр. 297–301. дои : 10.1109/VLHCC.2017.8103482 . ISBN 978-1-5386-0443-4 . S2CID 36313196 .
- ^ Jump up to: 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. дои : 10.1016/j.jclepro.2016.10.006 . S2CID 53696817 .
- ^ Хейерман, Э.О.; Кук, диджей (2003). «Улучшение домашней автоматизации путем выявления регулярно встречающихся моделей использования устройств» . Третья международная конференция IEEE по интеллектуальному анализу данных . Мельбурн, Флорида, США: IEEE Comput. Соц. стр. 537–540. дои : 10.1109/ICDM.2003.1250971 . ISBN 978-0-7695-1978-4 . S2CID 10329347 .
- ^ Кааз, Ким Дж.; Хоффер, Алекс; Саиди, Махса; Сарма, Анита; Бобба, Ракеш Б. (октябрь 2017 г.). «Понимание восприятия пользователями конфиденциальности и проблем конфигурации домашней автоматизации» . Симпозиум IEEE 2017 по визуальным языкам и человеко-ориентированным вычислениям (VL/HCC) . Роли, Северная Каролина: IEEE. стр. 297–301. дои : 10.1109/VLHCC.2017.8103482 . ISBN 978-1-5386-0443-4 . S2CID 36313196 .
Внешние ссылки
СМИ, связанные с домашней автоматизацией, на Викискладе?
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
