Элементы системы умный дом технология 7 класс: Презентация про систему «Умный дом» по технологии для 7 класса
Презентация про систему «Умный дом» по технологии для 7 класса
Проект «Умный Дом»
Уже давно никого не удивишь различными рассказами об интеллектуальном доме. Система «умный дом» популярна во всем мире и с каждым годом поклонников этой системы становится все больше. Технология умный дом не так широко распространена в нашей стране, так как большинство считает, что автоматизация дома не приспособлена к российской действительности. А зря.
Понятие «умный дом» появилось в 70-х годах прошлого века. В США были разработаны технологии, которые позволяли управлять бытовыми приборами, используя провода бытовой электросети. Эта система позволяла также управлять осветительными приборами, однако поддерживала только шесть команд, которые управляли питанием.
После этого системы автоматизации были усовершенствованы, а также различные электронные компании создавали новые решения. На сегодняшний день есть большое количество разных технологий при осуществлении автоматизации зданий, благодаря которым можно установить интеллектуальную систему в любое помещение.
«Умный дом» — это система управления здания, которая объединяет в себе все оборудование, которое решает задачи по обеспечению безопасности, связи, развлечений, а также жизнеобеспечения. Система включает в себя различные датчики, благодаря которым поступает информация, а также из исполнительных устройств, которые приводят систему в действие.
Самое главное достоинство интеллектуальных зданий – высокий уровень комфорта, который они обеспечивают жильцам. Например, управление освещением дома и придомовой территории позволяет с легкостью создавать различные световые сцены и комбинации освещения загородного участка или фасада здания в зависимости от пожелания клиента и времени суток, лишь одним нажатием кнопки на панели управления освещением. Система под названием «климат – контроль» позволяет одновременно в разных комнатах создавать условия различных климатических зон, делая атмосферу дома не только разнообразной, но и самое главное – комфортной.
Творческий проект «Умный дом» — презентация онлайн
1. Творческий проект «Умный дом»
Баженовой МарииХабибрахмановой Лианы
7 «Б» класс
2. 1. Проблемная ситуация
Проекты «умных» домов предполагаютпостройки жилого типа, которые
оборудованы с помощью
высокотехнологичных устройств и
автоматизации. И мы решили узнать
подробнее об этих устройствах и системах
и каких видов они бывают.
3. 2.Цель проекта
Разработать творческий проект системы«Умный дом». Рассмотреть применение
элементов этой системы для нашего
будущего дома.
4. 3.Задачи
Ознакомиться с понятием «умный дом»Ознакомиться с технологиями освещения жилого дома
Узнать о размещении картин и коллекций в интерьере
Научиться применять современные технологии и средства
поддержания гигиены жилого помещения
Ознакомиться с электрическими бытовыми приборами для уборки
помещения с климатическими приборами
Собрать необходимую информацию по сайтам Интернета,
Проанализировать потребности в управлении нашим домом с
помощью различных датчиков
Создать список (перечень) наших проблем
Найти технологии, подходящие для нашего дома.
Определить, какими средствами для их реализации располагает наши
семьи.
5. 4.Критерии и требования к нашему будущему дому
Внешний видМетраж
Потребление электроэнергии
Уют и комфорт
Система «Умный дом»
Экономичность
Размеры
Энергоэффективность
6. 5.Исследования
Мы ознакомились с соответствующими сайтами Интернета, из которыхподробнее узнали о том, что же входит в понятие «Умный дом». Поскольку
это очень сложный, но интересный для нас вопрос, мы обратились за
разъяснениями к родителям. Оказалось, что это система автоматизации домов,
офисов, квартир, включая в себя следующие компоненты:
Автоматизация систем безопасности
Автоматизация электроснабжения
Автоматизация систем освещения
Автоматизация климатических систем
Автоматизация центрального блока управления
Автоматизация канализации
Автоматизация водоснабжения
Система multiroom
Управление жалюзи и рольставнями
Система «Умный дом» проектируется и собирается индивидуально
для каждого потребителя. Это делают профессионалы.
Самостоятельно такую систему в доме сделать практически
невозможно. Некоторые из перечисленных выше систем можно не
устанавливать или наоборот, добавить новые.
7. 6. Варианты будущего дома, интерьер и ландшафт
10. 7. Выбор систем
Выбранные нами системы иценообразование
Элементы системы
Цена
Установка систем «Умный дом» под ключ
От 294 314 тыс.руб
Автоматизация систем безопасности
От 27 900 руб
Автоматизация электроснабжения
От 60 000 руб
Автоматизация систем освещения
От 778 000 руб
Автоматизация климатических систем
От 140 000 руб
Автоматизация центрального блока
управления
От 5000 руб/шт.
Автоматизация канализации
Автоматизация водоснабжения
От 30-40 тыс руб за проект
11. 8. Влияние систем умного дома на человека и экологию
Влияние на экологию:Умный дом приятно позиционировать системой обеспечения комфорта и
безопасности. Как одно из ее главных достоинств, обычно подчеркивается
энергоэффективность, которая помогает пользователю минимизировать
расходы на содержание жилья. Однако это далеко не все. Умный дом это не
только умный, но еще и зеленый дом. Если сравнивать с традиционными
жилищами, умный дом дает намного меньшую нагрузку на окружающую
среду.
Влияние на здоровье человека:
Умный дом помогает поддерживать температуру, следить за качеством воздуха,
следит за состоянием жильцов. Ещё в ее возможности входит контроль пульса
и частоты дыхания человека. Этим доказывается, что система умный дом
благоприятно влияет на здоровье человека, тоесть она не опасна.
12. Наш будущий дом
13. 9. Самооценка и оценка
Мы узнали что такое система «Умный дом».Разработали проект, рассмотрели
применение этой системы для нашего
будущего дома. Ознакомились с
компонентами умного дома. Наш проект
получился классным.
Оценка наших родителей .
Презентация к уроку технологии 7 класс по теме Умный дом доклад, проект
Текст слайда:Бытовая техника, которая есть в доме, может стать надежными помощниками хозяйки. К примеру, кофеварка сделает кофе к моменту пробуждения, а микроволновая печь включится в нужное время по таймеру автоматически. Управление умным домом можно осуществлять дистанционно, отдавая команды с помощью телефона или интернета. В результате при возвращении домой чайник будет вскипячен, а неяркий свет и приглушенная музыка смогут сделать возвращение домой радостным, даже если в доме никого нет.
Проект умный дом чаще всего включает в себя также систему безопасности. При этом системы автоматизации предусматривают защиту от любой неожиданной или чрезвычайной ситуации. В первую очередь, они защищают от вторжения при помощи камер, автоматизации дверей, охранной сигнализации. А во вторую, все включенные электроприборы будут выключены при вашем уходе автоматически, что предотвратит возможность возникновения пожара, а в случае возгорания или задымления автоматически сработает пожарная сигнализация. При утечке воды или газа система уведомляет об этом не только хозяина дома, но и соответствующие службы.
Современное оборудование умного дома предусмотрено не только для домов и загородных коттеджей. При желании такую систему с легкостью можно установить в обычной городской квартире, например в Москве или любом другом городе по желанию заказчика. Стоимость зависит от пожеланий и функций, которая будет выполнять система, поэтому вы с легкостью можете подобрать именно то, что будет необходимо в вашем доме или квартире. Решения могут быть достаточно простыми (классическими) и в этом случае цена будет достаточно невысока. При заказе высокоинтеллектуальной системы необходимо учитывать, что она многофункциональна и для ее реализации понадобится достаточно дорогое различное оборудование и в этом случае цена будет значительно выше. Какой бы из вариантов реализации автоматической системы вы не выбрали, необходимо знать, что первоначально осуществляется проектирование системы умный дом, которое предусматривает в себе как особенности помещения, так и методы реализации системы. Умный дом в квартире – это очень выгодно, надежно и комфортно. В Москве есть достаточно фирм, которые предлагают свои услуги по автоматизации домов, однако необходимо быть осторожными. Далеко не все из них подходят профессионально к работе и используют в работе качественные системы. Наша фирма устанавливает системы knx умный дом, которые зарекомендовали себя как надежные и качественные системы автоматизации, занимающие лидирующие позиции уже на протяжении 20 лет.
Проект на тему «Умный дом»
В процессе работы над детским исследовательским проектом по информатике на тему «Умный дом» автором была поставлена цель изучить системы «Умный дом», дать емкое описание каждой из систем «умного дома», рассмотреть возможности системы «Умный дом» и определить стоимость данных услуг.
автором была изучена информация о таких возможностях «Умного дома», как управление климатом, освещением, розетками, защита от протечек вод, видеонаблюдение для дома, удалённое управление «Умным домом», умные датчики, пожарная сигнализация в доме, охрана дома и автоматизация приводов.
Индивидуальная исследовательская работа по информатике на тему «Умный дом» позволила в рамках проекта провести практическое исследование по изучению вспомогательных функций системы «Умный дом», выяснить среднюю стоимость системы «Умный дом» в г. Белгороде. Учебный проект учащегося 7 класса о системе «Умный дом» является образцом для выполнения проектных работ по информатике.
Введение
1. «Умный дом» — что это?
2. Возможности умного дома.
2.1. Управление климатом.
2.2. Управление освещение.
2.3. Защита от протечек воды.
2.5. Видеонаблюдение для дома.
2.6. Удалённое управление Умным домом.
2.7. Умные датчики.
2.8. Пожарная сигнализация в доме.
2.9. Охрана дома.
2.10. Мультирум Белгород.
2.11. Автоматизация приводов.
2.12. Вспомогательные функции
3. Стоимость услуг
Заключение
Используемая литература
», потому что из всех предложенных она наиболее близка к моей специальности АСУ.
Ещё Н. Винер в 1940 году сказал «Не за горами день, когда окружающие нас вещи научатся думать и станут много более полезны обществу», и вот этот день настал.
Современный человек предъявляет очень высокие требования к комфортности среды обитания:
В результате инженерное оснащение квартир и коттеджей неуклонно усложняется, и растет количество устройств, участвующих в формировании этой среды. Возлагать на хозяина жилья управление всеми системами становится неудобно, невыгодно и небезопасно. Комплексная система управления жилищем «
Целью проекта является изучение системы «Умный дом».
Для решения поставленной цели можно выделить задачи:
Объект исследования:умный дом.Предмет исследования: функции «умного дома».
«Умный дом» — что это?
Современный мир невозможно представить без автоматизации. Наше жилище не исключение. В повседневной жизни в квартире или загородном доме мы производим сотни и тысячи действий, которые могли бы выполняться без нашего участия. Всё – от включения света до поддержания климата в квартире можно автоматизировать. Это стало возможной благодаря системе Умный дом.
Умный дом — жилой дом или квартира, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Умный дом — это система, позволяющая обеспечить ресурсосбережение, удобство и безопасность. Такая система способна распознавать различные ситуации и должным образом реагировать на них.
Коротко на вопрос, что такое умный дом, можно ответить следующим образом – это строение, в котором все происходящие процессы максимально автоматизированы и подогнаны под потребности человека. В понятие умный дом обычно вкладывают автоматизацию рутинных мероприятий.
Возможности системы «умный дом» поистине многогранны. Например, чтобы предотвратить вероятность ограбления, когда в доме никого нет, система имитирует присутствие хозяина путём раздвигания жалюзи, включения/выключения света и т.д. Если же злоумышленники все же проникают внутрь помещения или происходит другая экстраординарная ситуация, система молниеносно оповещает об этом хозяина.
К вашему пробуждению система нагреет полы в ванной комнате, включит музыкальный центр, настроит работу кондиционера на заданную температуру, отрегулирует оптимальную влажность в помещении и решит множество других бытовых задач. Все множество выключателей может заменить один пульт или настенный выключатель с экраном.
Основа системы умный дом — это алгоритмы. Они должны быть грамотно составлены, чтобы не было конфликта между различными видами систем. Например, система отопления подняла температуру в помещениях до того уровня, когда срабатывает система кондиционирования. Такого быть не должно. Более того, умный дом должен учитывать множество других условий: температура за окном, ветер, время суток. Неоспоримым преимуществом является возможность контролировать и управлять различными системами в доме удалённо.
Возможности умного дома
Управление климатом
Одна из основных и самых важных возможностей системы. Её важность обусловлена не только рамками комфорта жильцов, но и возможностью экономией ресурсов.
Вы можете выставить температуру, влажность воздуха, управлять тёплым полом и другое. Умный дом будет поддерживать выбранные значения, используя систему кондиционирования, отопления, вентиляции, увлажнения.
Кроме того, можно задать различные программы микроклимата, которые будут изменяться в зависимости от заданного условия. Например, указав ваши часы работы, когда вы отсутствуете дома, система не будет попусту расходовать электроэнергию и ресурсы во время вашего отсутствия, а к моменту вашего возвращения микроклимат в доме будет таким, каким вы его задали.
Система автоматически заранее включит все необходимые приборы (отопление, тёплый пол, кондиционирование, увлажнитель воздуха), чтобы получить нужную температуру в помещении к вашему приходу.
Поэтому вы можете сэкономить средства, затраченные на энергоносители.
Управление освещением
Вы сможете удалённо выключать и включать освещение в любом помещении и регулировать уровень яркости.
Кроме ручного управления, есть возможность организовать автоматическую систему освещения с использованием различных датчиков. Датчики движения и присутствия позволяют определить нахождение человека в помещении и включить или выключить освещение.
Можно создать различные сценарии для освещения, так одним кликом вы сможете создать романтическую обстановку, выключив основное освещение и убавив подсветку до минимума.
Защита от протечек воды
Позволяет контролировать все водопроводные соединения и в случае протечки автоматически перекроет вентиль.
Защита от протечки состоит из нескольких элементов:
- Датчик протечки;
- Запорное устройство с электроприводом;
- Контроллер.
Датчики устанавливаются в местах возможного образования скопления воды от протечки. При появлении влаги, контакты на датчиках замыкаются, и сигнал отправляется на сервер Умного дома. Система обрабатывает сигнал и посылается команда на контроллер электропривода вентиля, чтобы тот перекрыл водоснабжение.
Система Умный дом уведомляет жильцов о проблеме через все возможные средства связи: e-mail, SMS-сообщения, всплывающие уведомления в интерфейсе Умного дома.
Как только будут предприняты меры по устранению протечки, пользователь сможет открыть вентиль водопровода через интерфейс Умного дома.
Управление розетками
Позволяет держать под контролем все электроприборы, подключённые к «умным розеткам». «Умная розетка» оборудована wi-fi-контроллером, реле и фильтром.
Фильтр позволяет сохранить ваши электроприборы от скачков напряжения. Через интерфейс умного дома вы можете отслеживать потребление тока, отключать и включать розетки.
Можно вести учёт потребления электроэнергии круглые сутки и видеть, сколько потребляет тот или иной электроприбор. Можно указать тарифы ЖКХ на электроэнергию и вывести потреблённое количество в денежном эквиваленте. Всё это в будущем может помочь вам сэкономить.
Больше не стоит волноваться по поводу оставленного включённым утюга или обогревателя, достаточно зайти в личный кабинет вашего Умного дома и отключить нужную вам розетку.
Видеонаблюдение для дома
Позволяет организовать полный контроль как снаружи, так и внутри.
Система представляет собой несколько видеокамер, видеосервер и видеопроцессор.
Камеры оборудованы поворотным механизмом, позволяющим установить угол обзора таким образом, чтобы охватить как можно больше территории. Инфракрасная подсветка позволит осуществлять качественную видеосъёмку при любом освещении.
Видеосервер с большим запасом места для хранения видеоархива позволит сохранить внушительные объёмы информации за неделю, и вы всегда сможете получить доступ на просмотр видеоматериалов. А интерфейс Умного дома предоставляет доступ для просмотра с камер видеонаблюдения в режиме онлайн.
Удалённое управление Умным домом
Есть несколько вариантов доступа к интерфейсу управления.
Во-первых, вы сможете управлять системой через стационарные сенсорные экраны, установленные в удобном для вас месте.
Во-вторых, доступ через веб-интерфейс. Находясь хоть в противоположной точке земного шара, вы всегда сможете выключить забытый утюг из сети или свет в ванной комнате.
В-третьих, это доступ через мобильное приложение. Ваш смартфон теперь не только инструмент для выполнения звонков и убивания времени, но и полноценное средство управления вашим Умным домом.
Умные датчики
Обнаружат ваше присутствие и движение и включат приглушённую подсветку, где бы вы ни были. Система продумана до мелочей: если уровень освещения в силу времени суток достаточен для комфортного пребывания в помещении, то освещение не будет включено. Другими словами, освещение будет использовано только тогда, когда оно уместно.
Система Умный дом очень гибкая и оставляет место для фантазии заказчика. Например, возможно организовать включение и выключение света по хлопку, что может помочь престарелым людям. Также есть возможность осуществить регулировку освещения в зависимости от датчиков освещённости. Чем темнее становится на улице, тем ярче становится освещение в помещении.
Пожарная сигнализация в доме
Система состоит из пожарных извещателей разных типов (температурные, задымления), сирены и блока управления. При возникновении опасности, система известит всех жильцов по всем возможным каналам связи: сирена, SMS-сообщения, e-mail, всплывающие уведомления в интерфейсе управления Умным домом.
Также можно установить датчики утечки газа и сервоприводы на клапаны газовой магистрали. Они должны располагаться вблизи с возможным источником утечки: газовая магистраль, газовый водонагреватель (котёл или колонка), газовая плита и др. При срабатывании датчика утечки газа происходит перекрытие клапанов и оповещение жильцов по аналогии с противопожарной системой.
Охрана дома
Все датчики, которые были использованы для удобства и экономии можно переключить на безопасность вашего имущества. Датчики движения, присутствия, камеры видеонаблюдения, магнитные датчики, система оповещения — всё это позволит создать полноценную охранную систему.
Покидая дом, поставьте его на охрану и вы будете уведомлены о срабатывании определённого сценария — открытие дверей, разбитие стекла, проникновение в помещение.
При длительном Вашем отсутствии система по заданному вами графику будет включать свет, музыку, раздвигать шторы, создавая иллюзию вашего присутствия.
Функция – имитация присутствия животных отпугнет случайного воришку, при нажатии на кнопку звонка в квартире раздастся грозный лай собаки.
Если Вы опасаетесь вторжения непрошенных гостей, то тревожная кнопка позволит сообщить без видимых внешних проявлений Вашим доверенным лицам, которые могут что-то предпринять, о «нестандартной» ситуации в Вашем доме. В данном случае размещение тревожных кнопок в доме надо заранее продумать и разместить из вблизи двери на полу, в санузле или на самой двери, чтобы иметь возможность незаметно ее нажать.
Мультирум
Мультирум — это подсистема Умного дома, позволяющая организовать аудио- и видеосигналы в пределах помещения. Система Умный дом позволит управлять треками и видеозаписями со смартфона или планшета.
Сохраните ваши любимые треки и фильмы на сервере Умного дома и получите полный доступ из любой части вашего дома.
Автоматизация приводов
Автоматизируются приводы жалюзи, рольставень, ворот и много другого.
Вы можете создать сценарий освещения таким образом, что при определённых часах жалюзи будут автоматически сложены, создав нужный вам уровень освещённости помещения.
А подъезжая к воротам гаража, вы можете активировать их открытие одним касанием экрана вашего смартфона.
Вспомогательные функции
Можно автоматизировать работу системы так, чтобы:
- ограничить доступ детей к небезопасным элементам,
- установить режим полива газонов или очистки бассейна,
- включить круглосуточное внутренне и внешнее видеонаблюдение,
- настроить работу техники на необходимые режимы.
Стоимость услуг
Цены взяты с одного из Белгородских сайтов.
Заключение
В данном проекте на тему «Умный дом» были решены все задачи, которые ставились:
- рассмотрено понятие системы «Умный дом» и принцип действия системы;
- рассмотрены возможности системы Умный дом;
- рассмотрена стоимость данных услуг.
Мне очень интересна данная тема проекта про умный дом и в дальнейшем, при изучении спецдисциплин, я хочу рассмотреть технологии реализации данной системы.
Для написания данной работы были использованы ресурсы Сети Интернет.
Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:
Доклад Умный дом по технологии 7, 8 класс
Ни для кого не секрет, что жизнь человека становится с каждым днем все проще, благодаря различным гаджетам, бытовым устройствам и так далее. В современном мире даже можно управлять домом с помощью смартфона, который есть практически в каждом кармане, хотя данные технологии казались фантастическими ещё несколько десятков лет назад. Автоматизированная система, в которую превратился «умный» дом, освобождает человека от домашних забот. Таким образом, сэкономленное время можно потратить на то, что действительно приятно и полезно. Но необходимо разобраться, что представляет собой подобный дом, а также какие есть преимущества и недостатки.
«Умный дом» является специальной системой управления зданием, решающей задачи безопасности, связи и развлечений. Данная система состоит из таких элементов, как выключатели, таймеры, сенсоры, различные датчики, которые помогают измерять физические параметры. Также присутствуют вспомогательные устройства: блоки питания, модули и интерфейсы. Такую систему можно поставить не только в больших загородных домах, но и в обычной квартире.
Достоинством является то, что можно контролировать чайник, микроволновку, кондиционер, телевизор и другие бытовые приборы с помощью смартфона или планшета из любого места. То есть можно завести «умный будильник», и по сигналу этого будильника жалюзи или шторы откроются, а машина сварит кофе. Также контроль климата станет приятным бонусом, ведь можно устанавливать и поддерживать благоприятную температуру в различных комнатах.
В умном доме осуществляется контроль над сигнализацией, газом, водой, а также видеонаблюдением и противопожарной системы, что, несомненно, может обезопасить помещение от утечек и непредвиденных ситуаций. Системные датчики и таймеры, реагирующие на присутствие человека, способствуют экономии электричества в доме. Когда человек уходит из дома, различные приборы, теплые пола, система регулировки температуры переходят в спящий режим. Теперь можно избавиться от излишних переживаний, не думая, выключен ли утюг или другой прибор.
Но в «умном доме» также есть и негативные моменты. Например, данное оборудование будет дорого стоить, вдобавок к этому поломка устройств влечет за собой дорогостоящую починку. Некоторым может не понравиться огромное количество различных датчиков и проводов. Опять же не каждый дом может обеспечить бесперебойный источник питания для непрерывного функционирования оборудования.
Умный дом, несомненно, является очень комфортным для современной жизни. Не стоит забывать, что управление электронными устройствами все-таки осуществляется человеком и напрямую зависит от человеческого фактора, и так будет еще долгое время. Поэтому нужно задуматься, умный дом является плохим или хорошим решением ежедневных бытовых проблем. Возможно, в скором времени умный дом станет чем-то обычным в повседневной жизни, и машины будут решать за человека разные задачи.
Вариант №2
Умный дом — это система, которая была придумана в 70х годах 20 века в Соединенных Штатах Америки для обозначения технологически оснащенного дома для комфортного проживания людей. Электронные приборы дома объединены в единую систему, которые связанны между собой через сеть. Подразумевается, что эта система должна иметь определённый заданный алгоритм действий в конкретных ситуациях.
Чаще всего в единую систему могут быть объединены: система отопления, вентиляции, пожарная сигнализация, охранный пункт, контроль утечки воды и газа, видеонаблюдение, телефон, интернет, электричество. Иногда люди выбирают только те функции, которые им нужны.
Давайте рассмотрим подробнее каждую из них.
Система, которая контролирует микроклимат – измеряет температуру в доме и поддерживает ее на оптимальном уровне для здоровья и комфорта пользователей, также автоматически включает или выключает вентиляцию.
Управление светом позволяет пользователю менять яркость, используя различные световые регуляторы, контролировать постоянное освещение независимо от погоды или времени суток и автоматически включать наружное освещение, которое не только обеспечит комфорт, но и отпугнет нежданных гостей
В разное время года жалюзи автоматически принимают определенный угол, обеспечивая попадание достаточного количества солнечного света.
Умный дом ведет запись всех посетителей, их лица и действия остаются в его памяти. А в отсутствие хозяев долгое время, дом может включить режим, имитирующий присутствие в доме людей.
При аварийной ситуации, система оповестит все службы о проблеме и попытается устранить ее самостоятельно: перекроет воду или включит пожарную сигнализацию.
Система “Умный дом” популярна во многих странах, и используется, в том числе и в России.
7, 8 класс по технологии и информатике
Умный дом
Популярные темы сообщений
- Павлов Иван Петрович
Будущий знаменитый российский ученый появился на свет в городе Рязань 26 сентября 1849 года в семье бедного священнослужителя. Иван был первым ребенком у родителей, вслед за ним мать родила еще 9 детей.
- Творчество Бориса Шергина
Шергин, в первую очередь, известен не просто как писатель, а сказочник. Первая книга, изданная им в 1924 состоит из записей 6 архангельских сказок, которые рассказала ему мама.
- Фрукт манго
Манго — это, пожалуй, один из самых вкусных фруктов во всём мире. Для нас, жителей России, он является экзотическим. Однако на родине (юго-запад Азии) этот фрукт — один из самых распространённых, как у нас яблоки. В тёплых странах его продают в
Презентация по технологии «Умный дом»
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ
“ УМНЫЙ ДОМ”
Проблемная ситуация
На уроке технологии нам рассказали о таком понятии как умный дом . Дома я решила поподробнее узнать об этом понятии, нашла в интернете много примеров, и удивилась.
Прогресс дошел до того, что нам почти ничего не нужно делать, т.е. наш дом сделает всё за нас. Сейчас , можно выключить свет не вставая с кровати. Один хлопок, и вы уже находитесь в темной комнате, и подобного сейчас много.
В нашем доме проходит ремонт, и я предложила моим родителям идею, установить несколько умных приборов. Они одобрили мою идею, и дали мне задание узнать, какие приборы нам следует установить.
Цель проекта
Ознакомиться с возможностями системы «Умный дом» и рассмотреть применение элементов этой системы для нашего дома.
Задачи проекта
- Собрать необходимую информацию по сайтам Интернета, посвящённым комплексной системе управления «Умный дом».
- Проанализировать потребности в управлении нашим домом с помощью различных датчиков.
- Создать список наших проблем.
- Найти технологии, подходящие для нашего дома.
- Определить, какими средствами для их реализации располагает наша семья.
Исследование
Я познакомилась со многими сайтами из которых подробно узнала о том, что входит в понятие «Умный дом».
Оказывается, что это система авторизации домов, офисов и квартир.
Сейчас я подробно расскажу о некоторых.
Контроль открытия окон и дверей
Контроль открытия окон и дверей 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.
Фото и видео наблюдение
Фото и видео наблюдение Система видеонаблюдения в умном доме может 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.
Защита от проточек воды
Защита от протечек воды Теперь мы можем быть спокойны, что не зальем соседей или свой дом. В дополнению к датчику протечки установлены специальные электромеханические краны на горячую и холодную воду, а так же 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.
Защита от утечек газа
Защита от утечек газа Датчики, подключенные к контроллеру защитной системы, автоматически устраняют излишки газовых паров, поступающих в воздух. В системе защиты от газовых утечек главную функцию выполняет насос, подключаемый к контроллеру, для откачки выхлопов. Удаление излишков вредных паров обеспечивается благодаря работе специального вытяжного вентилятора и открытия электроприводных фрамуг. Система моментально обнаруживает проблему, после чего отправляет экстренный сигнал об аварии владельцу дома.
Управление освещением
Управление освещением Во-первых, включение и выключение света в зависимости от уровня освещённости в доме и на улице (с помощью датчика 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
Выбор конкретных систем
Для уменьшения стоимости системы «Умный дом» для семьи можно установить отдельные элементы. Например: пожарная сигнализация, автоматическое отключение водоснабжения, защита от протечек воды управление освещением и защита от утечек газа . С помощью этих систем наша семья будет экономить электроэнергию и сохранять жизнь.
Самооценка и оценка
Все мы стремимся к комфорту и безопасности в нашем доме, к удобному и быстрому управлению современным оборудованием. Система «Умный дом» была создана, чтобы автоматизировать управление техникой, сделать нашу жизнь более комфортной. Думаю, что со временем всё больше семей будет заказывать установку такой системы в своём доме.
Источники
- Учебник «Технология. Технология ведение дома» для учащихся 7 класса
- Интернет-ресурсы
https ://www.google.ru/? gfe_rd=cr&dcr=0&ei=uxKEWqSIItaCsAGGwJrICQ
http ://www.remdom.ru/smart_house/functions_smart_house /
http:// www.besmart.su/article/100_funkciy_ud
https:// nauchforum.ru/studconf/tech/xii/3560
Как написать проект умный дом
1. Проблемная ситуация
Проекты «умных» домов предполагают постройки жилого типа, которые оборудованы с помощью высокотехнологичных устройств и автоматизации. И я решила узнать подробнее об этих устройствах и системах и каких видов они бывают.
Разработать творческий проект системы «Умный Дом ( Дом будущего)».
Ознакомиться с понятием «Умный Дом»
Поделиться своим взглядом на будущее.
Найти технологии, подходящие для нашего дома.
Ознакомившись с соответствующими сайтами Интернета, из которых подробнее узнала о том, что же входит в понятие «Умный дом». Система «Умный дом» проектируется и собирается индивидуально для каждого потребителя. Это делают профессионалы. Самостоятельно такую систему в доме сделать практически невозможно.
Дом будущего – это что-то неизведанное для нас, поэтому каждый представляет себе, как он будет выглядеть.
По моему мнению, это будет летающий дом из композитных материалов. Так как дом летающий, то на земле будет стоять платформа, из которой будет подниматься энергетический луч, войдя в который человек поднимется наверх, к двери дома. Дверь в доме необычная. Она готова принять любую нужную, удобную форму для человека, в том числе с предметом.
Входя в дом, вы окажетесь в комнате, в которой роботизированная установка растворит в дезинфицирующем облаке специального раствора вашу уличную одежду, а затем другая установка, методом напыления, оденет вас в домашнюю одежду. Пока вы переодеваетесь, датчики измерения физических и эмоциональных параметров вашего тела передают результаты в главный компьютер дома. Оттуда проанализированная информация поступает на кухню для синтезирования еды. По всему дому можно передвигаться на траволаторе (Травола́тор, травала́тор, травела́тор, траволя́тор) — движущаяся бесступенчатая дорожка, позволяющая ускорить или облегчить передвижение пешеходов)
Попав на кухню, на столе обнаружите обед, который ваш повар-робот приготовит из синтезированных продуктов. Это будет оптимизированная, сбалансированная еда, необходимая для вашего организма. Тем самым у вас уменьшается риск заболеваний, и увеличиться выносливость и работоспособность организма. Доставкой продуктов будут заниматься только автоматизированные системы.
Центральный компьютер на анализе вашего эмоционального фона настроит цвет стен окружающих вас в доме, вместо окон будут стоять специальные панели, на которых можно спроецировать любой вид. Легким и ненавязчивым фоном компьютер включит вашу любимую музыку, учитывая ваше настроение в данный момент.
Основную энергию дом будет получать от солнца. Излишки будут поступать в аккумуляторные батареи, работающие на воде. Это будут новые, не известные еще нам технологии.
И в заключении хочу рассказать про мебель. Мебель будет состоять из нано-вещества (Нано – (от nanos), что переводится с греческого как «малый» и «карлик» . Приставка «нано» относится к дольным единицам которые, составляют опредёленную долю (часть) от установленной единицы измерения некоторой величины), которое с помощью компьютера будет принимать любую форму. Благодаря вашей фантазии, вы сами будете придумывать дизайн своей мебели. Это улучшит вашу фантазию и не даст скучать.
6.Влияние систем умного дома на человека и экологию
Влияние на экологию: Умный дом приятно позиционировать системой обеспечения комфорта и безопасности. Как одно из ее главных достоинств, обычно подчеркивается энергоэффективность, которая помогает пользователю минимизировать расходы на содержание жилья. Однако это далеко не все. Если сравнивать с традиционными жилищами, умный дом дает намного меньшую нагрузку на окружающую среду.
Влияние на здоровье человека: Умный дом помогает поддерживать температуру, следить за качеством воздуха, следит за состоянием жильцов. Ещё в ее возможности входит контроль пульса и частоты дыхания человека. Этим доказывается, что система «умный дом» благоприятно влияет на здоровье человека, то есть она не опасна.
Я узнала что такое система «Умный дом». Разработала проект, рассмотрела применение этой системы для нашего будущего дома. Ознакомилась с компонентами умного дома. Мой проект получился классным.
Идёт приём заявок
Подать заявку
Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Выбранный для просмотра документ Практическая часть.docx
Я провел небольшой опрос среди прохожих по улицам Аргаяша. Вопросы были простые:
1 Знаете ли вы что такое «Умный дом» слайд
2 Зачем нужен «умный дом» слайд
3 Какие элементы умного дома вы бы установили в своем доме слайд
4 В будущем станет ли «умный дом» доступен населению слайд
На первый вопрос из двенадцати опрошенных ответили ДА – 8 человек, но знают только из интернета, и что-то где-то слышали. НЕТ сказали 4, в основном это люди пожилого возраста.
Опрашиваемые утверждали, что «умный дом» удобен и экономичен.
А из элементов в первую очередь установили бы систему безопасности и отопление, что бы к приходу с работы дома было тепло.
А так же утверждают, что «умный дом» в скором времени станет доступным среди населения.
Выбранный для просмотра документ Умный дом – технология будущего.docx
Выбранный для просмотра документ проект Умный дом.pptx
Описание презентации по отдельным слайдам:
«Умный дом» – технология будущего Выполнил ученик 7 класса МОУ “Кузяшевская” сш Ишкильдин Малик Наставник Ишкильдина Э.А.
Цель доказать что технология «умный дом» в будущем станет необходимостью в жизни людей. задачи: 1 рассмотреть понятие системы «Умного дома» и принцип её действия; 2 провести опрос среди населения об «умном доме» 3 показать принцип работы умного отопления в программе Scratch
«Не за горами день, когда окружающие нас вещи научатся думать и станут много более полезны обществу» Норберт Винер
Всесоюзный научно-исследовательский институт технической эстетики элементы носимой электроники
проект оснащения жилья 1987г— СФИНКС (СуперФункциональная ИНтегрированная Коммуникативная Система)
Конструкция системы «Умный дом»
«Умный насос» для воды Система видеонаблюдения Управление освещением Схема отопления
Интернетресурсы: 1 https://fishki.net/anti/2056592-proekt-sovetskogo-umnogo-doma.html 2 http://electrik.info/main/automation/ 1187-umnyy-dom-sistemy-avtomatizacii.html 3 https://www.ronl.ru/doklady/informatika/785776/ 4 http://pro100security.ru/articles/security-at-home/1247.html
«Умный дом» – технология будущего Выполнил ученик 7 класса МОУ “Кузяшевская” сш Ишкильдин Малик Наставник Ишкильдина Э.А.
- Ишкильдина Эльмира АхметжановнаНаписать 8433 23.03.2018
Номер материала: ДБ-1351413
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Решили самостоятельно спроектировать умный дом в квартире или коттедже? Есть несколько самых общих правил, которые следует учесть перед тем, как приступать к работе.
Как и любой другой проект, установку системы умного дома лучше спланировать заранее. Потратьте немного времени на то, чтобы сразу обозначиться с общей концепцией умного дома и продумать некоторые нюансы. Тогда вам не придется нести расходы на лишние устройства, спешно докупать недостающее оборудование, перестраивать сеть и переносить уже смонтированные компоненты с места на место. В этой статье мы расскажем, почему важно планировать систему домашней автоматизации и как это сделать.
Определитесь с тем, чего вы хотите от умного дома
Прежде чем начинать собственный проект умного дома, нужно принять несколько важных решений, которые определят все ваши дальнейшие действия. Во-первых, ответьте на вопрос, какую систему вы хотите смонтировать — проводную или беспроводную. В последнее время проводные системы обычно устанавливают в офисах, отелях, клиниках и т.д. В городской квартире или загородном коттедже намного удобнее монтировать беспроводную систему. Ее можно установить на готовый ремонт без пыльных работ по прокладке кабелей, поэтому общая стоимость инсталляции и потраченное на нее время окажутся меньше, чем в случае с проводными системами. Мы рекомендуем остановиться на беспроводном варианте умного дома.
Выбор протокола домашней автоматизации определит все ваши дальнейшие действия
Во-вторых, нужно определиться с сетевым протоколом домашней автоматизации. Сегодня выбор беспроводных технологий широк: Z-Wave, ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth Low Energy Thread и т. д. Выбирать протокол умного дома нужно тщательно: в дальнейшем он будет определять, какие совместимые устройства вы должны купить для своего проекта. Оценивайте технологию с точки зрения ее массовости, взаимной совместимости устройств различных производителей, функциональных возможностей, перспектив технического развития и защищенности. Мы подготовили большую статью, в которой подробно рассказываем о плюсах и минусах каждой из этих технологий.
Выбор протокола умного дома будет определять то, какие устройства, поддерживающие этот протокол, вам нужно купить:
- Контроллер (хаб) умного дома. Это центр управления всеми устройствами, сценариями домашней автоматизации, а также удаленным доступом к умному дому с компьютера и/или смартфона.
- Датчики (сенсоры). Датчики — это компоненты беспроводной сети, которые отправляют данные контроллеру или другим устройствам умного дома. На основе этих данных умный дом выполняет те или иные действия.
- Актуаторы (исполнительные устройства). Если контроллер — это «мозг» умного дома, а датчики — «органы чувств», то актуаторы — это его «руки». Актуаторы исполняют определенные действия (включают и выключают освещение, электроприводы и т.п.) по команде, которую контроллер дает, исходя из данных, отправленных датчиками.
Подробнее о контроллерах, датчиках и актуаторах мы рассказываем в цикле видеоуроков «3 видео для легкого старта работы с умным домом».
Контроллер, датчики и исполнительные устройства – главные компоненты умного дома
Приступайте к проектированию системы умного дома
Для этого ответьте на несколько вопросов:
1. Кто будет использовать умный дом?
Вначале определите, кто будет пользоваться умным домом. Вы живете один? Если нет, то проживают ли в вашей квартире пожилые люди? Часто ли к вам приезжают гости? Представьте, что вашими умными устройствами придется часто пользоваться другим людям. Где лучше разместить умные гаджеты, чтобы они не вызывали дискомфорта у других? Например, кого-то может раздражать автоматическое включение и выключение умных ламп. Тогда, возможно, вместо датчиков движения в некоторых комнатах лучше установить умные кнопочные выключатели. Помните, что не все люди, даже молодые, технически подкованы. Некоторым комфортно пользоваться бытовыми и осветительными приборами только по старинке.
Планируйте умный дом так, чтобы им было удобно пользоваться всем, кто живет в квартире
Поговорите с потенциальными пользователями, расскажите о том, как вы планируете внедрить домашнюю автоматизацию, и какие выгоды она несет. Постарайтесь, чтобы умный дом был комфортен для всех.
2. Чем вы планируете управлять?
Всегда ставьте во главу угла вопрос «что я хочу сделать», а не «как я хочу это сделать». Каких целей вы хотите добиться домашней автоматизацией? Получать уведомления о том, что в доме кто-то есть в ваше отсутствие? Экономить электроэнергию? Видеть тревожные сигналы о задымлении и других опасных ситуациях? Достичь каких-то других целей?
Подумайте о том, какие рутинные действия вам приходится выполнять каждый день, и хотите ли вы их автоматизировать. Иными словами, сначала обозначьте проблему, и только потом выбирайте для нее техническое решение, а не наоборот. «Технологии ради технологий» — не лучший подход. Лучше заранее представлять себе, что может умный дом, а чего — не может. Вот некоторые самые распространенные сценарии его использования:
- Автоматическое и удаленное управление моторизированными шторами, жалюзи и окнами.
- Мониторинг энергопотребления и управление им.
- Автоматическое управление электрическими водонагревателями (бойлерами).
- Автоматизация освещения.
- Управление электрическими системами отопления и вентиляции.
- Автоматизация полива газонов и грядок.
- Управление температурой воды, насосами и моторизованными тентами (крышками) бассейнов.
- Удаленное управление бытовыми электроприборами.
- Управление доступом в жилище (управление умными замками, охранная сигнализация, открытие/закрытие гаражных и въездных ворот).
- Ситуативное информирование: оповещения на смартфон от датчиков вибрации, открытия дверей и окон, движения (или его отсутствия), утечки газа, задымления, протечки воды, уровня жидкости и т.п.).
Возможности умного дома отнюдь не ограничиваются этими сценариями. Но подходить к выбору того или иного варианта использования умного дома лучше с точки зрения разумной достаточности и комфорта для всех пользователей в вашем жилище.
3. Как вы планируете управлять умным домом?
Определившись с тем, что именно вы хотите автоматизировать, подумайте о том, как вы будете управлять системой. Нужна ли вам центральная панель управления с экраном? Хотите ли вы реализовать удаленное управление всеми домашними устройствами через единую сеть, или какая-то «умная» бытовая техника будет работать автотомно, вне сети? Как вам удобнее управлять устройствами – с телефона, с помощью умных выключателей, голосом, в полностью автоматическом режиме или сочетанием этих способов? И, разумеется, не забывайте о бюджете. Иногда выбор в пользу того или иного способа управления автоматизации диктуют деньги, а не лучшие из технических решений, имеющихся на рынке.
4. Каков ваш поэтапный план?
Составьте поэтапный план проекта автоматизации жилища. Он позволит оценить масштаб работ и учесть все критически важные этапы. Всегда начинайте с электропроводки. Для начала оцените ее общее состояние. Умный дом — явно не лучший способ потратить деньги, если в квартире или доме изношенная и небезопасная проводка.
Если для контроллера и исполнительных устройств с постоянным питанием (реле, диммеров, умных патронов для ламп и т.п.) нет проводки в нужных местах, то ваш проект автоматизации не продвинется. Кроме того, учитывайте перспективу расширения умного дома в будущем. Подумайте, где вы хотите установить умные устройства с постоянным питанием, а затем проверьте, есть ли возможность подвести к ним электроэнергию.
Если вы планируете устанавливать встраиваемые беспроводные модули в штатные розетки и выключатели, то убедитесь, что подрозетники и монтажные короба имеют достаточную глубину, чтобы в них уместился модуль.
Некоторые беспроводные реле и выключатели требуют подключения к нейтрали. Проконсультируйтесь с электриком, есть ли в вашем доме такая возможность. Если нет, то ищите версии реле и выключателей, не предполагающие подключения к нейтрали.
Укажите на плане дома и квартиры места расположения умных устройств
Отметьте на плане места установки датчиков, актуаторов и контроллера. Если контроллер беспроводный, то всегда лучше устанавливать его в центре квартиры или дома, насколько это возможно. Некоторые беспроводные протоколы, основанные на ячеистой топологии (например Z-Wave и ZigBee) предполагают использование ретрансляторов радиосигнала. Ими выступают устройства с постоянным питанием — встраиваемые реле розеток, диммеры и некоторые другие устройства. В общем случае, чем больше ретрансляторов сигнала вы установите, тем лучше. Важно помнить, что металл, натуральный камень и бетон (особенно армированный) значительно ослабляют сигнал. Поэтому чем больше ретрансляторов, тем больше вероятность, что контроллер без проблем построит для радиосигнала альтернативный маршрут. Повторимся: для ретрансляторов обычно требуется постоянное питание, а стало быть — электропроводка.
Подробнее об особенностях установки беспроводной системы умного дома (на примере технологии Z-Wave) читайте в цикле наших технических статей.
Примеры вопросов, на которые надо ответить до начала конкретных проектов автоматизации
Ниже — примеры вопросов, которые вы должны задать себе перед тем, как начинать проекты автоматизации освещения и управления жалюзи:
Автоматизация освещения
Для какой цели вы хотите автоматизировать освещение и как будете использовать автоматическую систему? В каких комнатах? Вы хотите использовать проводную или беспроводную технологию автоматизации? Какой протокол автоматизации вы считаете для себя более подходящим? В каком состоянии домашняя электропроводка? Вы хотите использовать умные лампы (они дороже обычных) или диммеры/реле для обычных ламп? Хотите ли вы, чтобы лампы всегда включались, когда кто-то входит в помещение, или включались по движению только вечером/ночью? Если вы хотите использовать цветные светодиодные ленты, то есть ли возможность подвести к ним питание? Какой бренд умных ламп вы предпочитаете? Есть ли у этого бренда умные лампы с поддержкой выбранного вами протокола автоматизации?
Управление рольставнями
Для какой цели вы хотите автоматизировать моторизованные рольставни? В каких комнатах? Хотите ли вы, чтобы рольставни открывались/закрывались в автоматическом режиме или только по вашей команде со смартфона? Хотите ли вы, чтобы рольставни автоматически закрывались во время дождя? Нужно ли одновременно с рольставнями автоматически закрывать оконные фрамуги? Есть ли возможность подвести питание к электроприводам рольставней и моторизованных оконных систем?
Если у вас нет необходимых навыков работы с электропроводкой, обращайтесь к профессионалам
Если вы не можете ответить на эти или какие-то другие вопросы, то лучше обратиться к профессиональному инсталлятору систем «умный дом». Кроме того, всегда обращайтесь к профессионалам, если ваш проект требует установки встраиваемых реле розеток, диммеров, питания электроприводов и т.п., а у вас нет навыков работы с электропроводкой. У профессиональных инсталляторов также лучше заказывать установку критически важных систем (предотвращения протечек, датчиков задымления и утечки газа и т.п).
Заключение
Грамотное проектирование умного дома — залог того, что готовая система будет отвечать вашим потребностям, и что вы будете способны расширять умный дом в будущем, укладываясь в рамки бюджета. Если вы новичок в мире домашней автоматизации, начинайте с небольших проектов. Тем более, что современные беспроводные технологии позволяют наращивать возможности умного дома без необходимости выполнять дорогостоящие и пыльные работы по прокладке кабелей.
Топ-5 компонентов умного дома
Будущее уже здесь! Теперь вы можете наслаждаться удобством, безопасностью и экономическими преимуществами технологии умного дома: от автоматической настройки оттенков в солярии до подогрева бассейна и регулировки света и музыки до приезда друзей. Сезам, откройся!
Так что же такое умный дом?
Умный дом имеет устройства, соединенные между собой через Интернет, и дает вам доступ по запросу для управления освещением, домашней безопасностью, регулировкой термостата, домашним кинотеатром и развлечениями.Это может быть очень просто: «Алекса, включи свет в гостиной». Если вы хотите улучшить свой дом, ознакомьтесь с пятью основными системами, которые могут превратить ваш обычный дом в дом, который поможет вам жить в полном комфорте и удобстве.
5. Система вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха
Если вы виновны в том, что выбегаете из дома и забываете регулярно регулировать термостат, умные технологии могут быть вашим билетом.Например, Nest Learning Thermostat — это электронный программируемый термостат с поддержкой Wi-Fi, который оптимизирует обогрев и охлаждение вашего дома для экономии энергии. Nest изучает распорядок вашей семьи, программирует себя и адаптируется к вашей жизни и смене времен года (приложение также позволяет вам управлять своим термостатом, где бы вы ни находились). Он также сертифицирован ENERGY STAR, что означает, что он соответствует стандартам, установленным Агентством по охране окружающей среды (EPA) или Министерством энергетики (DOE), но потребляет меньше энергии, чем другие продукты.
4. Осветите свой мир
Пожалуй, самый простой способ обновить освещение — использовать умные лампочки. Вы можете заменить существующие КЛЛ или светодиодные лампы в своих лампах и осветительных приборах на Philips Hue, Lifx Mini, Eufy Lumos LED или многие другие модели. Эти умные лампочки позволяют управлять освещением с помощью телефона, Alexa или Google Assistant. Кроме того, вы можете запланировать их включение в любое время и затемнение по желанию, даже если у вас нет переключателя яркости.
Если у вас много ламп или встроенного освещения, умные лампочки могут быстро стать дорогими. Решение? Умные выключатели света. Они управляют всеми лампами, подключенными к одному переключателю, что позволяет включать и выключать свет по расписанию или с помощью умного помощника, не меняя существующие лампочки.
3. Шторы, дождеватели и музыка
Запрограммировать ваши дождеватели на полив газона в 5:30 утра никогда не было так просто с интеллектуальной системой.И когда вы не спрашиваете Алексу, сколько унций в чашке или кто выиграл лучший рисунок в 1989 году, вы можете управлять системами в другом доме с помощью только своего голоса. К ним относятся моторизованные шторы и жалюзи, развлекательные системы, оросители для газонов и фонари. Продукты с голосовой активацией для вашего дома могут быть особенно полезны для занятых семей, если вы восстанавливаетесь после операции, встаете в старости или имеете физические недостатки.
2. Домофон
Интеллектуальная система внутренней связи предлагает значительно больше функций, чем обычная система внутренней связи, и позволяет вам общаться со своей семьей через устройства, активируемые голосом, без необходимости делать что-либо еще.Существует множество полезных, удобных и развлекательных функций, которые поставляются с вашей системой внутренней связи, поэтому вы можете соединить несколько комнат в вашем доме. Например, вы можете использовать функцию видеочата, чтобы поговорить с кем-то в другой комнате или с кем-то за пределами вашей входной двери, например с курьером или почтальоном. Вы можете настроить развлечения, синхронизируя музыку с воспроизведением через домофон в вашем доме. Вы даже можете отправлять видео по дому через интеллектуальную систему внутренней связи.
1.Система безопасности
Главный компонент любого умного дома — это система безопасности. Система безопасности предназначена для того, чтобы защитить вас и поднять тревогу в большой чрезвычайной ситуации, например, при пожаре или взломе. Но умная система безопасности на этом не заканчивается. Благодаря передовым технологиям он становится полезным каждый день.
Он может отправлять вам уведомление, когда ваши подростки возвращаются домой из школы или с работы на неполный рабочий день. Он может показать вам, кто находится у вашей входной двери, и позволить вам поговорить с ними через видеодомофон.Вы можете увидеть HD-видео своих детей на заднем дворе, пока готовите ужин. Он также может сообщить вам, открыто ли окно или дверь приоткрыта, или если у вас есть утечка воды в подвале.
Хотя некоторые устройства для умного дома относятся к категории роскоши, ничто не может заменить надежную домашнюю систему безопасности, если вы хотите спать безопаснее и крепче, даже когда вы отдыхаете в отпуске на другом конце света. И хотя эти системы могут урезать ваш бюджет, в долгосрочной перспективе они могут помочь вам управлять вашим домом с меньшим стрессом и хлопотами, сокращая при этом расходы и экономя энергию.
Подсказка: Обратитесь в свою страховую компанию и сообщите им, что вы устанавливаете систему умного дома, чтобы защитить свои инвестиции в жилье, и вы можете снизить ставки и, возможно, получить скидки на страхование жилья.
Думаете о том, чтобы внести какие-то изменения в свой дом и не хватает денег? Свяжитесь с одним из наших дружелюбных кредитных специалистов, чтобы узнать, что может сделать для вас рефинансирование с выплатой наличных или ссуда на ремонт.
Как работает умный дом?
Автоматизация умного дома больше не то, что можно увидеть только в научно-фантастических фильмах о далеком будущем.Хотя мы до сих пор не поняли, как установить KITT от Nightrider в ваш холодильник, вы можете подключить к сети практически все аспекты вашего дома.
Вы, несомненно, видели рекламу лампочек и термостатов, подключенных к Wi-Fi, — функций вашего дома, которыми вы можете управлять из любой точки мира, но этим не останавливаемся. Что, если бы вы могли открыть дверь гаража, когда едете по улице? Вы можете это сделать с помощью умных вентилируемых стальных жалюзи в Перте. Хотите, чтобы ваш любимый плейлист Spotify одновременно транслировался по всему дому? Это возможно с помощью системы Savant.
Умная домашняя автоматизация может сделать это и многое другое. С подходящими устройствами и обученными профессионалами вы можете подключить весь свой дом. Скорее всего, вы уже используете функции умного дома каждый день. Если у вас есть кофейник с таймером или спринклерная система, которая срабатывает, когда вас нет в городе, это автоматизация.
Но это только верхушка айсберга, поэтому мы здесь, чтобы помочь вам найти решения для умного дома, которые лучше всего подходят для вас.
Мы обслуживаем регион Центральная Вирджиния:
Узнайте больше о системах умного дома
История автоматизации умного дома
От Looney Tunes и Back to the Future до некоторых странных сторон научной фантастики, автоматизированные умные дома уже много лет являются основным элементом индустрии развлечений.Неудивительно, что как только технологии захватили наше воображение, вскоре последовали и умные технологии.
Некоторые связывают это с продуктом ECHO IV, разработанным в 1960-х годах. Имея возможность выполнять несколько небольших процедур, вы можете запрограммировать его для управления термостатом или включения определенных приборов. Хотя продукт так и не поступил на рынок, это было сочтено большим шагом вперед.
Перенесемся в 1975 год, и система X10 сделала новый шаг вперед. Это была проводная система, которая могла обмениваться данными между различными сторонними устройствами и контроллерами в вашем доме, включая свет, бытовую технику, жалюзи или что-то еще, к чему можно было подключиться.
Однако система была далека от совершенства. Поскольку для подключения требовались уже существующие линии, а не выделенная проводка, сигналы не всегда могли пройти. Продукты могут неправильно прочитать сигнал откуда-то еще и интерпретировать его как код активации. Но, несмотря на эти проблемы, X10 был технологическим успехом — настолько, что различные продукты, использующие X10, все еще широко используются сегодня.
С годами автоматизация стала более рациональной, а независимые соединения (как проводные, так и беспроводные) означают, что сигналы больше не перегружены.Некоторые продукты настолько легко устанавливаются, что вы можете сделать это самостоятельно. Скорее всего, у вас уже есть сеть Wi-Fi, поэтому подключить к ней продукты совсем несложно!
Стоит отметить, что если вы решите пойти по пути «сделай сам», у вас, скорее всего, будет куча продуктов, которые взаимодействуют с вашим телефоном, но не взаимодействуют друг с другом. Наем кого-то, кто знает, что он делает, поможет соединить все ваши системы — освещение, отопление, систему безопасности, западные жалюзи и даже развлекательные системы.
Z-волна
Производители используют Z-Wave для всех видов беспроводных приложений, таких как подключение датчиков в системах безопасности, детекторов дыма, замков и даже измерителей мощности, которые контролируют потребление тепла в доме, систем естественной вентиляции Airocle и систем кондиционирования воздуха.
Однако это не совсем разумно, потому что все настроено физически. Итак, как же перейти от «домашней автоматизации» к « smart home automation?» Ключ к этому — удаленный мониторинг и программирование.Когда они подключены к сети, чтобы вы могли управлять ими из одного места, они становятся «умными». По сути, все это означает возможность общаться с другими устройствами.
С преобладанием смартфонов и планшетов эта беспроводная связь сейчас имеет гораздо большее значение, чем когда разрабатывались исходные системы. Теперь мы можем подключать все, от телевизоров, джакузи, телефонов и т. Д., Что позволяет общаться с невероятных расстояний (или в соседней комнате).
Что можно автоматизировать?
Для начала… все.
Хорошо, может быть, не ВСЕ, но на самом деле почти все электронное можно автоматизировать. Главный вопрос не в том, что можно автоматизировать, а в том, что должно быть. Люди с обширными ресурсами могут довести это до крайности. Например, у Билла Гейтса подключен весь дом, вплоть до посетителей с микрочипами, которые хранят данные о предпочтительных уровнях освещения, музыке, температуре и многом другом.
Для обычного человека это немного исключено. Если вы не можете позволить себе иметь индивидуально разработанные продукты для автоматизации, лучше придерживаться того, что уже есть на рынке. К счастью, есть из чего выбирать, и число вариантов растет с каждым днем.
Один из самых практичных и широко используемых продуктов — это система безопасности умного дома. Обычно это камеры, к которым вы можете получить удаленный доступ, и систему сигнализации, которую можно настроить с вашего телефона. Вы можете обновить свою систему, добавив умные замки, которые невероятно полезны, если ваши дети вернутся из школы раньше вас, или если вам нужно впустить ремонтника.
Помимо безопасности, одним из самых больших преимуществ автоматизации умного дома является экологичность. Это всегда хорошее время, чтобы начать думать о защите окружающей среды, и умный дом может в этом помочь! Представьте, что сейчас середина августа, температура выше 90 градусов, и последнее, к чему вы хотите вернуться, — это душный, неуютный дом. Конечно, вы можете оставить свой кондиционер включенным на весь день, но это истощает окружающую среду, ваш кошелек и жизнь вашего устройства. С помощью интеллектуального термостата вы можете приказать своему устройству выключиться, пока дом пуст, и начать охлаждение, когда вы выходите из офиса, что сэкономит 8 часов потраченной впустую электроэнергии без ущерба для комфорта.
Экологичность и безопасность сочетаются с умным домашним освещением. Обеспечение того, чтобы все ваши огни были выключены, очевидно, отлично подходит для использования вами электроэнергии, но имеет и другие применения. Если вы живете один или часто приходите домой в пустой дом, встреча в темном, неосвещенном доме может быть пугающей! И не только в преддверии Хэллоуина.
С правильным оборудованием вы можете включить свет, так как он обнаруживает, что ваш смартфон приближается к подъездной дорожке. На низком уровне техники вы даже можете просто включить их с помощью телефона из машины.
Беспроводная домашняя автоматизация
Сигналам труднее проходить к проводным устройствам и от них в больших жилищах с несколькими комнатами и этажами. Это происходит из-за того, что сигналы становятся слабее по мере их распространения, что приводит к нестабильной работе подключенного оборудования. В подобных случаях домовладельцы обычно выбирают беспроводную систему домашней автоматизации.
Как работает беспроводная домашняя автоматизация?
Допустим, вы отдыхаете внизу после долгого дня и хотите убедиться, что свет в спальне вашего ребенка выключен на вечер.Разве не было бы неплохо сделать это с помощью беспроводного управления, вместо того, чтобы подниматься обратно наверх? Это беспроводная домашняя автоматизация.
Беспроводная домашняя автоматизация работает за счет развертывания оборудования с низким энергопотреблением, которое может отправлять и получать информацию, такого как датчики света, которые обнаруживают восходящее солнце и отправляют команды для автоматического открывания штор в спальне.
Возможно, вы слышали термин «Интернет вещей» или «Интернет вещей». Это относится к беспроводным устройствам (таким как интеллектуальные термостаты), для которых домовладельцы могут получать доступ к данным и отправлять команды удаленно через подключение к Интернету.Настройки домашней автоматизации часто включают устройства IoT.
Для использования в среде домашней автоматизации было разработано множество беспроводных протоколов, в том числе:
ANT (сеть)
Это работает в диапазоне 2,4 ГГц и считается протоколом со сверхнизким энергопотреблением для беспроводных соединений. Он использует проприетарный протокол, изначально разработанный для использования в данных о фитнесе и спорте, но теперь он все чаще применяется в домашних условиях. Он похож на Bluetooth в том, что он работает с низким энергопотреблением.
Bluetooth
Вы, вероятно, уже знакомы с технологией Bluetooth, поскольку она широко используется для подключения к вашему смартфону таких устройств, как внешний динамик или беспроводные наушники. Bluetooth — хороший выбор, и разработчики продолжают его улучшать, увеличив скорость передачи данных с 1 Мбит / с до 2 Мбит / с между Bluetooth версии 4 и последней версии 5.
Wi-Fi (беспроводной)
Домовладельцы, как правило, также имеют опыт работы с Wi-Fi, например, используют его для подключения ноутбука, планшета или смартфона к Интернету.При использовании Wi-Fi потребляется больше энергии, поскольку этот протокол часто используется для поддержания соединений с высокой пропускной способностью (например, при просмотре видео из потокового сервиса).
Для вашей системы домашней автоматизации может потребоваться Wi-Fi для некоторых приложений с большим объемом данных, которые вы можете обсудить со своей командой по установке во время консультации.
ZigBee
Альянс ZigBee контролирует протокол ZigBee, спецификацию с низким энергопотреблением, основанную на стандарте IEEE 802.15.4 для персональных сетей, обеспечивающую контроль доступа к среде передачи.
Он работает в диапазоне 915 МГц в США и был разработан для ячеистых сетей. С помощью ячеистой сети ваши устройства имеют несколько каналов для связи, позволяя каждому элементу оборудования подключаться друг к другу.
Преимущество Z-Wave перед ZigBee заключается в том, что он потребляет меньше энергии для достижения лучшего покрытия в доме. Однако ZigBee считается более универсальным для соединений на малых расстояниях.
Технология беспроводной домашней автоматизации продолжает расти
Это, конечно, не полный список, поскольку разработчики продолжают создавать и улучшать свои предложения беспроводных технологий.Некоторые протоколы беспроводной сети имеют открытые стандарты, поэтому любой производитель может создавать устройства, которые будут с ними работать.
Другие системы являются проприетарными, что означает, что вам придется продолжать работать с тем же производителем продукта для обслуживания и любых потенциальных изменений или обновлений в вашей системе. Работа с опытным партнером по домашней автоматизации, который всегда в курсе событий и следует передовым отраслевым практикам, имеет важное значение для определения лучшей системы для вашего дома и настройки.
Автоматизированные предметы роскоши
Большинство прагматичных приложений для умного дома, которые мы обсуждали, очевидны и существуют уже довольно давно.Люди всегда хотели видеть излишества — вещи, которые, может быть, и не нужны, но могут сделать вашу жизнь намного лучше. К счастью, многие из них уже доступны и развиваются невероятными темпами.
От кофеварок до мультиварок — многие мелкие бытовые приборы созданы для работы с вашим телефоном, а продукты для домашних помощников делают все это еще проще. С помощью Amazon Echo вы можете подключить к своему телефону сотни продуктов, а затем управлять ими с помощью голосовой команды.Это касается ваших ламп, термостата и даже телевизора. И даже если ваши устройства сами по себе не «умные» — есть несколько розеток, которые могут превратить любимую бабушку настольную лампу в умную!
Поскольку все эти продукты производятся разными компаниями, они не всегда хорошо взаимодействуют между собой. Ваша кофеварка может работать в одном приложении, а свет — в другом. Тем не менее, все они могут подключаться к одному и тому же телефону, что в лучшем случае представляет собой незначительное неудобство.
Установка автоматизации умного дома
Со многими мелкими бытовыми приборами на самом деле нет «установки». Как только вы подключите его к Wi-Fi, все готово. С другой стороны, если вы хотите, чтобы ваш дом был действительно «умным», вам нужно нанять опытного профессионала.
В этом и заключается основная разница между домом, наполненным умными товарами, и «умным домом». Если ваша система не обменивается данными в целом, это первое.
Раньше это означало либо начало процесса установки во время строительства дома, либо снос стен и их последующий ремонт.Ни то, ни другое не кажется идеальным вариантом. К счастью, теперь у вас есть разные варианты. Почти все может работать без проводов, поэтому ваш дом будет в безопасности.
Движение вперед с автоматизацией умного дома
Умная домашняя автоматизация прошла долгий путь. С точки зрения системной сплоченности еще предстоит продвинуться вперед, но смежные современные технологии почти все это снимают.
Возможно, вы еще не готовы к созданию умного дома, но будьте уверены, что в ближайшем будущем это станет стандартной технологией.Продолжающийся прогресс показывает, что автоматизированная роскошь больше не является исключительной чертой Билла Гейтса.
Это захватывающий путь, и мир технологий движется вниз полным спринтом. Следите за новыми продуктами, которые сделают эту технологию доступной в вашем доме.
Будущее уже наступило.
Записаться на прием к эксперту Livewire
Создание эффективного управления умным домом с помощью интеллектуального освещения IoT: пример из практики
Умные дома — это элемент развития умных городов.В последние годы страны всего мира не жалеют сил на продвижение умных городов. Умные дома — это интересное технологическое достижение, которое может сделать жизнь людей намного удобнее. Разработка умных домов включает в себя множество технологических аспектов, включая большие данные, мобильные сети, облачные вычисления, Интернет вещей и даже искусственный интеллект. Цифровая информация является основным компонентом управления и передачи сигналов в умном доме, а информационная безопасность — еще один важный аспект.В случае отказа оборудования задача защиты информации системы имеет первостепенное значение. Поскольку умные дома управляются автоматически, необходимо серьезно отнестись к проблеме безопасности мобильных сетей. Для решения этих проблем в настоящем документе основное внимание уделяется информационной безопасности, большим данным, мобильным сетям, облачным вычислениям и Интернету вещей. Эффективность безопасности можно повысить за счет использования алгоритма Secure Hash Algorithm 256 (SHA-256), который представляет собой механизм аутентификации, который с помощью пользователя может аутентифицировать каждое взаимодействие данного устройства с веб-сервером с использованием зашифрованного имени пользователя и пароля. , и токен.Эта структура может использоваться для автоматической системы охранной сигнализации, мониторинга посещаемости и выключателей света, которые легко интегрируются с любой базой умного города. Таким образом, решения IoT могут обеспечивать мониторинг в реальном времени и подключение к центральным системам для автоматической охранной сигнализации. Платформа мониторинга разработана на основе веб-приложения для получения функций отображения, хранения и предупреждения в реальном времени для локального или удаленного управления мониторингом. Система мониторинга стабильна и надежна при применении SHA-256.
1. Введение
Умный город — это перспективное решение будущего, в котором для сбора данных используются различные электронные датчики Интернета вещей (IoT). Информация, полученная из этих данных, впоследствии используется для эффективного управления активами, ресурсами и услугами; как таковые данные используются для улучшения работы по всему городу. Он включает данные, собранные от граждан, устройств, зданий и активов, которые обрабатываются и анализируются для мониторинга и управления дорожным движением и транспортными системами, электростанциями, коммунальными услугами, сетями водоснабжения, отходами, раскрытием преступлений, информационными системами, университетами, библиотеками, больницами, и другие общественные услуги [1].Данные лежат в основе Интернета вещей, но чтобы сделать их достаточно надежными для широкого распространения, необходимо защитить безопасность и конфиденциальность этих данных. Именно в этом фокусе — спрос на инновации и требования к приемлемой безопасности и конфиденциальности данных [2].
Умный дом — одно из самых ярких приложений в парадигме Интернета вещей. Несмотря на то, что это повысило уровень комфорта и удобства в повседневной жизни пользователей, оно также создает уникальную проблему безопасности, заключающуюся в уменьшении внутренних угроз, исходящих от законных пользователей.Такие угрозы в первую очередь возникают из-за совместного использования устройств IoT и наличия сложных социальных и доверительных отношений между пользователями. Современные домашние платформы Интернета вещей управляют контролем доступа, используя различные механизмы многофакторной аутентификации. Тем не менее, такие жесткие меры безопасности неадекватны для защиты от внутренних угроз, и существует растущая потребность в интеграции поведения пользователей и окружающей среды для принятия разумных решений об авторизации [3].
Одними из ведущих домашних платформ Интернета вещей, появившихся за последние несколько лет, являются SmartThings от Samsung, HomeKit от Apple и Android Things от Google.Эти платформы энергоэффективны, соединяют разнородные устройства и протоколы, позволяют дистанционное управление и активацию, а также поддерживают разработку сторонних приложений [4].
Популярность умной бытовой техники обуславливает все большее развитие Интернета вещей. Например, большинство устройств умного дома, таких как интеллектуальные телевизоры, холодильники, посудомоечные машины, системы охлаждения и обогреватели, среди прочего, подключены к Интернету, чтобы сделать жизнь людей более комфортной и легкой. В настоящее время возможности управления умным домом по объединению и управлению устройствами значительно возросли и развиваются.Умный дом похож на дом, сделанный на заказ, основанный на личных предпочтениях и индивидуальных особенностях. Он может регулировать и контролировать внутренние / внешние особенности дома, такие как освещение, температуру, двери и окна. Управление умным домом можно использовать для настройки яркости и тепла в комнате, настройки фоновой музыки и даже планирования записи и воспроизведения телепрограмм — все в зависимости от вкуса и решения домовладельца. С помощью смартфона также можно удаленно проверить текущее состояние дома.Кроме того, настройки можно регулировать, находясь вне дома. Например, можно управлять кондиционерами, в которых используются датчики температуры и дистанционно управляемыми системами освещения, а телевизор можно включать, чтобы все выглядело так, как будто хозяин дома [5–8]. С помощью специальных интеллектуальных устройств приложения и услуги для умного дома предлагают удобство проживания с учетом образа жизни домовладельца, его стиля жизни и различных других предпочтений. Другими словами, домовладелец может контролировать и контролировать участки своего дома с помощью смартфона [9–11].Таким образом, интеллект и универсальность службы умного дома позволяют пользователям управлять своими домами независимо от того, где они находятся и чем занимаются, с помощью смартфона. Однако, хотя система удобна и эффективна, она может быть уязвима и открыта для угроз безопасности. В отличие от смартфонов, которые имеют приличный уровень технологий безопасности из-за их различных применений (таких как деловое общение, семейные телефонные звонки, обмен текстовыми сообщениями и Интернет-серфинг), умные бытовые устройства имеют слабую технологию безопасности, поэтому они подвержены различным атакам [11 –13].
В этой статье представлена система частной безопасности для смарт-устройств, которую можно применить как к устройствам умного дома, так и к смартфонам. Предлагаемая структура безопасности использует технологию SHA-256, которая защищает от нескольких угроз / действий, включая коды проникновения. Кроме того, в этой статье также объясняются функции модулей, которые ограничиваются контролем доступа для защиты модулей домашних инструментов в умных домах.
В этом документе также будет представлена идея построения интеллектуальной системы освещения.Это система связи, которая одновременно является и системой освещения, и системой наблюдения за безопасностью. Эта система не только позволяет свету включаться и выключаться, когда кто-то присутствует, но пользователи также могут устанавливать цвет и яркость света по своему желанию. Как уже упоминалось, пользователи могут отслеживать статус дома, когда они находятся вдали от дома, с помощью мобильного приложения WebServer и мобильных сетей. Эта система является гибкой в том смысле, что она позволяет одному пользователю управлять несколькими устройствами или нескольким пользователям одновременно управлять множеством устройств.
Основные результаты этого исследования можно резюмировать следующим образом. (i) Большинство интеллектуальных систем освещения спроектированы с использованием простого датчика движения и могут определять, вошел ли человек в зону действия датчика или вышел из нее. Тем не менее, новая интеллектуальная система освещения, описанная в этой статье, объединяет основные функции микроконтроллера ESP 8266-12F и двухуровневую схему с использованием 24 светодиодов WS, установленных в спиральной последовательной конфигурации с охлаждающей подушкой. Цель состоит в том, чтобы сохранить ворота микроконтроллера и оптимизировать площадь лампы.Преимущество дизайна в том, что он позволяет пользователю усилить безопасность своего умного дома. Еще одним дополнительным преимуществом является то, что это значительно снижает затраты на оборудование. (Ii) Используя как шлюз, так и точку доступа (AP), беспроводное устройство должно быть выделено для дополнительной передачи данных, происходящей между ними, что, к сожалению, усугубляет проблему конкуренции. В качестве решения применяется IoT ESP8266-12F, чтобы данные, полученные от датчиков, передавались на сервер данных или в центр обработки данных через Интернет.Это удобный и функциональный процесс, поскольку шлюз и точка доступа будут интегрированы с IoT ESP8266-12F, что представляет собой еще одно преимущество системы. (Iii) Система может использоваться даже при отсутствии Интернета или 4G, путем с использованием AP технологии WLAN. Это достижимо, поскольку интегрированное интеллектуальное осветительное устройство ESP8266-12F развернуто и может получать доступ к Интернету в любое время и в любом месте без необходимости переустанавливать спецификации, обеспечивая тем самым еще один уровень удобства для пользователя (iv) для повышения безопасности системы, построена компактная серверная система, которая может подключаться к сети с высокой производительностью обработки.Кроме того, сервер позволяет пользователям устанавливать программное обеспечение, которое дает им возможность запрашивать дополнительные услуги и ресурсы (v) В этом документе демонстрируется новое решение для связи сервера с каждым устройством и объясняется процесс аутентификации зашифрованных имен пользователей, паролей, токенов и кодов. с использованием SHA-256 для дополнительной безопасности. В исследовании также описывается, как сервер может взаимодействовать с несколькими устройствами, то есть процесс передачи зашифрованных токенов на несколько устройств с использованием SHA-256 для дополнительной безопасности. (Vi) Создан веб-сервер, который способен отслеживать и контролировать умные дома в реальном времени. время, запустив Raspberry Pi 3+, HTML, поддержку JavaScript с WebSocket, Socket.Библиотека IO2 и Python 3
Эта статья организована следующим образом. Раздел 1 знакомит с технологиями и тенденциями исследований в области безопасности умного дома. Затем в разделе 2 описываются соображения безопасности и соответствующие исследования интеллектуальных городов Интернета вещей. Раздел 3 предлагает структуру внутренней безопасности для интеллектуальных систем освещения. Затем в разделе 4 представлены начальная конфигурация и демонстрационные фреймворки, используемые для системы, а в разделе 5 представлен сравнительный анализ. Наконец, вывод сделан в разделе 6.
2. Сопутствующие работы
2.1. Технологии умного дома на основе приложений IoT
Недавно был разработан ряд соответствующих систем умного дома, основанных на приложениях IoT, с целью сделать жизнь людей более удобной и экологически чистой. Однако в реальных условиях возникает несколько проблем. Умный дом управляется дистанционно; Таким образом, он разработан таким образом, чтобы быть энергоэффективным, с основными функциями, включающими освещение и переключение режимов. Более того, недорогая сеть может быть спроектирована на основе использования шлюза, состоящего из Arduino с Ethernet, технологией ZigBee и устройства Android, которое выполняет роль контроллера домашней среды.Недостатки этой системы относятся не ко всем технологиям безопасности, и такое решение не является новинкой в умном доме. Примечательно, что эта система не позволяет / не демонстрирует использование датчиков в сценариях домашнего мониторинга (например, мониторинг потребления энергии, уровня воды и температуры в помещении) [14, 15].
В статьях [16, 17] представлена технология ZigBee для управления домашней автоматизацией с использованием ПК в качестве шлюза и сервера через технологию беспроводной передачи данных Wi-Fi, которая может получить доступ к домашней подсети на платформе Android с удаленным мониторингом.В зависимости от открытого исходного кода и оборудования из другого сценария такая система имеет разные недостатки. Некоторые современные умные дома используют Wi-Fi для технологии беспроводной связи [18]. Это обеспечивает простой способ интеграции системы мониторинга с умным домом. Однако такое дешевое схемное оборудование не так просто реализовать, так как оно связано с некоторыми устройствами.
Между тем, система умного дома использует встроенные датчики, исполнительные механизмы, беспроводные сети и графические пользовательские интерфейсы, которые имеют положительные, гибкие, безопасные и экономичные преимущества.Сенсорная сеть может превратить оригинальный дом в умный дом, в том числе путем введения датчиков освещения, температуры, давления, влажности, движения, пожарной сигнализации и пыли / воздуха [19]. Такая система использует комбинацию микроконтроллеров Raspberry Pi 2 и ESP8266 в качестве оборудования и платформу с открытым исходным кодом. Однако эта платформа сталкивается с множеством проблем; один — аспект безопасности и конфиденциальности. Аналогичным образом, [20] описывает простую платформу, основанную на открытом коде, где авторы представляют решение путем интеграции ESP8266 и MQTT для удаленного мониторинга в умном доме.Кроме того, авторы не применяли технологии безопасности в целях безопасности, и система была запущена на ПК. Это снижает риск безопасности системы IoT и увеличивает стоимость.
Платформа умного дома была разработана и реализована с использованием эффективной системы для туманных вычислений на основе технологий беспроводной связи ZigBee и Wi-Fi [21], получившей название ZiWi. Он использует открытый исходный код для приложения. Автор также включил технологию, предназначенную для оборудования для узла IoT.Другой целью было создание недорогой платформы с легко изменяемыми настройками.
Еще одна система умного дома была разработана с Raspberry Pi и узлом MCU в качестве бэкэнда, который может уведомлять пользователя, если кто-то пытается проникнуть в зону действия системы, и отслеживает потраченные деньги каждый месяц. Вместо технологий ZigBee или Wi-Fi в канале связи, представленном в этом документе, используется бот телеграммы. Таким образом, система не может использоваться в среде реального времени и имеет технологию низкого уровня безопасности [22].
Технология беспроводной связи также интегрирована с технологией микроконтроллеров, что является актуальной темой в исследованиях платформы IoT. На основе этих технологий возможности обнаружения, идентификации и связи могут быть встроены в несколько интеллектуальных устройств. В [23] авторы разработали и реализовали точку доступа IoT, которая выполняет функции координации множественных беспроводных передач. Однако для доступа к компьютеру требуется высокопроизводительная точка доступа, что приводит к высоким затратам на оборудование.
Приложения Android могут удаленно управлять интеллектуальной системой освещения в умном доме с мобильных устройств или планшетов [24]. Имея это в виду, интеллектуальные светодиоды были разработаны для конкретных требований пользователя, таких как оценка температуры и предполагаемое освещение, с использованием технологии ZigBee для передачи данных. Эта система больше подходит для использования на фабриках, чем в небольших домах или квартирах. В таблице 1 представлены основные характеристики различных конструкций технологий умного дома, обсужденных выше, и представлены основные характеристики сервера, технологии канала связи, датчиков, узла IoT, технологии безопасности и приложения.Тем не менее, интеллектуальная система освещения, разработанная в этом исследовании, не разработана с монтажной платой, интегрированной в датчики, и не используется в качестве системы с открытым исходным кодом. Это исследование направлено на разработку печатной платы с двумя слоями и 24 светодиодами, а также на создание веб-приложения с безопасной системой на основе Интернета вещей. Более того, система может безопасно и эффективно собирать данные, обмениваясь данными между сервером и целевыми узлами.
|
2.2. Технологии безопасности Интернет вещей в умном доме
В умном доме почти все системы домашней автоматизации на основе Интернета вещей, включая исполнительные механизмы и датчики, расположены внутри здания. Эта система и сенсорное оборудование подключены к локальному серверу через беспроводную связь для сбора и анализа данных. Однако серьезной проблемой является безопасная передача полученных данных от узлов датчиков на совместимый приемник. В этом подразделе представлены проблемы безопасности, связанные с этими платформами, и сравнивается разработанная структура с другими современными структурами, доступными для умных домов.
В [25] представлена безопасная аутентификация недорогих граничных устройств IoT. Авторы преследовали две цели. Первая цель заключалась в том, чтобы предложить схему сопоставления идентификаторов для проверки идентичности пограничного устройства, чтобы предотвратить попытки других лиц выдавать себя за идентификатор. Чтобы достичь второй цели, авторы применили протокол связи для аутентификации граничных устройств для системы IoT с использованием нежелательных идентификаторов устройств. Использование ПК в качестве шлюза затруднило обеспечение низких затрат в этой статье, поскольку ПК не интегрирован с оборудованием.Таким образом, дизайн оборудования является важным фактором для успешной работы в сфере Интернета вещей.
В [26] авторы предлагают безопасную платформу для умных домов IoT. Представлены три вклада: (1) была разработана аппаратная платформа с использованием платы Intel, (2) был создан энергоэффективный алгоритм безопасности для шифрования данных, и (3) авторы сравнили энергоэффективность своего решения с таковой из другие исследования. Разработанная ими система имеет высокую стоимость и была протестирована только в лаборатории с тех пор, как была применена к тестовой плате и приложению ThingSpeak.Таким образом, главный недостаток данной статьи касается платы Intel и дороговизны системы.
В [27] представлена аутентификация на основе цепочки хеширования для устройств IoT и веб-сервисов. Система может использоваться для аутентификации каждого взаимодействия устройства с веб-службой REST с использованием одноразовых паролей (OTP).
Структура безопасности в [28] представляет систему искренности, которая использует методы самоподписи и контроля доступа для проверки предупреждений безопасности, таких как квалификация данных, утечка и изготовление кода.Кроме того, в документе объясняются некоторые функции модулей, которые определяются контролем доступа для защиты модулей домашних устройств в умном доме.
Безопасность данных является важной темой исследования в контексте Интернета вещей, поскольку системы Интернета вещей все глубже проникают в личность пользователей, и эти устройства функционируют, обрабатывают и хранят различные типы данных. В документе обсуждается несколько проблем, с которыми сталкиваются функции безопасности и конфиденциальности, в основном для приложений, работающих на устройствах с ограниченными ресурсами.Авторы [29] изучали использование криптографического блока, алгоритмов хеширования, кодов аутентификации сообщений, механизмов подписи и важных протоколов обмена, выполняемых на современных устройствах с ограниченными ресурсами. Авторы нашли оптимальную хеш-функцию для добавления к протоколу ограниченного приложения для повышения безопасности без снижения производительности. В этой статье применяется хеш-функция SHA-224 [30]. Авторы нашли оптимальную функцию SHA-224 для добавления к протоколу ограниченного приложения для повышения безопасности без снижения производительности.Другая структура безопасности, предложенная в [31], может предсказывать и защищать от различных возможных злонамеренных атак в сети связи ZigBee и отвечать предупреждением системному администратору.
Объединив побитовую операцию XOR и хеш-функцию, авторы [32, 33] предлагают структуру безопасности для умного дома, чтобы достичь взаимной аутентификации с такими функциями безопасности, как анонимность и идеальная безопасность. В другой статье [34] предлагается использовать алгоритмы безопасности на основе логики для повышения безопасности дома.Исследование классифицирует естественные точки доступа в доме как первичные или вторичные в зависимости от их использования. Обнаружение на основе логики реализуется путем определения нормального поведения пользователя в этих точках доступа и запроса проверки пользователя при необходимости. Положение пользователя также учитывается при изменении состояния различных точек доступа. Между тем, структура SoftAuthZ представлена в [35], где предлагается контекстно-зависимая и основанная на поведении структура безопасности. Он включает в себя мягкие механизмы безопасности, такие как доверие и уверенность, для поддержки решений об авторизации.Между тем, [36] разрабатывает архитектуру Интернета вещей для умного дома с аппаратным и программным обеспечением, спроектированным в соответствии с архитектурой системы. Аппаратная часть в основном анализируется с точки зрения модуля распознавания изображений и модуля распознавания речи, в то время как программная часть в основном представляет собой оптимизированный алгоритм точности системы наблюдения.
В настоящее время существует множество интеллектуальных платформ для Интернета вещей, например [5, 6], и они основаны на стандартной конструкции для устройств Интернета вещей, облачных сервисов и прокси-шлюза. Эти платформы поддерживают устройства Интернета вещей от таких престижных технологических компаний, как Apple, Samsung, Google, Amazon, Philips, Hue, Azure и Lifx.Однако одним из наиболее существенных недостатков этих платформ является цена и тот факт, что часто требуется более одного устройства. Например, для удаленного управления домом у пользователя должно быть одно или несколько устройств Apple. Если у пользователя есть iPhone и планшет iPad, это возможно, но только с iPhone невозможно использовать все функции, поскольку требуется промежуточное устройство Apple. Это демонстрирует ограничение на управление устройствами в локальной сети. Между тем, при использовании, например, Google или Xiaomi, все управляющие команды отправляются на сервер компании для обработки.Основываясь на наблюдениях, мы составили список основных недостатков большинства умных домов, а также некоторые возможные решения: (i) Во-первых, большинство умных бытовых приборов легко доступны для покупки на рынке, но некоторые из них не могут подключаться к определенным системам, таким как Apple, Samsung или Amazon. Большинство этих систем подключаются только к устройствам, произведенным одной и той же компанией. Тем не менее, в этом исследовании разрабатывается печатная плата, совместимая с любым типом интеллектуального устройства или датчика, независимо от их производителя.Более того, некоторые другие структуры и системы требуют ежемесячной оплаты, в отличие от предложенной здесь. (Ii) Во-вторых, цена, связанная с развертыванием и настройкой умного дома, может быть чрезмерной. Чем больше количество устройств и технологий, составляющих систему, тем дороже она будет и тем выше вероятность отказа. На цену влияют многие аспекты, в том числе размер дома, версии продукта, услуги поддержки и документация. Первичный пакет для развертывания в небольших домах обычно стоит не менее 1000 долларов. (Iii) В-третьих, при строительстве и настройке умного дома важно различать старые и новые дома.В первом случае как проводные, так и беспроводные устройства обычно требуют внесения длительных модификаций для обеспечения возможности установки, а в некоторых случаях их установка может оказаться невозможной. Поэтому в предлагаемой системе используется Wi-Fi — технология, доступная для использования в любом доме. Кроме того, применяя алгоритм SHA-256 с 32-битным первым, чтобы избежать атаки грубой силы, представленная политика повышает безопасность, предотвращая внешние кибератаки, которые могут проникнуть в систему связи. (Iv) Наконец, еще одна общая слабость, обнаруженная в большинстве других систем. заключается в том, что они требуют использования сложных и специализированных инструментов, которых у большинства людей либо нет, либо они не умеют пользоваться.Напротив, представленная система удобна и удобна для пользователя и не требует специальных знаний или оборудования для настройки.
На основании таблиц 1 и 2, этот документ был разработан с учетом прошлых недостатков. В то же время он обеспечивает функциональность, обычно требуемую умным домом.
|
3.Системная архитектура IoT Smart Light
Для создания инфраструктуры интеллектуального освещения IoT с повышенной безопасностью система, разработанная в этом исследовании, имеет функции мониторинга освещения и безопасности, которые определяют подробную структуру системы, как показано на рисунке 1. Система разработана для использования на веб-сайте или в приложении. Каждая лампочка состоит из схемы микроконтроллера ESP8266-12F, которая получает данные от датчика в цепи и отправляет эти данные на веб-сервер. Затем WebServer отображает информацию о лампочках и, в зависимости от действий пользователя, передает команды ESP8266-12F для настройки цветов фонарей и их включения или выключения.В автоматическом режиме WebServer использует данные, полученные от датчика движения, для передачи команды на включение или выключение света. Впоследствии он передает предупреждение или сирену, если включен режим охраны. Благодаря функциям системы, которые помогут пользователям легко управлять своей системой освещения, не будет потерь электроэнергии или несчастных случаев, если вы забудете выключить свет. Более того, система играет роль администратора безопасности дома. В частности, пользователи могут интегрировать в систему дополнительные датчики без необходимости установки или настройки устройства.В этом исследовании предлагается разработать и внедрить политики с датчиками движения в ассортимент продукции и включить контроль данных с помощью смартфона с веб-приложением. Используемые компоненты — это оборудование, сервер, Интернет и мобильное приложение, как показано на Рисунке 1.
3.1. Узлы Интернета вещей
На рис. 2 показан прототип узла Интернета вещей, включая все его функции на передней и задней сторонах. Прототип имеет двухслойную схему с использованием 24 светодиода WS2812B в спиралевидном последовательном соединении с охлаждающей подставкой, микроконтроллером, блоком ЦАП, модулем передачи ESP8266-12F, блоком питания и зуммером за схемой.В этом разделе обсуждаются компоненты системы измерения, от датчиков до передающего модуля. Дальнейшая разбивка деталей прототипа представлена в таблице 3, включая рабочие напряжения, рабочие токи, рабочие температуры и цены.
|
3.2. Шлюз сервера
Сервером считается компьютер, подключенный к сети и обладающий высокой производительностью обработки, как показано на рисунке 3.Сервер позволяет пользователям устанавливать программное обеспечение, которое, в свою очередь, позволяет им запрашивать услуги и ресурсы. В настоящее время доступно множество серверов; к ним относятся виртуальные серверы Google, такие как Firebase или другие бесплатные серверы. Как правило, эти системы просты, общедоступны и удобны в использовании и имеют систему статических IP-адресов. Однако у них есть и недостатки: (i) Ограниченное долгосрочное использование; сборы должны быть оплачены, чтобы получить лучшие функции (ii) Ограниченная возможность настройки сервера из-за дорогих услуг подписки (iii) Дорогостоящая система с дорогими счетами из-за зависимости от сторонних поставщиков
Преимущества создания частного Серверные системы следующие: (i) Отсутствие ограничений на ресурсы сервера, что увеличивает пространство для хранения и пропускную способность, а также обеспечивает одновременный доступ.Следовательно, нет необходимости делиться с другими пользователями (ii) Возможность устанавливать и настраивать систему в соответствии с индивидуальными потребностями (iii) Возможности безопасности, настраиваемая конфигурация и частный протокол (iv) Быстрый удаленный доступ для администраторов и простое обновление при необходимости (v) Возможность изучать и внедрять больше протоколов, что стимулирует творчество и возможности поиска (vi) Несколько пользователей и устройств могут быть авторизованы одновременно
Как указано в нашей предыдущей работе, лучший выбор для сервер — Raspberry Pi 3+ [42].Хороший сервер — один из важнейших факторов. Однако серверы и виртуальные серверы, доступные в настоящее время на рынке, часто дороги в аренде или бесплатны, но не работают эффективно. (i) Для создания сервера требуется только Raspberry Pi 3+, так как его можно использовать со многими пользователями и устройствами (ii) Простота программирования и доступа, поскольку основной операционной системой Raspberry является Linux (iii) Высокая скорость сети поддерживает новейшие версии две полосы пропускания (iv) Высокая скорость четырехъядерного процессора 1,4 ГГц обеспечивает отличную производительность для малых и средних проектов
3.3. Конфигурация устройств
Схема, представленная на рисунке 4, суммирует основные взаимодействия, которые могут быть выполнены шаг за шагом в интеллектуальной системе освещения. Прежде чем устройства соединяются друг с другом, они подключаются к серверу (названному программным IP-адресом самообслуживания 192.168.4.1 — это можно изменить), чтобы узнать, могут ли они подключаться друг к другу, что позволяет управлять пропускной способностью сети. Кроме того, параметры связи также контролируются сервером.
3.4. Функциональность IoT Smart Light
На рисунке 5 показана схема применения интеллектуального освещения IoT для реальной системы, в которой используются три компонента: первый — это сервер, который позволяет пользователям подключаться к сети; вторые — это устройства, характеризующиеся модулями, представленными в таблице 3, которые интегрированы в печатную плату; третьи — это пользователи, которые управляют устройствами для мониторинга и обнаружения движения в реальном времени через Wi-Fi или Интернет. Каждое устройство может обмениваться данными со всеми другими устройствами в системе интеллектуального освещения IoT.Семь подробных шагов, необходимых для подключения одного пользователя к одному устройству, сформулированы следующим образом:
(i) Начальная конфигурация . Сервер должен быть настроен таким образом, чтобы все узлы в указанной сети могли обмениваться данными. Это означает, что для него требуется адрес со шлюзом, который всегда открыт. Затем демонстрационная начальная конфигурация сервера может включать в себя следующие элементы, как показано в блоке 1:
|