Иновации в интелигентната сградна автоматизация

Технологиите днес трансформират до неузнаваемост почти всяка област от бита на съвременния човек. В особена степен това важи за сградната автоматизация, която става все по-интелигентна, адаптивна и всеобхватна.

Модерните платформи за автоматизация на жилищни, търговски и обществени сгради са насочени към улесняване на ежедневните дейности за ползвателите и обитателите на тези обекти и повишаване на енергийната ефективност.

Те се отличават с висока степен на интегрираност, комплексност и мащабируемост. Модерната концепция за умен дом или умна сграда не просто позволява автоматизирано или дистанционно управление на дадено устройство или система. Тя е прераснала в многопластова мрежа от свързани елементи, които комуникират бързо и безпроблемно помежду си и с потребителя.

Съвременните платформи за домашна автоматизация обединяват контрола на осветителни системи, ОВК инсталации, кухненски уреди, щори, системи за сигурност, аудиовизуални технологии и различни електрически и електронни устройства в дома, които вече са способни дори сами да вземат решения, за да покрият изискванията на предварително зададени от потребителите графици и програми.

Еволюция на концепцията “smart home”
Концепцията за интелигентен дом води началото си още от научнофантастичните литературни произведения на 20 в. и автори като Рей Бредбъри, много преди да стане възможна на практика. Зората на домашната автоматизация пък можем да потърсим още през далечната 1831 г., когато Джоузеф Хенри изобретява електрическия звънец за врати.

С развитието на технологиите за дома постепенно в масова употреба навлизат изобретения като прахосмукачката, пералнята и сушилната машина, ютията, тостерът. Първото смарт устройство - ECHO IV, пък е създадено през 60-те години на миналия век. Системата може да включва и изключва домашните уреди и да управлява температурата в дома, но не се приема добре на пазара по това време.

Системите за сградна автоматизация започват да навлизат в по-луксозните сгради десетилетия по-късно. Първите “smart home” устройства и системи в потребителския сегмент се появяват в началото на новото хилядолетие, разработени на базата на все по-широкия достъп до интернет и постепенно намаляващите цени на електронните компоненти.

Днес интелигентните домашни системи са все по-достъпни, всеобхватни и лесни за инсталация и експлоатация и правят домовете ни по-комфортни, сигурни и ефективни. Възможности за отдалечен мониторинг и контрол през смартфон или таблет вече се предлагат от почти всяка система за домашна и сградна автоматизация.

Бъдещето на тази сфера се очаква да донесе още по-тясна интеграция между отделните технологии в единни платформи в паралел с нарастващия пазар на смарт устройства. Футуролозите предвиждат, че интелигентният дом ще става все по-самостоятелен и все “по-инициативен”, като ще разполага с възможности да се учи от командите, настройките и навиците на потребителите и дори сам да взема решения как да работи дадена система.

Еволюция на системите за сградна автоматизация
Сред основните двигатели на развитието на технологиите в областта на сградната автоматизация са концепциите за комуникация и свързаност между отделните устройства и системи, начело с Internet of Things (или IoT).

Тя обхваща интеграцията на дигитални и безжични технологии във физическите уреди и устройства от бита ни и свързването им в обща мрежа, която им позволява обмен на информация, централизиран и отдалечен контрол и мониторинг и взаимозависима функционалност.

Колкото повече устройства на пазара се предлагат с възможности за свързване в мрежа чрез интернет и други безжични стандарти, толкова по-мащабни и комплексни стават платформите за сградна автоматизация.
Сред основните фокуси на тази технологична еволюция е сигурността.

Съвременните платформи за сигурност в сгради са свързани с различни системи, като осветление, видеонаблюдение, ОВК, пожарогасителни инсталации и др., и позволяват отдалечено известяване на собствениците или обитателите при евентуален риск за безопасността на хората и материалните активи.

Съвременните системи за сградна автоматизация не просто са ориентирани към подобряване на удобството и комфорта, те се стремят към цялостно повишаване на ефективността на един дом или сграда - по-ниска консумация на вода и енергия, намален въглероден отпечатък, по-малко отпадъци и др.

Сред водещите тенденции в областта са интегрирането на сградното управление в облачни платформи, безжичните контролери, интелигентните термостати, ключалки и звънци, DIY (Do-It-Yourself) платформите, които позволяват на потребителя сам да конфигурира своята система за сградна или домашна автоматизация, без да се възползва от услугите на системен интегратор и др.

Основни съвременни тенденции в интелигентната автоматизация
Наред с IoT устройствата, все по-неделима част от съвременните автоматизирани сгради и домове са и роботите. Те улесняват ежедневните ни дейности или дори цялостно ни заместват в извършването им.

Хуманоидните роботи, които до неотдавна бяха част само от научната фантастика, също все по-масово навлизат в сферата на услугите и публичния сектор, където ефективно изпълняват различни обслужващи роли. Футуролозите предвиждат, че през следващите няколко десетилетия роботите ще достигнат до всеки съвременен дом.

Сред водещите тенденции в областта са мултисензорните, колаборативните, обучаемите и адаптируемите технологии, които все повече се доближават по интелигентност и функционалност до човека.

Все по-разпространени в съвременните интелигентни сгради и домове са т. нар. интериорно-ориентирани устройства - интелигентни термостати, осветители, сензорни екрани, контролери и панели за управление, които са декоративно и естетически издържани и са част от интериора на помещението, без по никакъв начин да се набиват на очи или да се отличават по стил от останалите елементи.

Сред останалите водещи тенденции при решенията за интелигентна сградна автоматизация са програмируемите и зоново-базирани термостати, безжичните контролери, автоматизираните смарт ключалки, възможностите за отдалечен контрол чрез мобилно приложение на домашните системи и др. С нарастването на приложението на тези технологии се разширява и пазарът на спомагателни решения като софтуерни програми, мобилни приложения, различни адаптери и др.

Смарт хъбове или интелигентни домашни центрове за автоматизация
Макар и да звучи сложно, тази технология описва компактни и симпатични устройства, проектирани да обединят и контролират отделните системи и устройства в дома в единна платформа. Интелигентни домашни центрове за автоматизация (smart hubs) най-често се управляват чрез софтуер или мобилно приложение от персонален компютър, смартфон или таблет и позволяват свързване на множество устройства - от няколко до няколко стотици.

Чрез достъп до смарт хъба получавате информация за енергийното потребление, осветлението, микроклимата и сигурността в дома и можете още от офиса да включите отоплението или осветлението у дома.

В допълнение към интегрираните възможности за безжична комуникация с всички устройства в мрежата за домашна автоматизация, смарт хъбовете на пазара днес разполагат с микрофони, високоговорители, датчици за движение, термометри, сензори за качеството на въздуха и влажността, акселерометри, а някои модели - дори и с HD камери с функции за нощно виждане.

Така те могат да бъдат използвани и като системи за сигурност, интеркоми, стайни контролери, аудиоустройства и какво ли още не. Инсталацията им, както и присъединяването на домашните уреди и устройства към мрежата, е лесно и интуитивно и обикновено става през мобилно приложение, достъпно за всички операционни системи.

Домашните хъбове все по-масово са ориентирани към оптимална оперативна съвместимост с различните устройства и поддържат най-разпространените комуникационни стандарти в домашната автоматизация като KNX, DALI, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave, IP и др.

Новости в KNX и DALI платформите
KNX и DALI са сред водещите съвременни технологии за домашна автоматизация и контрол на осветлението и все по-голяма част от конвенционалните системи се предлагат на пазара във версии, съвместими с двата комуникационни стандарта.

KNX е платформа за автоматизация, която позволява свързване в мрежа на множество различни устройства и уреди от различни производители и осъществяване на комуникация между тях. Основно предимство е възможността потребителите сами да конфигурират и мащабират персонализирана система с желаните елементи, както и лесно да я инсталират, адаптират към потребностите на съответния обект и да я разширяват при необходимост.

Стандартът за дигитален адресируем осветителен интерфейс (DALI) обхваща инсталацията, контрола и експлоатацията на съвременните автоматизирани осветителни системи в домовете и сградите. Той позволява създаването на креативни и мултифункционални осветителни решения с възможности за прецизно управление и оптимизиране на енергийната ефективност.

Сред предимствата на DALI платформите е и усъвършенстваната диагностика, която позволява лесно и бързо локализиране на евентуални проблеми в системата.

При тези две технологии новости се появяват на пазара буквално всеки ден и е трудно всички те да бъдат описани и изброени. Водещи тенденции, които ги обединяват, са интегрираното управление, повишаването на енергийната ефективност на домашните системи, разширяването на контролните възможности, преходът към гъвкави и модулни решения, както и все по-богатата гама от продукти за различни приложения, съвместими с KNX и DALI.

Мобилни приложения за отдалечен контрол
Повечето големи компании производители на решения в областта на сградната и домашна автоматизация разработват мобилни приложения, които позволяват на потребителите отдалечено да управляват и наблюдават свързаните устройства и системи. Първоначалният подход на фирмите е пускането на пазара на приложения, които са съвместими само с конкретния продукт или марка.

Днес все по-масово обаче те се ориентират към универсални приложения, които позволяват контрол и мониторинг на широка гама продукти и системи на пазара от различни производители. Тази промяна е в синхрон с цялостната тенденция към отворени стандарти и универсална оперативна съвместимост между устройствата в съвременната интелигентна сградна автоматизация.

Тя позволява изграждането на максимално гъвкави и персонализирани системи, оптимално адаптирани към нуждите на потребителя и приложението.

Отворени платформи и оперативна съвместимост
Сред водещите съвременни тенденции при интелигентните домове са отворените платформи, които позволяват интегрирането на устройства и компоненти от различни производители в единна мрежа. Универсалната оперативна съвместимост цели да отвори пазара на решения за домашна автоматизация и да позволи на потребителите да се възползват от пълния потенциал на технологиите, базирани на отворени стандарти.

Тази тенденция се възприема все по-масово от производителите на софтуерни и хардуерни продукти, които вече са убедени, че е трудно да принудят потребителя да е лоялен само на една марка с години при огромното ценово и технологично разнообразие от решения на пазара.

Отворените стандарти позволяват на обитателите на съвременните интелигентни домове да изграждат гъвкави и персонализирани платформи за домашна автоматизация посредством общ интерфейс или контролно приложение, защитавайки инвестициите им в продукти от различни фирми.

Оперативната съвместимост се осъществява посредством отворени комуникационни протоколи, като Wi-Fi, ZigBee и Z-Wave, в съчетание с отворени платформи за домашна автоматизация като OpenHome и съответните съвместими устройства.

Комуникационни стандарти в съвременните интелигентни домове
ZigBee и Z-wave са два от най-разпространените днес стандарти за домашна мрежова комуникация, които позволяват на съвместимите устройства, като контролери за осветление, сензори за сигурност, димни детектори, термостати и други, да обменят информация помежду си и с централната платформа за автоматизация.

Стандартите изискват изключително ниска енергоконсумация на устройствата и правят възможно свързването на отделни елементи в мрежа, отдалечени един от друг на над 90 м, което ги прави изключително подходящи за smart home приложения.

Сред широко използваните комуникационни технологии е и протоколът X-10, при който контролните сигнали се пренасят по съществуващите електрически проводници в дома. X-10 позволява опростени контролни действия като включване и изключване на осветлението, кухненските уреди и т. н. Предимство на жичната връзка е високата надеждност на комуникацията.

Друг подобен стандарт е Insteon, при който съвместимите автоматизирани устройства комуникират с платформата за автоматизация посредством радиочестотна или жична връзка по електрическите проводници. Основно преимущество отново е високата надеждност и възможността за изпращане на резервни команди.

Технологии с енергозахранване от околната среда в сградната автоматизация
Наред с концепцията Internet of Things, все по-динамично се развиват и т. нар. “energy harvesting” технологии с енергозахранване от околната среда. Сензорите и устройствата с безбатерийно захранване днес са неизменна част от системите за сградна автоматизация.

В областта се разработват стандарти, които задават изисквания към устройствата с такъв тип захранване, използвани в интелигентните домове, сградната автоматизация, индустрията, транспорта, логистиката и други области. Такъв стандарт е EnOcean, който през 2012 г. е ратифициран като международен в ISO/IEC 14543-3-10.

Модулите, базирани на технологията EnOcean, комбинират микроконвертори и електронни компоненти с ултраниска консумация и позволяват безжична комуникация между сензори, контролери, гейтуеи и други устройства с безбатерийно захранване.

Източници на енергия от околната среда могат да са механичното движение, слънчевата светлина, температурната разлика и др. Посредством конвертори тази енергия се трансформира в достатъчно захранване за изпращането на безжичен сигнал към съответния интелигентен контролер в мрежата. Лесната интеграция на технологията в съвременната сградна автоматизация се опосредства от различни по обхват и функционалност софтуерни инструменти.

Технологични тенденции при сензорите
Сензорите са един от продуктовите сегменти, при които се наблюдава най-сериозен технологичен бум на съвременния пазар на решения за интелигентна автоматизация. Водещите тенденции са към миниатюризация, мултифункционалност, по-достъпни цени и все по-масова интеграция в смарт устройства.

Освен потребителската електроника и в частност - мобилните устройства, области със сериозен потенциал за развитие в областта на сензорите са кухненските и домакински електроуреди, биометричните технологии, системите за сигурност и др.

Все по-активна роля в smart home платформите получава т. нар. wearable electronics. Смарт часовниците, гривните и очилата, базирани на високотехнологични сензорни технологии, са с нарастваща достъпност за потребителите и позволяват лесно и интуитивно управление на свързаните уреди и устройства в интелигентния дом.

Съвременният пазар предлага комбинации и пакети от сензори с различна функционалност със все по-компактни размери и на все по-ниска цена, което позволява на различни компании да ги интегрират в решенията си. Разпространени са и инфрачервените или ултразвукови сензори за жестове, които намират широка приложимост при персоналните мобилни устройства, в осветлението, системите за сигурност и др.