Особенности развития "умных домов" в России

Развитие современного мира не стоит на месте, технологии развиваются, IT-компании выпускают всё более и более технологичные устройства. Они предназначены для помощи человеку в его повседневной деятельности, позволяют контролировать и совершенствовать различные сферы его жизни, делая ее более комфортной и освобождая время для чего-то действительно важного.

Активное развитие технологий идет и в направлении систем «умного дома» – жилого автоматизированного дома современного типа, организованного для удобства проживания людей при помощи высокотехнологичных устройств [1–3].

Восприятие данной системы в различных странах имеет свои особенности, например, в России до сих пор важен WOW-эффект – система призвана показать статус владельца, в Европе на первом месте экономия энергоресурсов, а в США – и то, и другое [1].

На самом деле под термином «Умный дом» следует понимать комплекс технологий, который умеет распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответствующим образом на них реагировать по заранее заложенным в него алгоритмам.

На сегодняшний день существует множество различных модификаций и конфигураций систем управления «умным домом», однако основными составляющими всех систем являются:

• -    программируемый логический контроллер , который выполняет роль руководящего и регулирующего механизма, являясь связующим звеном между управляющим человеком и нужным процессом. Наиболее популярными на данный момент являются Овен, VeraEdge и Arduino [4];

• -    периферийные устройства , в том числе роутеры, коммутаторы, GPS/GPRS модули;

• -    коммутационные приборы, которые занимаются включением и выключением механизмов или устройств, к ним относятся реле, блоки питания, различные диммеры;

• -    измерительные приборы, устройства, измеряющие различные показатели: температуру, влажность, уровень света и т. д., к которым относятся различные датчики и сенсоры;

• -    устройства, непосредственно исполняющие сигналы от контроллера, к которым относятся: насосное оборудование, клапаны подачи воды, осветительные приборы, обогревательные элементы и водонагревательное оборудование и т. д. [3, 5, 6].

Основной целью работы всей системы интеллектуального дома является автоматизация и контроль всех процессов, происходящих в нём (рис. 1). Первоначально всё управление настраивается на самостоятельное включение и отключение тех или иных механизмов, упрощающих жизнь человека в доме. Контроллер «умного дома» может выполнять и

Рис. 1. Возможности умного дома

контролировать задачи, которые заложены у него в программе или же ранее были выставлены пользователем. При этом обязательна обратная связь между человеком, управляющим домом, и контроллером.

Связь для управления этой довольно сложной системой является немаловажным компонентом. Существует несколько основных типов связи:

• -    беспроводная локальная - сеть, где передача данных осуществляется через радиоэфир, создана на основе беспроводных технологий.

Преимущества: управлять системой можно из любой точки здания, включая придомовую территорию.

Недостатки: имеет ограниченный радиус действия, так как используется радиосигнал, Wi-Fi, или в крайнем случае Bluetooth. Необходимо учитывать материал, из которого сделан дом, он может выполнять экранирующую функцию (металлический сайдинг или ж/б), тогда устанавливают специальные усиливающие беспроводной сигнал приборы или же дополнительные радиоточки [3, 4];

• -    удалённая беспроводная связь, которая возможна только при соединении контроллера «умного дома» с глобальными сетями, системами расширения связи. Например, можно использовать GSM, GPRS и мобильный интернет. Основные устройства связи – это телефон (смартфон), планшет или ноутбук. Преимущества: даже если отсутствует Интернет, можно отправить или получить sms-сообщение на телефон о состоянии той или иной системы, управляемой контроллером. Недостатки – это стоимость;

• -    проводная локальная связь - это один из устаревших и редко используемых способов. Связь происходит по кабелю. Любой центральный или региональный контроллер «умного дома» имеет проводное подключение. Расширение связи и функции происходит с помощью коммутатора, который создаёт несколько ответвлений. Управление будет осуществляться с помощью компьютера или кнопок, расположенных на сенсорной/механической панели управления. Но иногда и через компьютер можно выполнять соединение, но это не совсем удобно, поскольку теряется мобильность в управлении. Преимущества: обладает хорошей надежностью, подходит для любого контроллера. Недостатки – это отсутствие удаленного управления. Так как связь проходит с помощью кабеля или электрической проводки, в доме появляется разветвленная сеть проводов, что не всегда удобно и эстетично;

• -    проводная удаленная связь - это наиболее дорогой способ, потому что требует проложенных кабелей специально для «умного дома». И чем дальше будет расположен блок управления, тем больше будет возникать проблем при необходимости связать его с контроллером. Чаще всего такой метод связи применяется не для частных, а для государственных организаций и структур для управления несложными процессами корпусов зданий и близлежащей территории. Преимущества: надежность. Недостатки – это самый дорогой способ; наличие проложенных кабелей. Для дома проводная удалённая связь применяется очень редко [7, 8].

Одними из самых важных элементов жизнеобеспечения в жилом доме являются системы водоснабжения и водоотведения. «Умный дом» позволяет управлять системой водоснабжения, экономично расходовать холодную и горячую воду. Полить газон, цветник, наполнить и подогреть воду бассейна, заранее запустить сауну/баню и поддерживать в них необходимую температуру - все это можно сделать одним нажатием клавиши панели управления внутри дома или со смартфона. «Умный дом» выполнит операции в системе водоснабжения в автоматическом режиме, соотнося текущие параметры с заранее определёнными.

Система водоснабжения, водоотведения и водопользования представляет собой набор смарт-оборудования следующего типа (рис. 2):

• -    насосы для автоматической подачи воды в дом;

• -    водонагреватели с контролем уровня нагрева;

• -    смесители сенсорного типа;

• -    система слежения переполнения емкостей или резервуаров, осуществляемая с помощью автоматического клапана сброса воды из системы водоснабжения;

• -    система защиты от протечек - автоматическая блокировка водоснабжения при протечке и заливе помещения. Состоит из контролирующего устройства, специальных кранов и датчиков, детектирующих затопление (Аквасторож, Neptun, Гидро-лок и другие);

• -    реле контроля напора в системе водоснабжения;

• -    система автополива теплицы, газона;

• -    приборы налива ванны, бассейна или джакузи по заданному сценарию;

• -    система управления баней, сауной по заданному сценарию;

• -    устранение воздушных пробок в водопроводной сети и многое другое [9-16].

Развитие любого рынка устройств происходит неравномерно, уровень применения различен во многих странах мира. Основными потребителями на данный момент являются США и страны Евросоюза. На данный момент чуть менее 30 % домов в США и чуть менее 17 % всех домов в Европе имеют установленные системы «умного дома» (рис. 3). По предположениям ведущих экспертов в данной отрасли использование этих систем должно увеличиться в два раза в ближайшее время [2].

В России внедрение технологий, характерных интеллектуальному зданию, составляет всего 3 %. Несмотря на это, существующие тенденции позволяют предположить, что в связи с активным развитием в РФ коттеджных поселков технология начнет развиваться активными темпами и образовавшееся отставание от лидеров отрасли в 5 лет будет компенсировано, так как «умный дом» - это комфорт и безопасность, экономия сил и времени, сбережение энергии и семейного бюджета.

Однако развитие рынка «умных домов» в России сдерживает ряд факторов, одним из которых является то, что российские компании практически не присутствуют на рынке технологий «Умного дома». По количеству зарегистрированных патентов Россия во много раз отстает от развитых стран

Рис. 2. Схема управления ВиВ

35,0%

29,2%

2013       2014       2015       2016       2017       2018       2019

США     Европа

Рис. 3. Количество домохозяйств, оборудованных системами «Умного дома», % мира. Реализуемые в стране проекты преимущественно связаны с точечной цифровизацией и интеллектуализацией отдельных городских сервисов и инфраструктур. Изначально в России работали только инсталляторы, использующие импортное оборудование. Сейчас появляются готовые комплексные решения различных брендов: Rubetek, «Мегафон» (Life Control), ООО «Информационные системы и стратегии», ООО «Юникорн» и др., но их количество не позволяет в полной мере удовлетворить потребности российского рынка «умных домов» [17].

Почти 50 % решений «умного дома» в России предназначены для автоматизации зданий, в первую очередь систем ЖКХ (энерго-, тепло- и водопотреб-ления), и систем безопасности. С 2017–2018 гг. начался динамичный рост количества интегрированных комплексных решений для «умного дома» -«All in one». Большая часть подобных решений предназначена для квартир, что связано с выходом на рынок в 2017-2018 гг. крупных телеком-операторов (МГТС, Ростелеком, Мегафон), предлагающих системы и отдельные подсистемы для «умного дома». Большая часть решений интегрируема, что дает возможность для создания новых более комплексных продуктов и сервисов. Практически отсутствуют собственные решения в сфере развлечений, «умной кухни» и здоровья [17].

Хотелось бы акцентировать внимание на трёх основных факторах, ограничивающих развитие рынка «умных домов» в России: первый - это отсутствие собственных решений для «умного дома», второй фактор - отсутствие комплектующих для построения систем «умного дома» и третий фактор складывается из двух предыдущих - это цена. Именно стои- мость «умного дома» в России и определяет его как что-то дорогое, умеющее выполнять разные «трюки» (например, открывать - закрывать шторы, включать - выключать свет и т.п.), при этом не особо нужное и важное, указывающее на статусность своего хозяина. Для большинства россиян собственное «интеллектуальное здание» на данный момент - это показатель роскоши и достатка, а не способ экономии энергоресурсов и средство комфортной жизни.

Для устранения сдерживающих развитие факторов Правительством Российской Федерации была утверждена программа «Цифровая экономика Российской Федерации» [18–20]. Целями настоящей Программы являются:

• -    создание экосистемы цифровой экономики Российской Федерации, в которой данные в цифровой форме являются ключевым фактором производства во всех сферах социально-экономической деятельности и в которой обеспечено эффективное взаимодействие, включая трансграничное, бизнеса, государства и граждан;

• -    создание необходимых и достаточных условий институционального и инфраструктурного характера, устранение имеющихся препятствий и ограничений для создания бизнесов и недопущение появления новых препятствий и ограничений как в традиционных отраслях экономики, так и в новых отраслях и высокотехнологичных рынках;

• -    повышение конкурентоспособности отдельных отраслей экономики Российской Федерации и экономики в целом.

Реализация настоящей Программы требует тесного взаимодействия государства, бизнеса и науки, так как основным результатом ее реализации должно стать создание не менее 10 национальных компаний-лидеров – высокотехнологичных предприятий, развивающих «сквозные» технологии и управляющих цифровыми платформами, которые работают на глобальном рынке и формируют вокруг себя систему «стартапов», исследовательских коллективов и отраслевых предприятий, обеспечивающую развитие цифровой экономики.

В настоящее время запущена цифровая платформа «ит-гранты.рф», где на развитие существующих компаний и поддержку «стартапов» в области развития информационных технологий предусмотрены миллионные гранты. Возможно, что такая поддержка грантами поможет изменить ситуацию на рынке «умных домов» в России и позволит развиваться существующим компаниям и реализовывать свои идеи «стартапам».