System inteligentnego domu

„System inteligentnego domu” jest wyjątkowo niejasnym pojęciem. Polski i zagraniczny rynek tego typu produktów nie komunikują jasno, jaki typ systemu reprezentują – co w niektórych przypadkach nie powinno dziwić, bo w końcu chodzi o zrobienie biznesu. A wybór któregoś z nich determinuje szereg możliwości i ograniczeń związanych czy to z dodawaniem nowych elementów do takiego systemu, czy skutecznością działania.

Z tego artykułu dowiesz się, że system inteligentnego domu może być:

• przewodowy i bezprzewodowy,
• otwarty i zamknięty,
• prosty i kompleksowy,
• scentralizowany i zdecentralizowany.

System inteligentnego domu – znaczenia

W branży systemów inteligentnych domów (zwanych także systemami smart home czy systemami automatyki domowej) panują dwa rozumienia zwrotu „system inteligentnego domu”. Pierwszy, zgodnie z którym, „system inteligentnego domu” należy rozumieć jako zbiór 3 grupy urządzeń, które się ze sobą komunikują i wpływają wzajemnie na siebie – a więc system. Tymi 3 grupami urządzeń są:

• narzędzia sterujące (panel ścienny, aplikacja na smartfony i tablety),
• urządzenia sterowane (oświetlenie, rolety, bramy, itd.) oraz
• nazwijmy go umownie – komputer, który umożliwia komunikację wyżej wymienionych oraz automatykę.

Drugie rozumienie jest węższe, gdyż przez „system inteligentnego domu” rozumie tylko centralę sterującą, które zadaniem jest umożliwienie tego, że narzędzia sterujące i urządzenia sterowane komunikują się ze sobą, a dalej – mogą działać w sposób samodzielny i automatyczny.

Przewodowy i bezprzewodowy

Przewodowy system inteligentnego domu

Elementy inteligentnego domu mogą być połączone ze sobą bezprzewodowo (np. poprzez wi-fi) lub poprzez klasyczny kabel prowadzony w ścianie, podłodze lub suficie – czyli przewodowo.

Systemy inteligentnego domu typu przewodowego wymagają poprowadzenia przewodów od centrali sterującej do każdego urządzenia. Taka instalacja wymaga specjalnej instalacji elektrycznej, a jego montaż bywa skomplikowany. Decyzję więc o instalacji systemu należy podjąć podczas budowy domu, a najpóźniej na etapie stanu surowego zamkniętego lub w momencie jego generalnego remontu.

Popularnym powodem wyboru systemu przewodowego jest brak ograniczeń związanych z zasięgiem oraz błyskawiczny przesył danych, a więc i stabilny przesył tych danych. Raz podłączony, pracuje stabilnie przez lata, nie wymagając ingerencji czy konserwacji. No i inna sprawa – nie trzeba wymieniać baterii. Z kolei w systemie bezprzewodowym roleta i włącznik muszą mieć nadajnik i odbiornik sygnału bezprzewodowego, żeby mogły się ze sobą kontaktować – a taka komunikacja nastręcza czasem pewnych kłopotów (o tym jest w kolumnie obok)

Sterowanie ręczne w takim systemie może się odbywać poprzez panele ścienne – niektóre które posiadają możliwość sterowania gestami. Ale także poprzez smartfon i tablet. Pewne systemy w swej ofercie posiadają obie zarówno panel ścienny, jak i aplikację na smartfon czy tablet, którymi chętnie klienci zastępują wszystkie dotychczasowe włączniki i sterowniki w domu.

Jako, że instalacja takich systemów jest skomplikowana, więc musi ją przeprowadzić fachowiec, a czasem i inżynier oraz programista z odpowiednim certyfikatem czy autoryzacją.

Przykładowe marki: Grenton, Nexwell, Control 4.

Bezprzewodowy (radiowy) system inteligentnego domu

Jak sama nazwa wskazuje, do ich działania nie jest potrzebne okablowanie, a wszystko odbywa się dzięki falom radiowym. Co za tym idzie, montaż takiego systemu jest niemalże nieinwazyjny i nie wiąże się ze skomplikowanymi pracami budowlanymi.

W przypadku systemów bezprzewodowych, szczególnie należy rozważyć zakłócenia, jakie się mogą pojawić ze względu na działanie innych urządzeń w domu, które komunikują się w sposób radiowy. Warto też zwrócić uwagę na sposób wykończenia pomieszczeń, bowiem pomieszczenia w których znajduje się dużo kamienia, marmurów, luster lub szkła mocno ograniczają łączność radiową. Uwzględnić należy również właściwości wielu farb, jakimi inwestor może pokryć ściany.

Innymi słowy, ważne, aby elementy komunikujące się bezprzewodowo były w zasięgu emitowanej sieci. Jeżeli odległość pomiędzy urządzeniami jest zbyt duża, należy użyć repeatera sygnału (nie wszystkie systemy posiadają taką możliwość).

Bezprzewodowe rozwiązanie dobrze sprawdza się w przypadku automatyzowania niewielkich przestrzeni – mieszkań oraz domów o jednej kondygnacji do około 120 m2. Na takich powierzchniach praca systemu powinna przebiegać bez żadnych kłopotów. Systemy tego typu nie pozwalają na tworzenie rozległych instalacji. Najczęściej maksymalna liczba elementów należących do systemów wynosi 100. To naprawdę niewiele. Do mieszkania może starczy, do domu już nie.

Przykładowa marki: Grenton, Fibaro, Smart Things, xComfot, Delta Dore, Fakro Smart Home

Zamknięty i otwarty

Zamknięty system inteligentnego domu

Przez wiele lat na rynku automatyki budynkowej rozwijane były systemy proponowane przez niewielką liczbę firm oferujących rozwiązania autorskie. Stanowią one jako tzw. systemy zamknięte, których elementy były, pod względem konstrukcji, często objęte tajemnicą producenta.

Skutkowało to tym, że urządzenia oraz usługi instalacyjne i serwisowe były domeną tylko jednej firmy albo niewielkiej liczby podwykonawców – co znacząco ograniczało możliwość zarówno dodawania kolejnych urządzeń, jak swobodę wyboru odpowiednio wykwalifikowanego podwykonawcy.

Każde z urządzeń stosowanych w systemie zamkniętym musi pochodzić od tego samego producenta. Słowem, systemy takie są kompatybilne z innymi, tak więc inwestor czy właściciel domu, decydując się na określone rozwiązanie, musiał przyjąć jednolity system w całym budynku i godzić się z tym, że za wielu zmian zrobić mógł nie będzie.

Przykładowe marki: Grenton, KNX/EIB, BacNet, LonWorks, ZigBee, Dali

Otwarty system inteligentnego domu

Od kilkunastu lat rozwijane są interesujące alternatywne systemy automatyki, które należą do tzw. systemów otwartych. Otwartość takich systemów polega na tym, że nie mają zamkniętej drogi do łączenia się z innymi systemami i urządzeniami.

Z powodu przyjęcia określonych ogólnodostępnych standardów komunikacji między urządzeniami (np. Z-Wave czy chociażby Wi-Fi) urządzenia wykorzystywane w systemie otwartym mogą pochodzić od różnych producentów. Innymi słowy, systemy takie są właśnie otwarte na kolejne urządzenia nawet innych marek i producentów.

Jedną z newralgicznych cech systemu automatyki budynkowej jest zapewnienie jego odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa. Powszechnie znany, standardowy format danych przesyłanych pomiędzy urządzeniami w systemie otwartym powoduje, że bezpieczeństwo danych i całego systemu może być niskie. W tym przypadku zaletą systemów zamkniętych jest wyższy poziom uzyskany dzięki zastosowaniu niejawnego protokołu komunikacyjnego.

Podsystemy zaliczane do krytycznych, czyli przeciwpożarowe czy ostrzegania, powinny być realizowane jako systemy zamknięte. W przypadku niektórych systemów otwartych istnieje niewiele możliwości współpracy z podsystemami bezpieczeństwa, natomiast w systemach zamkniętych są zwykle gotowe rozwiązania umożliwiające współpracę zarówno z podsystemami bezpieczeństwa, jak i systemami otwartymi.

Przykładowe firmy: F&F, DSI, Creston, Lutron, Extron, DyNet

Wyspowy i kompleksowy

Wyspowy system inteligentnego domu

Specjaliści z branży smart home dla opisu rozwiązań prostych używają się zwrotu „rozwiązania wyspowe”, gdyż rozwiązania tego typu działają w sposób niezależny od siebie, nie współgrają ze sobą, nie kontaktują się ze sobą, nie mają na siebie wpływu niczym rozsiane po oceanie wyspy. Przykładami takich rozwiązań są: inteligentne oświetlenie, inteligentne ogrzewanie czy chociażby inteligentne gniazdka.

Gdyby posłużyć się przykładem: inteligentne oświetlenie pozwala sterować światłem, jego natężeniem oraz tworzyć tzw. sceny świetlne. Jest to bardzo wygodne rozwiązanie – o określonej godzinie światło może się samoistnie ściemniać lub wyłączać całkowicie.

Ale bez podłączenia takiego rozwiązania do kompleksowego systemu inteligentnego domu, nie dojdzie do współpracy z roletami czy systemem alarmowym. Innymi słowy, nie dojdzie do sytuacji, że za pomocą jednego kliknięcia, obniżysz rolety i wyłączysz światła albo że pojawiający się dym na terenie domu sprawi, że inteligentny dom podniesienie rolety i zwiększy bieg wentylacji.

Rozwiązania wyspowe niosą ze sobą inne wyzwania. Otóż pewnych klientów nie zadowala fakt, że każde z tych rozwiązań wymaga osobnego narzędzia sterującego – zwłaszcza, gdy zakupi różne rozwiązania wyspowe, różnych producentów. Zazwyczaj nie zawierają one specjalizowanych przycisków, paneli i czujników. I nie w każdym przypadku da się da się je połączyć z nimi.

Sterowanie każdym z nich odbywa się za pomocą (osobnej) aplikacji. Co z kolei oznacza, że zakup kolejnego takiego rozwiązania skutkuje zainstalowaniem kolejnej aplikacji – można więc sobie wyobrazić sytuację, gdzie mamy kilka, a nawet kilkanaście aplikacji do sterowania różnymi urządzeniami domu.

Kompleksowy system inteligentnego domu

Kompleksowe systemy inteligentnego domu umożliwiają zaawansowane sterowanie warunkowe, automatyzację rutyn (automatycznie działające urządzenia i systemu domu) przy jednoczesnym zachowaniu manualnego sterowania za pomocą aplikacji na smartfon czy panelu ściennego.

Systemy zaawansowane są o wiele wygodniejsze i zdecydowanie bardziej sprytne niż wyspowe. Mogą sprawić, że natężenie oświetlenia będzie samodzielnie dostosowywało się do warunków panujących na dworze czy będzie sterować dwoma źródłami ogrzewania jednocześnie (np. ogrzewanie podłogowe + biokominek).

Oprócz tego będą zasuwać żaluzje w przypadku bardzo silnego nasłonecznienia lub zamykać okna w czasie burzy. Systemy zaawansowane mają o wiele bardziej rozwiniętą sieć czujek i detektorów, które same reagują na zmieniające się warunki zarówno w domu, jak na zewnątrz.

Tym, co wyróżnia dodatkowo te grupę systemów na tle rozwiązań wyspowych są dotykowe, ścienne panele sterujące – które także się różnią funkcjonalnościami, estetyką, gabarytami, gdyby porównywać producentów. Zapewnia on dostęp do większości funkcji i parametrów konfiguracyjnych.

Scentralizowany i zdecentralizowany

Scentralizowany system inteligentnego domu

W takim wariancie zbieranie, przetwarzanie i wymiana informacji odbywa się zawsze za pośrednictwem głównego modułu (centrali, czyli swoistego komputera czy procesora). W tej wersji systemu inteligentnego domu sygnały ze wszystkich czujników i komendy sterujące poszczególnymi urządzeniami przechodzą przez centralę – czyli główny sterownik zbierający sygnały, interpretujący je i podejmujący jakieś działanie adekwatnie do sytuacji.

Takie scentralizowane układy są zdecydowanie popularniejsze, bo łatwiej je wykonać i zaprogramować. Mogą nadzorować pracę urządzeń pochodzących od różnych producentów. Taki system łatwiej przeprogramować, bo wszystkie istotne operacje odbywają się w właśnie w centrali sterującej, a nie w osobnych urządzeniach. Czujniki i urządzenia są dla niej elementami peryferyjnymi – dostarczającymi informacji albo wykonującymi konkretne, proste polecenia w rodzaju włącz, wyłącz, zwiększ moc o 20%, itp.

System centralny dysponuje tzw. centrum dowodzenia, które przesyła komunikaty do wszystkich podłączonych do niego urządzeń. Jeżeli któreś z nich ulegnie awarii, pozostałe będą działać nadal. Wadą jest oczywiście możliwość awarii całego systemu w wyniku uszkodzenia jednego elementu – centrali. Jest to jednak mało prawdopodobna sytuacja. Ponadto nie ma co obawiać się czarnych scenariuszy rodem z filmów science-fiction. Jeżeli centrala „padnie”, każde z urządzeń (np. kocioł, centralę wentylacyjną) będzie można obsługiwać indywidualnie, jak w domu bez instalacji inteligentnej.

Przykładowe firmy: Grenton

Zdecentralizowany system inteligentnego domu

W systemie zdecentralizowanym poszczególne urządzenia są autonomiczne. Choć połączone w sieć, same interpretują trafiające do nich sygnały i odpowiednio modyfikują swój sposób działania. Oznacza to, że każde urządzenie musi mieć własną elektronikę, służącą przetwarzaniu sygnałów.

Czujniki i urządzenia wykonawcze wymieniają się na bieżąco informacjami, ale to indywidualny sterownik każdego z nich interpretuje spływające dane i ewentualnie zmienia sposób pracy.

Urządzenia, które będą działać w takim układzie muszą mieć więc wbudowane przez producenta odpowiednie moduły elektroniczne. Prawdopodobnie najpopularniejszym tego rodzaju systemem w Europie jest KNX. Kompatybilne z nim urządzenia produkuje wiele firm. Przeprogramowanie takiej instalacji jest nieco trudniejsze (bo każdym urządzeniem sterują odrębne programy).

Przykładowe firmy: KNX, Ampio