CC BY
142
НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМЫ «УМНЫЙ ДОМ» КАК ОСНОВНОГО КРИТЕРИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА Рычкова В.А. Email: [email protected]
Рычкова Виктория Андреевна - магистрант, кафедра электроэнергетики, Мурманский государственный технический университет, г. Мурманск
Аннотация: в статье рассмотрены основные аспекты надежности системы «умный дом»: наличие в здании единой системы управления всеми инженерными системами; наличие вычислительных мощностей, достаточных для принятия решений; устранение всего обслуживающего персонала здания и передача функций контроля, принятия решений и выполнения действий «интеллектуальному центру» и его подсистемам; возможность мгновенного отключения компьютерного управления умным домом и передача управляющих функций человеку; собственная автоматика, обеспечивающая их безопасное функционирование при отключении центрального управления; конфигурация системы должна предусматривать возможность расширения.
Ключевые слова: направление и перспективы развития, энергосбережение, система «умный дом».
THE RELIABILITY OF THE SYSTEM "SMART HOUSE» AS THE MAIN CRITERION OF EFFICIENCY OF FUNCTIONING OF OBJECT Rychkova V.A.
Rychkova Victoria Andreevna - Master's degree Student, DEPARTMENT OF POWER ENGINEERING, MURMANSK STATE TECHNICAL UNIVERSITY, MURMANSK
Abstract: the article describes the main aspects of the reliability of the system "smart home ": the presence in the building of a single control system of all engineering systems; the availability of computing power sufficient for decision-making; the elimination of all staff of the building and the transfer of control functions, decision-making and action "intelligent center" and its subsystems; the ability to instantly turn off the computer control of the smart home and the transfer of control functions to man; own automation, ensuring their safe operation when the Central control is turned off; the system configuration should be extensible. Keywords: prospects for using, energy saving, the system "smart house».
УДК 621.316.03-52
Если рассматривать концепцию умного дома по пунктам, то можно отметить: пункт первый выполнен и даже перевыполнен. Созданы инженерные системы, оснащенные программируемым управлением, они обладают собственным интеллектом и могут интегрироваться в единую систему, подключаться к общему центру управления. Однако их применение не столь широко распространено. Причины этого рассмотрены в следующих разделах.
Рассмотрим второй пункт: распознавание ситуаций и выполнение последовательности действий, соответствующих ситуации. В этом направлении добились успехов создатели систем безопасности. При возникновении пожара выполняется несколько действий: включается звуковой сигнал, посылаются сообщения в пожарную охрану и на телефон владельца, активизируются средства пожаротушения.
Сложившийся в прошлом веке образ умного дома включает в себя присутствие умных машин, выполняющих роль обслуживающего персонала. В том умном доме фантастов и футурологов роботы наводят чистоту и порядок, готовят пищу и сервируют стол, чистят обувь, вовремя ремонтируют сантехнику и электропроводку, утилизируют мусор, выполняют указания хозяев. Причем все это они, по замыслу авторов концепции, делают быстрее и лучше, чем люди [3].
Таких роботов в современном умном доме нет. Системы, предлагаемые на рынке, включают в себя сложную электронику, программируемые устройства на микропроцессорах или управляющие компьютеры и довольно простые исполнительные механизмы. Большинство наборов не имеют в комплекте исполнительных устройств; их нужно приобретать отдельно или использовать имеющиеся электродвигатели.
Здесь проявляется основная проблема робототехники: не получается создать искусственное тело. Не создан механизм, по функциональности близкий или превосходящий человеческое тело.
На самом деле время до возникновения отказа какого-нибудь узла еще меньше, поскольку каждый двигатель подключается к источнику питания посредством разъемов. Вероятность ухудшения проводимости электрических контактов, особенно в условиях подвижной системы, выше, чем вероятность отказа двигателя. Нужно также учесть сенсоры, которых должно быть несколько сотен или тысяч для адекватной ориентации в пространстве и выполнения действий, аналогичных действиям человека. В результате сложность системы оказывается слишком высокой, и она не способна к длительному функционированию.
Создатели концепции умного дома, поставив амбициозные задачи во втором и третьем пунктах, опасались результатов их воплощения. Итак, в соответствии с концепцией, искусственному интеллекту, превосходящему человеческий, будет доверена оценка ситуации, принятие решений и выполнение действий. Из здания будет удален обслуживающий персонал и заменен роботами, подчиненными центральному компьютеру. Какими могут быть последствия? Мощный искусственный интеллект может выйти из повиновения. Это даже неизбежно, если его мощность будет выше человеческого. В таком случае умный дом, в котором люди заменены роботами, может оказаться в конфликте с владельцем, и эта ситуация может стать опасной.
Поэтому сразу после самых амбициозных пунктов следует четвертый: должна быть обеспечена возможность мгновенного отключения центральной управляющей системы, переход на ручное управление.
На современном этапе системы умного дома не столь интеллектуальны, как ожидалось в прошлом веке, и не собираются выходить из повиновения. Но возможность перехода на ручное управление есть во всех управляющих устройствах. Это бывает необходимо, в том числе, и в случае отказа электроники.
Отключение центрального управления не должно приводить к авариям и серьезным затруднениям. Это требование изложено в четвертом пункте. Например, холодильник и электропечь могут работать по командам с центрального пульта, но могут функционировать как самостоятельные устройства. Система отопления, вентиляции, пожарной сигнализации и т.д. должны иметь свое автономное управление.
Завершающие пункты концепции умного дома носят чисто технический характер. Системы умного дома должны быть унифицированы и легко интегрироваться в единую систему; к единому центру должно подключаться неограниченное число подсистем; инженерные системы дома должны проектироваться с учетом взаимодействия с интеллектуальными управляющими и обслуживающими устройствами.
Системы, существующие и разрабатывающиеся в настоящее время, соответствуют этим требованиям. Команды с единого управляющего центра могут подаваться системам внутреннего и наружного освещения, системам вентиляции и
кондиционирования, обогревателям, кухонным приборам и т.д. Расширение системы умного дома выполняется по тому же принципу, что и расширение компьютерной сети. Логичным этапом явилось подключение умного дома к интернету и мобильной связи, появилась возможность дистанционного контроля и управления.
Прогнозировалось создание системы, внушающей обоснованные опасения и даже мистический страх. Фраза «весь персонал здания удаляется, принятие решений передается системе» - вызывает ассоциации со сценарием фильма ужасов. Чтобы снять напряжение, в концепцию включен пункт о мгновенном отключении системы [4].
Странно, что инженера и программисты, авторы концепции, игнорировали факт, что сами технические устройства нуждаются в техническом обслуживании, программировании, ремонте. То есть уборщица заменяется роботом, к которому приставлены программисты, ремонтники, системотехники. Этот персонал - весьма квалифицированный и высокооплачиваемый - нельзя удалить из здания, начиненного техническими системами. Стоимость эксплуатации роботизированного жилища значительно выше, чем простого.
Другой момент - снижение надежности системы при увеличении ее сложности. Количество больших и малых аварий и неисправностей в сложной технической системе становится неприемлемо высоким при возрастании сложности. Теория надежности позволяет оценить ресурс технической системы, затраты времени на техническое обслуживание, время работы до отказа. Производились ли расчеты надежности отдельных роботов и умного дома в целом, при создании концепции? Публикаций на эту тему нет.
Более сложные и дорогие системы контролируют освещение, системы микроклимата, включают и выключают бытовые приборы.
Рынок систем умного дома пополняется новинками во всех ценовых сегментах; наиболее продвинутые системы проектируются по заказу.
В связи с новыми возможностями, предоставляемыми интернетом и мобильной связью, возникли и новые проблемы. Самая важная проблема - это сохранение конфиденциальности, защита управляющей системы от взлома и хакерских атак. Эту опасность следует учитывать, устанавливая мобильное приложение «умный дом» на смартфон.
Еще один сюрприз для любителей эффектных решений - системы, в которых команды даются голосом. Системы с голосовой связью достаточно популярны, для них разработаны программные продукты:
- BitVoicer. Этот продукт работает исключительно на операционной системе Windows, что исключает его использование на множестве устройств;
- Arduino Voice Recognition. Является фирменным устройством для распознавания голосовых команд от компании Arduino. Среди недостатков специалисты отмечают ограничение по количеству команд, долгий процесс обучения управлением системой, а также необходимость перепрошивать устройство для записи новых фраз, что неудобно при существующем отлаженном комплексе;
- Speech to Text Library for Java/Processing. Выступает решением сразу для всех операционных систем, так как написано приложение на языке Google Speach API. Среди его возможностей стоит отметить отслеживание голоса человека в условиях реального времени, указание порога громкости, подключение микрофонов внешнего типа, установку языка распознавания речи (полный перечень возможностей написан на сайте приложения).
Список литературы
1. Система «умный дом». [Электронный ресурс]. Режим доступа:
http://energorus.com/ (дата обращения: 15.11.2018). Загл. с экр.
2. Концепция системы «Умный Дом». [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ascentis.ru/ (дата обращения: 15.11.2018). Загл. с экр.
3. Система умный дом: дом века. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://nazarov-gallery.ru/ (дата обращения: 15.11.2018). Загл. с экр.
4. Автоматизированная система управления освещением дома. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://nazarov-gallery.ru/ (дата обращения: 15.11.2018). Загл. с экр.
НОВЫЙ УРОВЕНЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ «УМНЫЙ ДОМ» Рычкова В.А. Email: [email protected]
Рычкова Виктория Андреевна - магистрант, кафедра электроэнергетики, Мурманский государственный технический университет, г. Мурманск
Аннотация: в статье были рассмотрены факторы, которые оказывают определенное влияние на энергоэффективность российской экономики. Грамотное управление этими факторами будет способствовать движению в направлении более устойчивого энергетического будущего и энергоэффективной экономики. Система обладает конструкцией модульного типа, включающей разграниченные по функциональности блоки. Они частично или полностью интегрированы в общую сеть. Каждый из этих модулей-блоков выполняет собственную задачу, но они способны взаимодействовать и между собой.
Ключевые слова: система «умный дом», экономика, энергетика, энергосбережение, энергоэффективность, энергоемкость, факторы.
A NEW LEVEL OF SYSTEM PERFORMANCE «SMART HOUSE»
Rychkova V.A.
Rychkova Victoria Andreevna - Master's degree Student, DEPARTMENT OF POWER ENGINEERING, MURMANSK STATE TECHNICAL UNIVERSITY, MURMANSK
Abstract: the article deals with the factors that have a certain impact on the energy efficiency of the Russian economy. Good management of these factors will help move towards a more sustainable energy future and an energy-efficient economy. The system has a modular design that includes blocks separated by functionality. They are partially or fully integrated into the overall network. Each of these modules-blocks performs its own task, but they are able to interact with each other.
Keywords: "smarthome" system, economy, energy, energy conservation, energy efficiency.
УДК 621.316.03-52
&стема «умный дом» это программно-аппаратный комплекс, который позволяет автоматизировать и упростить управление различными системами, а также другим оборудованием дома или квартиры.
Сегодня выделяется три варианта построения системы «умный дом» [1]: - Централизованные системы - состоят из центрального контроллера, панелей управления и множества исполнительно -командных блоков. Центральный контроллер в данной системе автоматизации «Умный дом» выполняет функции «мозга» - к нему подключаются все остальные системы. Различные компоненты имеют свои микроконтроллеры, но программа взаимодействия находится в одном
