Умный дом. Часть первая

«Умный» дом – реальность или несбыточная мечта фантастов?

Сам термин «умный дом» появился в нашей жизни сравнительно недавно, и, начиная с 2010 годов за почти десяток лет эта отрасль приобрела невероятную популярность. «Умный дом», который раньше мы видели на экранах телевизорах и считали исключительной прерогативой богаты и успешных людей. Сейчас, в многом благодаря различным виртуальным помощникам с голосовым управлением, типа: Алиса у «Яндекса», Google Assistant, Amazon Alexa, автоматизация дома перестала быть такой уж невероятной.

Данная статья – первая в серии специализированных материалов, посвященных «умному дому». Здесь мы более подробно рассмотрим историю развития сферы, в чем заключается смысл автоматизации дома и о дальнейших перспективах отрасли. 

Что именно входит в понятие «умный дом»

Достаточно часто в интернете обсуждают тот факт, что употреблять понятие «умный дом» (далее употребляется сокращенный вариант термина – УД) не совсем корректно в нашем случае. Вроде, как если бы вы управляли лампочками со своего смартфона, но при этом дом умнее не становится, вы просто оптимизируете методы управления, тем самым оставляя себе больше свободного времени. И это утверждение корректно лишь частично. Да, методы управления становятся более простыми, с помощью специальных программ вы переходите от физического воздействия на предмет (будь то розетка, выключатель или штепсель в розетке) к цифровым средствам. Это помогает сделать работу с техникой простой и легкой и закладывает фундамент для дальнейших совершенствований подобных процессов.

Без-имени-42.jpgНапример, какой смысл в придумывании специального робота, который будет по вашей команде нажимать простые выключатели? А вот если придумать небольшую плату, встроенную в сам выключатель – это уже и интереснее, и практичнее, и дешевле. На примере Стива Джобса и его   iPhone данные преобразования хорошо видны: его смартфон с емкостным сенсорным экраном буквально перевернул весь мир и понятие «оптимизация» предстала в новом свете. Скорее всего, у современных розеток и выключателей со встроенными датчиками есть возможность стать таким же открытием в своей сфере.

Так что в настоящее время не нужно думать об «умном доме», как о каком-то сверхразвитом искусственном интеллекте, который будет в состоянии принимать самостоятельные решения. Скорее всего до так любимого Старком «Джарвиса» из «Железного человека» нашим технологиям далеко. Нынешний автоматизированный дом поможет упростить какие-то рутинные процессы, тем самым освободив для вас как можно больше свободного времени, и возможно, денежных средств.

Как «умный дом» взаимодействует с пользователями

Условно все нынешние системы «умного дома» можно поделить на три класса, в основе которых лежит способ управления этими системами.

Первый класс, он же самый простой, то, с чего начиналось развитие УД – это физическое взаимодействие с пользователем. Для того, чтобы выключить или включить лампу вам нужно было нажать специальную кнопку на смартфоне, или, когда на выключателе были программируемые клавиши, которые отвечали сразу за несколько функций.

Второй класс связан с широким распространением различных голосовых помощников – этакие «облачные» искусственные интеллекты, к которым пользователь подключает различные системы УД, тем самым отдавая ему в распоряжение все команды. В настоящее время такое управление недалеко ушло от класса, рассмотренного выше. Просто то, что раньше включалось руками, теперь делается с помощью голосовых команд. Скорее всего, благодаря огромным скачкам в развитии есть все шансы в будущем развить «интеллектуальные» возможности. Например, спрогнозированное начало дождя, побуждает данные системы отключать полив газона возле дома.

Третий класс – это современные домашние роботы-помощники: газонокосильщики, пылесосы, посудомоечные машины с распознаванием вида и типа загрязнения посуды, мойщики окон, стиральные машины, опознающие тип белья и нужную программу стирки. Да, все они совершенно самостоятельные и участие пользователя в них минимальное – либо нажатие кнопки «вкл», либо вообще делать ничего не нужно. Конечно, белье и посуду нужно загружать, кассеты с пылью и мусором – высыпать, но человек, как такой в работе этих систем не участвует и приборы относительно самостоятельные.

Возможно когда-то у стиральных машин не будет органов управления, а сейчас даже на самой умной Indesit Moon есть пять кнопок.

Все эти варианты возможны в УД, как самостоятельные, так и в сочетании друг с другом. Но пока их появление – это гипотетически возможное будущее. Мы только можем надеяться на появление домашних роботов, способных к самообучению, или изобретению «техно сингулярного» помощника, который будет принимать все необходимые решения самостоятельно.

История возникновения

Точкой отсчета истории домашней автоматизации, как правило, считают появление автоматических или бытовых приборов, которые могут работать при минимальном участии человека: холодильник, тостер, стиральная машина, электрочайник и т.п. Однако давайте начнем отсчет немного позднее, а не с таких совсем уж давних времен.

Считается, что первой системой домашней автоматизации, которая имела коммерческий успех, является проект Х10, представленный шотландским производителем Pico Electronics где-то в конце 70-х годов. Это была простейшая система, которая позволяла с помощью специального контроллера управлять не более 16-ю устройствами: включать/выключать лампы, подключенные к розеткам приборы малой мощности. Чуть позже система была усовершенствована: появилась функция регулировки яркости ламп, добавился таймер включения/выключения и некоторые другие опции. Уже в 80-х добавился отдельный коммутатор, который позволял управлять подключенными к системе устройствами с помощью компьютера. И примерно в это же время начала появляться простейшая автоматизация, сценарии работы.

Принцип работы системы Х10 был построен на передаче двоичных кодов по силовым линиям.  В те времена еще никто особо не озаботился проблемой защиты таких систем или недостаточной шириной канала. И что самое главное, данная система и сейчас пользуется спросом, благодаря своей простоте и дешевизне. Конечно, с развитием технологий она претерпела определенные изменения – появилась поддержка беспроводных устройств, определенные уровни защиты от взлома – но, как ни крути, она является морально устаревшей по всем статьям.

Без-имени-43.jpgПервый серьезный конкурент системы Х10 появился в 1990 году. Им стал протокол EIB, разработанный совместно специалистами Siemens, Jung, ABB и некоторыми другими. Эта система разрабатывалась с учетом ошибок и недостатков Х10, включала в себя возможность для дальнейшей модернизации, имела улучшенный уровень защиты и несколько вариантов для передачи сигнала (радиосигнал, выделенная линия, силовая).

С учетом уровня разработки, EIB стал негласным стандартом для европейских разработчиков. В 1999 года эта система была объединена с несколькими другими системами, превратившись в стандарт KNX. Данная система была уже официально признана европейским стандартом умного дома и включена в норматив EN 50090. Эта система также имеет свою определенную нишу на современном рынке, потихоньку живет и модернизируется, однако, является весьма дорогой, поэтому остальные производители лишний раз стараются с ней не связываться.

1999 год – время, когда датский разработчик Zensys представил широкой публике беспроводной протокол под названием Z-Wave, который был предназначен для регулировки освещения в зданиях. Он имел серьезные преимущества перед KNX - недорогой, беспроводной, у хорошей продуманной защитой – поэтому достаточно быстро стал пользоваться спросом у пользователей. Z-Wave позиционировался как частный протокол, ограниченный в свободном использовании: разработкой занималась компания Zensys, а сертификацией – альянс Z-Wave.

Тем не менее, к 2019 году было выпущено более 2 600 моделей разных устройств, поддерживающих протокол Z-Wave: розетки, термостаты, лампочки, выключатели, дверные замки, различные датчики и т.п.

В 2005 году параллельно стали развиваться еще два протокола: Insteon и Zigbee. Первый – не что иное, как новое поколение Х10. Он обеспечивает передачу сигнала не только по силовой линии, но и по радиоволнам, имеет серьезную степень защиты и поддерживает достаточно широкий перечень устройств. Более того, разработчики Insteon сделали большой шаг вперед и создали целую экосистему устройств. Центральный хаб здесь имеет поддержку крупнейших корпораций (Amazon Echo, Nest, Apple Homekit), а также альтернативных систем (Home Assistant, Yonomi, Logotech).  Протокол создавался на базе компании SmartLabs.

Zigbee начал разрабатываться еще в 1998 году, но полностью был закончен только к середине 2010-му. Это исключительно беспроводной протокол, в основе которого лежит международный стандарт IEEE 802.15.4. А даже не столько протокол, сколько профиль данных, на основании которого каждый производитель может создать собственный протокол. Правда, из-за этого оборудование Zigbee от разных производителей может быть несовместимым.

Тем не менее, стандарт ZIgbee сегодня очень популярен у производителей устройств для умного дома (параллельно с обычным Wi-FI). Им пользуются: Samsung, Xiaomi, IKEA, Philips и другие. Такую популярность он получил, благодаря достаточно низкой цене, простоте сертификации, высокой открытости. Стать универсальным вариантом абсолютно для всех устройств УД ему мешает только отсутствие поддержки Wi-FI и, следовательно, очень невысокая скорость передачи информации.

Помощники, изменившие мир

По-настоящему бурный, практически лавинообразный, рост количества всевозможных систем для умного дома случился после появления систем голосовых помощников. Случилось это в 2011 году, когда Apple представила в новом iPhone 4s голосового помощника Siri. Первоначально задумка Apple не была оценена должным образом и вызывала насмешки и недопонимание. Однако со временем использование такого помощника стало обычным делом для пользователей, в первую очередь англоязычных. А чуть позже «женщина из айфона» обосновалась в системе ценностей русскоязычных пользователей. Правда со своими особенностями: в виде многочисленных шуток и мемов, которые расходились по интернету большим тиражом, чем новый альбом какого-нибудь популярного рэп-исполнителя. Всем хотелось выложить ролик со своей шуткой над голосовым ассистентом. Так Siri обрела популярность и молодого поколения, а потом уже от них перекочевала к взрослой аудитории.

IPhone 4S: часть первая

Несмотря на популярность голосового ассистента, использовать имеющиеся наработки в технологии голосовых интерфейсов для управления устройствами умного дома у Apple долго не получалось. 2014 году было выпущено фирменное приложение Apple Homekit, которое предназначалось для управления совместимыми устройствами. Приложение было принято хорошо, получило неплохие отзывы, но не более того. Какого-то особого ажиотажа приложение не вызвало. Можно предположить, что причиной этого стал весьма скромный список устройств, поддерживаемых приложением и слишком запутанный интерфейс.

Какой-то альтернативы от других производителей пришлось ждать достаточно долго. После долгих попыток и доработок свой полноценный голосовой помощник представил Google – в 2016 году вышло приложение Google Assistant. И это уже было приложение, способное на полноценный диалог. В это же время разработчик представил дополнение к ассистенту – умную колонку Google Home – она позволяла использовать помощника даже при отсутствии смартфона. С этого и началась бурная, но крайне скоротечная история существования «корпорации добра» на просторах рынка домашней автоматизации.

Без-имени-44.jpg

Голосовые помощники: будь готов – всегда готов

В силу определенных причин Google не имела возможности стать лидером на этом рынке. Долгое время на первом месте здесь находилась Amazon со своей Алексой, а также целой серией устройств Echo. Этот голосовой помощник имеет на самом деле широкие возможности: включить музыку, найти песню или плейлист, открыть дверь, включить и выключить свет и еще много полезных вещей.

Этот ассистент будоражил умы специалистов, прессы, блогеров весь 2014 год. Причем статьи выходили абсолютно диаметрального характера – от «интерфейс, который изменит нашу жизнь навсегда» до «теперь мы точно не скроемся от Большого Брата». Сколько бы страниц ни исписали, копий не сломали сторонники той или иной версии, совершенно точно известно одно: на 2019 год продано более 100 миллионов устройств с интегрированным ассистентом от Амазон. А это больше любой другой системы УД.

Состояние УД на текущем этапе развития

Одна из основных проблем умного дома – отсутствие понимания у конечных пользователей, для чего им вообще это нужно. На этот момент накладывается еще один недостаток – «сырость» систем умного дома, поскольку на данный момент ни один разработчик не представил вариант идеального помощника, который бы учитывал множество разных нюансов и факторов, потребности каждого члена семьи. А экономия от «умной» лампы за счет ее автоматического выключения никак не покрывает расходов на приобретение и установку этих систем.

Конечно, многие понимают, что «умный дом» - эта система для улучшения и облегчения жизни людей. Но только в том случае, если она полностью проработана: создает нужный микроклимат, экономит электроэнергию, печет пироги, знает предпочтения каждого члена семьи и т.п. Человек живет своей жизнью, а его помощник делает ее максимально комфортной. Однако, пока что, это все очень отдаленная перспектива.

Главной проблемой подобных систем является их сильная фрагментированность. Рынок систем УД еще толком не сформировался, у участников – как продавцов, так и покупателей – нет четкого понимания и критериев выбора. Каждый производитель реализует свое видение правильной системы УД и продвигает свой протокол. У разных систем, порой, нет точек соприкосновения, поэтому пользователю тяжело определить их преимущества или недостатки.

Хотя периодически на рынке случаются такие противостояния. Например, не так уж и давно: HD DVD и Blu-Ray, GSM и CDMA и другие. Только конченые пользователи, «голосуя рублем» за тот или иной вариант определят, кто выйдет победителем. Так же и здесь – системы умного дома предлагаются в разных вариациях, а производители внимательно следят за тем, что заинтересует пользователей.

Краткое заключение

Как уже говорилось в статье, систем «умного дома» очень много и все их описать, хотя бы кратко, в одной статье просто невозможно. Поэтому следующая статья будет посвящена сервисам автоматизации. Мы займемся их анализом по самым важным параметрам: распространенность, легкость в установке и обучении, соотношение цены и качества. А пока что я жду от вас комментариев и историй об использовании систем «умного дома» на личном опыте. Напишите, считаете ли вы системы «умного дома» чем-то необходимым, чем они вас привлекают или отталкивают. Задавайте интересующие вас вопросы, предлагайте темы для обсуждения.