Automatyzować można krok po kroku stopniowo modernizując, poszczególne elementy wyposażenia
i infrastruktury we własnym lokum. Zanim jednak zaczniemy, warto pamiętać, że immanentną cechą praktycznie wszystkich systemów inteligencji budynkowej jest dostęp do Internetu. To pierwszy krok. Nawet wybór rutera w znacznym stopniu determinuje późniejsze możliwości ewentualnej rozbudowy naszej domowej automatyki. Zakładamy, że łączem internetowym już jednak dysponujesz. Skoro tak, zacznijmy od oświetlenia.
Inteligentne oświetlenie
Gdyby sugerować się tym, jak przedstawiany jest inteligentny dom w filmach fabularnych (głównie SF), to można by uznać, że całość sprowadza się do sterowania oświetleniem, a niekiedy też żaluzjami. To oczywiste, Hollywood rządzi się swoimi prawami, efekty mają być widoczne: zmianę światła, jego natężenia czy barwy zobaczymy na ekranie, natomiast np. zmiany temperatury grzejnika sterowanego inteligentnym termostatem (do czego za chwilę dojdziemy) już nie. Niemniej oświetlenie to element domowego wyposażenia, który – dzięki dostępnym na rynku urządzeniom – dość łatwo uczynić inteligentnym. W sklepach znajdziemy żarówki, takie jak Philips Hue czy Osram Lightify, które możemy uznać za inteligentne.
Najtańszym wyjściem jest zastosowanie rozwiązania promowanego m.in. przez firmę Samsung – żarówek Smart LED. Za pojedynczą żarówkę (gwoli ścisłości, to niezbyt precyzyjne określenie, gdyż opisywane źródła światła są pozbawione żarnika, a elementem dającym światło są w nich diody LED) typu Smart LED, np. model Smart LED 7W LEDE TINT B710, zapłacimy ok. 130 zł. Z jednej strony to dużo, jak na żarówkę, ale z drugiej w tej cenie otrzymujemy źródło światła o wysokiej trwałości i niskim poborze energii – zaledwie 7 W – wyposażone w interfejs bezprzewodowy (Bluetooth). Posiadacz takiej żarówki za pomocą specjalnej aplikacji na smartfonie może: sterować zdalnie takimi funkcjami żarówki jak jasność czy barwa, wybierać konkretne kolory i poziomy jasności, a nawet ustawić budzenie światłem. Czas świecenia jest w pełni programowalny, a za pomocą aplikacji lub jednego pilota da się sterować wieloma żarówkami Smart LED. Wadą opisanego rozwiązania jest to, że Bluetooth ma dość krótki zasięg, a poszczególne komponenty takiego systemu nie są w ogóle połączone z siecią domową ani łączem internetowym, zatem sterować nimi można, wyłącznie gdy znajdujemy się w pobliżu (do ok. 10 m) kontrolowanych źródeł światła. Oprócz tradycyjnego i najpopularniejszego gwintu E27 dostępne są również modele z tzw. małym gwintem E14.
Światło i sieć
Rozwinięciem pomysłu z inteligentnymi żarówkami są systemy takie jak wspomniane wcześniej Philips Hue czy Osram Lightify. W przypadku Philips Hue zestaw startowy składa się z dwóch (cena: ok. 650 zł) lub z trzech (ok. 850 zł) źródeł światła, czyli “żarówek” LED ze standardowym gwintem E27. Oprócz tego w zestawie znajduje się mostek sieciowy umożliwiający połączenie inteligentnych żarówek z siecią domową. Choć poszczególne źródła światła mają wbudowany interfejs sieciowy, to nie łączą się bezpośrednio z Wi-Fi, lecz korzystają z mostka. Zaletą takiego rozwiązania jest to, że po pierwsze mostek może być podłączony do rutera standardowym kablem ethernetowym, a po drugie bezprzewodowa komunikacja żarówek systemu Philips Hue z mostkiem odbywa się w innym paśmie (standard ZigBee) niż to, z którego korzystają sieci Wi-Fi. Dzięki temu komunikaty sterujące żarówkami – wysyłane z mostka, który z kolei otrzymuje rozkazy od użytkownika za pośrednictwem sieci domowej i rutera – nie zakłócają pracy domowej sieci Wi-Fi. W przypadku alternatywnego systemu Osram Lightify (koszt startera składającego się z jednego źródła światła to ok. 250 zł) również mamy dodatkowe urządzenie, tzw. gateway. Jednak nie łączy on sieci “żarówkowej” z siecią domową, pełni raczej rolę dodatkowego punktu dostępowego do sieci Wi-Fi łączącą urządzenie sterujące, np. smartfon czy tablet, z siecią podłączonych w danej lokalizacji żarówek.
Zakres regulacji w obu systemach jest podobny jak w przypadku wcześniej wspomnianych żarówek Smart LED (odpowiednie aplikacje Philips Hue oraz Osram Lightify są dostępne zarówno na platformę Android, jak i iOS), z tym że dzięki nieco odmiennemu podejściu producenta do kwestii połączenia z otoczeniem oświetlenie Philips Hue oferuje nieco większe możliwości. System pozwala wykorzystać funkcje związane z lokalizacją użytkownika (a dokładnie jego smartfonu, na którym zainstalowana jest aplikacja sterująca oświetleniem) – możliwe jest takie skonfigurowanie systemu, by oświetlenie automatycznie zapalało się w tych pomieszczeniach, w których dana osoba się znajduje, a w przypadku kilku profili użytkowników – by oświetlenie włączało się od razu z ulubionym motywem (jasność, kolorystyka, temperatura barwowa itp.) konkretnej osoby. Dzięki wykorzystaniu standardu ZigBee system Philips Hue można integrować z innymi komponentami automatyki domowej zgodnymi z ZigBee. Mogą to być praktycznie dowolne urządzenia: czujniki ruchu, czujki gazowe, systemy monitoringu, czujniki ppoż., siłowniki rolet itp. Zaletą wymienionych systemów oświetleniowych, pozwalających dodać odrobinę “inteligencji” swojemu domowi, jest bardzo prosta instalacja i bardzo prosta obsługa. Wystarczy smartfon oraz odpowiednia aplikacja – i gotowe. Niestety, opisana zabawa okazuje się dość kosztowna: wymiana choćby kilkunastu źródeł oświetlenia na “inteligentne” żarówki w mieszkaniu to wydatek – w zależności od rozwiązania – sięgający nawet kilku tysięcy złotych. Drogo.
Inne urządzenia elektryczne
Skoro można sterować zdalnie – za pośrednictwem aplikacji zainstalowanej w smartfonie – źródłami światła, to od razu pojawia się pytanie: co z pozostałymi urządzeniami? Wiemy już, jak zrobić inteligentne oświetlenie. Czas na kolejny etap. Będziemy się tu zajmować urządzeniami określanymi anglojęzycznym mianem “smart plugs”, czyli inteligentne gniazdka. Systemem oferującym możliwość sterowania dowolnym urządzeniem elektrycznym jest np. rozwiązanie o nazwie Wemo Switch firmy Belkin (cena: ok. 250 zł). Urządzenie to – podobnie jak pozostałe smart plugs – umożliwia sterowanie za pośrednictwem aplikacji zainstalowanej na smartfonie praktycznie dowolnym sprzętem wymagającym zasilania energią elektryczną (czyt. podłączanego do gniazdka w ścianie). Instalacja takiego rozwiązania jest banalnie prosta. Najpierw podłączamy do wolnego gniazdka “inteligentne” gniazdko (np. Wemo Switch), następnie do podłączonego urządzenia podpinamy właściwy sprzęt, którym chcemy sterować, np. telewizor. Aby całość funkcjonowała poprawnie, w domu musi działać sieć Wi-Fi (z łączem internetowym, jeżeli urządzeniami chcemy sterować z dowolnego miejsca na świecie wyposażonego w łącze do Sieci). Z domową siecią łączy się podpięty do gniazdka Wemo Switch. Użytkownik musi jedynie zainstalować na smartfonie lub tablecie odpowiednią aplikację – w przypadku Wemo Switcha program nazywa się Wemo. Po jej uruchomieniu – o ile smartfon znajduje się w tej samej sieci – można sterować zasilaniem urządzeń podłączonych do sieci energetycznej za pośrednictwem “inteligentnego” gniazdka. Aplikacja pozwala również na ustawienie czasu działania, harmonogramu włączeń i wyłączeń każdego sprzętu podpiętego do inteligentnego gniazdka, oblicza też zużycie energii przez monitorowane i zarządzane urządzenie (zarówno bieżące, jak i średnie).
Podobnym rozwiązaniem okazuje się oferowane przez firmę AVM urządzenie o nazwie Fritz!DECT 200, czyli – jak je określa sam producent – inteligentne gniazdko do sieci domowej. Jednak inteligentne gniazdko AVM działa nieco inaczej niż rozwiązanie Belkina. Efektywne wykorzystanie gniazdka Fritz!DECT 200 wymaga dodatkowo użycia rutera tego samego wytwórcy, przy czym musi to być ruter (z serii Fritz!Box) zaopatrzony w centralkę DECT, np. model Fritz!Box 7490. Wymóg ten wynika stąd, że inteligentne gniazdko AVM komunikuje się ze stacją bazową (z ruterem) właśnie za pośrednictwem standardu DECT. Skąd pomysł wykorzystania standardu DECT kojarzonego przede wszystkim z telefonią cyfrową – ale nie komórkową – i systemami komunikacji na niewielkie odległości? Zastosowanie DECT oznacza brak jakichkolwiek zakłóceń istniejącej sieci Wi-Fi (inne pasmo), niższe zużycie energii niż w przypadku interfejsu Wi-Fi i spory zasięg – w budynku nawet do 40 metrów, co jest wartością nieosiągalną dla jakiegokolwiek rutera Wi-Fi. Konfiguracja “inteligentnego” gniazdka Fritz!DECT 200 jest banalna. Po podłączeniu urządzenia do gniazdka elektrycznego przechodzi ono w trwający dwie minuty tryb wyczekiwania na połączenie DECT. W tym czasie należy na ruterze wcisnąć i przytrzymać przez kilka sekund przycisk “Dect”, dopóki nie zacznie migać dioda na obudowie rutera. Po chwili połączenie pomiędzy inteligentnym gniazdkiem a ruterem zostaje nawiązane – wówczas za pośrednictwem panelu administracyjnego rutera można programować działanie inteligentnego gniazdka.
Możliwości urządzenia to nie tylko sterowanie zasilaniem, ale również harmonogram działania, monitorowanie czasu działania podłączonego urządzenia czy pomiar zużycia energii włącznie z raportowaniem (możliwe np. wysyłanie maili z powiadomieniami dotyczącymi zużycia, czasu zasilania itp.) i obliczaniem kosztów pobranej energii. Gniazdko firmy AVM w polskich sklepach kosztuje od ok. 190 zł. Niestety, rutery DECT firmy AVM, choć funkcjonalne, są dość drogie, np. cena topowego modelu Fritz!Box 7490 wynosi ok. 820 zł. Podobne inteligentne gniazdka w swojej ofercie mają również inne firmy, np. D-Link czy Edimax, i mimo że pomiędzy poszczególnymi modelami smart plugs istnieją różnice funkcjonalne i technologiczne (np. sposób korzystania z sieci i standardów sieciowych), wszystkie oferują to, o co w inteligentnym domu chodzi – możliwość sterowania podłączonymi do nich urządzeniami.
Zarządzanie multimediami
Kolejny etap dodawania inteligencji naszemu domostwu bazuje na multimediach. Sposobów na dystrybucję muzyki, zdjęć i filmów w domowej sieci – aby z domowych multimedialnych zasobów dało
się korzystać na każdym urządzeniu zdolnym do odtworzenia tego typu treści – jest mnóstwo: można przesyłać dane z urządzeń mobilnych na telewizor za pomocą połączenia bezpośredniego, można utworzyć bibliotekę multimediów na komputerze z systemem Windows (za pomocą standardowego odtwarzacza: Windows Media Playera, który tworzy w systemie serwer DLNA). Jednak rozwiązanie najbardziej uniwersalne i dające największe możliwości w zakresie udostępniania zbiorów multimedialnych w całej domowej sieci polega na użyciu multimedialnego serwera NAS. W naszej redakcji przekonaliśmy się o tym, testując urządzenie Qnap Turbo NAS TS-231. Wbudowane oprogramowanie wewnętrzne (QTS) bardzo ułatwia współdzielenie zapisanej na dyskach zamontowanych w serwerze NAS biblioteki multimedialnej z innymi urządzeniami w domu. Dzięki aplikacjom instalowanym na serwerze NAS łatwo da się uruchomić serwer DLNA i przesyłać zdjęcia, muzykę czy filmy w postaci strumieni do pozostałych komputerów, smartfonów, tabletów, konsol, Smart TV znajdujących się w domowej sieci. Praktycznie każde urządzenie zdolne do odbioru i odtwarzania multimedialnych strumieni danych (zgodne z DLNA) można połączyć z serwerem NAS i odtwarzać zapisane na nim filmy, muzykę i zdjęcia. Sam proces udostępniania takich danych na serwerze NAS również jest bardzo prosty, gdyż sprowadza się do uruchomienia wbudowanych w NAS (bądź dostępnych do pobrania z Sieci) aplikacji.
W przypadku posiadanego przez nas serwera firmy Qnap za pomocą aplikacji Photo Station można udostępniać bibliotekę fotografii i zarządzać nią. Do analogicznych zadań, tyle że dotyczących muzyki,
służy Music Station, a filmy można dystrybuować do wszystkich urządzeń w sieci domowej – a także udostępniać znajomym przez Internet – za pomocą programu Video Station. Każde z wymienionych
narzędzi ma czytelny i prosty w obsłudze graficzny interfejs i jest bardzo łatwe w konfiguracji.
Monitoring
Istotnym podsystemem stanowiącym często składnik kompleksowych instalacji typu smart home jest monitoring domu bądź mieszkania. W przypadku instalacji CCTV (kamery przemysłowe) połączenia pomiędzy urządzeniami są prowadzone drogą kablową, a to oznacza koszty instalacyjne. W domu raczej mało kto chciałby robić remont instalacji tylko w celu dodania własnemu lokum “inteligencji”. Jak wspomniano wcześniej, kompleksowe systemy smart home (nie dotyczy to systemów bezprzewodowych takich jak polskie Fibaro, patrz: ramka) wdrażane są najczęściej na etapie budowy danej nieruchomości, a w przypadku już używanych domów i mieszkań – taki scenariusz rozpatrujemy w artykule – kucie cian w celu przeprowadzenia ścieżek okablowania nie wchodzi w rachubę. Rozwiązaniem jest posłużenie się kamerami IP oraz serwerem NAS (kolejny argument przemawiający za wykorzystaniem serwerów NAS). Kamery IP to po prostu kamery wyposażone w komunikacyjny interfejs bezprzewodowy, umożliwiający przesył rejestrowanych danych przez domową sieć Wi-Fi. Na rynku dostępnych jest mnóstwo modeli takich kamer, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych.
Po stronie serwera NAS należy jeszcze zainstalować program umożliwiający monitoring online oraz zarządzanie rejestrowanym przez kamery obrazem i dźwiękiem. Przykładem odpowiedniego rozwiązania jest aplikacja Surveillance Station, którą instalowaliśmy na wspomnianym wcześniej serwerze NAS firmy Qnap – korzystaliśmy z niego w trakcie opracowywania niniejszego materiału. Pełni ona rolę pełnowartościowego systemu VMS (system zarządzania wideo) i ułatwia przemianę zwykłego NAS-a w system NVR (Network Video Recording). Po połączeniu rozstawionych w pomieszczeniach kamer IP (każda z nich musi być w zasięgu domowej sieci, tej samej, w której działa serwer NAS) z poziomu zainstalowanej na serwerze NAS aplikacji mamy możliwość prowadzenia monitoringu w czasie rzeczywistym, nagrywania obrazu z wielu kamer jednocześnie, odtwarzania obrazu z dowolnej kamery itp. Dzięki inteligentnej analizie obrazu (IVA – Intelligent Video Analysis) łatwo zdefiniujemy różnego typu powiadomienia alarmowe. Kamera wygeneruje alarm nie tylko, gdy
w monitorowanym pomieszczeniu zostanie wykryty ruch, ale również wtedy, gdy w kadrze pojawi się obcy obiekt, czy w sytuacji gdy po uprzednim oznaczeniu konkretnego obszaru kadru jako miejsca szczególnie istotnego (np. konkretny obiekt, przedmiot) rzecz znajdująca się w tym obszarze zniknie.
Rozwiązania kompleksowe
Jednym z popularniejszych rozwiązań kompleksowych na polskim rynku jest system Fibaro, opracowany przez polską firmę Fibaro Group. Bazuje on na bezprzewodowej komunikacji zgodnej ze standardem Z-Wave, dzięki czemu uwalnia użytkownika od konieczności przeprowadzania jakichkolwiek prac remontowych i instalacyjnych. Ponieważ wykorzystano tu interfejs bezprzewodowy, system Fibaro okazuje się systemem mobilnym. Nie jest przywiązany do nieruchomości, której podsystemami zarządza, lecz do użytkownika. Na przykład w razie przeprowadzki do nowego lokum wszystkie komponenty systemu Fibaro mogą być zabrane i ponownie wykorzystane w nowym miejscu. Jest to system centralnie sterowany – wymaga dedykowanej stacji bazowej, która z jednej strony łączy się z już istniejącą domową siecią i Internetem, a z drugiej odpowiada za łączność ze wszystkimi pozostałymi komponentami systemu. Musimy jednak pamiętać, że wbrew niektórym przekazom reklamowym tego typu system nie zaparzy nam automatycznie rano kawy: “inteligencja” Fibaro pozwoli co najwyżej na zdalne włączenie ekspresu do prądu – i to wszystko. W praktyce ten sam efekt uzyskamy, wykorzystując inteligentne gniazdko dowolnego producenta. Również w przypadku innych domowych instalacji komponenty Fibaro pozwalają na usieciowienie istniejących rozwiązań, ale sam sterownik np. rolety okiennej niczego nie załatwi – umożliwia on jedynie zdalne, bezprzewodowe sterowanie już posiadanym systemem elektrycznie sterowanej rolety. Chłodna kalkulacja – oto czym powinny kierować się osoby zainteresowanie dodaniem “inteligencji” własnemu lokum.