stringtranslate.com

Домашняя автоматизация

Блок управления помещением
Панель управления CITIB-AMX
Обучающийся термостат Nest показывает влияние погоды на потребление энергии
Видеодомофон с камерой Wi-Fi
Умный замок August Home

Домашняя автоматизация или домотика [1] — это автоматизация здания для дома . Система домашней автоматизации будет контролировать и/или управлять домашними атрибутами, такими как освещение, климат, развлекательные системы и бытовая техника. Она также может включать в себя домашнюю безопасность, такую ​​как контроль доступа и системы сигнализации.

Фраза «умный дом» относится к устройствам домашней автоматизации, имеющим доступ в Интернет. Домашняя автоматизация, более широкая категория, включает в себя любое устройство, которое можно контролировать или управлять с помощью беспроводных радиосигналов, а не только те, которые имеют доступ в Интернет. При подключении к Интернету домашние датчики и устройства активации являются важной составляющей Интернета вещей («IoT»). [2]

Система домашней автоматизации обычно подключает контролируемые устройства к центральному хабу умного дома (иногда называемому « шлюзом »). Пользовательский интерфейс для управления системой использует настенные терминалы, планшетные или настольные компьютеры, приложение для мобильного телефона или веб-интерфейс, который также может быть доступен за пределами помещения через Интернет.

История

Ранняя домашняя автоматизация началась с машин, экономящих труд. Автономные электрические или газовые бытовые приборы стали жизнеспособными в 1900-х годах с введением распределения электроэнергии [3] и привели к появлению стиральных машин (1904), водонагревателей (1889), холодильников (1913), швейных машин , посудомоечных машин и сушилок для одежды .

В 1975 году была разработана первая универсальная сетевая технология домашней автоматизации X10 . Это протокол связи для электронных устройств. Он в основном использует электропроводку для передачи сигналов и управления, где сигналы включают в себя кратковременные радиочастотные импульсы цифровых данных , и остается наиболее широкодоступным. [4]

По данным ABI Research, к 2012 году в США было установлено 1,5 миллиона систем домашней автоматизации. [5] По данным исследовательской компании Statista [6], к концу 2018 года в домах США будет установлено более 45 миллионов устройств для умного дома. [7]

Слово « домотика » является сокращением латинского слова «дом» ( domus ) и слова «робототехника» . [1] Слово «умный» в «умном доме» относится к системе, которая знает о состоянии своих устройств, что осуществляется с помощью протокола информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) и Интернета вещей (IoT). [8]

Приложения и технологии

Домашняя автоматизация распространена в самых разных сферах, включая:

Реализации

Кормушка для кошек с доступом в Интернет

В 2011 году Microsoft Research обнаружила, что домашняя автоматизация может включать высокую стоимость владения, негибкость взаимосвязанных устройств и плохую управляемость. [20] При проектировании и создании системы домашней автоматизации инженеры учитывают несколько факторов, включая масштабируемость, насколько хорошо устройства можно контролировать и управлять ими, простоту установки и использования для потребителя, доступность, скорость, безопасность и возможность диагностировать проблемы. [21] Результаты iControl показали, что потребители отдают приоритет простоте использования над техническими инновациями, и хотя потребители признают, что новые подключенные устройства обладают непревзойденным крутым фактором, они пока не совсем готовы использовать их в своих собственных домах. [22]

Исторически системы продавались как комплексные системы, где потребитель полагался на одного поставщика для всей системы, включая оборудование, протокол связи, центральный концентратор и пользовательский интерфейс. Однако теперь существуют открытые аппаратные и программные системы с открытым исходным кодом , которые можно использовать вместо или вместе с фирменным оборудованием. [20] Многие из этих систем взаимодействуют с потребительской электроникой, такой как Arduino или Raspberry Pi, которые легко доступны в Интернете и в большинстве магазинов электроники. [23] Кроме того, устройства домашней автоматизации все чаще взаимодействуют с мобильными телефонами через Bluetooth, что обеспечивает большую доступность и настраиваемость для пользователя. [8]

Критика и споры

Домашняя автоматизация страдает от фрагментации платформ и отсутствия технических стандартов [24] [25] [26] [27] [28] [29] ситуация, когда разнообразие устройств домашней автоматизации, как с точки зрения аппаратных вариаций, так и различий в программном обеспечении, работающем на них, делает задачу разработки приложений, которые работают согласованно между различными несовместимыми технологическими экосистемами, сложной. [30] Клиенты могут не решиться поставить свое будущее IoT на фирменное программное обеспечение или аппаратные устройства, использующие фирменные протоколы , которые могут исчезнуть или стать сложными для настройки и взаимодействия. [31]

Природа устройств домашней автоматизации также может быть проблемой для безопасности , защиты данных и конфиденциальности данных , поскольку исправления ошибок, обнаруженных в основной операционной системе, часто не доходят до пользователей старых и недорогих устройств. [32] [33] Одна группа исследователей утверждает, что неспособность поставщиков поддерживать старые устройства исправлениями и обновлениями делает более 87% активных устройств уязвимыми. [34] [35]

Обеспокоенность высказывают арендаторы, арендующие жилье у арендодателей, которые решают модернизировать жилье с помощью технологий «умного дома». [36] К этим опасениям относятся слабые беспроводные соединения, из-за которых дверь или бытовая техника становятся непригодными или непрактичными для использования; безопасность кодов доступа к двери, хранящихся у арендодателя; и потенциальное вторжение в личную жизнь, которое возникает при подключении технологий «умного дома» к домашним сетям.

Исследователи также провели исследования пользователей, чтобы определить, какие барьеры существуют для потребителей при интеграции устройств или систем домашней автоматизации в их повседневный образ жизни. Одним из основных выводов было относительно простоты использования, поскольку потребители, как правило, выбирают решения «plug and play», а не более сложные настройки. [37] Одно исследование показало, что существуют большие пробелы в ментальных моделях, созданных пользователями относительно того, как на самом деле работают устройства. [37] В частности, результаты показали, что существует много недопонимания, связанного с тем, где хранятся данные, собранные интеллектуальными устройствами, и как они используются. [37] Например, в настройке интеллектуального освещения одна участница думала, что ее iPad напрямую взаимодействует со светом, сообщая ему, что нужно выключить или включить его. [37] На самом деле iPad отправляет сигнал в облачную систему, которую использует компания (в данном случае, Hue Bridge), которая затем напрямую посылает сигнал устройству. [37]

В целом, эта область все еще развивается, и природа каждого устройства постоянно меняется. Пока технологи работают над созданием более безопасных, оптимизированных и стандартизированных протоколов безопасности, потребителям также необходимо больше узнать о том, как работают эти устройства и каковы могут быть последствия их установки в их домах. Рост этой области в настоящее время ограничивается не только технологиями, но и способностью пользователя доверять устройству и успешно интегрировать его в свою повседневную жизнь.

Влияние

Использование домашней автоматизации может привести к более эффективным и интеллектуальным методам энергосбережения. [38] Интегрируя информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) с системами возобновляемой энергии, такими как солнечная энергия или энергия ветра, дома могут автономно принимать решения о том, хранить ли энергию или тратить ее на определенное устройство, [38] что приводит к общему положительному воздействию на окружающую среду и снижению счетов за электроэнергию для потребителей, использующих систему. Для этого исследователи предлагают использовать данные с датчиков относительно активности потребителей в доме, чтобы предвидеть потребности потребителей и сбалансировать их с потреблением энергии. [39]

Кроме того, домашняя автоматизация имеет большой потенциал в плане безопасности семьи. Согласно опросу 2015 года, проведенному iControl, основными движущими силами спроса на интеллектуальные и подключенные устройства являются, во-первых, «личная и семейная безопасность», а во-вторых, «волнение по поводу экономии энергии». [40] Домашняя автоматизация включает в себя различные интеллектуальные системы безопасности и установки видеонаблюдения. Это позволяет потребителям следить за своими домами, находясь вдали от дома, и предоставлять доверенным членам семьи доступ к этой информации в случае, если что-то случится.

Хотя есть много конкурирующих поставщиков, все больше усилий направлено на системы с открытым исходным кодом . Однако существуют проблемы с текущим состоянием домашней автоматизации, включая отсутствие стандартизированных мер безопасности и устаревание старых устройств без обратной совместимости.

Домашняя автоматизация имеет большой потенциал для обмена данными между членами семьи или доверенными лицами в целях личной безопасности и может привести к мерам по экономии энергии с положительным воздействием на окружающую среду в будущем.

Рынок домашней автоматизации оценивался в 64 млрд долларов США в 2022 году и, по прогнозам, вырастет до более чем 163 млрд долларов США в 2028 году. [ необходима цитата ]

Галерея

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Hill, Jim (12 сентября 2015 г.). «Умный дом: глоссарий для озадаченных». T3 . Получено 27 марта 2017 г. .
  2. ^ Чакраборти, Ариндом; Ислам, Монирул; Шахрияр, Фахим; Ислам, Шарнали; Заман, Хасан У.; Хасан, Мехеди (2023). «Система умного дома: комплексный обзор». Журнал электротехники и вычислительной техники . 2023 : 1–30. дои : 10.1155/2023/7616683 .
  3. ^ Домашняя автоматизация и электропроводка (1-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill/TAB Electronics. 1999-03-31. ISBN 978-0-07-024674-4.
  4. ↑ Рай, Дэйв (октябрь 1999 г.). «Моя жизнь в X10». AV and Automation Industry eMagazine . Архивировано из оригинала 30 сентября 2014 г. Получено 8 октября 2014 г.
  5. ^ "В этом году в США установлено 1,5 миллиона систем домашней автоматизации". ABI Research . 19 ноября 2012 г. Получено 22 ноября 2016 г.
  6. ^ "Умный дом - Соединенные Штаты | Прогноз рынка Statista". Statista . Получено 2019-11-07 .
  7. ^ Каккавале, Майкл (24 сентября 2018 г.). «Влияние цифровой революции на индустрию умного дома». Forbes . Получено 07.11.2019 .
  8. ^ ab Mandula, K.; Parupalli, R.; Murty, CAS; Magesh, E.; Lunagariya, R. (декабрь 2015 г.). «Мобильный дом с использованием Интернета вещей (IoT)». Международная конференция по управлению, приборостроению, связи и вычислительным технологиям 2015 г. (ICCICCT) . стр. 340–343. doi :10.1109/ICCICCT.2015.7475301. ISBN 978-1-4673-9825-1. S2CID  14737576.
  9. ^ Preville, Cherie (26 августа 2013 г.). «Управляйте своим замком: последние достижения в области автоматизации HVAC для дома». ACHRNews . Получено 15 июня 2015 г.
  10. ^ Асадулла, Мухаммад (22 декабря 2016 г.). «Обзор систем домашней автоматизации». Доклад конференции . IEEE. стр. 27–31. doi :10.1109/ICRAI.2016.7791223. ISBN 978-1-5090-4059-9.
  11. ^ Jin, M.; Jia, R.; Spanos, C. (2017-01-01). «Виртуальное измерение присутствия: использование интеллектуальных счетчиков для индикации вашего присутствия». IEEE Transactions on Mobile Computing . PP (99): 3264–3277. arXiv : 1407.4395 . doi : 10.1109/TMC.2017.2684806. ISSN  1536-1233. S2CID  1997078.
  12. ^ Jin, M.; Bekiaris-Liberis, N.; Weekly, K.; Spanos, CJ; Bayen, AM (2016-01-01). «Обнаружение присутствия с помощью датчиков окружающей среды». Труды IEEE по автоматизации науки и техники . PP (99): 443–455. doi :10.1109/TASE.2016.2619720. ISSN  1545-5955. S2CID  4600376.
  13. ^ Бергер, Ларс Т.; Швагер, Андреас; Пагани, Паскаль; Шнайдер, Дэниел М. (февраль 2014 г.). Интеллектуальные сетевые приложения, коммуникации и безопасность. Устройства, схемы и системы. CRC Press. ISBN 978-1-4665-5752-9.
  14. ^ "Tips: Smart Appliances | Department of Energy". energy.gov . Архивировано из оригинала 29-09-2015 . Получено 20-04-2016 .
  15. ^ Гриффитс, Мелани (июнь 2016 г.). «Безопасность умного дома». Строительство и ремонт домов . Получено 27 февраля 2012 г.
  16. ^ "Nest Protect | Датчики дыма и угарного газа - Новости Consumer Reports". www.consumerreports.org . Получено 20 апреля 2016 г.
  17. ^ "Nest Protect | Датчики дыма и угарного газа - Consumer Reports News" . Получено 22.11.2016 .
  18. ^ "Sure Flap - Smart Cat Flap Coming Soon! - Новости - Smart Home Geeks". Smart Home Geeks . 2017-04-06 . Получено 2017-08-11 .
  19. ^ Камель Булос, Магед Н; Аль-Шорбаджи, Наджиб М (2014). «Об Интернете вещей, умных городах и здоровых городах ВОЗ». Международный журнал Health Geographics . 13 (1): 10. doi : 10.1186/1476-072x-13-10 . PMC 3987056. PMID  24669838 . 
  20. ^ ab Brush, AJ; Lee, Bongshin ; Mahajan, Ratul; Agarwal, Sharad; Saroiu, Stefan; Dixon, Colin (2011-05-01). «Домашняя автоматизация в дикой природе: проблемы и возможности». Microsoft Research .
  21. ^ Шрискантан, Н.; Тан, Ф.; Каранде, А. (август 2002 г.). «Система домашней автоматизации на основе Bluetooth». Микропроцессоры и микросистемы . 26 (6): 281–289. doi :10.1016/S0141-9331(02)00039-X.
  22. ^ "2015 State of the Smart Home Report" (PDF) . iControl Networks . Архивировано из оригинала (PDF) 29 июня 2021 г. . Получено 5 ноября 2020 г. .
  23. ^ Раут, Кширод Кумар; Маллик, Самучита; Мишра, Сивкуинар (июль 2018 г.). «Проектирование и реализация прототипа на основе Интернета вещей для системы автоматизации умного дома». Международная конференция по последним инновациям в области электротехники, электроники и связи 2018 г. (ICRIEECE) . Бхубанешвар, Индия: IEEE. стр. 67–72. doi :10.1109/ICRIEECE44171.2018.9008410. ISBN 978-1-5386-5995-3. S2CID  211688876.
  24. ^ «Эксперты IoT обеспокоены фрагментацией». Mobile World Live . 2016-02-25 . Получено 2016-11-22 .
  25. ^ «Фрагментация — враг Интернета вещей». Qualcomm . 2016-02-19 . Получено 2016-11-22 .
  26. ^ "Интернет вещей: возможности и проблемы для полупроводниковых компаний". McKinsey & Company . Получено 22.11.2016 .
  27. ^ "IoT приносит фрагментацию на платформу" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-10-07 . Получено 2018-03-19 .
  28. ^ «Противодействие фрагментации с помощью сети вещей» (PDF) .
  29. ↑ Стив Ковач (30 июля 2013 г.). «Отчет о фрагментации Android». Business Insider . Получено 19 октября 2013 г.
  30. ^ Браун, Эрик (13 сентября 2016 г.). «Кому нужен Интернет вещей?». Linux.com . Получено 22 ноября 2016 г.
  31. ^ "21 проект с открытым исходным кодом для IoT". Linux.com . 20 сентября 2016 г. Получено 22 ноября 2016 г.
  32. ^ Франчески-Биккьераи, Лоренцо (29 июля 2015 г.). «Прощай, Android». Motherboard . Vice . Получено 2 августа 2015 г. .
  33. ^ Кингсли-Хьюз, Адриан (9 июня 2014 г.). «Руководство по выживанию в Android „toxic hellstew“». ZDnet . Получено 2 августа 2015 г.
  34. ^ Танг, Лиам (13.10.2015). «Безопасность Android — это «рынок лимонов», который оставляет 87 процентов уязвимыми». ZDNet . Получено 14.10.2015 .
  35. ^ Томас, Дэниел Р.; Бересфорд, Аластер Р.; Райс, Эндрю (2015). Труды 5-го ежегодного семинара ACM CCS по безопасности и конфиденциальности в смартфонах и мобильных устройствах - SPSM '15 (PDF) . Компьютерная лаборатория Кембриджского университета . стр. 87–98. doi :10.1145/2808117.2808118. ISBN 978-1-4503-3819-6. S2CID  14832327 . Получено 14.10.2015 .
  36. ^ Нг, Альфред (7 марта 2019 г.). «Ваш арендодатель превращает вашу квартиру в умный дом. Что теперь?». CNET . Получено 2020-10-02 .
  37. ^ abcde Kaaz, Kim J.; Hoffer, Alex; Saeidi, Mahsa; Sarma, Anita; Bobba, Rakesh B. (октябрь 2017 г.). «Понимание восприятия конфиденциальности пользователями и проблемы конфигурации в домашней автоматизации». Симпозиум IEEE 2017 г. по визуальным языкам и человеко-ориентированным вычислениям (VL/HCC) . Raleigh, NC: IEEE. стр. 297–301. doi :10.1109/VLHCC.2017.8103482. ISBN 978-1-5386-0443-4. S2CID  36313196.
  38. ^ ab Ристеска Стойкоска, Биляна Л.; Триводалиев, Кире В. (январь 2017 г.). «Обзор Интернета вещей для умного дома: проблемы и решения». Журнал чистого производства . 140 : 1454–1464. doi :10.1016/j.jclepro.2016.10.006. S2CID  53696817.
  39. ^ Heierman, EO; Cook, DJ (2003). «Улучшение домашней автоматизации путем обнаружения регулярно встречающихся моделей использования устройств». Третья международная конференция IEEE по интеллектуальному анализу данных . Мельбурн, Флорида, США: IEEE Comput. Soc. стр. 537–540. doi :10.1109/ICDM.2003.1250971. ISBN 978-0-7695-1978-4. S2CID  10329347.
  40. ^ Kaaz, Kim J.; Hoffer, Alex; Saeidi, Mahsa; Sarma, Anita; Bobba, Rakesh B. (октябрь 2017 г.). «Понимание восприятия конфиденциальности пользователями и проблемы конфигурации в домашней автоматизации». Симпозиум IEEE 2017 г. по визуальным языкам и человеко-ориентированным вычислениям (VL/HCC) . Raleigh, NC: IEEE. стр. 297–301. doi :10.1109/VLHCC.2017.8103482. ISBN 978-1-5386-0443-4. S2CID  36313196.

Внешние ссылки