Проєкт з інформатики «Розумний будинок»

У процесі роботи над учнівським дослідницьким проєктом з інформатики на тему «Розумний будинок» учнем 7 класу було поставлено мету вивчити системи «Розумний будинок», дати ємний опис кожної із систем «розумного будинку», розглянути можливості системи «Розумний будинок» та визначити вартість даних послуг.

Докладніше про проєкт:

У індивідуальному дослідницькому проєкті з інформатики «Розумний будинок» учнем 7 класу була вивчена інформація про такі можливості «Розумного будинку», як управління кліматом, освітленням, розетками, захист від протікання води, відеоспостереження для дому, дистанційне управління «Розумний будинок», розумні датчики, пожежна сигналізація у будинку, охорона будинку та автоматизація приводів.

Індивідуальна дослідницька робота з інформатики на тему «Розумний будинок» дозволила в рамках проекту учню 7 класу провести практичне дослідження щодо допоміжних функцій системи «Розумний будинок», з'ясувати середню вартість системи «Розумний будинок» у м. Білгород. Навчальний проєкт про систему «Розумний будинок» є взірцем для виконання проєктних робіт з інформатики.

Зміст

Вступ
1. «Розумний будинок» – що це?
2. Можливості розумного будинку.
2.1. Управління кліматом.
2.2. Управління освітленням.
2.3. Захист від протікання води.
2.4. Управління розетками.
2.5. Відеоспостереження для дому.
2.6. Дистанційне керування Розумним будинком.
2.7. Розумні датчики.
2.8. Пожежна сигналізація у будинку.
2.9. Охорона будинку.
2.10. Мультирум Білгород.
2.11. Автоматизація приводів.
2.12. Допоміжні функції.
3. Вартість послуг.
Висновок

Я обрав цю тему проєкта «Розумний будинок», тому що з усіх запропонованих вона найближча до моєї спеціальності. Ще М. Вінер у 1940 році сказав «Не за горами день, коли навколишні речі навчаться думати і стануть набагато кориснішими для суспільства», і ось цей день настав.

Сучасна людина пред'являє дуже високі вимоги до комфортності довкілля:

1. Естетичні (дизайн та стиль інтер'єру, ландшафту, краса та функціональність навколишніх предметів);
2. Кліматичні (тепло, холод, чисте повітря);
3. Загальнопобутові (вода, газ, електрика, радіо, телебачення, інтернет, телефонний зв'язок, наявність кухонних машин та систем гігієни саун та ванн);
4. Вимоги до безпеки та контролю за нею (безпека житла, господарів будинку та їх близьких);
5. Вимоги до надійності складних систем (комп'ютери, домашні кінотеатри, посудомийні, пральні машини, печі та ін.).

В результаті інженерне оснащення квартир та котеджів неухильно ускладнюється, і зростає кількість пристроїв, що беруть участь у формуванні цього середовища. Покладати на господаря житла управління всіма системами стає незручно, невигідно та небезпечно. Комплексна система управління житлом «розумний будинок» бере на себе всю рутинну роботу з вирішення цього заплутаного завдання, залишаючи людині лише прийняття головних, «базових» рішень.

Метою проєкту є вивчення системи «Розумний будинок».

Для вирішення поставленої мети можна виділити задачі проєкту:

• розглянути поняття системи «Розумний будинок» та принцип її дії;
• розглянути можливості системи Розумний дім;
• розглянути вартість цих послуг.

Об'єкт дослідження: розумний будинок.

Предмет дослідження: функції «розумного будинку».

Сучасний світ неможливо уявити без автоматизації. Наше житло не виняток. У повсякденному житті у квартирі чи заміському будинку ми робимо сотні та тисячі дій, які могли б виконуватися без нашої участі. Все – від включення світла до підтримки клімату у квартирі можна автоматизувати. Це стало можливим завдяки системі Розумний будинок.

Розумний будинок - житловий будинок або квартира, організована для проживання людей за допомогою автоматизації та високотехнологічних пристроїв. Розумний будинок - це система, що дозволяє забезпечити ресурсозбереження, зручність та безпеку. Така система здатна розпізнавати різні ситуації та належним чином реагувати на них.

Коротко на питання, що таке розумний будинок, можна відповісти таким чином - це будова, в якій всі процеси, що відбуваються, максимально автоматизовані і підігнані під потреби людини. В поняття розумний будинок зазвичай вкладають автоматизацію рутинних заходів.

Можливості системи «розумний будинок» воістину багатогранні. Наприклад, щоб запобігти ймовірності пограбування, коли в будинку нікого немає, система імітує присутність господаря шляхом розсування жалюзі, ввімкнення/вимкнення світла тощо. Якщо ж зловмисники все ж таки проникають усередину приміщення або відбувається інша екстраординарна ситуація, система блискавично сповіщає про це господарю.

До вашого пробудження система нагріє підлоги у ванній кімнаті, включить музичний центр, налаштує роботу кондиціонера на задану температуру, відрегулює оптимальну вологість у приміщенні та вирішить безліч інших побутових завдань. Всі вимикачі може замінити один пульт або вимикач настінний з екраном.

Основа системи розумного будинку — це алгоритми. Вони мають бути грамотно складені, щоб не було конфлікту між різними видами систем. Наприклад, система опалення підняла температуру в приміщеннях до рівня, коли спрацьовує система кондиціювання. Такого не повинно бути. Більше того, розумний будинок має враховувати багато інших умов: температура за вікном, вітер, час доби. Безперечною перевагою є можливість контролювати та керувати різними системами в будинку віддалено.

Одна з основних та найважливіших можливостей системи. Її важливість обумовлена ​​не лише рамками комфорту мешканців, а й можливістю економії ресурсів.

Ви можете виставити температуру, вологість повітря, керувати теплою підлогою та інше. Розумний будинок підтримуватиме вибрані значення, використовуючи систему кондиціювання, опалення, вентиляції, зволоження.

Крім того, можна встановити різні програми мікроклімату, які будуть змінюватися в залежності від заданої умови. Наприклад, вказавши ваші години роботи, коли ви відсутні вдома, система не буде марно витрачати електроенергію і ресурси під час вашої відсутності, а до моменту вашого повернення мікроклімат у будинку буде таким, яким ви його поставили.

Система автоматично заздалегідь увімкне всі необхідні прилади (опалення, тепла підлога, кондиціювання, зволожувач повітря), щоб отримати потрібну температуру в приміщенні до вашого приходу. Тому ви можете заощадити кошти, витрачені на енергоносії.

Ви зможете віддалено вимикати та вмикати освітлення в будь-якому приміщенні та регулювати рівень яскравості. Окрім ручного керування, є можливість організувати автоматичну систему освітлення з використанням різних датчиків. Датчики руху та присутності дозволяють визначити знаходження людини у приміщенні та ввімкнути чи вимкнути освітлення.

Можна створити різні сценарії для освітлення, так одним кліком ви зможете створити романтичну обстановку, вимкнувши основне освітлення та зменшивши підсвічування до мінімуму.

Дозволяє контролювати всі водопровідні з'єднання та у разі протікання автоматично перекриє вентиль.
Захист від протікання складається з кількох елементів:

• Датчик протікання;
• Запірний пристрій з електроприводом;
• Контролер.

Датчики встановлюються у місцях можливого утворення скупчення води від протікання. При появі вологи контакти на датчиках замикаються, і сигнал відправляється на сервер Розумного будинку. Система обробляє сигнал і надсилається команда на контролер електроприводу вентиля, щоб той перекрив водопостачання. Система Розумний будинок повідомляє мешканців про проблему через усі можливі засоби зв'язку: e-mail, SMS-повідомлення, вспливаючі повідомлення в інтерфейсі Розумного будинку.

Як тільки буде вжито заходів щодо усунення протікання, користувач зможе відкрити вентиль водопроводу через інтерфейс Розумного будинку.

Дозволяє контролювати всі електроприлади, підключені до «розумних розеток». «Розумна розетка» обладнана wi-fi-контролером, реле та фільтром. Фільтр дозволяє зберегти електроприлади від стрибків напруги. Через інтерфейс розумного будинку ви можете відстежувати споживання струму, вимикати та вмикати розетки.

Можна вести облік споживання електроенергії цілодобово і бачити, скільки споживає той чи інший електроприлад. Можна вказати тарифи ЖКГ на електроенергію та вивести спожиту кількість у грошовому еквіваленті. Все це в майбутньому може допомогти вам заощадити.

Більше не варто хвилюватися з приводу залишеної увімкненої праски або обігрівача, достатньо зайти в особистий кабінет вашого Розумного будинку і відключити потрібну вам розетку.

Дозволяє організувати повний контроль як зовні, так і всередині.
Система являє собою кілька відеокамер, відеосервер та відеопроцесор.

Камери обладнані поворотним механізмом, що дозволяє встановити кут огляду таким чином, щоб охопити якнайбільшу територію. Інфрачервоне підсвічування дозволить здійснювати якісну відеозйомку за будь-якого освітлення.

Відеосервер з великим запасом місця для зберігання відеоархіву дозволить зберегти значні обсяги інформації за тиждень, і ви завжди зможете отримати доступ до перегляду відеоматеріалів. А інтерфейс Розумного будинку надає доступ для перегляду камер відеоспостереження в режимі онлайн.

Існує кілька варіантів доступу до інтерфейсу управління.
По-перше, ви зможете керувати системою через стаціонарні сенсорні екрани, встановлені у зручному для вас місці.

По-друге, доступ через веб-інтерфейс. Знаходячись хоч у протилежній точці земної кулі, ви завжди зможете вимкнути забуту праску з мережі або світло у ванній кімнаті.

По-третє, це доступ через мобільний додаток. Ваш смартфон тепер не тільки інструмент для виконання дзвінків та вбивання часу, але й повноцінний засіб управління вашим Розумним будинком.

Виявлять вашу присутність і рух і ввімкнуть приглушене підсвічування, де б ви не були. Система продумана до дрібниць: якщо рівень освітлення через добу достатній для комфортного перебування в приміщенні, то освітлення не буде включено. Іншими словами, освітлення буде використано лише тоді, коли воно доречне.

Система Розумний будинок дуже гнучка та залишає місце для фантазії замовника. Наприклад, можливо організувати ввімкнення та вимкнення світла за плесканням в долоні, що може допомогти людям похилого віку. Також можна здійснити регулювання освітлення залежно від датчиків освітленості. Чим темніше стає на вулиці, тим яскравіше стає освітлення в приміщенні.

Система складається з пожежних сповіщувачів різних типів (температурні, задимлення), сирени та блоку керування. При виникненні небезпеки система сповістить всіх мешканців по всіх можливих каналах зв'язку: сирена, SMS-повідомлення, e-mail, вспливаючі повідомлення в інтерфейсі управління Розумним будинком.

Також можна встановити датчики витоку газу та сервоприводи на клапани газової магістралі. Вони повинні розташовуватись поблизу з можливим джерелом витоку: газова магістраль, газовий водонагрівач (котел або колонка), газова плита та ін. При спрацьовуванні датчика витоку газу відбувається перекриття клапанів та оповіщення мешканців за аналогією з протипожежною системою.

Всі датчики, які були використані для зручності та економії, можна переключити на безпеку вашого майна. Датчики руху, присутності, камери відеоспостереження, магнітні датчики, система оповіщення – це дозволить створити повноцінну охоронну систему.

Залишаючи будинок, поставте його на охорону і ви будете повідомлені про спрацювання певного сценарію - відкриття дверей, розбиття скла, проникнення в приміщення.

За тривалої Вашої відсутності система за заданим вами графіком буде включати світло, музику, розсувати штори, створюючи ілюзію вашої присутності. Функція імітації присутності тварин відлякає випадкового злодюжку, при натисканні на кнопку дзвінка в квартирі пролунає грізний гавкіт собаки.

Якщо Ви побоюєтеся вторгнення непроханих гостей, то тривожна кнопка дозволить повідомити без видимих ​​зовнішніх проявів Вашим довіреним особам, які можуть щось зробити, про «нестандартну» ситуацію у Вашому домі. В даному випадку розміщення тривожних кнопок в будинку треба заздалегідь продумати і розмістити зблизька двері на підлозі, в санвузлі або на самій двері, щоб мати можливість непомітно її натиснути.

Мультирум - це підсистема Розумного будинку, що дозволяє організувати аудіо- та відеосигнали в межах приміщення. Система Розумний дім дозволить керувати треками та відеозаписами зі смартфона або планшета.

Збережіть ваші улюблені треки та фільми на сервері Розумного будинку та отримайте повний доступ з будь-якої частини вашої хати. У рамках проєкту з інформатики на тему «Розумний будинок» я розглянув і інші цікаві можливості розумного будинку.

Автоматизуються приводи жалюзі, рольставень, воріт та багато іншого.
Ви можете створити сценарій освітлення таким чином, що при певному годиннику жалюзі будуть автоматично складені, створивши потрібний вам рівень освітленості приміщення. А під'їжджаючи до воріт гаража, ви можете активувати їх відкриття одним дотиком до екрану вашого смартфона.

Допоміжні функції
Можна автоматизувати роботу системи так, щоб:

• обмежити доступ дітей до небезпечних елементів,
• встановити режим поливу газонів або очищення басейну,
• ввімкнути цілодобове внутрішнє та зовнішнє відеоспостереження,
• налаштувати роботу техніки на потрібні режими.

Ціни взяті з одного із Білгородських сайтів.

У даному проєкті з інформатики на тему "Розумний будинок" було вирішено всі завдання, які ставилися:

• розглянуто поняття системи «Розумний будинок» та принцип дії системи;
• розглянуто можливості системи Розумний будинок;
• розглянуто вартість даних послуг.

Мені дуже цікава дана тема проєкту про розумний будинок і надалі, при вивченні інформатики і спецдисциплін, хочу розглянути технології реалізації даної системи у майбутньому.