Представьте картину: вы входите в дом, автоматически включается свет и вас приветствует приятный женский (мужской, кому интересно) голос.
Вы небрежно бросаете в микрофон фразу: «Домой, включи мой компьютер».
Через несколько секунд вы слышите привычный шорох кулеров вашего дорогого железного коня.
Фантастика? Под хаком хочу поделиться своими успехами в построении подобной системы у себя дома.
Будущее - сегодня
Все мы когда-либо видели подобные картинки в зарубежных фантастических фильмах и мечтали: «Когда-нибудь такое произойдет и здесь».Спешу вас обрадовать – нечто похожее на то, что вы видели, можно реализовать уже сейчас и без огромных затрат. Небольшой экскурс в то, что сейчас называют «умным домом».
Вот что нам скажет Википедия: «Умный дом (англ.
digital home) — жилой автоматизированный дом современного типа, организованный для удобства проживания людей с помощью высокотехнологичных устройств.
Под «умным домом» следует понимать систему, которая должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответственно реагировать на них: одна из систем может управлять поведением других по заранее разработанным алгоритмам.
Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем в единый управляемый комплекс.
Важной особенностью и свойством «Умного дома», отличающим его от других способов организации жилого пространства, является то, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека с жилым пространством, когда человек одной командой задает желаемую среду, причем автоматизация, в соответствии с внешними и внутренними условиями устанавливает и контролирует режимы работы всех инженерных систем и электроприборов.
В этом случае нет необходимости использовать несколько пультов при просмотре телевизора, десятки переключателей при управлении освещением, отдельные блоки при управлении системами вентиляции и отопления, системами видеонаблюдения и сигнализации, воротами и прочим.
В доме, оборудованном системой «Умный дом», достаточно выбрать один из сценариев одним нажатием настенной клавиши (или пульта, сенсорной панели и т.п.
).
Дом сам настроит работу всех систем в соответствии с вашими пожеланиями, временем суток, вашим положением в доме, погодой, внешним освещением и т. д., чтобы обеспечить комфортное состояние внутри дома».
В моем случае я расскажу, как организовать контроль нагрузки (розетки, лампы накаливания и т. д.) с помощью распознавания голосовых команд и озвучу все это хорошим русским голосом.
Технические детали
1-проводной
Для начала нам, конечно, необходимо определиться с технологиями управления питанием устройств.На данный момент таких много.
Возможно, самым простым, популярным и недорогим в реализации является 1-проводной от Максима/Далласа.
Технология 1-wire далеко не нова и известна уже около 10 лет. 1-wire широко используется как в быту, так и в промышленных системах.
Преимущества 1-проводной схемы
- Простая и понятная сетевая архитектура
- Низкие требования к кабелям
- Длинная длина строки
- Низкая стоимость и простые компоненты
- Открытый протокол и доступное программное обеспечение для программирования
- Способность обходиться без еды в определенных ситуациях
Вот они:
- Низкая скорость передачи данных
- Обязательное присутствие сетевого мастера
Остановимся подробнее на обязательном требовании наличия мастера сети.
Дело в том, что устройства с точки зрения организации обмена данными являются пассивными элементами цепочки.
Компоненты 1-wire не могут отправлять данные в сеть без специального запроса.
Таким образом, устройства не могут взаимодействовать друг с другом без «активного» мастера.
Сетевые элементы всегда являются подчиненными.
В однопроводной сети имеется только один мастер.
Именно он инициирует, контролирует и управляет работой сети и подключенных к сети устройств.
В зависимости от используемого программного обеспечения мастер 1-проводной линии может по-разному работать со своими подопечными, но только он может в конечном итоге опрашивать состояние конкретного элемента, а также отправлять запрос на получение какой-либо информации от этого элемента.
Например, если нам нужно отобразить значение температуры со многих датчиков в режиме реального времени, то мастер сети будет по очереди опрашивать эти датчики в цикле.
Только одно устройство может ответить мастеру по сети.
В качестве мастера может выступать МК (микроконтроллер), который при наличии соответствующего программного обеспечения может быть напрямую подключен к 1-проводной сети к одному из его портов ввода-вывода.
Мастером также может быть ПК (персональный компьютер), использующий специальные элементы интерфейса, позволяющие подключаться по 1-проводной схеме к COM-порту или USB-порту компьютера, например DS9097 или DS9490. Собственно, нас интересует работа ПК в качестве контроллера.
Специальный элемент mate выглядит примерно так: 
Как видите, это небольшой переходник, имеющий с одной стороны USB, а с другой разъем RJ-11 для подключения 1-проводных сетевых элементов (можно повесить 1-проводные элементы на стандартный телефонный кабель — дешево и сердито).
.
Х10
Другая технология под названием X10 использует метод частотного мультиплексирования для передачи данных в обычной квартирной электросети.Плюсы:
- Простота установки
- Никаких дополнительных проводов в квартире
- Общий стандарт, множество приводов
- Относительно низкая стоимость и простота комплектующих.
- Не требует дополнительного источника питания
- Медленная передача данных
- Большинство элементов не поддерживают команду статуса (т.е.
не знают текущего состояния устройства)
- Дороже, чем 1-проводной
Я попал в обе категории, поэтому мой выбор остановился на Х10 =) Предположим, что мы определились с технологией управления питанием.
Идем дальше - видеонаблюдение
Ведь иногда хочется посмотреть, что происходит дома, пока ты на работе, в отпуске, на даче и т. д.? У меня есть домашние животные, и когда я надолго отсутствую, мне хочется посмотреть на них и даже поговорить с ними.Цели могут быть разными.
Что нам для этого нужно? Прежде всего компьютер.
Он будет ядром, главой нашей системы «умный дом».
Именно к нему мы будем подключать управление электропитанием наших домашних устройств через мастер сети 1-wire или X10, а также подключаем к нему камеры видеонаблюдения.
В моем случае я выбрал обычные простые веб-камеры среднего качества.
Все будет подключено через USB. Ограничение длины кабеля в 5 м обошлось мне в виде покупки длинных активных USB-кабелей, где это возможно, и связывания кабелей через USB-концентраторы с внешним питанием (возможно, кто-то подскажет другое решение - буду рад услышать).
В итоге у меня получилось 4 веб-камеры на все помещения квартиры.
Учим компьютер понимать нас и разговаривать
Для меня «умный дом» — это, прежде всего, интерактивность.Для этого мы научим его говорить и понимать нас по очереди.
Мои исследования показали, что на данный момент только Google может обеспечить достойный уровень распознавания речи.
Думаю, каждый знаком с его замечательным голосовым поиском и переводчиком, способным значительно упростить жизнь владельцу мобильного устройства.
Умельцы придумали, что, куда и как отправлять, чтобы получить текст из звукового файла.
С синтезом то же самое — я особо не заморачивался и воспользовался тем же Гуглом.
На мой взгляд, синтезированная речь находится на достаточно хорошем уровне.
Мы объединяемся
Я нашел веб-интерфейс самым удобным интерфейсом для управления умным домом и пакетом программного обеспечения.Специально написанный на Perl демон будет координировать работу программного обеспечения.
Давайте подведем итоги
В этой небольшой статье я рассмотрел минимально необходимые, с моей точки зрения, компоненты нашего «умного дома».Никакой технической реализации здесь нет – лишь краткий теоретический обзор.
В следующих статьях я пошагово опишу каждый компонент системы, его техническую и программную реализацию.
Используемые материалы
- http://ab-log.ru/smart-house - замечательный ресурс для создания «умного дома»
- ru.wikipedia.org - где бы мы были без нее ;)
-
Ошибки Mmx Dll И Их Решение
19 Oct, 24 -
Древнее Устройство – Весы
19 Oct, 24 -
Анонс Российской Программы Gtug
19 Oct, 24 -
Дополненная Реальность На Обложке Газеты F5
19 Oct, 24
