Home automatyzacja to wszystkie techniki z elektroniki , fizyki budowli , automatyki , IT i telekomunikacja stosowane w budynkach , bardziej lub mniej „ interoperacyjność ” i umożliwiające scentralizowanie kontrolę różnych systemów i podsystemów domowych i biznesowych.
Główne obszary, w których stosowane są techniki automatyki domowej to:
W ramach działań następczych dotyczących środowiska Grenelle i planu budowy PREBAT , grupa robocza musi przedstawić konkretne propozycje na rok 2011 w celu promowania innowacji (technologicznej, organizacyjnej, finansowej, legislacyjnej lub handlowej, a także w zakresie pomiarów, weryfikacja, energia śmiertelna , ubezpieczenia i certyfikacja) w sektorze budowlanym (raport częściowy złożono w połowiestyczeń 2011, z osiemnastoma propozycjami i zachętą do przejścia od „wysokiej wydajności” do „wymagających” pod względem ogólnej wydajności, co wymaga zaangażowania wszystkich zainteresowanych stron w dziedzinie energii, ale także zdrowia, komfortu i środowiska). Wraz z klastrem konkurencyjności S2E2, BRGM i Technopole d'Orléans tworzona jest platforma geotermalna i inteligentnych budynków .
Automatyka domowa wykorzystuje TIK, które mogą zużywać dużo energii i rzadkich lub cennych materiałów. Może również dążyć do zmniejszenia swojego śladu ekologicznego („automatyka eko-domu”) i swoich użytkowników poprzez ekoprojekt , ułatwiając lepszą kontrolę zużycia energii w domu, poprawiając efektywność energetyczną instalacji lub automatyczną kontrolę energii instalacje produkcyjne (np.: połączenie paneli słonecznych w zależności od słońca, „ małe turbiny wiatrowe ” aktywowane (w celu ograniczenia zużycia części) tylko przy idealnych warunkach wiatrowych lub pompa ciepła aktywowana przy idealnej różnicy temperatur itp .).
Nowe standardy budowlane wymagają lepszego zarządzania energią. Tak więc we Francji od 2005 roku przy otwieraniu okna należy odcinać ogrzewanie. Od1 st styczeń 20132012 RT (od Grenelle Środowiska ) zaczyna nakładać na nowych pozwoleń na budowę oglądania i pomiar zużycia energii przez co najmniej pięć następujących elementów: wentylacji , klimatyzacji , ogrzewania , oświetlenia i produkcja " ciepłej wody , w celu zapewnienia, że norma 50 kW/(m 2 .an) nie jest przekroczona.
Automatyka domowa może – domyślnie lub na polecenie – warunkować oświetlenie i ogrzewanie pomieszczenia lub uruchamiać określone urządzenia, niezależnie od obecności lub nieobecności mieszkańców. Japońska grupa Sekisui Chemical Group już sprzedaje „domy bez kosztów energii elektrycznej i ogrzewania”. Niemcy są również prekursorem w tej dziedzinie z wieloma modelami domów pasywnych ( Passivhaus ), zwłaszcza w regionie Bawarii.
Z biegiem czasu automatyka domowa ma tendencję do opuszczania domu. Na przykład stawia lokale mieszkalne względem siebie i z budynkiem (jest to automatyka budynkowa ) oraz z miastem (wchodzimy wtedy na „miejski” lub z zarządcą/właścicielem lub innymi podmiotami świadczącymi usługi np. ( woda, energia, dostawa żywności, opieka domowa lub zdalna, pranie ubrań itp.) Jeśli te usługi mają przede wszystkim na celu zmniejszenie degradacji środowiska, czasami mówimy o „miejskiej ekodomotyce”.
We Francji już w latach 90. właściciele lokali socjalnych (organizacje HLM ) wykorzystywali narzędzia zdalnego monitorowania technicznego, administracyjnego i finansowego oraz zarządzania swoimi budynkami za pośrednictwem programów interfejsu Kolektywnej Automatyki Domowej. Główną przeszkodą był brak interoperacyjności między urządzeniami produkowanymi przez różnych dostawców (w tym przypadku interfejsy programowania, interfejsy budynku (IDI) muszą być w stanie komunikować się z interfejsami mieszkaniowymi (IDL), a wkrótce z inteligentnymi sieciami i innymi sieci (na przykład w perspektywie „energetycznego Internetu”, który założył III Rewolucja przemysłowa w formie zaproponowanej przez Jeremy Rifkin . we Francji, France Telecom otworzył różnych sieci ( RTC , Transfix , Transpac , TRANSVEIL , numeris ewentualnie , przewodowe ) umożliwiając tym „ „inteligentne” tworzenie sieci. Linia telefoniczna, a następnie Internet stają się uprzywilejowanymi nośnikami połączonej „automatyki meta-domowej”. W tym kontekście pojawiają się pytania etyczne i techniczne. Zapytaj o ochronę prywatności i danych osobowych.
Koszt instalacji będzie zasadniczo zależał od wyboru medium transmisji informacji (magistrala sterująca, linia energetyczna lub bezprzewodowa) oraz projektu (nowego lub remontowanego).
W nowych konstrukcjach powszechnie stosuje się okablowanie. Rzeczywiście, w przypadku nowych projektów, w większości przypadków stroną zajmuje się elektryk, którego zadaniem jest tradycyjnie instalacja obwodu przewodowego. W projektach automatyki domowej realizowanych w nowym domu o powierzchni od 130 do 170 m 2 , w 2011 r. koszt automatyki domowej stanowi od 4 do 10% całkowitego kosztu budowy.
Część świata automatyki domowej reprezentuje społeczność entuzjastów tego typu technologii ( geeków ), którzy w przypadku braku rozwiązań komercyjnych samodzielnie projektują i wdrażają, po kosztach własnych, własne rozwiązanie automatyki domowej, oparte ogólnie na Raspberry Pi Mini PC , Arduino , Mikrokontroler , Przemysłowy programowalny sterownik logiczny , z umiejętnościami zawodowymi lub samoukami w zakresie elektryki , automatyki , robotyki , elektroniki , informatyki / informatyki przemysłowej .
Automatyka domowa opiera się na łączeniu w sieć różnych urządzeń elektrycznych w domu za pomocą „jednostki sterującej”.
Jednostka sterująca Programowalny i zawierający wbudowane moduły (bramy domowe) lub interfejs mikrokomputerowy (ekran dotykowy, serwer itp.), pełni rolę scentralizowanej „inteligencji” i scentralizowanego interfejsu człowiek-maszyna dla użytkownika lub użytkowników. . Zwykle reaguje na zmiany kontekstu. W tym celu łączy lub zastępuje różne urządzenia (programator/regulator ogrzewania, centralka alarmowa, system centralizacji rolet elektrycznych, stycznik dzień/noc cumulusu, zrzutnik obciążenia, programatory czasowe, systemy automatycznego nawadniania itp.), które może działać i współdziałać asynchronicznie. Ekran sterowania Jest instalowany w domu, gdzie może być emulowany zdalnie za pośrednictwem domowej sieci ADSL, a następnie Internetu, umożliwiając zdalne sterowanie domem dla wszystkich lub części funkcji automatyki domowej. Zdalnym interfejsem może być np. komputer kieszonkowy, telefon komórkowy lub smartfon , tablet z ekranem dotykowym , pilot (uniwersalny lub nie), interfejs w podłączonym telewizorze, ekran + mysz itp.Zdalne sterowanie : Pozwala stawić czoła konkretnym sytuacjom niemal w czasie rzeczywistym. Na przykład :
Dodatkowo użytkownik może zaprogramować pewne funkcje „zdomotowanego” domu dzięki temu interfejsowi, który jest połączony z podłączonymi urządzeniami. Na przykład może:
Ponadto generalnie możliwe jest, poprzez zaawansowane ustawienia, dostosowanie systemu do własnego rytmu życia (poprzez zaprogramowanie „scenariuszy”).
Przed faktycznym zainstalowaniem system automatyki domowej można teoretycznie modelować wirtualnie, prototypować i testować w celu zweryfikowania jego wydajności i zdolności adaptacji do zmian w kontekście. Istnieje wirtualne oprogramowanie edukacyjne do domu, które można zautomatyzować
Do sterowania serwerem interfejsy te wykorzystują:
Istnieją różne tryby transmisji:
Łącza przewodowe ( Ethernet , BUS, itp. ) grają na korzyść stabilności systemu.
Dzięki automatyce domowej możliwe jest używanie lub sterowanie różnymi mediami jednocześnie i w dowolnym miejscu w domu: muzyka , obrazy , wideo , itp. .
Z robotów o pomoc w codziennym życiu lub chorymi lub niepełnosprawnymi rozważane są w wielu laboratoriach badawczych (2008). Te roboty domowe czasami przybierają ludzką postać i mogą poruszać się, omijając wszelkie przeszkody. Maszyny te są obecnie ograniczone wymogami bezpieczeństwa. Roboty mają urządzenia zabezpieczające, które usuwają z nich całą siłę mechaniczną, gdy tylko wejdą w kontakt np. z osobą, ale tego typu urządzenia nie byłyby wystarczające np. dla bezpieczeństwa dziecka poniżej trzeciego roku życia.
Naukowcy pracują nad systemami oprogramowania i czujnikami do rozpoznawania głosu, dźwięku i obrazu, rozpoznawania twarzy, a także nad programami umożliwiającymi robotowi uzyskanie takich samych możliwości uczenia się, jak człowiek. .
Kilka robotów pomocy domowej jest już na rynku, takich jak Wakamaru , wprowadzony na rynek w 2005 roku przez Mitsubishi Heavy Industries , który może wykonywać kilka usług, takich jak przypominanie o ważnym spotkaniu, łączenie się z Internetem przez Wi-Fi w celu znalezienia informacji i retransmisji używa jej kobiecego głosu lub monitoruje dom.
Umożliwiając ciągłe poszukiwanie większej autonomii i zapobieganie wykluczeniu, odszkodowanie za niepełnosprawność jest częścią podwójnych ram prawnych, które odnawiają działania społeczne i medyczno-społeczne na rzecz osób niepełnosprawnych.
Wdrożenie automatyki domowej pozwala dać większą autonomię osobie niepełnosprawnej i uspokoić bliskich o autonomii i bezpieczeństwie tej osoby.
Stworzenie zdalnie sterowanego środowiska wymaga instalacji urządzenia składającego się z czterech części:
Koncepcja komunikowania habitatu odpowiada wprowadzeniu nowych technologii ( NICT ) w habitacie.
Historycznie koncepcja ta jest ewolucją terminu „automatyka domowa”. Angielski termin to automatyka domowa .
Temat ten można postrzegać jako zastosowanie Internetu Rzeczy w dziedzinie mieszkalnictwa .
Sektor budowlany jest naturalnym rozszerzeniem tak zwanej automatyki budynkowej : technicznego zarządzania budynkami .
Podczas gdy automatyka domowa historycznie koncentrowała się na systemach automatycznych (otwieranie rolet, bram), pojęcie siedliska komunikującego się koncentruje się bardziej na komunikacji (pomiędzy czujnikami, z użytkownikiem) i szerokim wykorzystaniu IT. Użycie nowego terminu tłumaczy się również konotacją terminu automatyka domowa, która nie jest pozytywna w języku francuskim.
Technologie komunikacji mieszkaniowej oparte są na kilku cegłach:
Nazwą nadaną komunikacji wewnątrzsiedliskowej jest HAN, Home Area Network. Komunikacja wewnątrzsiedliskowa może być:
Komunikacja przewodowa jest preferowana w nowych budynkach (przy budowie domu). Dodatkowy koszt okablowania to od kilku tysięcy do kilkudziesięciu tysięcy euro. Podczas remontu unika się okablowania na rzecz komunikacji radiowej (lub linii zasilania liniowego).
Istnieją dziesiątki protokołów technicznych, a wymieniane są tylko te, które można znaleźć w domach mieszkalnych.
Technologie przewodoweTechnologie przewodowe są zwykle typu „ magistrali polowych ”, ponieważ zarządzanie wiadomościami opiera się na protokołach deterministycznych (wykorzystujących do zarządzania kolizjami wielokrotny dostęp z wykrywaniem nośnej i wykrywaniem kolizji w trybie CR). Te autobusy mają również tę zaletę, przyjmowanie połączeń lub gwiazdę, ponad długich. Oto kilka przykładów autobusów, które są mniej lub bardziej zastrzeżone:
Te autobusy polowe są używane częściej w budynkach usługowych niż w domach mieszkalnych.
Prądy nośne w liniiKlasyczne protokoły PLC to:
Większość systemów automatyki domowej oferuje systemy bramowe umożliwiające zdalną interakcję (poza domem) za pośrednictwem protokołu IP ( Ethernet ). Istnieją również bramki CAN BUS do portu USB lub szeregowego .
Technologie bezprzewodowe RadioTypowe protokoły radiowe to:
Protokoły na podczerwień to podstawa domowych pilotów:
W przypadku podpisów zastrzeżonych istnieją bazy danych podpisów, bazy danych ułatwiające interoperacyjność mogą również istnieć dla innych protokołów, w szczególności IP. Protokoły można klasyfikować według: ich częstotliwości, typowego zakresu, pojęcia potwierdzenia, siatki, bezpieczeństwa. Wszystkie technologie stosowane w bezprzewodowych sieciach czujnikowych mogą być stosowane w domu. Istnieją również różne zastrzeżone protokoły na częstotliwościach 433 i 868 MHz (w Europie).
streszczenieTabela informacyjna klasyfikacji głównych systemów komunikacji w budynku:
| Nazwisko | Przewodowy | Radio | IR | Licencja | Posługiwać się |
|---|---|---|---|---|---|
| Dali | tak | Nie | Nie | Otwarte/Standardowe | Dedykowany do systemu oświetleniowego |
| SMI | tak | Nie | Nie | Stowarzyszenie Producentów | Dedykowany do sterowania silnikami (żaluzje, rolety) |
| KNX | tak | (Tak) | Nie | Otwarte/Standardowe | Ogólny autobus budowlany |
| LonWorks | tak | tak | Nie | Otwarte/Standardowe | Ogólny autobus budowlany |
| EnOcean | Nie | tak | Nie | Prywatne / Standardowe | Dedykowany do przełączników |
| SCS | tak | Nie | Nie | Prywatny | Ogólny autobus budowlany |
| ZigBee | Nie | tak | Nie | Stowarzyszenie | Interakcja ze sprzętem |
Komunikacja z otoczeniem domu jest coraz powszechniejszym naturalnym rozszerzeniem oryginalnego systemu automatyki domowej.
Rozwijał się wraz z Internetem i umożliwia dostęp do domu z dowolnego dostępu do Internetu za pośrednictwem protokołu, który musi być bezpieczny. System automatyki domowej może wtedy również skorzystać z usług spersonalizowanych lub otrzymać instrukcje od użytkowników lub właścicieli budynku lub - w sposób mniej lub bardziej zautomatyzowany - przydatne informacje z zewnątrz (alarm pogodowy, prognozy pogody dla wczesnej adaptacji ogrzewania) lub klimatyzacja, ostrzeżenia sejsmiczne lub inne (zagrożenia chemiczne, przemysłowe, nuklearne itp.), nasycenie sieci dystrybucyjnej, powiadomienia o zrzucaniu obciążenia itp.) za pośrednictwem dostosowanych protokołów typu PubSub .
W krajach rozwiniętych, we Francji, w szczególności rozwój szerokopasmowego dostępu ( ADSL , włókna) pozwala na łatwiejszą komunikację z poza domem i bez dodatkowych kosztów, jest to jeden z możliwych nośnikach rozwoju dla internetowych aplikacji. " Wszechobecne computing . Operatorzy telekomunikacyjni oferują również łączność z sieciami komórkowymi ( GPRS lub 3G ).
Komunikacja z otoczeniem na zewnątrz domu opiera się na ogół na bramce. Technologie IP umożliwiają teraz łatwą komunikację z Internetem. Istnieje kilka sposobów uzyskania dostępu do domu z Internetu:
Komunikacja poza domem może być postrzegana jako poleganie na chmurze .
Najczęściej stosowaną technologią komunikacji między siedliskami jest IP. Sprzęt i usługi, które chcą otworzyć na poziomie IP, zwykle publikują API. Komunikacja - pozasiedliskowa, ale także wewnątrzsiedliskowa - może więc z łatwością polegać na API, w szczególności API HTTP, ale także na innych protokołach.
Ogólna architekturaNiezależnie od tego, czy w domu, czy na zewnątrz, IT staje się w pewnym sensie wszechobecne i interaktywne ( Stigmergy ): programy można uruchamiać w dowolnym miejscu, projektować lub modyfikować w dowolnym miejscu: na obiektach, na bramach , w chmurze lub w innych środowiskach lub różnych dostawców.
W przypadku obiektów z małym interfejsem (i nie posiadających kompletnego wbudowanego serwera WWW) powszechne staje się, że ustawienia są wykonywane w chmurze lub na komputerze, a następnie przenoszone do obiektu (przykład: piloty Logitech , Squeezebox Logitech , GPS ), mniej więcej automatycznie. Routery ADSL wykorzystują tę technikę do przesyłania ustawień i aktualizacji oprogramowania lub bazy danych do routera .
W architekturach typu LON powszechne jest postrzeganie obiektów jako posiadających własną autonomię.
Prosta przeglądarka internetowa może być ludzkim interfejsem dla wszystkich tych aplikacji. Popularna jest również aplikacja (App) na Androida, Apple lub Windows OS (Windows 7).
Interfejs człowiek-maszyna może również nie opierać się na ekranie i klawiaturze, może to być:
Celem domu komunikacyjnego jest również zminimalizowanie czasu, jaki ludzie muszą spędzać przed interfejsem człowiek/maszyna. Istnieje kilka technologii wyzwalających automatyzmy (poprzez dobrowolne programowanie, zaawansowane algorytmy, takie jak uczenie się stylu życia, bardzo dużą liczbę technik algorytmicznych, uczenie nadzorowane lub nienadzorowane).
Na przykład automatyka domowa dzięki napędom drzwi, okien i rolet może zwiększyć ślad ekologiczny budynku i zwiększyć pewne zużycie energii elektrycznej. I odwrotnie, w ekoprojektowanym budynku, jeśli jest on zorientowany na dobre zarządzanie energią, a nawet w połączeniu z autonomicznym systemem produkcji energii (słoneczna energia cieplna lub fotowoltaiczna, mała energia wiatrowa itp.), może wręcz przeciwnie przyczynić się do znacznego oszczędność energii, a nawet umożliwienie pozytywnego siedliska energetycznego . Z tego powodu niektóre systemy automatyki domowej są zachęcane przez pomoc finansową lub zwolnienie podatkowe (przykład: we Francji z ulgą podatkową (w wysokości 15%) lub zwolnieniem, na1 st styczeń 2005na zakup systemu automatyki domowej w głównym miejscu zamieszkania od ponad dwóch lat, z 7% VAT, jeśli instalacja jest wykonywana przez profesjonalistę ... pod pewnymi warunkami określonymi przez ADEME, a czasami z dodatkową pomocą ze strony Regionów .