Inteligentní dům 01: Úvod do problematiky

12.10

Inteligentní dům 01: Úvod do problematiky

Ing. Bohumír Číhal

Trend chytrých domů zaznamenává v posledních letech značný vývoj nejen ve sféře průmyslových a kancelářských budov, ale zejména na poli soukromého ubytování. Uživatel chytré domácnosti má možnost nahradit téměř každou pracovní činnost v domě chytrým zařízením a kromě nesporného pohodlí ušetřit si čas i peníze. Představivosti se meze nekladou, funkce chytré domácnosti nejsou hudbou budoucnosti. V současnosti existuje mnoho společností, které zajišťují komplexní systémy pro ovládání základních funkcích v domě, počínaje ovládáním teploty v pokoji až po celkovou kontrolu nad objektem.

 NahoruCo je to Inteligentní dům

Pro vysvětlení pojmu Inteligentní dům existuje celá řada definicí, které se liší úhlem pohledu autora na tuto problematiku. Obecně se inteligentní budova vysvětluje jako prostředí, které se vyznačuje systémem vzájemně propojených prvků, které spolu navzájem komunikují a vytvářejí tak sjednocený inteligentní systém. Hlavním účelem inteligentní budovy je zefektivnění nákladů, zvýšení komfortu, pohodlí a bezpečí.

Inteligentní dům a chytrá domácnost

I když se pojmy Inteligentní dům a chytrá domácnost prolínají a na první pohled se zdají rozdíly nepatrné, pro pochopení principu je třeba si je podrobněji rozebrat.

Inteligentní budova (v ideálním pojetí) je projektována od počátku tak, aby byla co nejvíce energeticky úsporná, šetřila životní prostředí a obsahovala inteligentní prvky sloužící ke snížení nákladů na její údržbu. K tomu slouží kritéria jako poloha domu, orientace oken, použité materiály a způsoby přirozené ventilace a světla. Například správná orientace oken, spolu s inteligentními žaluziemi pracujícími na základě meteorologických podmínek, zajistí maximální využití slunečního svitu nejen k osvětlení místnosti, ale i k jejímu vyhřívání.

Projektování inteligentních budov momentálně převažuje u staveb velkých komplexů. V kancelářských budovách se např. využívá větrných tunelů, které díky správnému umístění mohou zajišťovat přírodní ventilaci. Do budov se rovněž začleňují zóny zeleně, které ochlazují okolní vzduch a zvyšují estetickou úroveň budovy. Projektování budov pro soukromé účely naopak umožňuje větší flexibilitu při navrhování i konstruování, jelikož se jedná o značně menší objekty. Díky tomu je možné efektivněji využít sluneční svit pomocí strategicky umístěným oknům a využívat materiál, který sníží únik tepla z budovy (např. pokrytí střechy zelení). Díky tomu se snižují náklady na vytápění i klimatizaci, snižuje se úroveň hluku, zvyšuje se úroveň prostředí a travnatý povrch pohlcuje CO₂.

K takto vytvořenému konceptu budovy přistupuje řešení uváděné termínem Inteligentní dům (též IQ dům), které umožňuje z jednoho místa sledovat chod celého domu, ovládat nejen základní spotřebiče určené k vytápění a ohřevu, větrání nebo zavlažování, ale například i osvětlení. Optimálně lze využít zdroje energie pro regulaci spotřebičů s přínosem finančních úspor, při zachování veškerého komfortu, který je v dnešní době vyžadován. A umí mnoho dalšího, jak uvedeme podrobněji v dalším textu.

Naproti tomu pojem chytrá domácnost je obvykle spojen s marketingovým označením některých výrobků domácího zařízení a ovládání, které společně komunikují v rámci jednoho systému IQ domu. O chytrou domácnost se zpravidla jedná, pokud přeměnu z již stávající budovy zařizuje firma zabývající se inteligentními instalacemi. Prvky chytré domácnosti si může majitel také postupně pořizovat do své tradiční domácnosti a tím přeměňovat svůj dům na chytrou domácnost.

Na následujícím obrázku je ve zkratce uvedeno, co lze čekat od chytré domácnosti v optimální variantě, včetně multimediálního rozšíření a bezdrátových členů. Obsahuje zařízení zapojená do sběrnice kabelem, přes Ethernet (LAN) připojená zařízení třetích stran a vše doplňují bezdrátové členy.

Obr. č. 1: Ukázka možností chytré domácnosti

Jedním z možných způsobů vytvoření chytré domácnosti je využití hlasového asistenta, ke kterému lze připojovat zařízení, která spolupracují se stejným systémem jako chytrý asistent. Uživatel ovládá chytrá zařízen pomocí svého hlasu a předem určených hesel. Hlasový asistent tyto povely zaregistruje, zpracuje do textové formy a odešle příkaz příslušnému zařízení. Výrobci nabízejí k asistentovi aplikaci, pomocí které je možné zařízení ovládat na dálku a spravovat celý systém. Při výběru zařízení, je nutné pohlídat kompatibilitu s výrobky ostatních výrobců. Čím více zařízení je uživatel schopen připojit do systému chytré domácnosti, tím větší má možnosti při rozšiřování jejich funkcí.

Internet věcí

Do systémů ovládání chytrého domu našel cestu Internet věcí (Internet of Things – IoT), který umožňuje sběr a přenos velkého množství dat v odlišných formátech a z různých lokací. Díky sběru dat je schopen optimalizovat proces provozu domácností, budov, průmyslových hal nebo veřejných prostor. Prvky IoT mohou být integrovány do všech elektronických zařízení, která jsou pak schopna sledovat venkovní podmínky, spotřebu energií jednotlivých zařízení nebo spotřebu energií jako celku. Zařízení zjištěné informace okamžitě sdílejí s uživatelem.

Internet věcí lze chápat jako prostředí, které umožňuje komunikaci a kontrolu fyzických přístrojů, strojů a automobilů pomocí sítě. Každé zařízení, které patří do sítě IoT, disponuje softwarem a senzory, které umožňují síťovou komunikaci. Síťová propojenost spárovaných zařízení probíhá prostřednictvím sítí IoT (WiFi, USB, Bluetooth a řada dalších). Kvůli omezené velikosti a energetické náročnosti jsou pro shromažďování a analyzování dat využívány především cloudy.

Podrobněji uvádíme v samostatné části Internet věcí.

 NahoruVývoj chytrého domu

Zpočátku se technologie chytrého domu zaměřovaly pouze na základní kontrolu vnitřního prostředí, jako je ovládání teploty a světla. V poslední době se zájmová oblast velmi zdokonalila a téměř každý elektrický prvek v domě může být zahrnut do sítě chytrého domu a domácnosti. Současně se vyvíjela i technika jejich vzájemného propojení a ovládání.

Jak vedla cesta k současnému stavu automatizace IQ domu ukazuje následující podrobnější strukturalizace vývoje v této oblasti. Pro přehlednost jsme k tomu použili některá zjednodušení a vyznačili klíčové pojmy z oblasti automatizace, skrývající konkrétní předměty, stavy a způsoby, které mají na stav vývoje vliv:

• Spotřebič – zařízení které chceme ovládat (osvětlení, rolety, televize, lednička, topení, chlazení, ostraha atp.).

• Ovladač – prostředek, přes který člověk systém ovládá (vypínač, dálkový ovladač, řídící panel,…