poniedziałek, czerwiec 17, 2019

Najnowsze wydanie
Nr 05/2019

Okladka PI 05 2019 internet

Smart home – kierunki rozwoju, wady i zalety

59Wygodne sterowanie urządzeniami w domu, w tym inteligentne i zdalne sterowanie systemem HVAC od wielu lat jest dostępne. Ostateczny rozwój systemów smart-home, jak i ich popularność daleki jest od zakończenia. Połączony, skojarzony „smart home" nie jest nową koncepcją, ale ogólny rozwój techniki i świata wirtualnego sprawia, że możliwości są coraz większe i dosięgają praktycznie każdego aspektu naszego życia.

Smart home składa się z wielu elementów: z paneli operacyjnych (np. ekranów dotykowych lub smartfonów) sterujących pracą urządzeń końcowych tzw. aktorów takich jak zawory grzejnikowe, włączniki świateł, żaluzji. Poprzez czujniki mierzone są różne parametry, takie jak temperatura, światło i przykładowo sprawdzane jest, czy warunki komfortu są spełnione, czy światło się świeci –
zarządzane jest zużycie energii. Gdy przykładowo czujnik wykaże, że światło się świeci (niepotrzebnie) wówczas poprzez przekaźniki je wyłączy.

57Aby umożliwić komunikację i interakcję między tymi urządzeniami zostają one połączone siecią. W zależności od standardu, połączenie może być bezprzewodowe (np. Bluetooth, WLAN/WiFi) lub kablowe (Ethernet, Powerline etc.). W kompleksowych systemach dochodzi jeszcze do tego centralna jednostka sterująca – Gateway. Gateway umożliwia komfortowe zarządzanie całym systemem smart home oraz strukturyzowaną komunikację połączonych ze sobą urządzeń. Gateway może być bezpośrednio sterowany z paneli operacyjnych użytkownika. Zbiera on i zapisuje dane z czujników, nastawy i zadania dla urządzeń końcowych.

58Open Connectivity Foundation
Jednym ze słów kluczy opisujących aktualny trend rozwoju to „łączenie". To, co wciąż przy łączeniu, kojarzeniu różnych elementów rozwiązań smart często sprawia problemy to jednolite możliwości komunikacyjne pomiędzy urządzeniami różnych producentów. Różne protokoły, karty rozszerzeń i standardy komunikacyjne często prowadzą do tego, że pełna komunikacja między wszystkimi systemami w budynku nie jest możliwa. Z tego też powodu, aby ujednolicić standardy komunikacyjne, powstała Fundacja Open Connectivity (OCF). Deklarowanym celem OCF jest opracowanie i rozwój standardowej specyfikacji dla możliwie wszystkich skojarzonych w system smart urządzeń.

Oszczędność energii oraz kosztów
Jednym z zawsze interesujących użytkownika aspektów jest możliwość oszczędzenia energii a tym samym i kosztów. Połączone systemy HVAC oraz regulacji żaluzji, systemu pogodowego, czujników obecności etc. pozwalają maksymalnie dopasować wymaganą ilość zużywanej energii na cele higieniczne i kaloryczne pomieszczenia czy budynku. Prowadzi to oczywiście do oszczędności. Optymalizacja kosztów energii może jednak jeszcze być osiągana poprzez optymalizacje taryfy, dobór odpowiedniej taryfy ew. regulację/przesuwanie pewnych działań, aby odpowiednio zarządzać zużyciem. Takie doradztwo może być nam zapewnione dzięki systemom cyfrowego doradztwa dostarczającego informację z naszego smart domu. Już teraz dostępne są pewne rozwiązania analizujące zużycie energii elektrycznej poszczególnych urządzeń. Taki smart metering pozwoli na optymalne zarządzanie zużyciem energii elektrycznej mieszkania poprzez analizę i zarządzanie poszczególnymi urządzeniami.

Prognozowanie jako strategia optymalizacji
Optymalizacja pracy urządzeń technicznych w budynku już teraz nie polega jedynie na szybkim reagowaniu na bodźce czy szybkie wykonywanie poleceń, ale również na przewidywaniu tego, co się wydarzy ew. może wydarzyć i odpowiednim dopasowaniu swoich działań. Wykorzystuje się tutaj przykładowo przewidujące algorytmy automatyki budynków. Znajdują one szczególne zastosowanie
w układach HVAC, w których bezwładność działania zawsze była problemem. W systemach tych obliczane są przyszłe zachowania budynku tak, aby optymalizować pracę chwilową. Obecnie automatyka budynków może wykorzystywać:

  • kalendarz użytkowania,
  • prognozę pogody,
  • prognozę kosztów energii,
  • sterowanie predykcyjne – Model Predictive Control (MPC),
  • sztuczne sieci neuronowe.

W celu optymalizacji kosztów energii wykorzystuje się również prognozy kosztów energii. Inteligentne liczniki i systemy potrafią odpowiednio zmieniać źródła energii tak, aby koszty jej przetworzenia były, jak najmniejsze.

60Wady systemów inteligentnego budynku
Oszczędność energii dzięki lepszemu zarządzaniu jej zużyciem, więcej bezpieczeństwa w ciągu dnia i polepszenie komfortu to pozytywne aspekty stosowania rozwiązań inteligentnych domów. Jednak czy stosowanie ich nie niesie ze sobą pewnego ryzyka, czy pozbawione są wad?
Prócz zalet nowoczesne skojarzone systemy niosą ze sobą pewne wady. Rozwiązania budynków inteligentnych mogą być przyczyną naruszenia sfery prywatnej. Wielu potencjalnych inwestorów/użytkowników obawia się po prostu, że ich dane przechowywane w systemie
mogą zostać skradzione.


Współczesny człowiek żyje coraz szybciej, coraz wygodniej a jego otoczenie jest coraz bardziej wirtualne

61Obawa jest jak najbardziej zasadna, gdyż wiele systemów zarządzanych jest przez aplikacje mobilne na smartfonach i dane, jakie przechowują, mogą trafić w niepowołane ręce bez wiedzy użytkownika i być wykorzystane w złej wierze. Dodatkowo wyobrazić można sobie, że gdy system kamer, instalacja grzewcza lub lodówka podłączone są do internetu, przechowywane w nich dane mogą również zostać wykorzystane bez wiedzy użytkownika. Skutki takich przecieków informacji mogą być daleko idące. Można sobie na przykład wyobrazić, że informacje z takich urządzeń jak gniazdka, rolety lub urządzenia obsługi głosowej mogą być wyjątkowo niebezpieczne, jeśli wykorzystują je złodzieje. W ten sposób mogą dowiedzieć się o trybie dnia domowników i przejąć kontrolę nad urządzeniami w trakcie planowanego włamania.

62Wysokie koszty inwestycyjne są wciąż dużą wadą, która odstrasza potencjalnych inwestorów od instalowania systemów inteligentnego domu – smart home. Wprawdzie argument zmniejszenia kosztów i amortyzacji inwestycji jest kontrargumentem, ale często nie można go precyzyjnie określić. A sam zwrot na pewno nie jest krótkoterminowy przy aktualnych kosztach automatyki.
Kompatybilność urządzeń różnych producentów jest standaryzowana i polepsza się. Wciąż jednak jej niepełność ew. brak jest dużą wadą, jeśli chodzi o pełną integralność systemu. Gdy użytkownik korzystać musi z różnych rozwiązań softwarowych ew. hardwarowych w obrębie jednego systemu, to ciężko tu mówić o „inteligentnym" rozwiązaniu.

Podsumowanie
Współczesny człowiek żyje coraz szybciej, coraz wygodniej a jego otoczenie jest coraz bardziej wirtualne. Z tego też powodu, moim zdaniem, nie da się uniknąć pełnej automatyzacji naszych mieszkań i domów i wbudowywania im również inteligentnych, kompleksowych systemów. Choć ryzyko związane z utratą sfery prywatności jest jak najbardziej zasadne, to jednak w innych sferach decydujemy się na to, znając ryzyko. Mówię tutaj o wykonywaniu wielu czynności powiązanych z wymianą danych w internecie czy korzystanie z nieznanych aplikacji mobilnych. Sądzę zatem, że to bardziej producenci muszą się zmierzyć z tematem zabezpieczeń swoich systemów niż z przekonywaniem użytkowników o ich bezpieczeństwie.
Nowe trendy na Świecie o budowaniu inteligentnych osiedli, miast czy regionów dla optymalnego zarządzania energią wymusi również nowych inwestorów do stosowania inteligentnych, chociażby liczników energii elektrycznej.

 

Autor: dr inż. Maciej Danielak

homeWyszukiwarka

homeTagi

homeWydarzenia

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem