Презентация "Умный дом-дом будущего"

Умный дом­дом будущего. Содержание: Введение___________________________________2 Актуальность_______________________________2­3 Практическая ценность_______________________3­5 Новизна____________________________________5 Цель работы_________________________________5 Гипотеза____________________________________5 Объект исследования_________________________5 Предмет исследования________________________5 Методы_____________________________________5 Мои исследования_________________________________6 Анкетирование_____________________________________6­8 Экскурсия_________________________________________9 Этапы моей работы________________________________10 Полученные результаты и их оценка___________________10 Заключение________________________________________10 Список литературы__________________________________11 1 Введение. Умный   дом   (англ.   Smart   House)   ­   жилой   дом   современного   типа, организованный   для   комфорта   проживания   людей   при   помощи современных высокотехнологичных устройств  Под «умным домом» следует понимать систему, которая должна уметь распознавать   конкретные   ситуации,   происходящие   в   здании,   и соответствующим образом на них реагировать. Актуальность. Я   часто   гуляю   с  мамой   и   братом   на   детской   площадке   Умного   дома. Внешне красивые дома, удобные благоустроенные детская и спортивная площадки, автоматический шлагбаум, благодаря которому на территорию заезжают   и   выезжают   только   свои   машины.   Мне   стало   интересно,   чем отличается   Умный   дом   от   обычного?   И   так,   я   решил   провести   свое исследование и узнать в чем преимущества Умного дома. Но для начала я решил поискать информацию об Умном доме в интернете и вот, что я узнал. Само   понятие   «умный   дом»   было   сформулировано   Институтом интеллектуального   здания   в   Вашингтоне   в   1970­х   годах:   Здание, обеспечивающее   продуктивное   и   эффективное   использование   рабочего пространства. Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем в единый управляемый комплекс. Актуальность  системы   «Умный   Дом»   для   российского   рынка   трудно переоценить.   Использование   «интеллектуального   здания»   позволяет достигнуть  20­30%   экономии   на   потреблении   коммунальных   услуг. Полезные   функции   «Умного   Дома»   делают   более   устойчивыми   и долговечными  все   системы   жизнеобеспечения   благодаря   оптимизации связей между ними.  В   пределах   российского   рынка   недвижимости   спрос   на   квартиры, оснащенные   системами   домашней   автоматизации   «smart   house», продолжает   расти.   Эта   потребность   сохраняется   уже   несколько   лет подряд не только в России, но и во всем мире.  Автоматические системы контроля и управления действительно улучшают наш быт, избавляют от излишних переживаний, помогают экономить время и деньги. Дом может быть «умным» – адаптированным к потребностям жильцов. Что же включает технологический комплекс под названием «умный дом» («smart house»)? Это может быть любая система, которая адаптирована к 2 бытовым   потребностям   жильцов   квартиры;   та,   которая   позволяет создавать определенные условия согласно программным алгоритмам без вмешательства человека или с минимальным его участием. Наиболее   полно   реалии   российского   рынка   в   плане   использования технологии отражает ежегодная выставка HI­TECH BUILDING, которая проводится в Москве. Активно обсуждается технология «умный город», которая позволяет сэкономить значительные средства при использовании энергоресурсов в масштабе города. Причиной   заинтересованности   стала   экономия   потребляемых   ресурсов, которую обеспечивает технология «умный дом».  По данным аналитиков, еще в 2013 году объем российского рынка smart­ систем  составил  3,7  млрд. рублей, а  к 2017  году, согласно   прогнозам, объем вырастет до 10 млрд. рублей. В свою очередь, ежегодный прирост рост   глобального   рынка   по   оценкам   профильных   специалистов   будет составлять 21%, и к 2020 году достигнет отметки 34 млрд. долларов. Практическая ценность. Отсутствие высокого напряжения на выключателях, защита от поражения электрическим   током   при   прикосновении   к   элементам   с   неисправной изоляцией,   уменьшение   вредных   излучений   за   счет   применения современных   методов   прокладки   кабеля,   возможность   экономии электроэнергии.   Система   Умный   дом   включает   управление   освещением,   отоплением, вентиляцией и бытовыми приборами, начиная от штор с электроприводом и заканчивая аудио­ и видеотехникой. Например,   входя   в   комнату,   вам   не   обязательно   искать   выключатель, чтобы   зажечь   свет   –   датчик   движения   определит   ваше   присутствие   и люстра засияет.  Например, кондиционер не станет работать при открытом окне, свет во дворе загорится, если во двор проник посторонний, а при работе дизель­ генератора светильники. Радиаторы,   теплые   полы   и   кондиционер   сами   устанавливаются   на необходимую мощность для поддержания оптимальной температуры. А дежурный свет во дворе будет сам зажигаться вечером и гаснуть утром. Когда   уходите,   нажмите   "Никого   нет",   и   повсюду   выключится   свет, перекроется   вода,   климат­контроль   встанет   на   экономичный   режим. В результате ­ комфорт и безопасность, экономия энергии. Комфорт Задача умного дома ­ максимально освободить время, внимание жителей от повседневного общения с различными инженерными системами (а это вся техника ­ от водоснабжения до телевизоров). Для этого автоматика в включатся ненужные     не     3 большинстве ситуаций сама управляет приборами, причем разные системы дома могут работать с учетом режимов друг друга. А в ситуации, когда необходимо   участие   пользователя,   умный   дом   предлагает   простые, интуитивно понятные пульты, панели ­ единые для всего оборудования. Безопасность Современные системы безопасности жилья включают защиту от пожара, вторжения,   видеонаблюдение.   А   также   автоматический   контроль исправности инженерного оборудования, включая защиту от протечек ­ техническая сигнализация. Экономия. Если   в   умном   доме   используется   управление   освещением   и   климат­ контроль,   это   может   привести   к   экономии   тепловой   и электрической энергии до 30%. Объединение систем защиты от солнца и слежения за солнцем. Непрерывное управление освещением. Датчик   присутствия   с   системой   автоматического   выключения   света   в незанятых помещениях. 25% экономии тепловой энергии. 40% экономии энергии на охлаждение. Управление   заданной   температурой   в   зависимости   от   времени присутствия людей Выключение энергопотребления при открытых окнах. Сопровождение   процессов   отопления   и  охлаждения   с  помощью   систем защиты от солнца. Основные функции Сенсорная панель в каждой квартире позволяет управлять квартирой и одновременно дает доступ к общим домовым сервисам  ­   управление   квартирой   или   коттеджем   (свет,  климат,  шторы,  аудио   и видео)  ­ видеодоступ к общим сервисам (ресторан, фитнесс, консьерж и т.д.)  ­ видеодомофон для произвольного количества точек входа  ­ видеотелефон со службой охраны и диспетчерской  ­ погода и прогноз на ближайшие дни  ­ охранная панель – снятие и постановка на охрану, карта датчиков  ­ быстрый вызов охраны, тревожные брелоки (в том числе для пожилых людей)  ­ информационные сообщения службы эксплуатации  Общее цифровое охранное ТВ (видеонаблюдение)  ­   жильцы   смогут   видеть   персональное   изображение   и   звук   с   личных видеокамер (входная дверь, лестничная площадка, машиноместо в гараже) 4 ­ жильцы смогут получать изображение от разрешенных общих видеокамер внутри и вне помещений (детская и спортивная площадки, холл, игровая комната и т.д.)  Центральный   диспетчерский   пульт   для   контроля   над   инженерными системами квартир (коттеджей), даже в отсутствие хозяев  ­   интуитивные   сенсорные   панели   контроля/управления   всеми инженерными системами  ­ учёт энерго­ и водопотребления  ­ контроль состояния систем вентиляции и кондиционирования, контроль температуры в квартирах (коттеджах)  ­ контроль открытых окон в квартирах (коттеджах) зимой в отсутствие хозяев  ­ контроль системы электроснабжения (автоматов защиты, дистанционное обесточивание квартиры (коттеджа) или отдельных цепей)  ­   контроль   утечек   воды   и   возможность   дистанционного   перекрытия водоснабжения для квартир (коттеджей). Система может быть запрограммирована на включение отопления, чтобы к определенному   времени   квартира   успела   прогреться,   может   включить чайник или стереосистему, а может сама подать сигнал на пульт охраны, если в доме окажется посторонний.  Функционал   «умного   дома»   может   отличаться,   однако   самое   главное– обеспечение максимального комфорта, безопасности и экономии. Новизна. Домашние интеллектуальные системы – удобно, экономично. Почему растет интерес людей к smart­системам?  Во­первых, «умный дом» ­ это удобно, поскольку высвобождается время, которое   обычно   расходуется   на   домашние   заботы,   и   автоматически создается идеальная среда для пребывания дома.  Во­вторых,   интеллектуальные   системы   управления   улучшают   качество нашей жизни.  Цель работы:  показать преимущества интеллектуальной системы дома, которая   обеспечивает   максимальный   комфорт,   безопасность   и ресурсосбережение для всех пользователей и окружающей среды. Можно ли самому создать элементы интеллектуального дома? Гипотеза:  Может ли Умный дом обеспечить комфорт и экономичность жителям? 5 Объект исследования:  «Умный дом», как интеллектуальная система в отличие от обычной электрики. Предмет   исследования:   исследовать   ручное,   световое,   звуковое, электрическое и сенсорное управление.  Методы:  Экскурсия,   интервью   со   специалистом,   анкетирование,   сбор электрической   схемы,   имитирующей   «Умный   дом»,   где   используется ручное,   световое,   водяное,   звуковое,   электрическое   и   сенсорное управление. Мои исследования: Анкетирование В классе я провел анкетирование. Я опросил 23 одноклассника. Вопросы были следующие: Система "Умный дом" 1. Что такое "Умный дом"? Напиши, как ты его себе представляешь. 2. Если ты живешь в "Умном доме", что необычного ты в нем находишь? 3. Если ты был в "Умном доме", что особенно тебе понравилось? 4. Если ты не был там, каким представляешь себе "Умный дом". Опиши. 5. Хотел бы ты жить в "Умном доме" или если ты живешь уже в таком доме, напиши, чем он отличается от обычного дома. Среди опрошенных я получил следующие результаты: Что такое Умный дом? 13­ не имеют никакого представления 2­это фантастический дом на крыльях 5­ это автоматизированный робот (работает на голосовых командах, все делает за человека) 2­   дом   с   удобствами   (с   бассейном,   теннисным   кортом,   детской площадкой) 1­безопасный (охрана) 2. Что необычного находишь в Умном доме? 2­ комфортно (там чисто, уютно, нет беспорядка) 3­фантастические  представления  о  доме:  деньги  падают  с  потолка  или можно съесть вкусняшку и она не исчезнет. 6 3­это   автоматизированный   робот:   есть   скоростные   лифты,   работает   на голосовых командах. 14­ не имеют никакого представления 1­ безопасный 3. Если ты был в Умном дом, что понравилось тебе? 16­ не имеют никакого представления 2­ автоматизирован (делает все за человека) 5­ комфортные комнаты 4. Опиши каким себе представляешь Умный дом. 12­ это комфортный и уютный дом 7­ не имеют представления 4­ автоматизированный( это робот, сам убирает, моет посуду, готовит еду, сам стирает, включается свет на хлопок, все управляется с планшета и телефона) 5. Чем Умный дом отличается от обычного? 14­ не имеют представления 5­ автоматизированный робот (работает с планшета, на звуковые сигналы реагирует) 4­ в нем комфортно и уютно. Анализ анкетных данных. 5  2 1 1. Что такое Умный дом? Варианты ответов Не имеют представления Фантастический   дом   на крыльях Автоматизированный робот  Дом с удобствами Безопасный  2. Что необычного находишь в Умном доме? Комфортно Фантастические представления о доме Это робот Не имеют   представления Безопасный 3. Если ты был в Умном дом, что понравилось тебе? Не автоматизированный никакого никакого   имеют       Количество человек 13 2  2 3 3 1 14 16 7 представления Автоматизирован Комфортные комнаты 4. Опиши каким себе представляешь Умный дом. Это   комфортный   и   уютный дом Не имеют представления Автоматизированный 5. Чем Умный дом отличается от обычного? Не имеют представления Автоматизированный робот Комфорт и уют 14 5 4 12 2 5 7 4 Что такое Умный дом? 4% 9% 22% 9% Не имеют предст авления Фант аст ический дом на крыльях Авт омат изированный робот Дом с удобст вами Безопасный 57% 8 Если ты был в Умном дом, что понравилось тебе? 5% 21% 8% 66% Не имеют никакого представления Автоматизирован Комфортные комнаты Кв. 4 Что необычного находишь в Умном доме? 4% 9% 13% 13% 61% Комфорт но Фант аст ические представления о доме Эт о автомат изированный робот Не имеют никакого представления Безопасный 9 Чем Умный дом отличается от обычного? 5% 17% 21% 58% Не имеют предст авления Авт омат изированный робот Комфорт и уют Проведя анализ анкет, я сделал вывод: ­   имеют   понятие   как   об   автоматизированном   и Из 14 детей ­  61 %  одноклассников не имеют представление об Умном доме. 3 детей­ 13% имеют фантастическое  представление об Умном доме. 3   детей­13%  роботизированном доме, что является достоверной информацией. 2 детей­ 9 % выделяют комфорт, удобство и уют Умного дома 1 человек – 4% говорят о безопасности дома. Таким образом, я делаю вывод, о том 61 % ребят не имеют представления об Умном доме, а значит, эта тема актуальна и ее нужно исследовать. 13% детей указывают на автоматизацию и роботизацию. 8% выделяют комфорт и удобство. 4% говорят о безопасности дома. 10 Я   решил   провести   свое   исследование   и   создать  свой   Умный   дом. Показать   на   примере   схем   возможности   использования   моделей выключателей и ручного генератора.  Экскурсия. Итак, я отправился на экскурсию в Умный дом. На детской площадке я повстречал жильцов: взрослых и детей.  У них я расспросил, почему они выбрали жилье в Умном доме? Из 24 опрошенных жильцов, все ответили, прежде всего ­это безопасность детей на детской площадке и дома, что обеспечивает   видеоконтроль   через   планшет,   установленный   дома. Оказывается, взрослые могут наблюдать за своими детьми из дома, просто посмотрев на планшет.  Взрослым нравится, что на территорию умного дома не заезжают чужие машины,   все   машины   ставят   на     многоуровневую   парковку.   Такую безопасность обеспечивает автоматический шлагбаум. Каждый взрослый может управлять шлагбаумом с сотового телефона.  Далее   я   встретился   со   специалистом   инженером   Абдрахмановым Рустемом  Имильевичем.  Он  показал  и  рассказал мне, как  устроен дом внутри. 11 Все оборудование в Умном доме работает в энергосберегающем режиме. Достигается с помощью множества датчиков и таймеров. Я узнал, что в доме установленные высокоскоростные лифты, движущиеся от 2 до 4 метров в секунду. В квартирах установлен газоанализатор­датчик дыма, который следит за утечкой газа и в случае утечки автоматически отключает газ. Также   установлен   датчик   пламени,   который   предупреждает   появление пожара и обнаруживает возгорание еще до появления пламени. Так, при пожаре   блокируется   вентиляция,   включается   система   дымоуправления, чтобы предотвратить появление огня и дыма.  Система   Умный   дом   помогает   обнаружить   проникновение   нарушителя, благодаря   видеонаблюдению,  система   сделает   нужные   звонки   и   выдаст звуковое   предупреждение.   При   срабатывании   детекторов   движения, зажигается   освещение,   а   камеры   видеонаблюдения   поворачиваются   в сторону нарушителя. Поэтому взрослые не беспокоятся о проникновении нарушителя.  В квартире установлен планшет, с помощью которого можно наблюдать за детской   площадкой.   Можно   установить   сценарии:   климат­контроль, контроль освещения. Этапы работы. 1. Ручной генератор и солнечная панель­ альтернативные и безопасные источники питания для окружающей среды.  Для   выработки   электричества,   я   использовал   ручной   генератор   и солнечную панель. Генератор  работает по принципу «электромагнитная индукция». Когда металлический   провод   соединен   в   цепь   движения,   обвиваясь   вокруг магнитного   поля,   производится   электричество.   Скорость   движения провода, магнитуда магнитного поля и количество  проводов влияет на мощность производимого электричества. Солнечная панель преобразовывает солнечный свет в электричество. 12 2. Я сделал электропривод на шлагбаум. Переключатель полярности тока дает питание электродвигателя с редактором. 13 3. Я сделал схему включения освещения от звука. Я хлопаю в ладоши или что­нибудь произношу и свет включается. Свет включается, если человек находится в помещении и выключается, если никого нет. 14 4. Я собрал схему охранной сигнализации от воров. Для защиты от воров, я протянул окну и двери.   Прочно закрепил схему (чтобы вор не унес с предметом, который захотел украсть). Как только вор столкнется с проводом и порвет его, динамик тотчас издает звук. 15 5. Я собрал электропривод на открывание и закрывание штор. Не подходя   к  окну, можно  открыть  и закрыть  шторы,  находясь, к примеру, на диване. Комфортно и удобно. 16 6. Включение вентилятора. Магнитный ключ подношу к геркону и геркон   замыкается.   Ток   проходит   и   включается   вентилятор.   Это 17 можно   применять,   в   случае,   когда   включаем   плиту,   начинает работать вытяжка. Полученные результаты их оценка: 18 Система Умного дома производит автоматическое открытие и закрытие окон, поднимает и опускает ворота, включает свет при появлении в помещении. Уходя   из   дома,   система   перекроет   воду,   климат­контроль   приведет   в экономный режим, включаются датчики утечки воды. При   помощи   мобильных   устройств,   компьютера   или   даже   смс­сообщений можно   изменять   температурный   режим,   выключить   или   включить электричество, и осуществлять множество других действий на расстоянии. Важным   фактором   является   возможность   удаленного   управления   всеми возможностями умного дома. Оборудование работает в энергосберегающем режиме. Умный дом­ это высококачественные системы автоматики  электроснабжения, безопасности, аудио, видео, связи, информации. Интеллектуальный дом­это новый уровень экономичности, альтернативные  источники питания, не причиняющие вред окружающей среде, комфорт,  безопасность, достойный уровень современного уровня развития технологий.  Ведь в каком ­то смысле мы уже в будущем. Заключение. Я считаю, что моя гипотеза о том, обеспечивает ли Умный дом комфорт и  экономичность, подтвердилась. Главной целью проекта было показать, как с  помощью автоматизации и альтернативных источников питания создать  экономичность, безопасность и комфорт дома, ресурсосбережения для  окружающей среды. 19 Список литературы. 1.М.В.Голицын, А.М.Голицын, Н.В.Пронина. «Альтернативные энергоносители» Изд. Наука, Москва, 2004 г. 2. Свен Уделл. «Солнечная энергия и другие альтернативные источники  энергии» Изд. Л.М. Четошникова. «Нетрадиционные возобновляемые источники энергии» Издательский центр ЮУрГУ, учебное пособие, 2010 г.  «Знание», Москва, 1980 г 3. olker Quaschning. «Understanding Renewable Energy Systems» Изд. Carl Hanser Verlag GmbH & Co KG, 2005 г. 4. Gevorkian P. «Альтернативные источники энергии в проектировании зданий» The McGraw­Hill Companies, 2009 5. Дмитрий Мамичев, «Роботы своими руками. Игрушечная электроника» 6. Денис Копосов, «Первый шаг в робототехнику. Практикум для 5­6 классов» 7.Брага Ньютон, «Создание роботов в домашних условиях» 8.Дуглас Вильямс, «Программируемый робот, управляемый с КПК» 9.Вадим Мацкевич, «Занимательная анатомия роботов» 10.Информационные устройства робототехнических систем, Воротников С.А.  2005, 384 с. 11.Интеллектуальные робототехнические системы. Курс лекций, Афонин В.Л.,  Макушкин В.А. 2005.  12.Искусственный интеллект. Современный подход, С. Рассел, П. Норвиг, 2­е  изд, ИД Вильямс, 2007 г.  13.Интеллектуальные роботы, И.А. Каляев, В.М. Лохин, И.М. Макаров, под  общ. ред. Е.И. Юревича, Машиностроение, 2007 г. 14.Компьютерное зрение. Современный подход, Д. Форсайт, Д. Понс , ИД  Вильямс, 2004 г. 15.Основы управления манипуляционными роботами, С. Л. Зенкевич, А. С.  Ющенко, МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005 г.,  16.Речевое управление роботом: лингвистика и современные  автоматизированные системы. Изд.2, 2005. 328 с. Потапова Р.К.     20 21