Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Объектами особого внимания проектов современного жилья являются проблемы экологии и рационального использования ресурсов.

Центральными же вопросами являются энергосбережение, энергоэффективность и тотальный контроль расхода энергии, достигнутые благодаря применению специальных материалов и технологий, а также современных электронных средств.

Один из примеров современного жилья (рис. 7) представлен на территории выставочного комплекса музея Науки и технологий в Чикаго (к сожалению, фотографировать внутри дома не разрешают).

Рис. 7.  Пример современного дома

Оценивая совремнные проекты, основанные на реализации концепции “умного дома”, необходимо отметить, что в настоящее время ряд правительств инициировало проекты для развертывания «умной» электрораспределительной сети (Smart Grid) — традиционных систем электроснабжения, дополненных специальными средствами измерения потребления и управления с целью минимизации расходов абонента. При этом датчики и средства управления могут использовать как проводные, так и беспроводные способы передачи информации и управляющих воздействий.

За основу сетевых технологий, лежащих в основе «умного» электроснабжения, может быть выбран комплекс стандартов, принятый в США в прошлом году и называемый Smart Energy 2 Applications Profile (SEP 2.0).

Остается отметить, уже на прошедшем в октябре 2010 г. CiscoExpo были анонсированы фирменные инициативы по оптимизации энергопотребления в рамках идеологии Smart Grid. Фирменные решения Cisco планируется (предлагается) реализовать и в России, конечно, если они будут поддержаны на государственном уровне.

В заключение следует отметить, что, несмотря на многочисленные достижения в области улучшения инфраструктуры современного жилища, на скорый, окончательный  результат рассчитывать не приходится, так как задача интеллектуализации жилья не относится к простым проблемам.

Однако совремнные сетевые технологии и многочисленные аппаратно-программные средства, регулярно демонстрируемые специалистами компании Cisco и направленные на повышение эффективности бизнеса, внушают опредеоенный оптимизм.

В качестве примера можно привести  решения в рамках архитектуры «Сети без границ» (Borderless Networks), обеспечивающие подключение к корпоративной сети из любой точки мира, в любое время, с любого устройства, передачу разнообразной информации, включая аудио и видеоданные, экономию энергии, управление устройствами, защиту информации и т.п.

Многие из данных достижений в ближайшие годы найдут свое место и в инфраструктуре умного дома, центральным компонентом которого постепенно становится интеллектуальная распределенная сеть.
    

В статье были использованы материалы ряда интернетовских сайтов.
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Применять с пользой простаивающие мощности встроенных компьютеров можно, если объединить их в интеллектуальную сеть. Пока такой сети еще не существует, по крайней мере, в полном объеме, как впрочем, и нет еще всего спектра подходящих домашних устройств. Но работа в этом направлении успешно ведется.

Действительно, интеллектуальных устройств в быту становится все больше и больше. Что же касается перспектив их объединения, то о работах в этом направлении уже неоднократно упоминали руководители известной компании Cisco на своих конференциях CiscoExpo, ставших уже, кстати, традиционными для IT-специалистов.

Необходимо отметить, что успешное объединение различных бытовых устройств коренным образом меняют представление об архитектуре, реализующей концепцию интеллектуализации домашней инфраструктуры. Открывающиеся же возможности поражают воображение своими удивительными перспективами.

В первую очередь это высочайшая производительность, достигнутая благодаря  объединению вычислительных ресурсов встроенных компьютеров различных устройств. Так, например, к обработке мультимедийной информации, требующих в настоящее время значительных вычислительных ресурсов, кроме настольного компьютера, могут подключаться, например, процессоры телевизора, микроволновой печи и кофейного автомата.

А если и этого будет недостаточно, то будут задействованы еще и ресурсы, например, электрической плиты, холодильника, кондиционера. Не останутся в стороне и смартфоны, нетбуки и ноутбуки членов семьи, возможно даже удаленных. Конфигурация и топология такой системы будет постоянно меняться в зависимости от задач и условий работы ее компонентов.

Очевидно, что центральным компонентом такой системы становится уже не какой-то отдельный, пусть и очень мощный компьютер, а сама интеллектуальная сеть.

Такая сеть будет иметь проводные и беспроводные сегменты. Более того, сеть уже не будет локальной, так как к ней через Интернет и различные радиосредства будут подключаться удаленные компьютерные устройства членов семьи. Кстати, устройствами доступа могут выступать не только ноутбуки и нетбуки, но и планшеты, смартфоны и даже современные телефоны.

Распределенные интеллектуальные средства обеспечат не только высокую производительность, но и очень высокие уровни надежности и помехозащищенности. Ну а соответствующие аппаратно-программные средства обеспечат эффективную защиту от несанкционированного доступа, как к информации и ресурсам самой сети, так и в само жилище.

Конечно, на рынке уже существуют примеры систем, решающих отдельные задачи из перечисленного списка (рис. 6).

Рис. 6.  Дом с комплексной системой управления

К сожалению, реализованные и даже многие проектируемые в настоящее время системы еще далеки от завершающих стадий, что не позволяет перейти к массовому строительству интеллектуального жилья. Конечно, еще нет утвержденных стандартов, нет и типовых проектов.

Проблему проектирования и строительства многочисленных “умных домов” осложняет и то обстоятельство, что сама концепция развития бытовой инфраструктуры интеллектуализация жилья постепенно меняется. Меняются и требования к компьютеризированной основе жилья, возможности и функции которого адаптированы к потребностям его владельцев.

Наблюдаемая в настоящее время эволюция концепции “умного дома” осуществляется за счет необходимости реализации все новых и новых функций. В последние года к ним добавились, например, задачи, связанные с охраной здоровья, с воспитанием детей, с помощью престарелым членам семьи и т. п. А подобные задачи много сложнее,  чем, например,  защита жилья от нежелательных посетителей,  дистанционное включение микроволновой печи,  поддержание необходимых температурных режимов в комнатах  и  т. п. 

В следующей части  данной статьи приведен пример совремнного дома и описаны некоторые перспективы развития концепции “умного дома”.
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Интеллектуальные средства дистанционного контроля позволяют пользователям бытовой техники не только облегчить управление приборами, но в ряде случаев удается скоординировать их совместную работу.

В простейших случаях, наблюдаемых на ранних этапах эволюции интеллектуального жилища, – это дом, в котором бытовые устройства и механизмы поддержки инфраструктуры жилища управляются элементами локального контроля. Часть из этих элементов могут быть связаны между собой, образуя несколько разрозненных систем управления (рис. 4).

Рис. 4. Дом с элементами локального контроля

В процессе дальнейшей эволюции такие разрозненные системы могут быть объединены в единую систему (рис. 5). Часто архитектура такой системы имеет иерархическую структуру и строится с ориентацией по централизованное управление. Управляется такая система из единого центра, представленного мощным компьютерным устройством. В качестве такого устройства может выступать либо мощный, специализированный, конечно, программируемый контроллер, выполненный в виде стойки, либо универсальный компьютер, например, настольный компьютер, снабженный средствами повышения надежности его работы.

Рис. 5.  Дом с систеиой единого управления

Подключение же бытовых приборов к Интернету обеспечивает возможность получения из глобальной сети необходимой информации. Реализуя возможности удаленного доступа, можно включать и выключать устройства, менять режимы функционирования, осуществлять автоматический контроль запасов и осуществлять их пополнение.

Все указанные возможности обрели реальность благодаря внедрению в архитектуру  изделий бытовой техники компактных компьютеров. Основой же этих встроенных компьютеров являются довольно мощные процессоры, работа которых, как правило, не является постоянной и часто носит эпизодический, случайный характер. Это означает, что большую часть времени они простаивают и могли бы выполнять другие задачи.

В следующей части  данной статьи рассмотрены вопросы сетевого (децентрализованного) управления “умным домом”.
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Конечно, широкие возможности компьютеров являются необходимыми атрибутами современной инфраструктуры нашего бытия. Однако говорить об окончательной реализации всей концепции интеллектуализации современного жилища еще сравнительно рано.

Дело в том, что сама суть концепции умного дома подразумевает заботу о его жильцах. Перечисленные задачи являются только небольшой частью из потребностей современного человека. А вот как быть, например, с регулировкой температуры воздуха или хотя бы включением микроволновой печи, стиральной машины или хотя бы освещения в комнате? К сожалению, современный компьютер из магазина, увы, не сможет выполнить даже эти простейшие операции.

Одной из основных проблем является организация самого дома, требующая специальных бытовых устройств и систем жизнеобеспечения жильцов, предусматривающих в своем составе датчики и исполнительные элементы. Управление ими осуществляется компьютером посредством специальных контроллеров с помощью соответствующих программ.

Остается отметить, что компьютер, который является центральным элементом всей интеллектуальной системы, должен быть сравнительно надежным. Кроме того, он должен обладать необходимым запасом производительности, чтобы обеспечить одновременное выполнение большого числа разнородных задач. Эти задачи требуют в ряде случаев очень высокой производительности.

Очевидно, что приемлемый вариант компьютера следует искать среди моделей, созданных на основе многоядерных процессоров, желательно даже многопроцессорных. Для повышения надежности хранения информации дисковую систему компьютера целесообразно выполнить на основе RAID-массива накопителей.

Однако, как показывает опыт развития компьютерных технологий, многих проблем обеспечения высоких уровней надежности и производительности можно избежать, если заменить жесткоцентрализованную систему с одиночным компьютером на гибкую, распределенную систему с несколькими центрами управления. Самое интересное, что, несмотря на интенсивное рекламирование традиционных систем, созданных на основе одиночных, высокопроизводительных компьютеров, эволюция идет альтернативным путем.

Действительно, в настоящее время на рынке бытовой техники все чаще появляются модели различных устройств со встроенными компьютерными устройствами. Более того, многие из них имеют средства выхода в Интернет. Сегодня уже никого не удивляют телевизоры, обладающие данной возможностью. Новейшие их модели обладают многими чертами компьютеров со всеми их интерфейсами, обеспечивающими подключение разнообразной периферии, например, внешних накопителей, а также реализованными функциями мультимедиа и связи, включая новомодный Skype.

Рис. 2.  Микроволновая печь с выходом в Интернет

Рис. 3.  Холодильник с выходом в Интернет

В результате совершенствования бытовых устройств к подобным устройствам уже добавились многочисленные модели электрических и микроволновых печей, стиральных машин, холодильников, кофейных комбайнов и т. п.

Примеры таких устройств приведены на рис. 2, и рис. 3.

Некторые особенности “умного дома” рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

Сегодня компьютеры проникли практически во все сферы человеческой деятельности. Элементарное знакомство с данными устройствами и умение выполнять с помощью них простейшие офисные часто воспринимается работодателями в качестве необходимого элемента грамотности и профессиональной пригодности.

Более того, уже у большинства из нас компьютеры присутствуют дома, и в ряде случаев представлены даже не одним устройством. Действительно, к мощному настольному компьютеру, часто добавляетсяеще несколько ноутбуков.  

Необходимо отметить, что домашние компьютеры являются сегодня не только инструментами домашних офисов, но и центрами личной связи и досуга.

А уже в ближайшей перспективе компьютеры помогут преобразить и окружающую нас среду, став основой умного дома. Правда, для этого, как считают некоторые эксперты, потребуются мощные компьютеры, обладающие развитой архитектурой. Но так ли это?

Кстати, обсуждая архитектуру компьютеров, большинство пользователей концентрируются на процессорах, часто забывая, что без соответствующего электронного окружения они не представляют никакой потребительской ценности.

Более того, не умаляя их значения, следует отметить, что, например, материнские платы по своей сложности не только не уступают процессорам, но, пожалуй, по ряду характеристик даже превосходят их.

Но и этих двух компонентов явно не достаточно. Нам потребуются еще и модули памяти, и жесткий диск, а если отсутствуют встроенные графические средства, то еще и видеоадаптер.

Вот если всю эту конструкцию вместе с соответствующим блоком питания поместить в соответствующий корпус, то получится системный блок – важнейший компонент компьютерной системы (рис. 1). Почему компонент? — Так ведь этот блок не существует сам по себе.

Рис. 1.  Системный блок – важнейший компонент компьютерной системы

Дело в том, что компьютер должен решать какие-то задачи. Исходя из поставленных задач, системный блок дополняется необходимыми периферийными устройствами. Для вывода информации потребуется монитор, а для ввода — клавиатура. Учитывая распространенность операционных систем с графическими интерфейсами, целесообразно дополнить комплект манипулятором мышь. Указанной конфигурации вполне достаточно для выполнения простейших офисных задач, например, для подготовки текстов и просмотра документов.

Для работы с мультимедийной информацией компьютерную систему потребуется дополнить громкоговорителями (динамиками). Это позволит реализовать прослушивание музыки и просмотр видеофайлов, включая фильмы.

При необходимости использования дополнительных внешних устройств, к которым относятся, например, внешние накопители, струйные и/или лазерные принтеры, сканеры, МФУ и др., не помешает и комплект кабелей USB, FireWire, RGB, S-video и т. п. А для некоторых устройств могут потребоваться еще и дополнительные контроллеры. 

Остается отметить, что высокодинамичные игры могут потребовать не только высокой производительности, но и специальных игровых средств.

Ну а подключение компьютерной системы к Интернету через соответствующий модем позволит превратить компьютерную систему в терминал для доступа к поисковым и справочным системам, к средствам электронной почты, а также к IP-телефонии и к IP-видео. Правда, для IP-телефонии дополнительно потребуется специальная гарнитура или микрофон (и динамики). А для осуществления видеозвонков придется добавить еще и веб-камеру. 

В следующей части  данной статьи разговор пойдет об инфраструктуре “умного дома”.
    

>>    Часть 2