Уютный домашний очаг тоже объединяют в сетевую систему
Сейчас около 9 млн. американских семей имеют более одного ПК. По мере снижения стоимости персональных машин (что и происходит сегодня высокими темпами) число таких семей к концу 1998 года может достигнуть 12 млн. Поэтому столь привлекателен подход к созданию разумного дома путем объединения разумного оборудования в домашние сети. Предпочтение отдается принципу формирования таких сетей “без новых проводов”. Реализовать его можно четырьмя способами: использовать электропроводку, коаксиальный кабель, телефонные линии или беспроводную связь.
Рынок средств автоматизации дома уже достаточно обширен. По прогнозам исследовательской фирмы J.P.Freeman & Co, в 1997–2005 годах объем продаж таких средств увеличится в десять раз: с 2 до 20 млрд. долл. (без учета продаж ПК и систем памяти, а также услуг Internet). Уже сегодня на этом рынке можно выделить секторы устройств низших, средних и высших моделей. Первые, типа “делай-сам”, работают с протоколом Х10, обеспечивающим связь между совместимыми домашними приборами по проложенной электропроводке на напряжение 110 В. Их можно приобрести в магазине или агентстве по улучшению бытовых условий. Управление осуществляется программными средствами ПК. Стоимость их 49–1000 долл. Поставщики — Honeywell, RCA, Philips, Magnavox. Эти системы легко монтировать, и их приобретают 20% покупателей. Устройства второго типа (девиз — “ничего фантастичного”) — это системы, работающие с протоколами CEBUs и LonWorks (12–20% покупателей). Их поставляют фирмы Eche, AMP, OMNI, Home Automation и устанавливают профессионалы. Однако такие устройства можно купить и в магазине по цене 10–25 тыс. долл. К третьему типу систем относятся домашние сети, динамичные домашние театры, системы объемного звучания (“звук-вокруг”), камеры слежения. Основные достоинства средств, для которых “нет ничего невозможного”, — надежность и качество. Поставляют их фирмы, выпускающие средства безопасности, а также AMX, Creston, PHAST по цене 25 –250 тыс. долл. и более. Приобретают такие системы 60–70% заказчиков.
Росту рынка средств разумного дома способствует несколько факторов. В первую очередь это новые стандарты, которые, по-видимому, смогут связать воедино введенные ранее стандарты на средства автоматизации бытового оборудования. Все больше поставщиков готового оборудования осознают, что многие домовладельцы рассматривают полностью автоматизированные системы как “недружественные” и слишком дорогие. Они предпочитают приобретать систему со средним уровнем автоматизации, постепенно пополняя ее новыми средствами управления освещением, бытовыми устройствами, системами безопасности, аудио- и видеоразвлекательной аппаратурой, окнами, дверьми, воротами и т.п. Учитывая этот фактор, фирма AMP, крупный поставщик систем разводки для разумных домов, помимо выпущенного в конце 1997 года оборудования управления домом, начала поставки отдельных модулей для управления телефонными каналами, развлекательными средствами, распределением энергии в доме.
Зачастую покупатель подключает к системе разумного дома изделия, выполненные по различным технологиям (от ПК до осветительных приборов газонов). Обеспечить простоту объединения этих изделий — основная цель предложенного недавно стандарта простого включения домашнего оборудования в сеть (Home Plug-and-Play — HPnP). Этот зонтичный документ, опубликованный Промышленным советом CEBUs, рассчитан на создание домашних сетей, которые объединяют средства, работающие с протоколами Х-10, LonWorks, IEEE 1394, IrDA (ПК с ИК-управлением), A/V/Bus и др. Его главное назначение — облегчить пользователям наращивание или совершенствование домашней сетевой системы. Основа для взаимодействия различных устройств — универсальный язык приложений (Common Application Language — CAL). Поддерживают HPnP-стандарт такие производители, как Honeywell, Intel, Leviton, Hewlett-Packard и Molex.
Аналитическая фирма In-Stat считает весьма перспективным для средств автоматизации дома стандарт IEEE 1394, обеспечивающий скорость передачи данных 200 Мбит/с. К ее мнению присоединяются и такие “акулы” вычислительной и бытовой техники, как Texas Instruments, Sony, JVC, Compaq, Microsoft и Hewlett-Packard. Стандарт предусматривает возможность объединения “очень локальной сети” со стандартным интерфейсом периферийных устройств. К шине могут быть подключены до 63 устройств, в том числе развлекательные центры, цифровые телевизоры, компьютеры, принтеры и периферийное оборудование, цифровые камкодеры и другие информационные приборы. Фирма Texas Instruments планирует в середине 1998 года выпустить на рынок множество изделий, соответствующих этому стандарту. В планы фирмы входит работа с изготовителями адаптерных и сменных плат с тем, чтобы в конечном итоге “оснастить 300 млн. ПК” шиной периферийных элементов (PCI). По прогнозам In-Stat, к этому стандарту в 1998 году будет обращаться все больше производителей ПК, а в 1999-м — и поставщики бытовой электроники. Но, предупреждает In-Stat, путь к автоматизации дома не прост. Поэтому новый стандарт следует изучать, но не спешить с его внедрением.
Развитию средств автоматизации домашнего оборудования способствует появление на этом рынке таких гигантов, как Microsoft и IBM. Интересы первой компании сейчас сосредоточены на разработке программных продуктов для Web-телевизоров и различных подключаемых к сети Internet информационных домашних приспособлений (ПК, проигрыватели цифровых видеодисков, CD-автоматические проигрыватели, игры и видеотелефоны). Ожидается появление новых продуктов на базе ОС Windows 95, Windows 98 и Windows CE. Последняя была выпущена в середине 1996 года для карманных компьютеров и сейчас рассматривается как предпочтительное изделие для домашних систем. В середине 1998 года фирма планирует представить Web-телевизор с ОС Windows CE. IBM осенью 1997 года выпустила комплект программных средств “Домашний руководитель”. Цель фирмы — преобразовать домашние вычислительные средства и вместо одного компьютера, которым пользуются от случая к случаю, оснастить дом множеством устройств, участвующих в повседневной жизни его обитателей. Комплект содержит программное изделие и специальные модули для подключения бытовых приборов к ПК. Он выполняет роль “мозгового центра”, обеспечивающего компьютерное управление освещением, телевизорами и стереосистемами дома. Модули работают с протоколом Х-10 фирмы и оснащены средствами распознавания речи. Цена комплекта — 99 долларов.
Изменяется стратегия продаж новейшей техники разумного дома, о чем свидетельствует намерение IBM продавать комплект “Домашний руководитель” через сети магазинов розничной торговли. Уже сейчас наблюдается усиление кооперации крупных групп, занимающихся вопросами обогрева, освещения, водоснабжения домов, установкой оборудования и поставками электронных систем. Ассоциации производителей бытовой электроники (CEMA), проектировщиков и установщиков заказных электронных систем (CEDIA) разработали учебные программы для подготовки специалистов по монтажу новых систем разумного дома. CEMA стремится познакомить строителей с принципами разводки проводов и инфраструктурой, необходимой для автоматизации домашнего оборудования. Фирмы по прокладке кабеля также изучают основы монтажа автоматизированных систем разумного дома.
Все больше фирм-изготовителей электронных компонентов приступают к разработке новых изделий для оборудования, подключаемого к автоматизированной домашней сети. Так, в конце марта две недавно образованные фирмы TeraLogic и TeleCruz объявили о разработке схем для разумных телевизоров. Первая выпустила однокристальную схему обработки графических и видеоданных для аналоговых и цифровых телевизоров. Вторая представила схему, обеспечивающую подключение к сети Internet. Обе фирмы стремятся удовлетворить потребность в компонентах для новых телевизоров, способных воспроизводить Web-страницы, вести поиск в системе Internet, принимать электронную почту и т.п. В конце 1998 года фирма AMD намерена начать производство первой однокристальной схемы для объединения разнообразного домашнего бытового оборудования, ПК, телевизоров в домашнюю сеть с помощью проложенного телефонного кабеля. Новая схема выполнена на базе семейства контроллеров фирмы PСnet, предназначенных для сети Ethernet, а также дискретной вентильной матрицы и аналогового ВЧ-устройства, лицензированных у Tut Systems, специализирующейся в области домашних сетевых систем. Руководство AMD считает, что объединение двух технологий поможет создать недорогую, быстродействующую, надежную и легко монтируемую домашнюю сеть.
Развитию новой отрасли, естественно, способствует сильная экономика. При полном кармане легче потратить тысячу долларов на будущую “охранную” проводку в новом доме. Около 60% американских потребителей, опрошенных CEMA, готовы израсходовать лишнюю тысячу долларов на проведение необходимой для создания разумного дома проводки. Около 51% домовладельцев, не имеющих ПК, согласны затратить 100–200 долл. на формирование первичной домашней сети.
Опрос CEMA потенциальных американских покупателей автоматизированных систем показал, что 61% из них хотят приобрести такие системы для получения доступа к аудио- (в том числе стерео-) и видеосистемам в любом месте дома, а также иметь возможность принимать кабельное или спутниковое телевещание любым телевизором. Для 67% потенциальных покупателей важное значение имеет автоматическое включение/выключение домашнего освещения, своевременное предупреждение об оставленных включенными электроприборах, включение внешнего освещения при обнаружении перемещений, 56% придают первостепенное значение дистанционному контролю по телефону или ПК. Для 51% важную роль играет возможность экономии расхода электроэнергии. При этом 31% предпочитает отдельные центры управления домашними приборами, 19% — ПК, выполняющий роль такого центра, и 17% хотели бы иметь в качестве средства управления телевизор.
Как показал опрос участников конференции “Ворота в жилища”, большинство (24%) считает, что ведущим разработчикам устройств приема и распределения сигналов спутниковых цифровых систем, оказания услуг по включению в сеть Internet, обслуживания телевещания высокой точности и предоставления новых услуг в разумном доме станет фирма IBM, 22% называют Scientific Atlanta, 17% — Lucent Technologies и 15% — Microsoft.
Разработка концепции разумного дома ведется не только в США. В ФРГ начата программа “Распределенные разумные ИС для частной сферы жизни” (Verteilte Intelligente Mikrosysteme fur den privaten Lebensbereich — VIMP). Цель программы — разработка нового электронного оборудования и программного обеспечения, снижающих расходы на планирование, установку и ввод в эксплуатацию оборудования разумного дома, а также улучшающих чувствительность и расширяющих функциональные возможности существующих систем. В ней принимают участие ряд НИИ и промышленных фирм, в том числе Франхоферский институт, технические университеты Берлина и Мюнхена, Университет Бундесвера, фирмы Siemens, IFAM, Indatec, SICAN F&E, VDI/ VDE-Technologiezentrum Informationstechnik. На работы по проекту до конца 1998 года планируется затратить 12,2 млн. немецких марок в виде частных капиталовложений и бюджетных средств. В частности федеральное министерство по образованию, исследованиям и технологии выделит 7,2 млн. марок. В ходе проекта должны быть созданы устройства регистрации присутствия и определения местоположения человека в доме, обеспечения безопасности при неисправности разнообразного электротехнического и электронного оборудования, средства охраны (в том числе путем идентификации лиц, входящих в дом), а также улучшение общей комфортности жилища.
Программа предусматривает создание новых типов датчиков систем технической тревоги (регистрирующих изменение температуры, индуктивные и вихревые потоки, определяющих состав газов и т.п.), разработку алгоритмов, необходимых для систем идентификации, совершенствование интерфейса “человек-машина”. Функциональные возможности схем планируется расширить за счет применения многокристальных модулей (МКМ). Эти модули помимо схем обработки будут содержать и несколько типов датчиков, а также средства сопряжения с шиной возведенных конструкций европейского стандарта (European Installation Bus — EIB, рис. 1). В Университете Бундесвера в Мюнхене создан первый вариант такого многосенсорного МКМ-датчика перемещений, в котором смонтированы микроконтроллер типа С509, флэш-память емкостью 512Кх8 бит, СОЗУ с организацией 128Кх8 бит, а также СВЧ- (на частоту 9,35 ГГц) и УЗ-датчики, пироэлектрический детектор и конденсаторный микрофон. Для быстрой и правильной классификации сигналов датчиков VIMP-программой предусмотрено применение специализированных схем нечеткой логики. При нажатии соответствующей кнопки устройство генерации сигнала тревоги (например, в виде наручных часов) передает сигнал центральному пульту службы оказания экстренной помощи.
Возможности автоматизированной системы разумного дома уже продемонстрированы в мюнхенском Институте измерительной техники и автоматизации (рис.2).
Таким образом, в ближайшее время можно ожидать оживления на рынке оборудования разумного дома. Ситуацию на нем будет определять известный принцип: “Выигрывает тот, кто сможет поставить самые экономически эффективные стандарты и обеспечить лучшую связность систем”.
Electronic Business, Nov., 1997
htpp://www.electronicnews.com/news/colomns/insts042798.html
htpp://techweb.cmp.com/sbn/storiеs/8d27amd.htm
Elektronik7/1998
IBM Homepage
iNMan Real Eastate News
http://techweb.cmp.com/sbn/stories/8d27amd.htm