Журнал Компьютерра - Журнал "Компьютерра" N734

Теперь мы вплотную подошли к сетевому вопросу в умном доме. Ведь вся мало-мальски подходящая техника связана в нем единую сеть - от компьютера до чайника.

Для организации устройств, требующих большой полосы пропускания сигнала, доступной альтернативы Ethernet пока что нет. Беспроводные интерфейсы еще не могут передавать HD-видео в реальном времени с приемлемой частотой кадров в секунду. Единственное исключение составляет уже упомянутая ТВ-приставка Apple TV. Она использует продвинутую версии протокола WiFi, с которым пока совместимы только адаптеры компьютеров Mac. Владельцам PC придется обзавестись специальным "яблочным" адаптером. Благо, такие подвиги, как транслирование HD от сети обычно не требуются, и в большинстве случаев WiFi можно смело применять там, где для этого есть смысл. Использовать главный компьютер с широкополосным подключением как точку доступа в Интернет для всех сетевых устройств, и ловить кайф.

Другое дело - всевозможная интеллектуальная бытовуха вроде включающегося по команде света в коридоре или сетевого холодильника. Кстати, не шучу. Это монументальное изобретение принадлежит компании LG. В дверцу холодильника встроен настоящий компьютер с 15-дюймовым сенсорным экраном, позволяющий, помимо рутинных кухонных функций - получения рецептов, цен на продукты, индексирования содержимого камеры, серфить в Интернете и смотреть телевизор. Вот оно - сердце цифрового дома! Так и представляю себе среднестатистического интернет-аддикта, который пришел на кухню за стаканом молока да так и залип у холодильника. Вообще, LG некоторое время назад столь активно налегала на идею цифрового дома, что в дополнение к холодильнику выпустила сетевую микроволновку и сетевую стиральную машину. Но оставим в покое корейскую компанию. Лучше подумаем, что именно нам потребуется для того, чтобы связать в единый комплекс самую обычную бытовую технику.

Основной сетевой протокол, который используется для этой цели, называется X-10. Этому стандарту уже сто лет в обед (запатентован в 70-х годах), и развесистой функциональностью он похвастаться не может - она ограничена всего шестью возможными командами. Для наших нехитрых целей больше и не надо, а вот сэкономленные на оборудовании деньги лишними не окажутся. Кроме того, для использования X-10 не понадобится даже прокладывать какую-либо дополнительную проводку - сигнал передается через обычную электрическую сеть.

Все устройства, предназначенные для этого стандарта, можно разделить на несколько категорий. Под номером один идут передатчики. Это могут быть всевозможные сенсоры, посылающие в сеть команды в зависимости от температуры, освещенности, влажности и т.д., таймеры, преобразователи сигналов от инфракрасных пультов и других источников управления в стандарт X-10. Исполнительные устройства бывают всего двух типов: приборные модули (appliance module) и ламповые (lamp module). Разница в том, что первые умеют только включать и выключать напряжение, а вторые - еще и плавно регулировать мощность, что требуется, например, для изменения освещения. Проделывать такую штуку можно только с линейными нагрузками, каковыми являются лампы накаливания и электроплиты. Попытка приглушить с помощью такого модуля яркость на телевизоре лишь выведет последнего из строя.

На рынке все эти изделия представлены в изобилии и по вполне приемлемой цене в пределах тысячи рублей за штуку (простейшие выключатели света и прочая мелочь стоит и того меньше). С установкой тоже не должно возникнуть проблем: нужные розетки и выключатели меняются на "интеллектуальные", как вариант - модули X-10 попросту вставляются в них, в проводку включаются датчики либо трансиверы, принимающие сигнал с беспроводных датчиков, размещаемых где угодно. Самые простые модели даже не имеют отношения к X-10, совмещая, к примеру, датчик движения и выключатель - просто заменяем им обычный выключатель света, и готово.

Однако если фантазия не ограничивается "умной" лампочкой, можно пойти дальше и приобрести компьютерное устройство для конфигурирования сети. Внешне обычный представитель этого вида представляет собой гипертрофированную настенную розетку, снабженную разъемом USB. Теперь открываются поистине широкие возможности. Хотите - задавайте программу, включающую поутру кофеварку и телевизор, а вечером - затемняющую свет в комнатах. Или попробуйте заставить бытовую технику слушаться голосовых команд.

Но, прежде чем возрадоваться, нужно упомянуть обо всех недостатках, которые протокол X-10 пронес через тридцать лет своего существования. Во-первых, X-10 работает неспешно. Передатчик выдает сигнал в виде высокочастотного импульса, синхронизированного с переходом напряжения в сети переменного тока через ноль. И при стандартной частоте тока в 50 Гц передача команды "Вкл", вместе с кодом устройства займет порядка 0,94 с. Для банального выключателя еще сойдет, но для скорострельной охранной системы уже неприемлемо.

Кроме того, X-10 ничем не защищен от помех в сети, на которые так щедры некоторые из наших электрических друзей - холодильник, стиральная машина, строительные инструменты. В качестве лекарства применяются фильтры типа FM10, через которые следует подключать вышеупомянутые устройства. Кроме того, в электрощиток можно поставить фильтр другого типа - FD10. Кроме устранения приходящих извне высокочастотных помех (атаки зловредного соседа, например), пара таких фильтров используется для соединения сетей X-10, подключенных к разным фазам электропроводки. Установка защиты желательна еще и потому, что модуль X-10 не посылают передатчику отчета об исполнении команды, и, если она будет съедена помехами, устройство просто не сработает. Помехоподавляющие фильтры, встраиваемые в современную электронную технику - тоже не лучшие друзья X-10, так как глушат весь сигнал выше 50 Гц, а X-10 работает на 125 КГц.

Кроме того, в протоколе нет никаких средств предотвращения коллизий, так что если два разных передатчика одновременно начнут выдавать сигнал, возможно не только несрабатывание устройства, как в случае с помехами, но срабатывание не того, чего хотелось. Восстание машин не случится, но редкие курьезы возможны. Итак, кто предупрежден, тот вооружен. Вперед в светлое цифровое будущее!

Разумеется, запросы техники уже давно переросли скромные возможности X-10. Для организации цифровой жизни в масштабах не отдельной квартиры, а целого здания используются совсем другие стандарты.

EIB (European Installation Bus). Для передачи данных он использует витую пару или радиоканал (и потому, как и все следующие, называется шинным протоколом), и позволяет разом контролировать все коммунальное хозяйство. Напомню, что самая идея умного дома произошла отнюдь не из желания облегчить обывателю тяготы управления бытовой техникой, а из необходимости экономить деньги на отоплении и освещении крупных производственных объектов. Для чего как пионеры EIB (компании ABB, Gira, Siemens), так и производители различного серьезного оборудования (термостатов, погодных станций, всевозможных датчиков) вовсю изготавливают совместимые с этим протоколом устройства. Так что если есть желание и финансовые возможности устроить в доме климат-контроль по индустриальным стандартам, то ничто вам не препятствует. Для всех остальных хватит качественного кондиционера. Узконаправленным аналогом EIB, предназначенным уже исключительно для управления климатом, является стандарт BACnet.