Hjem automation er alle de teknikker af elektronik , bygningsfysik , automation , IT og telekommunikation anvendes i bygninger , mere eller mindre " interoperable ", og gør det muligt at centralisere styringen af de forskellige systemer og private og virksomheder delsystemer.
De vigtigste områder, hvor hjemmeautomatiseringsteknikker anvendes, er:
Som en del af opfølgningen på Grenelle-miljøet og PREBAT-bygningsplanen skal en arbejdsgruppe fremsætte konkrete forslag for 2011 til fremme af innovation (teknologisk, organisatorisk, finansiel, lovgivningsmæssig eller kommerciel såvel som med hensyn til måling, verifikation, dødelig energi , forsikring og certificering) i byggesektoren (en foreløbig rapport blev indsendt midt ijanuar 2011med atten forslag og et incitament til at gå fra "høj ydeevne" til "krævende" med hensyn til den samlede præstation, hvilket kræver inddragelse af alle interessenter i energi, men også sundhed, komfort og miljø). En geotermisk og smart bygningsplatform oprettes med S2E2-konkurrenceklyngen, BRGM og Technopole d'Orléans .
Hjemmeautomation bruger IKT, som kan forbruge en masse energi og sjældne eller dyrebare materialer. Det kan også søge at reducere sit økologiske fodaftryk ( "øko-home automation"), og at dets brugere via miljøvenligt design , ved at muliggøre bedre kontrol over energiforbruget i hjemmet, ved at forbedre energieffektiviteten af installationer, eller automatisk styring af energi produktionsinstallationer (f.eks. tilknytning af solpaneler afhængigt af solen, af " små vindmøller ", der kun er aktiveret (for at begrænse slitage på dele), når vindforholdene er ideelle eller varmepumpe aktiveret, når temperaturforskellen er ideel osv. ).
Nye bygning standarder kræver bedre energistyring. I Frankrig er det således siden 2005 obligatorisk at afbryde opvarmningen, når et vindue åbnes. Siden1 st januar 2013den 2012 RT (fra Grenelle Environment ) begynder at pålægge nye byggetilladelser visning og måling af energiforbruget i mindst de følgende fem punkter: ventilation , klimaanlæg , varme , belysning og produktion ' varmt vand , for at hjælpe sikre, at standarden på 50 kW / (m 2 .an) overskrides ikke.
Hjemmeautomation kan - som standard eller på kommando - betinges belysning og opvarmning af et rum eller opstart af bestemte enheder, uanset om en beboer er til stede. En japansk koncern, Sekisui Chemical Group , sælger allerede ”hjem med nul el- og varmeomkostninger”. Tyskland er også en forløber inden for dette felt med mange modeller af passive huse ( Passivhaus ) især i regionen Bayern.
Over tid har hjemmeautomatisering en tendens til at forlade huset. For eksempel sætter det boligenheder i forhold til hinanden og med en bygning (dette er bygningsautomatisering ) og med byen (vi går ind i "by" eller med en leder / ejer eller andre enheder. Der leverer tjenester, for eksempel ( vand, energi, levering af mad, hjemmepleje eller fjernbetjening, vask af tøj osv.) Hvis disse tjenester primært sigter mod at reducere miljøforringelse, taler vi undertiden om ”urban økodomotik”.
I Frankrig, så tidligt som i 1990'erne, brugte sociale udlejere ( HLM- organisationer ) fjerntekniske , administrative og økonomiske overvågnings- og styringsværktøjer til deres bygninger via Collective Home Automation interface-programmer. Den største hindring var manglen på interoperabilitet mellem udstyr produceret af forskellige leverandører (i dette tilfælde skal programmeringsgrænsefladerne, bygningsgrænsefladerne (IDI) være i stand til at kommunikere med husgrænsefladerne (IDL) og snart med de smarte net og anden kommunikation netværk (for eksempel i perspektivet af "energiinternet", der grundlagde den tredje industrielle revolution som foreslået af Jeremy Rifkin . I Frankrig har France Telecom åbnet forskellige netværk ( RTC , TRANSFIX , Transpac , TRANSVEIL , NUMERIS muligvis kablet ), der tillader dette " intelligent ”netværk. Telefonlinjen og derefter Internettet har tendens til at blive privilegeret understøtter en sammenkoblet” meta-hjemmeautomatisering. ”I denne sammenhæng opstår etiske og tekniske spørgsmål. spørg om beskyttelse af privatlivets fred og personlige data.
Omkostningerne ved installationen vil i det væsentlige afhænge af valget af informationsoverførselsmedium (kontrolbus, strømlinje eller trådløs) og af projektet (ny eller renovering).
I nybygning er kablet generelt vedtaget. For nye projekter bliver stedet i de fleste tilfælde taget hånd om af elektrikeren, hvis job traditionelt er installationen af et kabelforbundet kredsløb. I hjemmeautomatiseringsprojekter, der blev udført i et nyt hus med en størrelse på mellem 130 og 170 m 2 , i 2011 udgør omkostningerne til hjemmeautomation mellem 4 og 10% af de samlede byggeomkostninger.
En del af hjemmeautomatiseringsverdenen er repræsenteret af et samfund af entusiaster til denne type teknologi ( nørder ), der i mangel af kommercielle løsninger individuelt designer og implementerer, til kostpris, deres egen hjemmeautomatiseringsløsning baseret på generelt Raspberry Pi Mini-pc , Arduino , mikrokontroller , industriel programmerbar logikcontroller , med professionelle eller selvlærte færdigheder inden for elektricitet , automatisering , robotik , elektronik , IT / industriel computing .
Hjemmeautomatisering er baseret på netværk via en "kontrolenhed" af de forskellige elektriske apparater i huset.
Kontrolenheden Programmerbar og indeholdende indbyggede moduler (hjemmegatewayer) eller en mikrocomputer-grænseflade (berøringsskærm, server osv.), Spiller den rollen som en centraliseret "intelligens" og centraliseret mand-maskine-grænseflade for brugeren eller brugerne. . Det har tendens til at blive mere lydhør over for ændringer i konteksten. For at gøre dette samler eller udskifter den forskellige enheder (opvarmningsprogrammerer / regulator, alarmkontrolenhed, centraliseringssystem til elektriske skodder, dag / natkontaktor til cumulus, lastskur, tidsprogrammerere, automatiske vandingssystemer osv.), Som kan fungere og interagere asynkront. Kontrolskærmen Det er fastgjort i hjemmet, hvor det kan efterlignes eksternt via hjemmets ADSL-netværk og derefter internettet, så hjemmet kan fjernstyres til hele eller en del af hjemmeautomationsfunktionerne. Fjernbetjeningen kan f.eks. Være en lommecomputer, en mobiltelefon eller smartphone , en touchscreen-tablet , en fjernbetjening (universal eller ej), en grænseflade på tilsluttet tv, en skærm + mus osv.Fjernbetjening : Det giver dig mulighed for at møde specifikke situationer næsten i realtid. For eksempel :
Derudover kan brugeren programmere visse funktioner i det "domotiserede" hus takket være denne grænseflade, der er knyttet til de tilsluttede enheder. For eksempel kan han:
Derudover er det generelt muligt gennem avancerede indstillinger at tilpasse systemet til dets egen livsrytme (ved at programmere "scenarier").
Inden det reelt installeres, kan et hjemmeautomatiseringssystem teoretisk set praktisk talt modelleres, prototypes og testes for at verificere dets effektivitet og tilpasningsevne til ændringer i konteksten. Der er et virtuelt hjemmepædagogisk software, der skal automatiseres
For at kontrollere serveren bruger disse grænseflader:
Der findes forskellige transmissionsformer:
Kabelforbundne links ( Ethernet , BUS osv. ) Spiller til fordel for systemets stabilitet.
Med home automation, er det muligt at bruge eller kontrollere forskellige medier samtidigt og overalt i huset: musik , billeder , video , etc. .
Af robotter til hjælp i dagligdagen eller syge eller handicappede overvejes i mange forskningslaboratorier (2008). Disse indenlandske robotter har undertiden menneskelig form og kan bevæge sig rundt og undgå alle forhindringer. Disse maskiner er i øjeblikket begrænset af sikkerhedskrav. Robotter har sikkerhedsanordninger, der fjerner al mekanisk kraft fra dem, så snart de kommer i kontakt med en person, for eksempel, men denne type enhed vil ikke være tilstrækkelig for f.eks. Et barns under tre år.
Forskere arbejder på softwaresystemer og sensorer til stemme-, lyd- og billedgenkendelse, ansigtsgenkendelse samt på programmer, der giver robotten mulighed for at tilegne sig de samme læringsmuligheder som mennesker.
Et par hjemmebaserede robotter er allerede på markedet, såsom Wakamaru , der blev lanceret i 2005 af Mitsubishi Heavy Industries , som kan udføre flere tjenester såsom at minde om en vigtig aftale, oprette forbindelse til Internettet via Wi-Fi for at finde informationen og videresende det ved hjælp af hendes kvindelige stemme eller overvåge huset.
Ved at tillade den konstante søgen efter bedre autonomi og forebyggelse af udelukkelse er handicapkompensation en del af en dobbelt lovgivningsmæssig ramme, der fornyer social og medico-social handling til fordel for handicappede.
Implementeringen af hjemmeautomatisering gør det muligt at give den handicappede mere autonomi og beroliger pårørende om denne persons autonomi og sikkerhed.
Oprettelsen af et fjernstyrbart miljø kræver installation af en enhed bestående af fire dele:
Begrebet kommunikere habitat svarer til indførelsen af nye teknologier ( NICT ) i habitatet.
Historisk set er dette koncept en udvikling af udtrykket "hjemmeautomatisering". Det engelske udtryk er hjemmeautomatisering .
Dette emne kan ses som en anvendelse af tingenes internet på boligområdet .
Bygningssektoren er en naturlig udvidelse af det, der kaldes bygningsautomatisering : teknisk bygningsstyring .
Mens hjemmeautomatisering historisk har været centreret om automatiske systemer (åbning af skodder, porte), er udtrykket kommunikationshabitat mere fokuseret på kommunikation (mellem sensorer, med brugeren) og på omfattende brug af IT. Brugen af et nyt udtryk forklares også med konnotationen af udtrykket hjemmeautomation, som ikke er positivt på fransk.
Kommunikation af boligteknologier er baseret på flere klodser:
Navnet til kommunikation inden for habitat er HAN, Home Area Network. Kommunikation inden for habitat kan være:
Kablet kommunikation foretrækkes i nye bygninger (når man bygger et hus). De ekstra omkostninger ved ledningsføring er fra et par tusinde til titusinder af euro. Under renovering undgås kabler til fordel for radiokommunikation (eller linjekraftledninger).
Der er snesevis af tekniske protokoller, og kun dem, der kan findes i boliger, nævnes.
Kabelforbundne teknologierKabelforbundne teknologier er ofte af typen " feltbus ", fordi styring af meddelelser er baseret på deterministiske protokoller (som bruger Carrier Sense Multiple Access med kollisionsdetektion i CR-tilstand til at styre kollisioner). De busser har også den fordel af at acceptere forbindelser eller stjerne, over lange længder. Her er nogle eksempler på busser, der er mere eller mindre proprietære:
Disse feltbusser bruges mere i tertiære bygninger end i boliger.
Transportørstrømme på linjeDe klassiske PLC- protokoller er:
De fleste hjemmeautomatiseringssystemer tilbyder gateway-systemer, der muliggør fjerninteraktioner (uden for hjemmet) via IP-protokollen ( Ethernet ). Der er også CAN BUS-gateways til USB eller seriel port .
Trådløse teknologier RadioDe sædvanlige radioprotokoller er:
Infrarøde protokoller er grundlaget for fjernbetjeninger til hjemmet:
På proprietære signaturer er der signaturdatabaser, databaser for at lette interoperabilitet kan også eksistere for andre protokoller, især IP. Protokollerne kan klassificeres efter: deres hyppighed, deres typiske omfang, begrebet anerkendelse, sammenkobling, sikkerhed. Alle teknologier, der anvendes i trådløse sensornetværk, kan bruges i hjemmet. Der er også forskellige proprietære protokoller på 433 og 868 MHz frekvenserne (i Europa).
ResuméInformativ tabel over klassificering af hovedbygningskommunikationssystemerne:
Efternavn | Kablet | Radio | IR | Licens | Brug |
---|---|---|---|---|---|
Dali | Ja | ingen | ingen | Åben / Standard | Dedikeret til belysningssystemet |
SMI | Ja | ingen | ingen | Producenternes sammenslutning | Dedikeret til styrende motorer (skodder, persienner) |
KNX | Ja | (Ja) | ingen | Åben / Standard | Almindelig bygningsbus |
LonWorks | Ja | Ja | ingen | Åben / Standard | Almindelig bygningsbus |
EnOcean | ingen | Ja | ingen | Privat / Standard | Dedikeret til afbrydere |
SCS | Ja | ingen | ingen | Privat | Almindelig bygningsbus |
ZigBee | ingen | Ja | ingen | Forening | Interaktion med udstyr |
Kommunikation med ydersiden af hjemmet er en stadig mere almindelig naturlig udvidelse af det originale hjemmeautomatiseringssystem.
Det har udviklet sig hånd i hånd med internettet og giver adgang til ens hjem fra enhver internetadgang via en protokol, der skal være sikker. Hjemmeautomatiseringssystemet kan så også benytte sig af personlige tjenester eller modtage instruktioner fra brugere eller ejere af bygningen eller - på en mere eller mindre automatiseret måde - nyttige oplysninger udefra (vejrvarsel, vejrudsigter til tidlig tilpasning af opvarmningen) . eller klimaanlæg, seismisk eller anden advarsel (kemisk, industriel, nuklear risiko osv.), mætning af et distributionsnetværk, meddelelser om belastning osv.) via tilpassede PubSub-typeprotokoller .
I udviklede lande, især i Frankrig, giver udviklingen af bredbåndsadgang ( ADSL , fiber) lettere kommunikation med uden for hjemmet, og uden ekstra omkostninger er det en af de mulige udviklingsunderstøttelser til internetapplikationer . ' Gennemgribende computing . Teleoperatører tilbyder også tilslutning til mobilnetværk ( GPRS eller 3G ).
Kommunikation med ydersiden af hjemmet er generelt baseret på en gateway. IP-teknologier muliggør nu let kommunikation med Internettet. Der er flere måder at få adgang til dit hjem fra internettet:
Kommunikation uden for hjemmet kan ses som afhængig af skyen .
Den mest anvendte teknologi til kommunikation mellem habitater er IP. Udstyr og tjenester, der ønsker at åbne på IP-niveau, udgiver normalt en API. Kommunikation - ekstra habitat, men også intra-habitat - kan således let stole på API'er, især HTTP API'er, men også andre protokoller.
Overordnet arkitekturUanset om det er i hjemmet eller udefra, bliver IT på en måde allestedsnærværende og interaktiv ( Stigmergy ): programmer kan køre hvor som helst, designes eller ændres hvor som helst: på objekter, gateways , i skyen eller i andre levesteder eller forskellige udbydere.
For objekter med lille grænseflade (og ikke har en komplet intern webserver) bliver det almindeligt, at indstillingerne udføres på skyen eller på en computer og derefter overføres til objektet (eksempel: Logitech- fjernbetjeninger , Squeezebox Logitech , GPS ), mere eller mindre automatisk. ADSL-routere bruger denne teknik til at overføre indstillinger og software- eller databaseopdateringer til routeren .
I arkitekturer af LON- typen er det almindeligt at se objekter som deres egen autonomi.
En simpel webbrowser kan være den menneskelige grænseflade til alle disse applikationer. En applikation (App) på Android, Apple eller Windows OS (Windows 7) er også almindelig.
Det menneske-maskine-interface kan heller ikke være baseret på en skærm og et tastatur, kan det være:
Formålet med det kommunikerende hus er også at minimere den tid, som mennesker skal bruge foran grænsefladen mand / maskine. Der findes flere teknologier for at udløse automatismer (ved frivillig programmering, ved avancerede algoritmer som indlæring af livsstil, ved et meget stort antal algoritmiske teknikker, overvåget eller ikke-overvåget læring).
Hjemmeautomatisering via motorisering af døre, vinduer og skodder kan for eksempel øge en bygnings økologiske fodaftryk og øge et bestemt elforbrug. Omvendt i en miljøvenlig bygning, og hvis den er orienteret mod god energistyring eller endda kombineret med et autonomt energiproduktionssystem (solvarme eller solceller, lille vindkraft osv.), Kan det tværtimod bidrage til betydelig energibesparelser, eller endda tillade et positivt energitilværelse . Af denne grund tilskyndes nogle hjemmeautomatiseringssystemer til finansiel støtte eller skattefritagelse (eksempel: i Frankrig med en skattegodtgørelse (på 15%) eller en undtagelse på1 st januar 2005til erhvervelse af et hjemmeautomatiseringssystem i en hovedbolig på mere end to år med 7% moms, hvis installationen udføres af en professionel ... på visse betingelser specificeret af ADEME og undertiden yderligere støtte fra regionerne .