Mało kto o tym wie. Dobrze dobrany alarm może sterować całym domem

Największą zmorą zarówno rynku urządzeń alarmowych, jak i systemów inteligentnych jest zalew ogromną ilością rozmaitej taniej elektroniki. Przy czym problemem nie są jej względnie niskie ceny lecz jeszcze niższa jakość i możliwości. To wszystko zaś połączone z udawaniem pełnoprawnych systemów.

Prawdziwy system inteligentny czy tylko zabawka?

Szczególnie określenie inteligencja i tym bardziej sztuczna inteligencja (AI) bardzo mocno się tu zdewaluowały. Dochodzi do tak absurdalnych sytuacji, że kilka gniazdek, które można włączyć i wyłączyć za pomocą smartfona nazywanych jest już „systemem inteligentnym”. Tymczasem są to rzeczy, które zasługują najwyżej na miano prostej automatyki.

Bo co to za inteligencja systemu skoro to my musimy coś włączyć, wyłączyć, lub ustawić czas włączenia. Cała różnica polega na tym, że robimy to za pośrednictwem telefonu, a nie guzika lub najprostszego programatora czasowego. Trzeba jednak wyraźnie podkreślić, że specyfika prawdziwych systemów inteligentnych wcale nie polega na tym, że pracuje w nich mnóstwo urządzeń, zaś same układy są bardzo skomplikowane. To całkowicie błędne wyobrażenie. Rzecz polega na tym, co się w takim systemie dzieje. W nim wiele urządzeń współpracuje ze sobą i wymienia się informacjami. Przy czym stan każdego z nich może realnie wpływać na działanie pozostałych. Ponadto większość z tego wszystkiego odbywa się automatycznie, bez angażowania użytkownika.

Prawdziwy system inteligentny większość rzeczy robi sam. My tylko ustalamy jakie warunki chcemy mieć w domu, nie interesuje nas jak to osiągnąć, fot. SATEL

Przypomnijmy sobie przykład z czujnikami temperatury oraz ogrzewaniem i klimatyzacją. Był to taki superuproszczony poglądowy wariant. Faktycznie np. uruchomienie ogrzewania może zostać wstrzymane, jeżeli pomiar temperatury zewnętrznej będzie wskazywał, że na zewnątrz jest wystarczająco ciepło aby temperatura wewnętrzna i tak się wystarczająco podniosła w akceptowalnie krótkim czasie. Wyobraźmy sobie jednak, że w takim domu mamy jeszcze rolety zewnętrzne z napędem albo wyposażoną w napęd markizę tarasową. W prawdziwym systemie inteligentnym może zapaść decyzja, że zamiast uruchamiać klimatyzację wystarczy jedynie rozwinąć osłony przeciwsłoneczne. Ewentualnie zostanie wykonane jedno i drugie – klimatyzatory schłodzą pomieszczenie, zaś osłony ograniczą nagrzewanie się pomieszczeń. Warto zauważyć, że dzięki takim działaniom również nasze rachunki będą niższe, gdyż klimatyzacja zużyje mniej prądu. Przy tej okazji ujawnia się wyraźnie kolejna ważna cecha każdego dobrego systemu inteligentnego. Chodzi mianowicie o to, że my sami (jako domownicy) nie musimy w tym momencie zastanawiać się, co i kiedy zrobić oraz co będzie najlepsze. Nie musimy ręcznie włączać klimatyzacji albo zastanawiać się, czy opuszczać rolety. System zrobi to za nas, wybierając optymalny wariant. Przy czym będzie on optymalny pod kątem wcześniej zdefiniowanych przy programowaniu systemu kryteriów. Priorytetem może być np. oszczędzanie energii albo jak najszybsze osiągnięcie zadanej temperatury. Oczywiście, to my decydujemy czemu przyznać pierwszeństwo.

Gdzie w tym wszystkim jest alarm?

Niektórzy mogą się w tym momencie zastanawiać, gdzie w takich zaawansowanych systemach jest miejsce dla zwyczajnego alarmu, czyli instalacji technicznie dość prostej, pozbawionej wyrafinowanych układów automatyki. Otóż miejsce jak najbardziej jest. Zaawansowane centrale alarmowe mają na tyle duże możliwości, że to one same mogą pełnić też funkcję centrali systemu alarmowego. Jednak nawet dość proste alarmy mogą być bardzo użyteczne przy budowaniu instalacji inteligentnej. Przy czym można efektywnie wykorzystać nawet już mające swoje lata instalacje. Choćby czujników ruchu nie trzeba dublować. Sygnał z tej samej czujki może być przecież wykorzystywany zarówno przez instalację alarmową, jak i inteligentną. Podobnie rzecz się ma z popularnymi kontaktronami. Informacja o tym, że okno jest otwarte jest przecież istotna również dla działania ogrzewania, klimatyzacji, wentylacji. A właśnie w wykorzystywaniu tej samej informacji przez wiele urządzeń tkwi istota systemu inteligentnego.

Połączenie alarmu z systemem inteligentnym - jak uniknąć chaosu i co będzie kompatybilne?

Pochopne próby połączenia systemu alarmowego z inteligentnym mogą się skończyć chaosem. Jeżeli ich elementy nie będą kompatybilne, to całość może nie działać wcale lub będzie pracować w sposób niestabilny. Dlatego tak ważne jest, aby wszystko co ma działać wspólnie, było faktycznie w pełni zgodne. Dotyczy to zarówno każdej z omawianych instalacji z osobna, jak i tym bardziej ich połączonego wariantu.

W przypadku jakiejkolwiek automatyki wzajemna kompatybilność urządzeń jest sprawą zasadniczą - np. nie każdy regulator temperatury będzie dobrze współpracował z określoną centralą, fot. SALUS

Kompatybilność wszystkich składowych można osiągnąć na dwa sposoby. W tzw. systemie zamkniętym wszystko pochodzi od jednego producenta, ewentualnie od współpracujących z nim firm. Jednak zawsze musi ściśle spełniać ustaloną przez niego szczegółową specyfikację techniczną. Siłą rzeczy nie ma wówczas problemów z kompatybilnością, dodawaniem nowych urządzeń do systemu i ich konfiguracja. Z zasady każda firma oferująca taki zamknięty system bardzo dba o jego bezproblemowe działanie. W tym tzw. kompatybilność wsteczną. Chodzi o to, aby nowe, obecnie produkowane urządzenia bez problemu działały w systemach zbudowanych kilka lat wcześniej, mogły współdziałać ze starszymi centralami. Przed wprowadzeniem na rynek każdy nowy element jest solidnie testowany. Negatywną stroną systemów zamkniętych jest mniejszy wybór urządzeń (mniej producentów). Często mają one też dość wysokie ceny. Ponadto, jeżeli producent nie przewidział jakichś funkcji, to po prostu nie ma jak ich dodać.

Przeciwieństwem tych rozwiązań są tzw. systemy otwarte. Ich elementy składowe pochodzą od różnych dostawców. Wykorzystują one któryś z popularnych interfejsów komunikacyjnych o powszechnie znanych specyfikacjach. W takiej sytuacji rozmaite firmy w pewnym stopniu ze sobą konkurują, chcąc przyciągnąć klienta. Dlatego wybór urządzeń jest duży, o ile dany system jest popularny. Ponadto ceny są często niższe. Niestety, trzeba się liczyć z problemami z kompatybilnością. Niektóre urządzenia - pomimo teoretycznej zgodności - w rzeczywistości jednak nie współpracują. Zdarza się również, że coś działa tylko z najnowszą wersją oprogramowania, natomiast inny element odmawia wówczas współpracy, chociaż ze starszą wersją oprogramowania działał zupełnie dobrze. W rzeczywistości więc konfiguracja systemu bywa bardzo trudna i czasochłonna.

Czy alarm może być podstawą instalacji inteligentnej?

Ale jak ma się to wszystko do możliwości połączenia systemu alarmowego z inteligentną automatyką budynkową? Najłatwiej, jeżeli bazą do stworzenia całości będzie właśnie odpowiednia centrala alarmowa. Po prostu, jeżeli jej producent od początku przewidział możliwość tak daleko idącej rozbudowy systemu i ma w ofercie wszystkie niezbędne urządzenia, to nic nie stoi na przeszkodzie, aby z tych możliwości skorzystać. Ma się rozumieć, że najpierw inwestor musi dokładnie sprawdzić czy oferowany zakres funkcji mu odpowiada. Trzeba bowiem przestrzec przed nadużywaniem terminów dom inteligentny czy smart home. Niejednokrotnie mają one znacznie więcej wspólnego z marketingiem, niż z rzeczywistością. Możliwość włączania i wyłączania czegoś za pomocą smartfona to jeszcze nie „inteligencja”. Dostępne są jednak układy w których rzeczywiście można mówić o współpracy centrali alarmowej z bardzo rozbudowaną automatyką budynkową. Przy czym w sensie technicznym taka współpraca może być realizowana w różny sposób. To centrala alarmowa może równocześnie pełnić funkcję centrali systemu inteligentnego. Jednak może być i tak, że są to dwa układy, które wymieniają się informacjami, ale ostatecznie mogłyby również funkcjonować osobno. Ostatecznie jednak dla inwestora liczy się osiągany efekt. To jak dokładnie działa każda z instalacji i jak wyglądają połączenia pomiędzy nimi jest raczej przedmiotem zainteresowania fachowców. Dla właściciela domu ważne jest to, że sygnał z jednej czujki ruchu w pomieszczeniu trafi zarówno do instalacji alarmowej, jak i do automatyki budynkowej nadzorującej oświetlenie i ogrzewanie. Podobnie, czujka kontaktronowa, która wykrywa otwarcie okna, może zostać wykorzystana zarówno do wykrycia włamania jak i wyłączenia ogrzewania w momencie kiedy i tak otworzymy okno.

Jak działa centrala alarmowa?

Dla sposobu integracji instalacji alarmowej oraz inteligentnej ważny jest ogólny schemat działania każdej z nich. W przypadku alarmu zawsze mamy centralę, będącą sercem czy może raczej mózgiem całego systemu. Bowiem to do centrali spływają wszystkie sygnały z czujek, a także polecenia wydawane przez użytkownika. Tam są one przetwarzane i interpretowane. Dopiero kolejnym krokiem jest ewentualne wszczęcie alarmu, jeżeli oprogramowanie centrali wykryje, że spełnione zostały określone warunki. Ten etap przetwarzania otrzymanych informacji jest bardzo ważny, gdyż pomaga on chociażby uniknąć fałszywych alarmów (a przynajmniej części z nich).

Podstawą działania każdej centrali alarmowej jest analiza sygnałów spływających do niej z różnych czujek. Od ich rodzaju oraz rozmieszczenia zależy na co system w ogóle zareaguje, fot. SATEL

Trzeba przy tym podkreślić, że reakcje centrali na określone zdarzenia to coś co podlega programowaniu. Przecież pod względem samej logiki działania, swoistego ogólnego schematu postępowania, nie ma różnicy pomiędzy tym, gdy centrala w określonej sytuacji uruchamia syrenę alarmową, wysyła komunikat na telefon użytkownika, czy może uruchamia siłownik zamykający dopływ wody do budynku (po wykryciu zalania). Sam schemat postępowania jest zawsze identyczny - najpierw mamy bodziec (sygnał z czujnika), następnie jego przetworzenie przez centralę, wreszcie uruchomienie jakiejś reakcji. Zasadnicza różnica pomiędzy systemami alarmowymi może zaś polegać na tym, jakim zestawem czujników oraz urządzeń wykonawczych dysponuje centrala. Te pierwsze są niczym nasze narządy zmysłów. Centrala może przecież zareagować tylko na takie zdarzenia, jakie potrafią wykryć jej czujniki. Na całą resztę będzie ślepa i głucha. Przykładowo, jeżeli założymy na ramie okiennej czujkę kontaktronową to reakcja nastąpi przy próbie otwarcia lub wyważenia skrzydła okiennego. Jednak włamywacz, który wybije szybę nie wywoła tu alarmu. Po prostu system w ogóle nie zarejestruje jego działań. Analogicznie można spojrzeć na użyteczność czujek zbicia szkła, które reagują na ten charakterystyczny dźwięk.

Ale to samo można powiedzieć i o najpopularniejszym rodzaju czujników, czyli czujkach ruchu. Przecież nie obejmują one swym zasięgiem każdego miejsca wewnątrz domu, a tym bardziej na posesji. Sztuka ich dobrego rozmieszczenia polega więc na tym, aby znalazły się w takich miejscach, których ewentualny złodziej nie będzie mógł pominąć. Ostatecznie nie możemy mieć przecież wszystkiego i wszędzie. Zaś sama duża liczba rozmaitych czujek nie świadczy jeszcze o skuteczności alarmu. Jeżeli znajdą się one w niewłaściwych miejscach, to w krytycznej sytuacji i tak nie zarejestrują intruza lub jakiegoś groźnego zdarzenia. Jeszcze gorzej, jeżeli takie nieudolnie rozmieszczone czujki staną się źródłem fałszywych alarmów, a tak również może być.

System z centralą alarmową czy układ rozproszony?

W systemie alarmowym zawsze mamy centralę. Z instalacjami inteligentnymi sytuacja wygląda odmiennie. One mogą również bazować na wykorzystywaniu centrali, ale mogą również tworzyć tzw. układ rozproszony. Zacznijmy od pierwszego przypadku (z centralą), gdyż sposób jego funkcjonowania łatwo jest zrozumieć, skoro wiemy już jak działa centrala alarmowa. Pod względem logiki sposobu pracy oba układy (alarmowy i inteligentny) są niemal identyczne. Tu również mamy urządzenia wejściowe, będące źródłem sygnałów, czyli czujniki lub obsługiwane przez użytkownika urządzenia za pomocą których przekazuje on polecenia. Wszystkie te informacje-sygnały trafiają do centrali, gdzie następuje ich interpretacja i dalsze przetwarzanie. Ostatecznie zaś centrala wysyła sygnały sterujące do różnych urządzeń wykonawczych - lamp, kotła, centrali wentylacyjnej, klimatyzatorów i wielu innych. Różnica tkwi więc nie w samej zasadzie działania, lecz rodzaju i liczbie urządzeń współpracujących z centralą - zarówno tych dostarczających sygnałów, jak i wykonawczych.

Funkcjonowanie systemu rozproszonego wygląda odmiennie. Wprawdzie możemy mieć podobnie liczne i ostatecznie robiące to samo urządzenia (czujki, lampy, klimatyzatory itd.), jednak relacje pomiędzy nimi wyglądają zupełnie inaczej. Mianowicie tu w ogóle nie ma centrali. Jak więc całość jest w stanie działać? Poszczególne urządzenia wyposażone są w moduły elektroniczne umożliwiające odbieranie, nadawanie oraz interpretację sygnałów. W efekcie wszystko, co zostało podłączone do systemu, wymienia się wzajemnie informacjami. Może do tego służyć połączenie kablowe lub bezprzewodowe (radiowe). Lecz decyzja o tym, czy w ogóle podjąć jakieś działanie oraz jakie ono ma być, zapada na poziomie modułów elektronicznych poszczególnych urządzeń. Wyobraźmy sobie, że w systemie mamy czujniki temperatury zewnętrznej i wewnętrznej, kocioł oraz klimatyzatory. W najprostszym wariancie, jeżeli czujnik temperatury wewnętrznej wyśle do systemu informację, że temperatura we wnętrzu jest zbyt niska (tzn. niższa od ustawionej jako pożądana) to zostanie uruchomione ogrzewanie. Jeżeli natomiast temperatura będzie zbyt wysoka to do akcji wkroczy klimatyzacja.

Który system jest więc lepszy - z centralą czy rozproszony? Na to pytanie nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Należałoby raczej pytać pod jakim względem każdy z nich jest lepszy. Integracja systemu inteligentnego bazującego na centrali oraz alarmowego może polegać po prostu na tym, że bazą dla całości będzie centrala alarmowa o szerokich możliwościach. Jednak współpraca pomiędzy centralą alarmową oraz rozproszonym systemem inteligentnym także jest możliwa za pomocą specjalnych „bramek” pozwalających na wymianę sygnałów. Ostatecznie decyzja o tym jaki wariant wybrać wymaga nie tylko głębokiego zastanowienia, ale również szczegółowej analizy tego co już w domu mamy oraz jaki efekt chcemy osiągnąć. Przecież w zupełnie innej sytuacji będzie ktoś, kto dopiero buduje dom, niż ktoś kto mieszka w nim od lat i od dawna ma założony system alarmowy, którego nie chce wymieniać. Jednak bez pomocy fachowca nie sposób przeprowadzić taką analizę potrzeb i możliwości.