Történet
Dátum | Verzió | Leírás | Szerző |
2017. 10. 3. | 1.0 | Kezdeti verzió | Szabó Dávid Tóth Péter Csuzda Péter Reisz Ákos Kiss Máté |
Tartalomjegyzék
1. Bevezetés
2. Az alkalmazás helye
2.1 Üzleti lehetőségek
2.2 A probléma megfogalmazása
2.3 Az elkészült termék helye
3. Érintettek és felhasználók
3.1. Az érintettek összefoglalása
3.2. A felhasználók összefoglalása
3.3 Felhasználói környezet
3.4. Illetékesek adatai
3.5. Felhasználók adatai
4. A végtermék áttekintése
4.1 A termék kapcsolatai
4.2. A termék használatának előnyei
4.3. Feltételezések és függőségek
4.4 Költségbecslés
4.5. Installáció
5. A végtermék jellemzői, biztosított szolgáltatások
6. Korlátozások
7. Minőségi elvárások
8. Dokumentációkkal kapcsolatos követelmények
9. Kockázat lista
10. Szótár
A HomeWare egy olyan okosotthon-megoldás amely teljes épületgépészeti megoldás mellett számos hasznos kényelmi, energiatakarékossági funkcióval rendelkezik.
Hosszú évek munkája során létrehoztak olyan megoldásokat, amelyek külső emberi beavatkozás nélkül hajtják végre feladatukat. Ilyen egyszerű megoldás a mozgásérzékelővel ellátott ajtó nyitó vagy világítás kapcsoló. Ezeken kívül természetesen még számos más megoldás is létezik, például fűtés-, vagy klíma vezérlés, árnyékolók, vagy garázskapuk vezérlése, stb. Azt láthattuk, hogy mindegyik fejlesztés megfelelően működik, külön-külön. Hiányzott közülük a kapcsolat, amely összehangoltan működtette volna őket, mint egy összetett rendszer elemeit, ahol egy eszköz működésbe hozása elindít egy láncolatot, amelyet egy központi egység felügyel. A fejlesztők munkájának eredményeként ez mára már a valóság, az úgynevezett „okosotthonok” vagy angolul Smart Home formájában.
Mielőtt rátérünk az okos otthonokban rejlő lehetőségek sokaságára tisztázzunk néhány kérdést!
Ha a definícióra vagyunk kíváncsiak, így hangzik: Olyan épület, amely az épületben található különböző berendezések és rendszerek:
működését egységbe rendezve felügyeli, szabályozza. Egy olyan egységet alkot, amely az épület energia fogyasztását optimálissá teszi, ügyel az épületben élők és az ott található értékek biztonságára, és szolgálja a kényelmünket. A rendszer a számára megtanított feladatokat elvégzi az adott esemény vagy megadott időpont bekövetkezését követően.
Tehát pontosabb megnevezés az okosotthon megoldásokra az épület felügyeleti rendszer kifejezés, azonban mivel idehaza az okosotthon vagy Smart Home, okosház, kifejezések honosodtak meg leginkább, így a továbbiakban mi is ezeket a kifejezéseket használjuk.
A HomeWare rendszer pedig ezt a rendszerbe kötöttség koncepcióját terjeszti ki, az egy szobában használatos megoldásoktól egészen a nagy rendszerekig, legyen az akár egy szálloda, kollégium, irodakomplexum, ipari létesítmény, vagy bármi más. Ennek segítségével jelentős energiamegtakarítás, ökológiai lábnyom csökkentés érhető el a nagy energiaigényű rendszerek optimalizálásával, a teljesítményük csökkentésével a kihasználatlan időszakokban.
További fontos funkciója rendszerünknek, hogy hozzáértő felhasználók könnyedén, és nagy mértékben testre szabhatják a rendszer működését, akár új, egyedi funkciókat is implementálhatnak, és ezeket a megoldásokat könnyedén megoszthatják egymással, a kevésbé hozzáértő felhasználók számára is készíthetnek közösségi alapon ilyen funkciókat, melyek egy beépített “áruház” segítségével könnyedén megoszthatóak.
Fontos tudni, hogy a rendszerhez magas szintű támogatást nyújtunk a nap 24 órájában, amennyiben egy felhasználó elakad, hiba történik a rendszerben, segítségségre szorul a rendszer telepítésében, vagy egyedi funkcióra van szüksége, ez esetben a cégünk tud segítséget nyújtani a probléma megoldásában.
Az alkalmazás bármely kívánt helyen könnyen installálható. Nem szükséges állandó környezet, mobilis rendszer, tehát bárhová áttelepíthető.
Magánszemélyeknek jóformán csak az eszköz díja lesz és a speciális support (pl beépítés díja ha nem maga csinálja), üzleti ügyfeleknek pedig egy bizonyos méret felett lesz díja, valamint speciális support (pl. egyedi eszközök készítése), alvállalkozóknak tanfolyam és oklevél, külső fejlesztőknek pedig minősítés, hogy garantáltan kompatibilis.
Egy épületben rengeteg energiát pazarolunk el. Sok esetben ez megspórolható lenne amennyiben megfelelően használnánk az energia pazarló rendszereket, de ez sok esetben nem kényelmes, vagy csak szimplán túl problémás az optimális üzemeltetés, esetleg lehetetlen emberi erővel ezt elérni. Legyen bármelyik ezek közül a probléma, mi megoldást nyúltunk a rá. A következő pár példán keresztül szeretnénk segíteni ezeknek a problémáknak, és az ezekre nyújtott megoldások működésének megértésében.
Első körben vegyük az egy háztartásban felmerülő problémákat
Fűtés:
Egy háztartásban a fűtési rendszer használata során rengeteg energiát pazarlunk el, miközben a ház lakóinak csökken a komfort érzete. Egy hagyományos termosztát a beállított hőmérsékleten kapcsol ki, nem számolva a fűtési rendszerben bennragadt energiával, amely túlfűti a házat. Ez esetben a vezérlő rendszer megtanulja a ház karakterisztikáját, így a házat nem fűti túl. nem fűti alul. Amennyiben megfelelő adatforrásokat biztosítunk, a rendszer figyelembe tudja venni az otthon tartózkodások idejét is, így nem fűti az üres házat.
Melegvíz:
A melegvíz ellátás alapvető követelmény egy hagyományos otthon rendszerében, de célunk itt is a minél költséghatékonyabb megoldás bevezetése. A nap különböző szakaszaiban a melegvíz használat ugyanis változó, nem kell egész nap energiát pazarolni a melegítésre. Ehelyett egy olyan rendszerre lesz szükségünk, amely egy adott időszakon keresztül folyamatosan ellátja a házat melegvízzel, megfigyeli a használati szokásokat és később ezen alapozva fűtené a rendszert. Egyszerű példa erre az esti órák, amikor a család tagjai zuhanyozni mennek, ilyenkor nyilván huzamosabb ideig kell magasabb hőfokon tartani a vizet.
Fényerőszabályzás:
A fényerő szabályozása amellett, hogy kényelmes funkció, még ezzel is tudunk energiát spórolni. A nap folyamán van, hogy folyamatosan változnak a fényviszonyok, ennek függvényében egy érzékelő segítségével - ami a kinti időjárási viszonyokat figyeli - a világítótestek fényereje is változna. Amennyiben egyéni fényerőt szeretnénk beállítani, távirányító segítségével tehetjük majd meg. Ha üres a szoba, kialszanak a fényforrások. A rendszer az egyéni fényerőbeállításokból képes tanulni, így mégkényelmesebbé válik a rendszer használata.
Napkollektor:
Egy modern környezetbarát házban szinte alapvető dolog a napelemek használata. Egy hagyományos, fixen telepített napelem hatékonysága nem túl magas, amennyiben felmérjük a környezetet, az esetben könnyedén követhetjük a nap mozgását, így maximalizálhatjuk a telepített napelemek hatásfokát. A rendszerbe kapcsolás további előnye, hogy a rendelkezésre álló adatok alapján következtetni tud a várható bejövő energia mennyiségére és ez alapján tudja időzíteni a ház többi fogyasztóját is.
Nagyobb létesítmények esetén (pl. ipari rendszerek, szálloda stb)
Egy nagyobb létesítmény - például egy szálloda szobáinak - fűtése is jól optimalizálható. Ha végiggonduljuk, megállapíthatjuk, hogy egy szálloda szobái általában nem 100%ban kihasználtak, mindig találhatóak üres szobák. Ezekben a szobákban jól kihasználható a nem használt szobák alacsonyabb hőmérsékletre való fűtése.
Hasonló módon energiát takaríthatunk meg a melegvíz rendszer optimalizálásával, amennyiben a létesítmény saját vízmelegítő rendszerrel rendelkezik, a egy tanuló algoritmus segítségével képest megtanulni a rendszer karakterisztikáját, valamint ez alapján megpróbálja előre megjósolni a várható melegvízfogyasztást, így a kevésbé terhelt időszakokban nem fűt feleslegesen sok vizet annak érdekében, hogy a csúcsidőszakokban se fogyjon ki senki és semmi a melegvízből. Elnagyolt, ám szemléletes példa, hogy általában a legnagyobb melegvíz fogyasztás a reggeli és késő esti órákban van, ám éjszaka és nappal jóval alacsonyabb. Ezt a rendszerünk képes felismerni, és ez alapján csak a szükséges mennyiségű melegvizet állítja elő.
A fényerőszabályzást megvalósító rendszer egy nagyobb létesítményben még jobban kihasználható. Például egy nagyobb üzemben rengeteg helyiség található, amik közül nap közben vagy éjszaka is rengeteg üresen áll. Ilyenkor fölösleges bármiféle erőforrást igénybe venni, elég elmozdítani a függönyöket, redőnyöket a természetes fény igénybe vételéhez. Ezen felül a munkálatok és egyéb tevékenységek végrehajtásához szükséges fényerősség manuálisan is állítható.
Napkollektorok telepítése egy nagyobb építményre egy később sokszorosan megtérülő befektetésnek bizonyul. Egy iroda vagy bármiféle üzem is rengeteg energiát fogyaszt a szükséges feladatok ellátása érdekében. Ezért fontos, hogy megfelelő mennyiségű napelemet is működtethessünk a létesítmények ellátására, így a villamos energia fogyasztás nagy részét környezetbarát módon valósíthatjuk meg.
Elnevezés | Leírás | Szerep |
Bárki | Bárki aki olyan területen van, ahol a rendszer telepítve van | Az épületben telepített szenzorok mindenkit érzékelnek, a rendszer reagál rájuk. |
Regisztrált felhasználó | Olyan felhasználó aki kiemelt szerepet kapott rendszerben, azonosítás szükséges. | Például nyilvános forgalom elől elzárt helyre belépő kártyával rendelkező személy. |
Felügyelő | A rendszerbe nagyobb betekintéssel rendelkező személy. | Biztonsági őr, karbantartó |
Admin/Fejlesztő | Aki a rendszer telepítését és konfigurálását végezheti. |
Az intelligens otthonnak lesz egy kezelőfelülete, amely egy okos eszközökre (okostelefon, tablet stb.) telepítendő alkalmazás lesz, ugyanis az egész rendszert olyan elven valósítjuk meg, hogy egy központi szerverrel lesznek összekötve az adott műszaki-, használati eszközök. Természetesen nem muszáj mindig az okostelefonunkra hagyatkozni, ha valamit be szeretnénk állítani. Különböző fixen telepített panelek is telepítésre kerülnek a házban, így nem kell aggódnunk, ha esetleg le van merülve a telefonunk és egyéb problémák miatt. Ez az alkalmazás nagyon egyszerűen kezelhető, bárki aki használt már okostelefont képes lesz könnyedén kezelni és irányítani otthonát. Egy időben több felhasználó is használhatja, természetesen olyanokra gondolunk, akiknek van hozzáférési jogosultsága. Egy család összes tagja, vagy ha nagyobb épületekben gondolkodunk, az adott helyiségben dolgozó, tartózkodó személyek egyaránt hozzáférhetnek a kényelmi funkciókhoz.
A rendszert a felhasználó mindig használni fogja, ugyanis ennek segítségével tudja a lakását konfigurálni. A költözés sem jelenthet problémát, könnyen áttelepíthető rendszert hozunk létre. Mindenki maga dönti el, mennyi hardware-re lesz szüksége, mik az elvárásai egy tökéletes otthonnal kapcsolatban. Teljesen egyedi otthonokat lehet összehozni a különféle elektronikai eszközökből, amiket be lehet integrálni a hálózatba. Ahogy az elején is említettem, mindössze egyetlen alkalmazásra lesz szükségünk, és ehhez lehet hozzáadni a különböző, újonnan telepített eszközöket, ugyanis kedvünk szerint bővíthetjük az otthont, ha találunk telepíthető műszaki eszközt.
Ebben a két alfejezetben lehet rögzíteni azon személyek adatait, elérhetőségét, felelősségét, akik a rendszer fejlesztése során az adott szerepekben segítik a fejlesztők munkáját.
Ebben a fejezetben az elkészítendő termék legfontosabb jellemzőit foglaljuk össze.
Lényegében a végtermék egy olyan modern ház, amelynek van egy központi egysége, ami képes kommunikálni a beépített okos eszközökkel. Ennek az egységnek adunk saját kezűleg utasításokat az alkalmazás használatával, amit okostelefonunkra telepíthetünk fel. 3 főbb tulajdonsággal tudnám jellemezni a megoldást:
Valójában ha egy otthon energiatakarékos és biztonságos, máris kényelemben érezhetjük magunkat. Ha elhagyjuk otthonunkat, akkor sem kell aggódnunk, mert távolról is tudjuk irányítani azt. Hozzuk fel példának, hogy megérkezem a munkába, de a reggeli sietségben elfelejtettem, hogy kihúztam-e a szendvicssütőt a konnektorból. Az alkalmazás segítségével áramtalanítom az adott dugaljat, és máris biztonságban érzem az otthonom. Vagy téli időszakban szeretném, hogy mire hazaérek legyen meleg a házban. Beállítom a telefonomon, hogy fűtse fel a házat 14:00-ra 24 fokra és a probléma meg is oldódott. Amennyiben a rendszer folyamatosan ilyen jellegű tevékenységet tapasztal, felajánlja, hogy tanuló algoritmus segítéségével megpróbálja ezeket előre jelezni, és e szerint vezérelni a szükséges rendszereket.
A biztonságot szolgáló kamerák képeit is bármikor meg tudjuk nézni, akár otthon vagyunk, akár nem. Meg tudjuk nézni, melyik helyiségben jelzett épp a mozgásérzékelő, a füst-, tűzjelző. A kaputelefon sem hagyományos, videófelvételt is készít a kapuban álló személyről, és meg tudjuk nézni valójában kit engedünk be otthonunkba.
Az okosotthont megvalósító eszközök kommunikációja terén még nincs egy nagy mértékben elterjed szabvány, jelenleg több hasonló célú szabvány is versenyez egymás ellen. Egyik ilyen technológia a WiFi, amelynek több hátránnyal rendelkezik - például magas fogyasztást eredményezhet az alacsony fogyasztású szenzorokhoz képest - ám van egy hatalmas előnye: a legtöbb SOHO környezetben kiépítése nem szükséges, ugyanis nagy valószínűséggel már használják ezt más eszközök.
Léteznek alacsony fogyasztásra tervezett rádiófrekvenciás megoldások is, ezekhez általában szükséges egy bázisállomás, majd arra csatlakoznak az eszközök. Megfontolandó technológia a Bluetooth Mesh is. Egyes szabványok esetén, megfelelően alacsony fogyasztás esetén akár a szenzorba akkumulátor sem szükséges, vagy működhet elemről/akkumulátorról, ugyanis a bázisállomás által kisugárzott energiát használja fel a ritka időtartamonként szükséges rövid működéséhez.
Még egy érdekes kommunikációs megoldást jelenthet, amennyiben a már kiépített elektromos hálózatot használjuk - PLC azaz Power Line Communication -, amennyiben az eszközt elektromos hálózatra fogjuk csatlakoztatni, az esetben nem szükséges külön hálózatot kiépíteni, és a rádiófrekvenciás spektrum túlterhelésére is immunis. Hátránya hogy nem minden esetben alkalmazható, és a nem megfelelő minőségű elektromos hálózati eszközök zavarhatják a kommunikációt.
Továbbá amennyiben valamilyen okból szükséges dedikált a kábeles kapcsolat, az eseben az ethernet szabvány fog számunkra segítséget nyújtani.
A megrendelő haszna (előnyei) | Az ezt támogató rendszer jellemző(k) |
Kényelmessé teszi hétköznapjait, időt takarít meg | Az alkalmazásba telepített ébresztő megkönnyítheti a reggeli készülődést azzal, hogy:
Összeköttetésben áll a külvilággal:
Egy vagy több központi készülékkel irányíthatjuk a ház bármely eszközét |
Biztonságot nyújt a felhasználóknak | Beléptetőrendszer:
Riasztás:
Kamerarendszer:
|
Energiatakarékosság | Fűtési rendszer:
Hűtési rendszer:
Szellőztető rendszer
Fogyasztáscsökkentés:
|
Feltételezzük, hogy a felhasználók számára érdemesnek fog tűnni beruházni a rendszerbe, a hálózatot nem fogja túlterhelni, többi terhelést jelentő hálózati eszköz (pl szomszéd 16 routere) nem fogja túlzott mértékben zavarni a rendszert, a hosting cég megfelelő minőségű szolgáltatást fog nyújtani. Feltételezzük, hogy a szükséges megoldások átmennek a szükséges minősítési eljárásokon.
Programunk fél éves ütemezéssel számolva a következő bérek jönnek ki.
Megfelelő kapacítású amazon szerver bérlése havi: 400 000 Ft
Fejlesztők bére fejenként havi (10 munkatárs szükséges): 320 000 Ft
Fejlesztési költségek havonta átlagosan: 5 000 000 Ft
Prototípus elkészítése: 15 000 000 Ft
Marketing: 10 000 000 Ft
A várható fejlesztési költség összesen: 766 000 000 Ft
A rendszer telepítéséhez szükséges követelmények (pl. telepítő program, az üzemeltető személyzet betanítása stb.)
Támogatott rendszerek:
A mellékelt linken letölthető lesz az alkalmazás, amelyet minden üzemeltető eszközre fel kell telepíteni. Az alkalmazás használata könnyen elsajátítható, nem szükséges hozzá szakértelem. Szükség esetén az eszközök telepítéséhez, beszereléséhez szakembereket biztosítunk, valamint információs vonalat tartunk fent az esetleges felmerülő problémák javítására.
Az intelligens otthon technológiát alkalmazó berendezések működtetése történhet számítógépről, okostelefonról. Az okosotthon automatikusan alkalmazkodik az időjárási körülményekhez, így hozzájárul a ház energiatakarékos működtetéséhez. Például télen jelentős mértékben csökkenthető a fűtési költség, ha napközben a nap energiáját a helyiségek fűtésére hasznosítjuk. Este automatikusan lezáródnak a redőnyök, így plusz hőszigetelő hatásukat kihasználva elkerüljük a nyílászárón keresztüli nem kívánt hőveszteséget, kevesebb energia szükséges a kellemes hőmérséklet megteremtéséhez. Télen a termosztát beállítható az okostelefonról is, nyáron a zárt árnyékolók megakadályozzák a helyiségek felmelegedését, nincs szükség a klíma egész napos használatára. Éjszaka a redőnyök, vagy a tetőtéri ablak szellőztetési pozíciója lehetővé teszi a hűvös levegő beáramlását. A külső érzékelőknek köszönhetően a ház automatikusan működik. Ha hirtelen vihar kerekedik, a napellenző visszahúzódik és az ablakok bezáródnak. A természetes és a mesterséges világítás tökéletes összhangban variálható az ott lakók igényeit figyelembe véve. A távirányítóról küldött parancs végrehajtásáról mindig visszajelzés érkezik, így mindig biztosak lehetünk, hogy például az ajtó, vagy a kapu bezárt. Létrehozhatók előre beprogramozott forgatókönyvek, például nyáron hét közben reggel hét órakor a redőnyök felhúzódnak, az ablakok résnyire kinyílnak, a kávégép bekapcsol, megszólal a kedvenc rádióadónk stb. Mindez automatikusan. Az okosotthon, figyelembe veszi az ott lakók igényeit, könnyen programozható és bővíthető, kényelmet, biztonságot és energiamegtakarítást nyújt.
Az okosotthonban alkalmazható technológiák összességét, azok kialakításának lehetőségeit és megoldásait a domotika tárgyalja, amely az épületek automatizálási, vezérlési és irányítási rendszereinek összefoglaló megnevezése.
A vezérlők és szenzorok magas száma és 0-24 órás üzemideje miatt jelentős lehet a fogyasztás, így ügyelni kell ezek optimalizálására, amely az eszközön elérhető számítási teljesítmény csökkenésével jár. Fontos megjegyezni, hogy több eszköz is beépíthető lesz, ezeknél különösen kell ügyelni az eszközök hőtermelésére. Korlátot jelenthet a véges kapacitású rádiós spektrum is. Ügyelni kell arra hogy az állapotjelző és egyéb visszajelző rendszerek (akár kijelzők) is alkalmazkodjanak a környezethez, és ne világítsák ki az ember szemét. Továbbá fontos figyelembe venni az eszközök tervezése során a költséget is, ugyanis a legtöbb egységből több darab is szükséges egy háztartás méretű helyre is a teljes élmény érdekében. Mivel ezek az eszközök hálózati árammal fognak működni, így törvényi előírásokat is figyelembe kell venni, továbbá a szükséges minősítések beszerzése is költségekkel jár.
Bármely otthonba felszerelhetőnek kell lennie. A válaszidő javarészt a kommunikácó gyorsaságától fog függeni, de képesnek kell lennie pár másodpercben belül reagálnia. A program remekül védett, a központi panelhez azonosítás után lehet eljutni. Ez történhet többféleképpen jelszóval, a telefon kamerája által arcfelismerés, ujjlenyomat olvasó után stb. Menüje rendkívűl személyre szabható, a felhasználó dönti el mik is a számára fontos tevékenységek és azok kerülnek előtérbe. Ügyelni kell rá, hogy az áramszünet ne okozzon gondot, hiszen ez komoly kényelmetlenségeket tud szülni. Ügyelni kell a megfelelő sebességű gépi tanulásra.
Első lépésként installálni kell az alkalmazást valamilyen kompatibilis készülékre. Továbbiakban be kell vinnünk a kívánt készülékeket a rendszerbe és meg kell választanunk a kapcsolódás formáját. Ha ezzel kész vagyunk így már képesek vagyunk írányítani a bevitt készülékeket. Amennyiben ez a lépés nem sikerült kérjük keressen fel minket.
A jelenlegi informatikai biztonsági megoldások még nem teszik lehetővé az okosotthon eszközeivel távolról történő kommunikáció teljes biztonságát, így fennáll a nemkívánt működést előidéző behatolás mellett az illetéktelen lehallgatás vagy akár csak kereskedelmi célú információszerzés veszélye is. A visszaélések megelőzése az információk végponttól-végpontig történő erős titkosítása révén lehetséges.
épületgépészet: Az épületgépészet nagy általánosságban az épületeken belüli csőhálózatokkal azok szerelvényeivel és a hozzájuk kapcsolódó berendezésekkel foglalkozik.
Az épületgépészet több részből tevődik össze:
optimalizálás: tökéletesítés, finomítás
ökológiai lábnyom: egy erőforrásmenedzselésben és társadalomtervezésben használt érték, ami kifejezi, hogy adott technológiai fejlettség mellett egy emberi társadalomnak milyen mennyiségű földre és vízre van szüksége önmaga fenntartásához és a megtermelt hulladék elnyeléséhez.
implementálás: megvalósítás
support(munkatárs): kisegítés, kisegítő munkatárs
kompatibilis: összeegyeztethető, összeillő, együttműködésre képes
maunális: kézi, kézzel végezhető
szenzor: érzékelő
admin: igazgató, az a személy, aki a rendszerben mindent megtehet
panel/kezelőpanel: a vezérlést irányító felület
hardware: amit meg lehet fogni
szoftver: a legszűkebb értelemben elektronikus adatfeldolgozó berendezések (például számítógépek) memóriájában elhelyezkedő, azokat működtető programok
integrálás: beépítés, beillesztés, egybeépítés, egyesítés
SOHO: otthoni, vagy kis irodai környezetbe szánt egység
rádiós spektrum: Az rádióhullámok összesége, frekvencia szerint. lényege, hogy csak véges számú rádiócsatornát tudunk létrehozni és használni. Akár az autópálya sávjai, ha túl sok kocsi van, kihúzódhatunk a szélső sávba, de egy idő után elfogynak a sávok, és a közlekedés elkezd lassulni.
immunis: valamivel szemben ellenálló
ethernet: általánosan elterjedt vezetékes internetátviteli szabvány
interfész: 2 egység kapcsolódási módját írja le
installáció: beépítés, telepítés, beszerelés, beállítás