Automatizace domácností je styčným bodem rychle se rozvíjejících technologií, jako je Internet, mobilní komunikace a přeměna energie z obnovitelných zdrojů. Všechny tyto technologie jsou v posledních letech neustále vylepšovány a stávají se standardem pro použití v domácnosti.
Rozvoj uvedených technologií je svázán především s následujícími aspekty inteligentních domácností:
- současné možnosti infrastruktury (například pokrytí domácností bezdrátovými sítěmi),
- využitelnost a polyfunkčnost určitých zařízení, zejména mobilních,
- motivace k investování do automatizace a řízení, tzn. do úspor energií a zvyšování bezpečnosti.
Doposud byla automatizace domácností primárně zaměřena na instalování zařízení pro dálkové řízení spotřeby týkající se elektrických zásuvek nebo osvětlení, a to pomocí kabelové nebo IR (infračervené) signalizace v rámci bytu. Použitá infrastruktura byla pomalá, nezabezpečená a nákladná. Kromě toho bylo při stavbách nebo rekonstrukcích nutné projektovat takové systémy předem.
Rychlý vývoj v oblasti mobilních komunikací znamenal pro inteligentní domácnost nástup zcela nových možností, flexibility i cen. Bezdrátové technologie (3G, 4G) spolu s bezdrátovými komunikačními rozhraními (Bluetooth, ZigBee, Z-Wave, WiFi) posunuly tuto oblast výrazně vpřed. Namísto jednoduchého řízení provozních stavů (zapnuto/vypnuto) se objevily i nové funkcionality v podobě datové komunikace mezi ovládanými zařízeními a inteligentního chování sítě v případě výpadku nebo ztráty signálu při přenosu.
Výrazný vývoj můžeme pozorovat i v oblasti uživatelských rozhraní. Nástup chytrých telefonů a tabletů konečně přinesl univerzální ovládací zařízení. Revoluce v operačních systémech spolu s možností instalace nepřeberného množství aplikací smetla nestandardní řešení využívající stacionárních jednoúčelových ovládacích panelů a řídicích jednotek. Aplikace je možno jednoduše ovládat, a zároveň je velmi snadný i jejich upgrade.
Vývojáři aplikací a společnosti zabývající se tímto segmentem tak dostaly příležitost k rozšiřování možností v oblastech řízení energetické spotřeby a bezpečnosti, která souvisí nejen s ochranou majetku, ale i osob pohybujících se v prostoru sledovaném instalovanými senzory (jde např. o asistované bydlení – assisted living – nebo péči o starší osoby).
Systém inteligentní domácnosti můžeme rozdělit podle následujících klíčových oblastí využití:
- Smart Home Entertainment (systém domácí zábavy),
- Smart Home Computing (využití moderních IT technologií),
- Smart Home Monitoring and Control (dohled a řízení),
- Smart Home Health (zdravotní péče).
Smart Home Entertainment se týká ovladačů a aplikací pro zařízení spotřební elektroniky (zejména audiovizuální), jako jsou televizory, set-top boxy, přehrávače multimediálního obsahu (DVD, Blu-ray), herní konzole, ale také například digitální kamery nebo domácí datová úložiště.
Smart Home Computing se vztahuje především ke komunikačním zařízením, jako jsou chytré telefony, tablety a PC, která umožňují v rámci domácnosti sdílet a vysílat (streamovat) data, nejčastěji fotografie, hudbu nebo video. Tato zařízení mají své uplatnění i v oblasti následující.
Smart Home Monitoring and Control je segmentem zahrnujícím především inteligentní měření a domovní automatizaci, systémy pro ovládání osvětlení domu, topení nebo chlazení, a také pro sledování bezpečnosti. Nejpopulárnější funkcionalitou je v současnosti právě využití v oblasti bezpečnosti spojené s instalováním CCTV kamer, elektricky ovládaných zámků, a to společně s ovládáním osvětlení a s kontrolou teploty v jednotlivých místnostech.
Smart Home Health pokrývá především oblast tzv. asistovaného bydlení, které řeší problematiku péče o pacienty, starší osoby a děti v domácích podmínkách prostřednictvím monitorování životně důležitých funkcí, zjišťování polohy a zprostředkování komfortní komunikace s blízkou osobou, zejména v krizových situacích, ale i za běžných okolností.
Evoluce v oblasti inteligentních domácností podle jednotlivých oblastí využití je znázorněna na následujícím obrázku (Obr. 1.1). Cílem je poskytnout uživateli univerzální přístupový bod, který dokáže připojit všechna zařízení, a zároveň plnit úlohu ovladače [1].
Podle míry inteligence rozdělujeme inteligentní instalace do pěti úrovní [7]:
- Obsahující inteligentní zařízení a systémy – dům obsahuje samostatná funkční inteligentní zařízení a systémy pracující nezávisle na ostatních. Příkladem mohou být systémy řízení osvětlení, které pomocí snímačů přítomnosti osoby a snímačů úrovně osvětlení rozsvítí v místnosti pouze za přítomnosti osoby a při nedostatečném osvětlení.
- Obsahující inteligentní komunikační zařízení a systémy – dům obsahuje zařízení a systémy, které zajišťují výměnu informací mezi jednotlivými prvky instalace. Například po zamknutí vchodových dveří zvenku se automaticky aktivuje bezpečnostní systém a vyšle příkazy pro zhasnutí všech svítidel, stažení žaluzií v přízemí, vypnutí hudby a televize a nastavení nižší teploty vytápění.
- Připojený dům – dům je připojen pomocí vnitřní a vnější komunikační sítě. Umožňuje tak dálkové ovládání systému, přístup k ovládání a informacím v domě i mimo něj. Například zavlažovací systém získává z Internetu předpověď počasí a optimalizuje podle ní množství vody použité pro zalévání.
- Učící se dům – zaznamenává aktivity v domě a získané údaje používá pro samočinné ovládání podle předpokládaných potřeb uživatelů. Příkladem může být ovládání svítidel a topení. Tento systém ušetří náklady na prvotní naprogramování a nastavení systému.
- Pozorný dům – aktivita a okamžitá poloha lidí a předmětů v rámci domu jsou neustále vyhodnocovány a technologie je samočinně ovládána podle předvídaných potřeb. Na rozdíl od předchozí úrovně, kde jsou využívány uložené údaje týkající se minulých aktivit, vše probíhá v reálném čase.
Tyto úrovně na sebe navzájem navazují, a každá v sobě zahrnuje vlastnosti všech nižších. Poslední dvě úrovně existují jen jako výzkumné projekty.