Мы не часто пишем о том, как та или иная компания смогла внедрить у себя определённые технологии. Тем не менее после выхода материала «Умный дом своими руками: полтора года спустя», к нам обратился наш читатель Владимир Безлюдный с довольно интересным кейсом по созданию «умного дома» в своей компании. И так как часть его наработок вполне можно использовать дома, мы решили опубликовать его материал о них. Дальше прямая речь Владимира:
Меня зовут Владимир Безлюдный и я совладелец и технический директор сети апартаментов для посуточной аренды Partner Guest House. В управлении нашей компании около 120 квартир, которые расположены в 25 домах в центре Киева.
Планы создания IoT в номерном фонде были уже давно, но до реального внедрения дошло относительно недавно.
Над проектом по внедрению IoT работает команда из троих человек:
- Андрей Безлюдный (мой отец), в прошлом ведущий инженер компании Укртелеком, супер-эксперт в радиоэлектронике и схемотехнике — отвечает за всю схемотехнику, радиоэлектронику и монтаж hardware.
- Дмитрий Димарчук, технический специалист службы поддержки — отвечает за поддержку внедренных решений, а также помогает с монтажом.
- Я отвечаю за архитектуру, стабильность, введение в эксплуатацию, программный код, весь сопутствующий софт, поддержку серверной части, исследование и эксперименты с новыми технологиями для последующего внедрения.
В нашем случае фраза «умный дом» не сильно применима, так как для фактического внедрения такой системы во всех своих классических проявлениях (программного управления светом, звуком, электроприборами, замками и т.д.) – нужно менять проводку в связи со многими причинами, да и такая система не сильно актуальна для нашего типа бизнеса.
Поэтому мы разбили проект внедрения «умного дома» в нашем номерном фонде на две части:
- Проводное решение
- Беспроводное решение
В этом материале речь пойдет о проводном решении, которое мы уже внедрили в новых квартирах, где делался ремонт, поэтому у нас была возможность проложить низкоточные провода. Но даже при такой возможности, мы пока не рассматривали функции управления светом или бытовой электроникой. В нашем случае речь шла больше о возможности мониторинга и сигнализации в связи с нюансами гостиничного бизнеса в нише квартир для посуточной аренды.
Основными задачами являлись:
- Мониторинг температуры горячей воды в стояках
- Мониторинг работы бойлеров
- Выявление и реагирование на потоп
- Охрана телевизоров 🙂
- Сигнализация против курения
- Мониторинг открытия дверей
- Мониторинг наличия Wi-Fi
Мы продолжаем внедрять проводное решение во всех новых объектах, где есть возможность проектировать проводку, как нужно. Для остальных объектов — мы сейчас работаем над реализацией беспроводного решения для каждой из задач выше.
Архитектура
Общая архитектура изображена на картинке ниже:
Контроллер
В качестве центрального контроллера IoT системы была выбрана модель Orange Pi Lite за наличие Wi-Fi, недорогую стоимость, компактный размер с прозрачным корпусом и опыт работы с этим контроллером, который позволял рассчитывать на его надежность и долговечность.
Контроллер работает на операционной системе Armbian с дополнительными Python модулями для работы с датчиками, базой данных sqlite и системой обработки данных, в качестве основы которой была выбрана разработка одного из наших коллег — Олега Муравьева. Его система — в открытом доступе на Github.
Задача контроллера — собирать данные от всех датчиков, отправлять их на удаленный сервер для хранения и дальнейшей обработки, а также реагировать на локальные срабатывания критических систем, например, отключение подачи воды при срабатывании датчика потопа.
Бойлеры
Когда в доме отключают горячую воду, процесс включения бойлера для клиента отработан идеально: либо по звонку, либо по информации от горничной. Технический персонал включает бойлер, для чего надо физически включить питание, а также перекрыть вентиль подачи горячей воды от главного стояка дома.
Однако когда централизованную подачу горячей воду в доме возобновляют, процесс выключения бойлера проконтролировать крайне проблематично, так как горячая вода для клиента есть, соответственно, жалоб нет. Есть, конечно, инструкция для горничных и технического персонала периодически проверять наличие горячей воды в стояке, чтобы создать задачу на выключение бойлера, но инструкции в этом вопросе работают плохо, особенно для удаленных от центрального ресепшна домов.
Как следствие, пару лет назад, когда я обратил внимание на этот вопрос – при поверхностной проверке оказалось, что в половине случаев бойлер работает на пару недель дольше, чем должен был, а иногда и на пару месяцев дольше – что конечно сказывается на размере счета за электричество.
Поэтому первыми датчиками были:
- датчик температуры на трубе стояка горячей воды
- датчик работы бойлера
В качестве датчика температуры мы используем DHT11.
В качестве датчика работы бойлера, мы сначала думали использовать датчик тока TA12-100, но так как бойлер то включается, то выключается, он не подходит, поэтому мы используем датчик подачи на бойлер напряжения 220 В с опторазвязкой.
Потоп
Когда у тебя в управлении 120+ квартир, большинство из которых в разных домах, такая ситуация как потоп (либо мы кого-то, либо кто-то – нас) случается удивительно часто, и каждый такой случай стоит довольно больших финансовых затрат на его урегулирование.
Поэтому следующим этапом внедрения стали датчики потопа в санузлах. Вначале мы использовали датчики YL-83 c пластинами с змеевидными дорожками, однако у них большая проблема в настройке чувствительности и долгом высыхании пластины при малейшем срабатывании, из-за чего они генерируют много false-positive ситуаций.
Вместо пластины мы используем более простую схему из двух контактов, которые гораздо удобнее в креплении, мгновенно выключаются при отсутствии воды, и даже более экономные в плане стоимости.
При обнаружении потопа необходимо срочно выключить подачу воды во внутренний водопровод квартиры. Для этого мы используем электромагнитные клапаны Ode 21W3ZB190 (нормально-открытые), которыми управляем с помощью «умных» розеток, подача напряжения к которым контролируется удаленно с помощью тиристорных реле.
Таким образом, как только система обнаруживает потоп – вода мгновенно перекрывается с помощью клапанов.
За год работы этой подсистемы в 10 номерах было предотвращено два настоящих потопа, и несколько неаккуратных принятий душа/ванны, при которых на полу ванной обнаруживалось около 1 см воды.
Телевизоры
Как это ни грустно осознавать, но иногда после выезда клиентов горничные обнаруживают пропажи в квартирах. Чаще всего это фены, утюги, лампочки и кухонная утварь, но время от времени, попадаются злоумышленники, которые умудряются вынести даже телевизор.
Первым решением был датчик на герконе, который срабатывал при снятии телевизора со стены, однако это решение быстро показало себя неэффективным, так как давало слишком много ложных срабатываний при малейшем сдвиге телевизора на креплениях или даже небольшом отодвигании его от стены.
Вторым и пока действующим решением стал инфракрасный датчик расстояния YL-63, который мы крепим на стену за телевизором, и программируем на срабатывание при изменении расстояния на 5-10 см от стены.
Мы все еще не слишком довольны этим датчиком, так как все-таки есть ложные срабатывания, поэтому ищем более оптимальное решение дальше.
Входные двери
Как это ни банально, но довольно часто случается ситуация, при которой остается не закрытой входная дверь. Это могут быть разные случаи: после выезда, клиенты могут забыть закрывать входную дверь или после уборки это могут забыть сделать и горничные. Поэтому во многих случаях мы ставим доводчики, но и они не всегда спасают. Для цели мониторинга этой ситуации, в качестве датчика, мы используем обычный геркон.
При длительном нахождении двери в открытом состоянии, система отправляет уведомление в корпоративный Slack для мгновенного реагирования.
Дым
Мы довольно долго сравнивали множество разных датчиков дыма, дымили, пыхтели и курили на них, около них и недалеко от них разными типами сигарет, сигар, кальянов и тому подобное. В конце концов остановились на датчике СПД-3.4. Все стандартные датчики дыма, в основном оптические (фотоэлектрические), поэтому человек, который надумает покурить в квартире, с легкостью их может обмануть, но как показывает практика, информационные таблички в сочетании с наличием таких датчиков на потолке – намного снизили количество случаев курения в квартире.
В качестве согласователя между датчиком и контроллером используется модуль гальванической развязки.
Сервер уведомления и аналитика
В качестве центрального сервера хранения и обработки данных используется облако Hetzner — CX21 — более чем достаточно для наших целей:
- сервер баз данных MySQL (MariaDB)
- API для обмена данными с контроллерами и внешними системами
- PHP приложение для обработки данных, анализа и принятия решений
- модули клиентов к каналам связи для уведомлений: Slack, Mantis, Email, SMS
В части уведомлений, таск менеджмента и аналитике задействован следующий вспомогательный софт:
Slack
Используем для уведомлений, разбитых на несколько типов:
- для мгновенного реагирования (потоп, дым, телевизоры, долго открытые двери)
- информационного характера (температура воды, изменения состояния всех датчиков)
- для отчетов (ежедневный отчет с графиками и статистикой)
Metabase
Инструмент BI для построения разных типов отчетов, графиков, уведомлений и так далее.
MantisBT
Менеджер задач, который мы очень продуктивно используем во всех отделах компании.
В данной системе используется для постановки плановых задач техническому персоналу — по включению/выключению бойлеров, обслуживанию датчиков и всему процессу ввода в эксплуатацию новых объектов.
В итоге
В работе над IoT идей всегда больше, чем возможностей их реализации, поэтому приходится фильтровать их и внедрять только то, что можно сделать экономно (не забываем про «умножить на 120 номеров»), даст наибольшую пользу для компании, а также надежно, долговечно и не потребует частого обслуживания. В данный момент мы продолжаем совершенствовать нашу проводную систему, однако основное внимание сейчас нацелено на разработке беспроводных датчиков на основе микроконтроллера ESP8266 с прошивкой на основе Arduino. Основным вызовом является, конечно, время автономной работы того или иного датчика в сочетании с ESP8266. Мы хотим добраться до порога в 2 года автономной работы основных датчиков (температуры, наличия 220 В, охрана ТВ, дыма и открытия дверей).
Favbet Tech – это IT-компания со 100% украинской ДНК, которая создает совершенные сервисы для iGaming и Betting с использованием передовых технологий и предоставляет доступ к ним. Favbet Tech разрабатывает инновационное программное обеспечение через сложную многокомпонентную платформу, способную выдерживать огромные нагрузки и создавать уникальный опыт для игроков. IT-компания входит в группу компаний FAVBET.