Нарисовать умный дом – Как нарисовать умный дом. Нарисуй «умный» дом. Основные принципы разработки системы ”Умный дом”

Разное
alexxlab

Содержание

Нарисуй «умный» дом. Проект «умный дом» Нарисовать умный дом

Прогресс неумолимо движется вперёд. Многие вещи, которые еще совсем недавно казались футуристичными, сегодня стали обыденными. В последние годы уверенно набирает популярность установка систем умный дом.

Попробуем разобраться, что они из себя представляют – каприз в погоне за модой, или незаменимый атрибут жилых помещений ближайшего будущего.

Что такое умный дом?

В природе человека заложено стремление к упрощению своего существования. На протяжении 20-го столетия людьми создано множество бытовых приборов и приспособлений, облегчающих хлопоты по хозяйству.

Такая потребность была продиктована растущим темпом жизни, каждая минута в плотном графике стала иметь решающее значение для жизненного комфорта в целом.

Логическим развитием этого процесса стало бы объединение различных гаджетов в одно целое, что позволит экономить еще больше времени и не забивать голову лишними действиями. Таким решением для офиса и дома стала система умный дом.

Простым языком её можно охарактеризовать как перенос в одно место средств управления освещением, отоплением, кондиционерами, сигнализацией и некоторой бытовой техникой.



Хотите, чтобы заходя домой для вас открывались шторы, включалась музыка или разогревался кофе?

А как вам смс-информирование в реальном времени о внештатных ситуациях или о соседе, стучавшемся в дверь пока вас нет дома? Более того, его фото система умный дом может отправить на ваш телефон, зафиксировав камерой. Сегодня всё это возможно.

Возможности системы

Функциональность и устройство зависят от потребностей и финансовых возможностей потребителя. Перечень конфигураций очень обширен, но любая схема системы умного дома включает в себя три основных элемента:

Многочисленные датчики, собирающие информацию о температуре воздуха и поверхностей, положении ворот/дверей, передвижениях, яркости света и так далее.

Исполнительная система, отвечающая за передачу сигналов на подключенные к системе устройства. Импульс может быть как механическим, так и электрическим, в зависимости от конструктивного принципа взаимодействия.

Блок управления системой умный дом, в котором пользователь получает доступ к функциям всех объединённых приборов и устройств. Стационарный блок с помощью программного обеспечения может дублироваться на смартфон или персональный компьютер.



Управление климатом предоставляет возможность поддерживать постоянную температуру и влажность в помещении без участия человека, а также максимально рационально расходовать энергию в отсутствие хозяина.

Датчики современных систем заметят, что в никого нет дома, а значит нет смысла держать заданную температуру в 24 градуса — это лишние затраты, и система понизит её до комнатной. Гигростаты проконтролируют уровень влажности, а специальные испарители и осушители при необходимости подгонят его под нужный показатель.

Управление теплыми полами, батареями и другими отопительными приспособлениями предотвратит перегревание помещения и поможет сэкономить на коммунальных платежах или топливе, если отопление автономное.

Контроль освещения позволит задать параметры световых устройств при определенных условиях. Самым простым вариантом — включением света при фиксации движения, никого уже не удивить. Такой метод давно уже применяется при уличном освещении.

А вот поддержание определенного уровня света с помощью регуляции осветительных приборов и положения штор, в зависимости от времени суток, уровня естественного света и погоды за окном — это уже интереснее.

Заданные показатели будут автоматически сохраняться и обеспечивать комфортную среду для рабочего кабинета или активно используемого гаража.



Сложность средств сигнализации и безопасности зависит от того, где применяется. Система умный дом для квартиры, как правило, не отличаются от стандартных сигнализаций, устанавливаемых охранными предприятиями.

В случае с частным домом с придомовой территории вариации разнообразней. В стандартную охранную систему интегрируются дополнительные датчики движения, устройства наблюдения, становятся доступными нежелательные в многоквартирных домах функции сирены.

Для особых ленивцев производители предлагают огромный выбор дополнительного расширения функционала за счет программного управления мультимедийными системами, кухонными приборами и другими решениями, вплоть до экзотических.

Например, в последнее время набирают популярность роботы уборщики, вполне доступные по цене. Когда все хозяева жилища уходят по делам, датчики это видят и запускают забавные машинки, которые катаются по полу, собирая пыль и мусор.

Как выбрать подходящий вариант?

Рынок представлен большим количеством производителей, оказывающих услуги на любой кошелёк и запросы.

Поэтому если ваши потребности ограничены только финансами, и если они ограничены, следует определиться, какие функции реально нужны, а какие хочется просто «чтобы были», или похвастаться перед друзьями.



Определенные ограничения может накладывать тип помещения. Так, в случае с квартирой или домом с уже готовой отделкой, может потребоваться беспроводная схема коммуникаций, а она дороже и менее надежна, чем проводная.

В любом случае, даже если вы немного переплатите, заказав ненужные функции, затраты с лихвой окупятся совершенно иным уровнем комфорта, который непременно окажется по душе всем членам семьи. И ни об одной потраченной копейке сожалеть не придётся.

Фото системы умный дом

Как нарисовать умный дом. Нарисуй «умный» дом. Основные принципы разработки системы ”Умный дом”

В фильмах часто демонстрируется жилое помещение, которое как будто живет своей жизнью. Лампочки загораются по мановению руки, открываются шторы, после определенного слова играет музыка. Все это оборудования является интеллектуальной домашней системой, и мы предлагаем рассмотреть, как сделать умный дом своими руками, что для этого нужно, а также какова схема такой системы.

Умный дом – что это

Умный дом – это домашняя автоматика, которая является жилым расширением автоматизации зданий. Главная автоматизация может включать централизованное управление освещением, ОВК (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), бытовую технику, открывать замки ворот, дверей, GSM и других систем, чтобы обеспечить улучшенное удобство, комфорт, энергоэффективность и безопасность. Нужно отметить, что для некоторых категорий населения (пожилых людей, инвалидов) это мероприятие может стать необходимым.

Фото – Умный дом идеи распределения
Фото – Простой умный дом

С новейшим внедрением в нашу жизнь SMART технологий, многие уже не представляют свою жизнь без автоматических установок, программного оборудования, нам необходим беспроводной интернет, бытовые приборы.

Домашняя автоматика относится к использованию компьютерных и информационных технологий для управления бытовой техникой и их функциями. Она может варьироваться от простого дистанционного управления освещением до сложных сетей на базе компьютера/микро-контроллера с разной степенью интеллекта и автоматизации. Домашняя автоматика преимущественно должна быть максимально простой.


Фото – Умный дверной замок

Достоинства использования «умного дома» в квартире на базе PIC или WAVE:

  1. Экономичный расход времени на ежедневную настройку разнообразных механизмов, прием звонков, рассылку почты;
  2. Использование газообразных или жидких топливных материалов, а позже использование электричества, позволило увеличить автоматизацию в системах отопления, уменьшая рабочую силу, необходимую, для ручной дозаправки обогревателя и печи.
  3. Развитие термостатов позволило настроить более автоматизированное управление отопление, а позже охлаждение;
  4. Так часто осуществляется охрана промышленных объектов, жилых помещений;
  5. По мере увеличения числа управляемых устройств в доме поднимается их взаимосвязь. Например, печь может отправлять уведомления, когда он нуждается в чистке, или холодильник, когда он нуждается в обслуживании.
  6. В простых установках, smart может включать свет, когда человек входит в комнату. Также в зависимости от времени суток, телевизор может настраиваться на нужные каналы, выставлять температуру воздуха, освещение.

Умный дом может предоставить интерфейс-доступ к бытовой технике или автоматизации, чтобы обеспечить контроль и мониторинг на Вашем смартфоне, через сервер, мини Smart для iPhone, iPod touch, а также при помощи переносного компьютера (необходим специальный soft: AVR Studio).


Фото – Контроль дома через планшет

Видео: система Schneider Electric умного дома

Эл

Как нарисовать умный дом — Портал о стройке

Плата ArduinoПлата Arduino

Arduino — популярная платформа для создания автоматики своими руками. Она подходит для изготовления автоматики в сельском хозяйстве, в рекламной деятельности, в сфере игровых развлечений и других видах деятельности.

Можно ли изготовить на платформе Arduino систему «умного» дома своими руками? Стоит рассмотреть и этот вопрос подробно, на примере одного проекта.

Начальные условия

Умный дом на АрдуиноУмный дом на Ардуино

Необходимо сделать автоматику в однокомнатном доме. Всего в доме пять зон: крыльцо, прихожая, санузел, кухня и комната проживания. На крыльце есть свет, который хозяева включают в тёмное время суток при входе или выходе из дома. В прихожей свет включается, когда хозяева приходят или уходят из дома. В санузле находится бойлер для нагрева воды, а также система вентиляции и освещения.

На кухне и в комнате в зимнее время включаются нагревательные приборы — электрические конвекторы. На кухне есть вытяжка, которая включается при приготовлении пищи. Также в доме установлена пара рекуператоров: на кухне и в комнате.

Содержание статьи:

Составление проекта Arduino

  • Крыльцо. Здесь необходимо сделать включение света при приближении хозяина к дому в тёмное время суток. Также необходимо сделать автоматическое включение света при открывании входной двери при выходе из дома.
  • Прихожая. Автоматическое включение света при наступлении тёмного времени суток и обнаружения движения. В ночное время включаться должна маломощная лампочка, чтобы резким светом не будить других проживающих.
  • Санузел. Нагревание воды в бойлере происходит в зависимости от того, обнаруживает ли автоматика нахождение в доме хозяина. Сам бойлер снабжён внутренним выключателем электричества — при достижении водой предельной температуры он отключается. Когда заходит человек в санузел, то необходимо автоматически включать вытяжку и свет.
  • Кухня. Свет на кухне включается и выключается вручную. Но имеется возможность выключения света при фиксации длительного отсутствия движения. При готовке пищи автоматически включается вытяжка.
  • Комната. В комнате, как и на кухне свет включается вручную, но при фиксации отсутствия движения есть возможность автоматического выключения света.

Отопительные приборы и рекуперация воздуха. Отопительные приборы работают на поддержание заданной температуры в доме. При фиксации отсутствия хозяина, минимальная поддерживаемая температура снижается на определённое количество градусов. Как только происходит фиксация присутствия хозяина в доме, автоматически нижний порог переключается в нормальный режим поддержки температуры. Рекуперация воздуха происходит при фиксации присутствия хозяина, но не реже чем 10 минут в час.

Какие решения предлагает Arduino

Базовый набор Arduino StartБазовый набор Arduino Start

Как видно из данной постановки задач нам, кроме платы Arduino, понадобятся: датчики движения, датчики открывания двери, датчики температуры и освещённости. Для включения электрических приборов нам могут понадобиться реле. В качестве датчика фиксации открытия двери может быть применён обычный геркон. Все датчики можно купить для платы Arduino.

Так как количество датчиков достаточно большое для такого маленького дома, то для платформы Arduino существуют платы расширения. Всё, что необходимо, это правильно подключить датчики к прибору и написать программу, которая будет являться «сердцем» «умного» дома.

Прошить плату Arduino легко с помощью специальной программы, которая выпускается для любой операционной системы, а также кабеля USB. Не нужно никаких программаторов, как в случае разработки автоматики на микроконтроллерах.

Программа, которая прошивается в Arduino, пишется на языке Си. Безусловно, есть ограничения на количество байт этой программы. Для реализации поставленной задачи объёма памяти вполне хватит.

Визуализация «умного дома» и расширение возможностей на Ардуино

Безусловно, для визуализации процессов «умного» дома можно было бы использовать ЖК-дисплей, любые цифровые табло. Но всё-таки, для «умного» дома это не является хорошим решением.

Для визуализации процессов и состояний автоматики на платформе Arduino лучше всего использовать отдельный сервер обработки состояний. Этот сервер может быть реализован на программной технологии Node.js, позволяющей реализовать любой сервер, в том числе и для обработки состояний платы Arduino.

Node.js используется для решения задач Интернета вещей, поэтому для визуализации автоматики «умного» дома он точно подойдёт. Достаточно создать сервер и обработчик на языке JavaScript, и можно будет отображать результат в браузере компьютера или планшета.

Микрокомпьютер одноплатный Raspberry PiМикрокомпьютер одноплатный Raspberry Pi

В качестве «железа» сервера можно использовать микрокомпьютер Raspberry Pi или обычный стационарный компьютер или ноутбук. При этом расширяются возможности самой системы автоматизации.

Если на плате Arduino ограниченный объём физической памяти, то на сервере этот объём ничем не ограничен. Саму программу сервера можно написать так, что она будет полностью управлять платформой Arduino.

Например, можно расширить функционал нашего «умного» дома и приблизить его к умному дому без кавычек. Есть возможность написать такой алгоритм, который будет вести статистику нахождения хозяина в доме и его возвращение домой. Если хозяин обычно возвращается домой в районе 17:30, то за час можно включить бойлер для нагрева воды. Также, ориентируясь на это время, можно заранее включить отопительные приборы, чтобы возвращение было уже в тёплый дом, а не в тот, где температура ниже на 10 градусов из-за экономии электричества в отсутствии хозяев. Программа может понять когда хозяева обычно ложатся спать и заранее переставать греть воду, так как ею уже никто не будет пользоваться до утра. И таких нюансов может быть множество. Именно внешний компьютер может дать продвинутые «мозги» контроллеру на Arduino, который превратится больше в исполнительный механизм.

Дистанционное управление «умным» домом

Home Automation Arduino и Raspberry Pi Home Automation Arduino и Raspberry Pi

Как уже упоминалось выше, с помощью сервера на Node.js можно связать вещи друг с другом. Это касается и визуализации процессов автоматики дома в Интернете через облачные сервисы. Это один способ управления своим домом через Интернет. Можно включить бойлер или отопительные приборы вручную заранее перед приездом в дом.

Другой способ — это получение данных и управление «умным» домом на платформе Arduino с помощью SMS и MMS сообщений. Ведь далеко не всегда может быть Интернет под рукой. И, если включение какого-либо прибора может быть не критичным, то получение сообщения о протечке воды может оказаться просто необходимым. И здесь, на помощь в разработке своими руками полнофункционального «умного» дома на платформе Arduino может прийти плата Edison компании Intel.

И что же мы получаем?

Как видно, Arduino — это не просто плата для разработки каких-то простых устройств автоматики. На платформе Arduino можно легко создать своими руками даже автоматику «умного» дома. При этом нет необходимости переплачивать деньги за устройства от компании Simens, которые дороги и обойдутся в 5-10 раз дороже Arduino.

Arduino можно подключить к компьютеру и получить визуализацию процессов на экране монитора или планшета. Автоматикой «умного» дома на платформе Arduino можно управлять через Интернет или с помощью SMS и MMS сообщений. На Arduino можно создавать своими руками достаточно сложные устройства.

Source: UmnieDoma.ru

Читайте также

Нарисовать рисунок на тему умный дом. Нарисуй «умный» дом. Оборудование для умного дома

Иметь дом за городом – мечта каждого. Поэтому каждая семья, имея финансовые возможности, старается приобрести или построить жилье, которое бы соответствовало современным стандартам проживания. В последнее время огромной популярностью пользуются проекты «умный дом». Они не только позволяют грамотно распланировать пространство, но и гарантируют владельцам максимальный комфорт и удобство.

Общие характеристики

«Умный дом» представляет собой жилье будущего, в котором работа и контроль всех систем осуществляется автоматизировано, обеспечивая помещение высоким уровнем безопасности и всеми необходимыми условиями для проживания. В таких домах полностью исключены трудозатраты на управление, так как установка температурного режима, освещения и прочего выполняется не вручную. Помимо этого, здание оборудуется специальными мониторами с датчиками, которые могут заранее определить потенциальные угрозы как для собственных систем, так и самих жильцов.

При перебоях в электропитании, неисправностях в работе отопления, задымлении и несанкционированном проникновении установка мгновенно оповещает хозяев и самостоятельно устраняет проблемы.

Главным преимуществом умного дома считается то, что его гибкие системы управления позволяют существенно экономить затраты энергоресурсов, так как при отсутствии жильцов все приборы включаются на экономичный режим. Благодаря заложенным программам такая установка исправно выполнит все поручения хозяев, часто предсказывая их самостоятельно. Поэтому можно сказать, что после монтажа подобного новшества в жилье появляется «нештатный дворецкий». Единственный минус установки – высокая цена, но она себя со временем оправдывает.



Виды

Чтобы сделать загородный дом максимально комфортным, многие владельцы устанавливают систему «умный дом», которая помогает не только экономить ресурсы энергии, но и драгоценное время, выполняя автоматизированное управление всеми коммуникациями и развлекательными центрами. В зависимости от того, какие функции и возможности имеются в установке, ее подразделяют на несколько видов.

Проводная

Состоит из выключателей, датчиков и устройства контроля климатом. Все оборудование управляется при помощи проводной панели, на которую поступают сигналы. Она располагается в главном щите и к ней подводятся кабели. К достоинствам проводной установки относят высокую надежность, а также большую скорость клика. После нажатия кнопки происходит запуск программы без задержки, что избавляет жильцов от долгого ожидания, сценарии при правильном монтаже не «подвисают». Кроме этого, управляющие элементы характеризуются красивым дизайном. Они, как правило, оснащены «умными» выключателями и разнообразными системами интеграции.



Благодаря проводному «умному дому» намного проще настраивать температурный режим в комнатах, а также управлять видео- и аудиорумом. Он служит долгий срок, так как в устройствах отсутствуют батарейки, требующие постоянной замены. Выключатели в данном случае используются пожаробезопасные и слаботочные. Чтобы система работала надежно, перед ее монтажом необходимо заранее подобрать место расположения панели и туда вывести кабели.

Если загородный дом построен из дерева, то хозяевам нужно предварительно согласовать проект и подготовить место под электропроводку.



Проводное устройство также рекомендуется устанавливать в процессе ремонта жилья, когда еще проводка не сделана по классической схеме. В готовом здании это сделать будет проблематично. Для монтажа обычно используют большой щит размером в ширину до 60 см и в высоту до 150 см. Установочные работы лучше всего осуществлять при помощи опытных специалистов, так как оборудование стоит дорого и малейшая ошибка может повлечь целый ряд неприятностей.



Беспроводная

В отличие от предыдущего варианта, в этой системе исполнительный сигнал передается к работающим устройствам не по проводке, а по выделенному радиоканалу. Это позволяет значительно сэкономить на электропроводке и инсталляции. Такие установки можно размещать в домах с законченным ремонтом и обычной схемой проводки. Благодаря тому, что каждый выключатель «беспроводной», появляется возможность вы

Умный дом своими руками: популярные уроки

Система «Умный дом» представляет собой полный комплекс, включающий в себя автоматизированную работу всего технического оборудования, которое находится в подконтрольном помещении. К перечню подобного оборудования относится осветительная система, кондиционирующие приборы, воздушные увлажнители и очистители, охранные системы, видео, аудио оборудование и прочие технические устройства.

Умный дом своими руками

Если вы не хотите читать — переходите сразу к самым классным урокам (больше уроков в конце статьи):

Данная комплексная система, благодаря своим возможностям, организовывает слаженный процесс, в котором все технические элементы выполняют определенные функции по своему прямому назначению, предоставляя владельцу помещения возможность контролировать совершаемые процессы со стороны наблюдателя.

Мозговой центр системы «Умный дом»

В действительности данные системы имеют все необходимое оснащение, а при помощи технических контроллеров осуществляется обработка полученной от него информации, благодаря которой можно руководить каждым процессом по отдельности. В наших уроках мы будем за основу брать микроконтроллеры Arduino, Wemos, Raspberry и другие, доступные для покупки по низним ценам.

Специализированные питательные элементы дают возможность для использования бесперебойного снабжения электричеством, а при задействовании особых элементов осуществляется управление и регулировка работы бытовых приборов, находящихся под контролем системы.

Наличие в системе оборудования с дистанционным управлением дает возможность совершения общего контроля над всеми приборами, которые находятся в управлении системы. Бывают они в виде стационарных либо переносных модулей. Переносной модуль более практичный, поскольку позволяет совершать дистанционное управление при помощи любого электронного устройства, например телефона или ноутбука.

В то же время, хозяин может совершать управление, любым, процессом, который происходит в помещение, на расстояние от жилища, где непосредственно данная система установлена. Благодаря такой функции, владелец может задать любую программу выполнения действий умному дому на длительный срок, и как последствие просто контролировать выполняемые процессы. Сюда могут входить как кондиционирование помещения, так и его автоматическое освещение в определенный интервал времени, и прочие подобные автоматизированные функции, включая охранную систему.

Умный дом своими руками

Осветительная система

Уровень света можно регулировать благодаря управлению элементами освещения. Технологические возможности данной системы позволяют выполнять управление осветительной системой дистанционно, достаточно просто задать системе определенную программу освещения. Можно провести регулировку задаваемых параметров исходя из личных предпочтений владельца помещения, и освещать при этом разные комнаты в разное время.

  1. Владелец системы имеет полный доступ к управлению и регулировке всех источников освещения из одной общей точки доступа.
  2. Можно прописывать определенные сценарии на разные временные интервалы.
  3. Совершать управление всеми источниками освещения в доме, в любом месте и в любой период.
  4. Экономить электроэнергию.

Контроль и управление климатической системой

Владелец может совершать обогрев помещения, а также очистку, увлажнение и вентиляцию воздуха. Допустим, к моменту своего прихода прогреть помещение до определенного температурного режима.

Основные достоинства данной функции:

  1. Отопление, или охлаждение температуры в помещении осуществляется одной общей системой.
  2. Возможность регулировки любых температурных режимов в помещении, в соответствии с погодными условиями климата.
  3. Каждое отдельное устройство имеет свои специальные датчики, которые регулируют работу того или иного механизма, и позволяет контролировать внутренний климат в помещении.

Система контроля и безопасности помещения

Данная программа наблюдает за всеми происходящими в помещении процессами, включительно работу сигнализации, противопожарной и коммунальной системы. Ее основные плюсы:

  1. Автоматическое включение сигнализации после ухода из помещения его владельца.
  2. Возможность дистанционно руководить процессом.
  3. Система оповещения хозяина методом информирования на гаджет.
  4. Одновременная охрана всех зон помещения.
  5. Помогает в предотвращении утечки газа или воды в помещении, а также перебои электроснабжения.

Популярные уроки

Список самых популярных уроков по созданию своими руками Умного дома на основе Arduino, Raspberry и других микроконтроллеров на нашем сайте:

Умная лампа с помощью Arduino

Система управления умным домом на расстоянии

Управление умным домом на расстоянии (продолжение)

Умный дом на Ардуино и интернет: работаем с Dweet.io

Умный дом: сообщение в Twitter с помощью IFTTT

Умный физический почтовый ящик, который отправляет e-mail

Создание домашнего погодного виджета с помощью Arduino и Raspberry

Делаем систему контроля качества воздуха внутри помещений

Wyliodrin: Платформа для создания умного дома

Рисуем корпус Arduino Nano в SolidWorks для 3D-печати

Система полива растений на Ардуино Уно

разбираемся с векторами и механиками атак / Trend Micro corporate blog / Habr


Пока визионеры разного масштаба, авторы сценариев антиутопических фильмов и хайтек-сериалов и прочие выдумщики и алармисты рисуют разной степени убедительности картины о восстании «умных» устройств или применении смарт-дома как орудия убийства или терроризма, специалисты по кибербезопасности и хакеры выходят на новую линию соприкосновения. И речь идёт о реальных и уже (относительно) массово применяемых устройствах, реальных уязвимостях в них и реальных, испытанных способах использовать эти уязвимости в недобрых целях. Вот зачем и как.

Пару лет назад в Мичиганском университете провели исследование модельного «умного» дома, ходе которого было установлено и подключено к интернету 18 разных устройств: кровать, светильники, замки, телевизор, кофеварка, зубная щётка и прочее. Одной из главных целей исследования было выявление основных уязвимостей интеллектуальных систем управления домом. В частности, тестировали продукцию компании с говорящим названием SmartThings.
После проведения множества разнородных атак на устройства этого «умного» дома, специалисты зафиксировали два основных типа уязвимости: избыточные разрешения и небезопасные сообщения.

По части избыточных разрешений или прав выяснились довольно странные и недопустимые вещи: около половины установленных приложений обладают доступом к гораздо большему количеству данных и возможностей, чем это необходимо. Кроме того, при взаимодействии с физическими устройствами приложения обменивались сообщениями, в которых содержались конфиденциальные сведения.

Так, приложение для контроля уровня заряда автоматического замка получало ещё и PIN-код для его разблокировки. Программное обеспечение некоторых «умных» устройств генерировало сообщения, похожие на реальные сигналы от физических устройств. Такой подход давал злоумышленникам возможность передавать в сеть недостоверную информацию. В результате пользователь, например, мог быть уверен, что дверь заблокирована, а она на самом деле открыта.Такой подход давал злоумышленникам возможность передавать в сеть недостоверную информацию. В результате пользователь, например, мог быть уверен, что дверь заблокирована, а она на самом деле открыта.

Помимо избыточных разрешений и небезопасных сообщений, вскрылась ещё одна существенная проблема — передача конфиденциальной информации на серверы компаний, занимающихся технической поддержкой этих устройств. То есть гаджеты «следили» за своими хозяевами, ежеминутно отправляя информацию об их взаимодействиях с устройствами на сервер. Благодаря этой информации можно восстановить точный распорядок дня жильцов — когда они проснулись, почистили зубы, сколько и какие телевизионные каналы смотрели. За два месяца исследований того «умного» дома в цифровом эфире не было ни одной минуты тишины. Кстати, больше всего «фонила» передачей данных акустическая колонка Amazon Echo, что довольно символично.

Не обошлось и без классики в сфере информационной безопасности — бэкдоров. Часто разработчики оставляют для себя «чёрный ход», который позволяет получить полный доступ или контроль над устройством. Производители оправдываются необходимостью предоставлять техническую поддержку пользователям, однако такие создание таких намеренно созданных уязвимостей противоречат практикам защиты информации и являются самой настоящей уязвимостью. То, что практически все производители ПО этим грешат, подтверждается следующим фактом – на конференции Hope X эксперт по ИТ безопасности Джонатан Здзярски (Jonathan Zdziarski) сообщил о присутствии бэкдора в операционной системе iOS, существование которого признала и сама Apple, но назвала его «диагностическим инструментом».

Очевидно, что многие, если не все, производители и компонентов «умного» дома оставляют для себя «чёрный ход». Следовательно, это потенциальная дыра в безопасности всего «умного» дома, к любым устройствам которого злоумышленник имеет потенциальную возможность подключиться.

Как видим, уязвимостей на аппаратном уровне или на уровне программного обеспечения хватает. Теперь давайте рассмотрим, как страдают от рук хакеров его отдельные его компоненты.

Атаки на «умные» замки


Тот факт, что закрытую дверь можно открыть не только ключом, а, например, с помощью кода или Bluetooth-сигнала с телефона, уже не вызывает у нас удивления, и многие уже пользуются такой возможностью.

Но так ли безопасны и способны противостоять вскрытию «умные» замки, как обещают их производители? Что произойдёт, когда за испытание их непроходимости возьмутся хакеры-профессионалы? А вот что: несколько лет назад на хакерской конференции DEF CON 24 исследователи Энтони Роуз (Anthony Rose) и Бен Рэмси (Ben Ramsey) из Merculite Security рассказали, как в рамках эксперимента проводили атаки на шестнадцать моделей смарт-замков. Результат оказался довольно неутешительным: только четыре смогли устоять перед взломом.

Замки одних вендоров передавали пароли доступа открыто, в незашифрованном виде. Так что злоумышленники могли легко их перехватить, используя Bluetooth-сниффер. Несколько замков попались на методе повторного воспроизведения: дверью можно было манипулировать при помощи заранее записанных сигналов соответствующих команд.

В свете распространения всевозможных голосовых помощников всё более актуальным становится и взлом умного замка через голосовые команды. Несколько лет назад выяснилось, к примеру, что если хозяйский гаджет лежит достаточно близко к закрытой двери, то достаточно громко произнеся через дверь «Привет, Сири, открой дверь», и вас могут впустить.

Распространённым сценарием взлома большинства «умных» замков является следующий: при получении посторонним лицом физического доступа к замку нажатием кнопок на нём можно произвести авторизацию любых гаджетов.

Другой интересный эксперимент исследователей из Pen Test Partners был посвящён проверке защищённости замков марки Tapplock. Как выяснилось, их можно разблокировать и без отпечатка пальца владельца. Дело в том, что коды разблокировки генерируются на основании MAC-адреса устройства в сети BLE. А поскольку адрес преобразуется с использованием устаревшего алгоритма MD5, то он легко может быть выяснен. Поскольку Bluetooth-замки имеют свойство разглашать свои MAC-адреса по BLE, то злоумышленник способен узнать адрес, «хакнуть» его с использованием уязвимости MD5 и получить хеш для разблокировки замка.

Замок Tapplock, открывающийся с помощью отпечатка пальца
Источник: Tapplock

Но на этом уязвимости Tapplock не заканчиваются. Выяснилось, что API-сервер компании разглашает конфиденциальные данные пользователей. Любой посторонний человек может узнать не только о местонахождении замка, но и разблокировать его. Сделать это довольно просто: нужно завести аккаунт на Tapplock, взять ID аккаунта жертвы, пройти аутентификацию и захватить управление устройством. При этом на уровне back-end производитель не использует HTTPS. И даже не потребуется никакого взлома или необходимости брутфорсить, потому что номера ID присваиваются аккаунтам по элементарной нарастающей схеме. И ягодка на торте — API не ограничивает количество обращений, поэтому можно бесконечно скачивать пользовательские данные с серверов. И эта проблема всё ещё не устранена.

Атаки на видеокамеры


Общественные пространства современных мегаполисов обвешаны камерами, как новогодняя ёлка игрушками в приличной семье. Причём всевидящее око не просто получает живую картинку, но и разбирается в том, что на ней. Даже у нас в стране на ЧМ-2018 система распознавания лиц безошибочно отлавливала фанатов, которым был запрещён доступ на стадион.

Пока таким образом наша жизнь лишается какой-либо приватности, остаётся дожидаться, когда злоумышленники подберут ключи к «глазам» видеонаблюдения. И банальный вуайеризм будет не единственной и не главной мотивация хакеров для взлома видеокамер. Часто их ломают с целью создания ботнетов, используемых при проведении DDoS-атак. По размерам такие сети часто не уступают, а то и превосходят ботнеты из «обычных» компьютеров.

Причин уязвимости у видеокамер несколько:

  • слишком простой или морально устаревший механизм защиты;
  • стандартные пароли, часто находящиеся в открытом доступе в интернете;
  • при подключении к камерам через «облако» клиентские приложения шлют данные в незашифрованном виде;
  • неизменяемый мастер-пароль от производителя.

Часто камеры атакуют методом man-in-the-middle, встраиваясь между клиентом и сервером. Таким способом можно не только читать и изменять сообщения, но и подменять видеопоток. Особенно в тех системах, где не поддерживается протокол HTTPS.

Так, например, линейка камер одного очень известного производителя имела прошивку, которая позволяет изменять настройки камеры с помощью обычных http-запросов без авторизации. У другого вендора прошивка IP-камер позволяла, также без авторизации, подключиться к камере и получать изображение в реальном времени.

Не стоит забывать и про широко известные уязвимости. Например CNVD-2017-02776, проникнув через которую в камеру, далее посредством EternalBlue можно получить доступ к компьютеру пользователя. Эксплоит EternalBlue, использующий уязвимости в протоколе SMB, знаком многим: именно он использовался для распространения шифровальщика WannaCry в 2017 году и в ходе атак зловреда Petya. А ещё EternalBlue был включен в состав Metasploit, его использовали разработчики криптовалютного майнера Adylkuzz, червя EternalRocks, шифровальщика Uiwix, трояна Nitol (он же Backdoor.Nitol), зловреда Gh0st RAT и т.п.

Атаки на розетки и лампочки


Бывает, что беда приходит оттуда, откуда её не ждёшь. Казалось бы, мелочь, лампочки и розетки, какая может быть выгода для злоумышленников? В качестве шутки отключить системный блок пока вы не нажали кнопку Save в любимой компьютерной игре? Или выключить свет в комнате, где находитесь вы вместе с «умным» ватерклозетом?

Однако одно то, что лампочки и розетки находятся в одной локальной сети с другими устройствами, даёт хакерам шанс поживиться довольно секретной информацией. Допустим, ваш дом освещают «умные» лампочки Philips Hue. Это достаточно распространённая модель. Однако в мосте Hue Bridge, через который лампочки общаются друг с другом, существовала брешь. И были случаи, когда через эту уязвимость злоумышленники могли дистанционно перехватить контроль над работой ламп.

Напомним, что Philips Hue имеют доступ в домашнюю сеть, где «гуляют» пакеты с различной конфиденциальной информацией. Но как её выудить наружу, если остальные компоненты нашей сети надёжно защищены?


ZigBee-контролируемые светодиодные лампы Philips Hue
Источник Sho Hashimoto / Wikimedia

Хакеры сделали это так. Они заставили лампочку мерцать с частотой свыше 60 Гц. Человек этого не замечает, а вот прибор снаружи здания способен распознать последовательности мерцаний. Конечно, таким способом много не «намерцаешь», но для передачи каких-нибудь паролей или айдишников вполне достаточно. В итоге, секретная информация была скопирована.

Помимо этого, в Philips не позаботились об усилении защиты при общении лампочек друг с другом в локальной сети, ограничившись только применением шифрованного беспроводного протокола. Из-за этого злоумышленники могли запустить в локальную сеть поддельное обновление софта, которое «разольётся» потом по всем лампам. Таким образом червь получит возможность подключать лампы к DDoS-атакам.

Атакам подвержены и «умные» розетки. Например, в модели SP-1101W компании Edimax для защиты страницы с настройками применялся только логин и пароль, причём производитель никак не предлагал поменять данные по умолчанию. Это наводит на подозрения, что одни и те же пароли использовались на подавляющем большинстве устройств этой компании (или используются по сей день). Добавьте к этому ещё и отсутствие шифрования при обмене данными между сервером производителя и клиентским приложением. Это может привести к тому, что злоумышленник сможет прочитать любые сообщения или даже перехватить управление устройством для, например, подключения к DDoS-атакам.

Атаки на смарт-ТВ


Ещё одна угроза сохранности наших персональных данных кроется в «умных» телевизорах. Они теперь стоят почти в каждом доме. Причём софт телевизора куда сложнее, чем у камер или замков. Следовательно, хакерам есть где разгуляться.

Допустим, на смарт-ТВ есть веб-камера, микрофон, а также веб-браузер, куда же без него? Как в таком случае могут навредить злоумышленники? Они могут воспользоваться банальным фишингом: встроенные в ТВ браузеры обычно слабо защищены, и можно подсунуть пользователю поддельные страницы, собирая пароли, информацию о банковских картах и прочие конфиденциальные данные.

Другой, в буквальном смысле, дыркой в безопасности является старый добрый USB. Качнули видео или приложение на компе, воткнули потом флешку в телевизор – вот вам и зараза.

Кому может понадобиться знать, какие передачи пользователь смотрит и какие сайты посещает? Много кому, на самом деле. Аналитикам крупных корпораций, консалтинговых и рекламных компаний, например. И эта информация стоит приличных денег, поэтому даже производители не брезгуют встраивать в свою продукцию приложения для сбора вашей статистики.

Угроза тут заключается в том, что данные пользователя могут уйти «налево» и попасть к злоумышленникам. Например, квартирный вор узнает, что с 9 утра до 18 вечера дома никого нет, так как у владельцев телевизора есть устойчивая привычка включать его, находясь дома. Соответственно, нужно отключить в настройках сбор лишней информации и прочее журналирование действий.

А такие закладки, как вы понимаете, это дополнительные бреши для проникновения. Известна история с телевизорами Samsung: пользователи жаловались на то, что встроенная система распознавания голоса позволяет следить за всеми их разговорами. Производитель даже указал в пользовательском соглашении, что слова, сказанные в присутствии телевизора, могут быть переданы третьей стороне.

Выводы и рекомендации по защите


Как можно видеть, при создании системы «умного» дома стоит быть предельно внимательным к компонентам и их уязвимостям. Все устройства, подключенные к системе, так или иначе подвержены риску взлома. Инсталляторам и администраторам, а также продвинутым пользователям таких систем можно посоветовать следующее:
  • внимательно изучите все возможности устройства: что оно делает, какие разрешения имеет, какую информацию получает и отправляет — отключите всё ненужное;
  • регулярно обновляйте прошивку и встроенное ПО;
  • используйте сложные пароли; везде, где можно, включайте двухфакторную аутентификацию;
  • для управления «умными» гаджетами и системами используйте только те решения, что предлагают сами вендоры — это не гарантирует отсутствия брешей, но хотя бы снижает вероятность их появления;
  • закрывайте все неиспользуемые сетевые порты, а открытые защищайте стандартными методами авторизации через стандартные настройки операционной системы; вход через пользовательский интерфейс, в том числе с веб-доступом, должен быть защищён с помощью SSL;
  • «умное» устройство должно быть защищено от физического доступа посторонних.

Пользователям менее опытным рекомендации такие:
  • не доверяйте чужим людям устройства, с помощью которых вы управляете «умным домом» — если потеряли смартфон или планшет, смените все логины-пароли-ID и прочие вещи, которые могут быть извлечены посредством утерянного гаджета;
  • фишинг не дремлет: как и в случае с электронной почтой и мессенджерами, поменьше доверяйте сообщениям от незнакомцев и непонятным ссылкам.

Как я начал собирать умный дом без навыков программирования / Habr

Только ленивый не слышал про умные дома — про них трубят на всех углах уже порядка десяти лет, в мире существуют сотни производителей гаджетов и оборудования и похоже, что интернет вещей станет главным трендом ближайшего десятилетия. На днях я решил разобраться, какие бывают умные дома, сколько они стоят и как можно самостоятельно собрать такую систему в моей киевской двухкомнатной квартире.

Очень быстро я выяснил, что в мире нет единого стандарта, либо же «эталонного» производителя умных устройств и мне придется объединить в одну экосистему «зоопарк» из нескольких десятков гаджетов от разных производителей. Nest делает лучшие в мире термостаты и умные камеры, китайцы производят отличные розетки с кучей полезных функций, ABB и Schneider производят лампочки — список можно продолжать долго и об этом речь пойдет в следующей статье. Самый важный момент состоит в том, что каждый из производителей предлагает соственный софт для управления своими гаджетами и какого-то простого решения, чтобы управлять ими централизованно просто нет.

Я начал искать способы, как можно объединить все лучшие в своем классе гаджеты в единую систему и «общаться» с ними через смартфон. Я являюсь скорее продвинутым пользователем, чем разработчиком и надеюсь, что мой практический опыт будет интересен всем, кто интересуется темой умных домов и его смогут повторить рядовые пользователи.

Немного матчасти

Перед тем, как перейти к конкретике, я хочу поделиться результатами своих интернет-исследований и опросов людей «в теме». Для начала мне пришлось определиться, чего я жду от «умного дома». Дело в том, что на западе и в постсоветских странах по-разному трактуют это понятие. В Европе и США очень высокие цены на коммуналку и жители этих стран в буквальном смысле помешаны на экономии. Поэтому для них умный дом — это система, которая следит за каждым потраченным киловаттом и экономит средства, потраченные на электричество, отопление и водоснабжение.

В странах Восточной Европы ситуация несколько иная. «Умный дом» — это в первую очередь комфорт, а затем экономия. Электричество в Киеве стоит копейки, горячая и холодная, тоже и экономия в двухкомнатной холостяцкой квартире мне ни к чему. А вот система видеонаблюдения с датчиками движения, лампочки, которыми можно управлять с дивана, розетки, умеющие включаться и выключаться по расписанию, кондиционер, поддерживающий в помещении устойчивую температуру, бытовая техника, работающая по расписанию, управляемые шторы и другие подобные гаджеты – это именно то, что мне нужно.

После двух дней изучения вопроса у меня осталось три варианта для создания умного дома.

  1. Оплатить услуги специализированной компании и не погружаться в суть процесса
  2. Купить все необходимые устройства и настроить их на базе либо полноценного сервера, либо Arduino\ Raspberry PI
  3. Самостоятельно нарисовать приложение для управления умным домом на базе мессенджера Sender и прописать логику работы гаджетов на облачной ОС Corezoid

Теперь я хочу пройтись по порядку по каждому из трех вариантов и пояснить логику своего выбора.
Вариант 1. Заплати и свободен

По отзывам большинства опрошенных мной экспертов, лучше всего проектировать «умный дом» на этапе строительстве или ремонта помещения. Это нужно для того, чтобы «зашить» в стену все необходимые кабели, завести резервные источники электропитания и водоснабжения, установить датчики на трубы и котлы, и так далее. Это наиболее дорогой, но в то же время функциональный вариант. Вот краткий перечень его возможностей.
  • регулировка температуры в помещении и освещения, в зависимости от погоды, времени суток и наличия хозяев дома
  • автоматическое открытие и закрытие штор, жалюзи, шлагбаума
  • включение/выключение системы обогрева пола, ступенек, подъезда к гаражу, полива газона
  • контроль работы всех электроприборов, инженерных систем и экономия электроэнергии
  • предотвращение утечек газа и воды
  • удаленный прогрев сауны или бани
  • переход на резервные источники электроэнергии
  • защита от перенапряжения, и утечки газа
  • датчик заполнения выгребной ямы и забивки слива
  • пожарная сигнализация
  • удаленный контроль видеокамер, умная система безопасности

Такая система требует серьезного проектирования и самостоятельно расписать концепт «умного дома» – задача малореальная. Как я уже писал выше, в США и Европе производители оборудования разрабатывают решения под каждый конкретный случай и контролируют процесс монтажа. Стоимость «под ключ» начинается от нескольких тысяч тысяч евро и зависит от площади помещения и количества используемых датчиков. По этой ссылке можно почитать про решения от Siemens. Похожие комплексы предлагают IBM, Bosch, Cisco, Panasonic, Logitech, ABB, Philips и другие бренды.

К сожалению, в Украине, этот вариант работает лишь наполовину. У нас можно купить или заказать все необходимое оборудование, но проектировать и строить «умный дом» будет компания, не имеющая отношения к производителю. Это означает, что мне придется положиться на везение и профессионализм подрядчиков. Я не понаслышке знаю про факапы строителей, а в случае с умным домом раздолбайство помноженное на недостаток знаний может привести к самым печальным последствиям. Впрочем, мне этот вариант все равно не подходит – в моей квартире уже сделан ремонт, поэтому я хочу интегрировать технологии умного дома в уже готовое помещение и не заниматься обновлением коммуникаций.

Вариант 2. Умный китайский дом

В Китае можно купить решительно все – начиная от брелков-шпионов (за которые в Украине почему-то сажают в тюрьму) и заканчивая атомными батарейками. На alibaba.com, aliexpress.com, dx.com, taobao.com и прочих подобных сайтах можно купить как готовые системы, так и их отдельные элементы. Большинство китайских гаджетов встраиваются в уже готовые дома и перепланировка для их установки не нужна.

Как пример «коробочного решения» можно привести «умный дом» от Meizu. Это совокупность гаджетов от разных компаний, которые объединены программным комплексом LifeKit. Это весы RyFit, лампа X-Light Plus, очиститель воздуха Air Cube, розетки и другие устройства. Аналогичную систему недавно выпустил и Xiaomi.

Что касается одиночных «девайсов», то здесь все еще интереснее. На китайском аналоге Kickstarter – площадке Demohour регулярно появляются просто потрясающие вещи. Недавно «умная розетка» Smart Plug K установила рекорд китайского краудфандинга и собрала около $270 000. Розетка поддерживает все популярные типы вилок, умеет удаленно включать и выключать любую технику, поддерживает доступ по 3G и Wi-Fi и работает как Wi-Fi повторитель для усиления сигнала. Хороший набор устройств предлагает и китайская компания BroadLink. На Amazon.com можно купить набор нужных гаджетов и собрать с их помощью собственную версию «умного дома». По этим ссылкам (1, 2, 3) можно почитать и про другие устройства.

Минус этого варианта заключается в том, что на рынке единого простого решения, которое позволит объединить все доступные на рынке гаджеты в единую систему. Приходится делать выбор – покупать набор гаджетов от одного производителя, либо покупать устройства разных брендов и управлять каждым из них по-отдельности. Первый вариант плох тем, что в мире нет «эталонного» разработчика «умных домов», который производит лучшие в своем классе гаджеты, а второй тем, что управление каждым из устройств по отдельности противоречит самому принципу умного дома.

На Хабре описаны десятки способов самостоятельно создать «умный дом» на основе Linux-подобных систем, Arduino, Raspberry PI или полноценных серверов. Это отличное решение, но я являюсь скорее продвинутым пользователем, чем разработчиком и вряд ли смогу воплотить в жизнь подобные схемы. Я решил найти способ, который не требует специфических знаний.

Вариант 3. Сделай сам

В процессе поиска мне попалась на глаза разработка украинских программистов — мессенджер Sender. Принцип работы Sender схож с китайским WeChat, он позволяет создавать полноценные мобильные приложения с помощью простого конструктора форм. Сам конструктор далек от идеала, но кое-что с его помощью сделать уже можно. На выходе у меня должно получиться «приложение в приложении», которое получает данные от устройств через встроенный API и выводит их на экран смартфона. Логику работу гаджетов я хочу описать с помощью облачной операционной системы Corezoid, которая не требует знаний языков программирования и позволяет автоматизировать практически любой процесс, в том числе и поведение устройств в умных домах.

В следующем материале я сделаю первый шаг и займусь настройкой термостата Google Nest и дистанционно управляемого робота Lego со смартфоном на борту. Попутно я расскажу про архитектуру своего умного дома и о том, какие же устройства в нем будут.

Related Post