Концепт: Система управления «умным» домом с дополненной реальностью SmartShell28.10.2016 18:37

Я давно изучаю сферу интернета вещей и «умной» электроники. На мой взгляд, это будущее, от которого никуда не уйти. «Умные» телефоны и телевизоры, часы и автомобили, — сейчас этим никого не удивишь. И в дальнейшем количество вещей с приставкой «смарт-» будет неуклонно расти. Это тема для отдельной беседы, а сегодня я хочу затронуть тему «умного» дома, а конкретнее — его интерфейса.

Несмотря на то, что системы «умного» дома предназначены для облегчения жизни людей, интерфейсы систем контроля выглядят сложно, перегружено и нелогично. Большинство представляет собой непонятную, графически шумную мешанину.

Я полностью согласен с парадигмой «лучший интерфейс — это отсутствие интерфейса», поэтому попытался максимально упростить взаимодействие пользователя с экосистемой «умного» дома. Хочу представить вашему вниманию концепт SmartShell — интерфейс «умного» дома в дополненной реальности.

Датчики и актуаторы (устройства, исполняющие команды: выключатели, розетки, водные клапаны) — основные «действующие лица» экосистемы «умного» дома. В системе SmartShell каждый актуатор имеет виртуальное отображение, через которое пользователь управляет устройством.

Наводя камеру смартфона на область помещения, человек сразу видит подключенные устройства. Именно это и делает управление простым и необременительным. Интерфейс построен на стандартных элементах iOS — это позволяет минимизировать время на обучение.

Наводя смартфон на области помещения, пользователь видит подключенные устройства и может управлять ими. Но за простым интерфейсом кроются технические, внутренние сложности. Самая большая из них — позиционирование.

Обычно в приложениях «умных» домов используются системы позиционирования смартфона (GPS, ГЛОНАСС, сигнал от вышек связи), которые не дают нужной точности и не всегда корректно работают в помещении. Для решения этой задачи предлагается использовать синергетическое позиционирование, основанное на совместном анализе данных, полученных от разных источников:

1. Wi-Fi-триангуляция. Позиционирование при помощи мощности и угла сигнала Wi-Fi. Уровень сигнала замеряется от нескольких роутеров. Некоторые роутеры позволяют определить угол сигнала.
2. Bluetooth-трилатерация. Позиционирование осуществляется при взаимодействии с маячками («Beacon»). Маячки используют технологию Bluetooth 4.0 LE и могут работать по несколько лет от батарейки в случае отключения внешнего питания. Помимо координатных маячков предлагается размещать Bluetooth-модули непосредственно на приборы для более точного позиционирования как пользователя, так и самого объекта.
3. Радиосигналы Wi-Fi и bluetooth подвержены помехам, перекрытиям (интерференции), отражениям. Даже сам пользователь со смартфоном в руках будет влиять на точность измерений. Для корректировки используется фильтр Калмана. Он убирает шумы измерения (случайные всплески) и выдаёт результат как с учетом результатов текущих измерений, так и с учётом предсказанных результатов на основе прошлых измерений.
4. Датчики смартфона: акселерометр, гироскоп и магнитометр (компас).

Используя взаимодействие вышеописанных систем, можно получить точность позиционирования 20 см, что является приемлемым для данной концепции.

Итак, запуская приложение, пользователь попадает на основной экран. В центре окно камеры, в котором отображаются подключенные устройства.

В этом режиме интерфейс может работать в альбомной ориентации.

Каждому устройству соответствует выделенная область в дополненной реальности («проекция актуатора»), рядом находится иконка соответствующего раздела. Всего разделов, выводимых на главный экран, пять: «Климат», «Медиа», «Свет», «Безопасность» и «Приборы». Они расположены в нижней части экрана и по умолчанию включены.

При переключении контроллера в режим «Схема» подключенные устройства отображаются на схеме помещения. Это удобно, когда нужно задействовать устройства вне зоны видимости. Температура указывается в центральной части помещения. Масштаб регулируется стандартным разводом пальцев.

При нажатии на кнопку раздела в нижней части экрана перестают отображаться соответствующие ему устройства. Повторное нажатие вновь активирует отображение. На экранах ниже включены разделы «Медиа» и «Свет» в режимах «Камера» и «Схема». Устройства остальных разделов не отображаются.

Нажимая на выделенную область, пользователь попадает на страницу управления актуатора. Для каждого устройства задаются собственные параметры, которые можно регулировать.

Названия устройств можно редактировать. Это помогает пользователю быстрее ориентироваться и запоминать устройства. Кнопка «Питание» расположена в самом верху, чтобы предотвратить случайные нажатия. Доступ к настройкам, наоборот, упрощен.

Как говорилось ранее, каждое устройство снабжено Bluetooth-маяком, который помогает в позиционировании, а также передает информацию о температуре устройства.

Система различает команды, противоречащие сценарию автоматизации. Например, светильник в центре зала (первый экран выше) можно включить в любое время, хотя таймер включения установлен на определенные часы. Пол на кухне (второй экран выше) установлен на включение при температуре ниже 20 ˚C. Включение при более высокой температуре собьет настройки, и пользователь увидит предупреждение:

Управление. При нажатии на меню-гамбургер в левой части основного экрана пользователь переходит на страницу управления.

Структура панели «Управление» включает в себя разделы устройств (с добавленным разделом «Сантехника»), счетчики и статистику, управление компонентами, конфигурацией дома и так далее.

Для простоты навигации первый уровень меню выполнен в виде раздвижного списка. В разделах устройств на этом уровне можно выбрать тип устройства.

На втором уровне можно выбрать конкретное устройство из списка. Здесь же присутствует общая настройка группы устройств. С ее помощью можно, например, выставить одинаковую температуру на всех кондиционерах или выключить весь свет.

Третий уровень меню открывает настройки, диагностику и управление определенного устройства.

Таким образом, получать доступ к управлению устройством (полом на кухне) можно тремя способами:

1. Если пользователь на кухне: направить экран на пол, нажать на проекцию или иконку.
2. Если пользователь не на кухне: выбрать режим «Схема» — найти на схеме кухню — нажать нужную иконку раздела «Климат».Поскольку иконок одного раздела в выбранном помещении может быть несколько, а устройства не подписываются, не исключена ошибка в выборе нужной иконки. Однако возврат к предыдущему экрану занимает всего один шаг, к тому же положение конкретного устройства на схеме довольно быстро запоминается.
3. Классический способ: открыть «Управление» — выбрать раздел «Климат» — выбрать «Подогрев пола» — выбрать «Пол на кухне» — выбрать «Управление».

Как видно, предлагаемое решение позволяет сократить количество шагов с пяти до одного-двух. Помимо этого, решение с дополненной реальностью не требует от пользователя длительного обучения и привыкания.

Вот такая получилась концепция. Буду рад услышать отзывы и ответить на вопросы.

P.S. Предвосхищая вопросы вроде: «А не проще ли встать и включить свет самому, не тыкая в смартфон?» Во-первых, одна из функций систем — энерго- и ресурсосбережение — помогает экономить. А во-вторых, — как «встать и включить» если ты, например, в другой стране? Вот одна из моих рекламных концепций в виде билбордов, стоящих по дороге в аэропорт: