Система умный домприобретает все большую популярность среди людей. Данная система позволяет не только экономить время человека, но и обеспечивает надежность и безопасность дома и квартиры во время отсутствия людей в помещении. Система может самостоятельно вызывать пожарную службу, охранную службу, а так же записывать на видеокамеры все перемещения не только в доме, но и по периметру территории. Система Умный Дом это мозговой центр любого дома, предприятия, офиса и квартиры. Автоматизация дома создает неповторимый комфорт и уют, не говоря уже о повышенной безопасности. Возможности и функции системы Умный Дом:
• Во время отсутствия хозяев, система увеличивает экономию всех приборов дома, поддерживает определенную температуру в помещении. Самостоятельно устранит протечку газа или воды, так же вызовет пожарную службу и охранную службу. При необходимости предоставит возможность посещать определенные места квартиры или дома детям или друзьям во время отсутствия хозяев дома. Контролирует расход воды на отопление, и поддерживает необходимый уровень кислорода.
• Когда хозяева дома, автоматически проветрит все сан\узлы, будет следить за уровнем наполнения воды в ванне, предоставит весь список телепередач, регулирует температуру в доме, включит или выключит музыку, телевиденье, покажет, кто пришел в гости. Почистит бассейн, а так же закроет его при плохой погоде.
Система умный дом помогает максимально экономить время дома, экономит электроэнергию на освещении, самостоятельно включает и выключает уличный свет, в зависимости от времени суток, а так же по необходимости. Фиксирует любое появление посторонних предметов на территории, будь то человек, кошка или птица.
Регулирует уровень громкости и качество мультимедийной системы. При присутствии системы Умный Дом не надо переживать, что дети полезут в розетку или ошпарятся кипятком. Система автоматически отключает подачу электроэнергии во всех уязвимых и возможных местах. Так же Умный Дом позволяет фиксировать все события, которые происходят вокруг дома.
Существенная экономия электроэнергии, которая достигает до 45% в месяц, а так же на отоплении экономия составляет порядка 35%. Так же контролируется абсолютно любой уголок дома. При нажатии на простой выключатель, человек, при выборе, может включить свет, открыть дверь, входные ворота, гардероб или гараж, на выбор.
Система Умный дом это новейшие технологии, о которых долго мечтало человечество, чтобы все автоматизировать и заниматься именно тем видом деятельности, который привлекателен, не отвлекаясь на бытовые дела. Единственное что не умеет делать система Умный Дом, так это летать.
На текущий момент имеется множество технологии управления электропитанием. Самая, простая, популярная и недорогая в реализации, это 1-wire от компании Maxim/Dallas. Технология 1-wire далеко не нова и известна уже около 10 лет. 1-wire широко применяется как в быту, так и в промышленных системах.
Преимущества 1-wire:
.Простая и понятная архитектура сети;
.Низкие требования к кабелям;
.Большая протяженность линии;
.Низкая стоимость и простота компонентов;
.Открытый протокол и доступное ПО для программирования;
.Возможность в определенных ситуациях обходиться без питания.
Недостатки:
.Низкая скорость передачи данных;
.Обязательное наличие мастера, ведущего сети.
Устройства обмена данными это пассивные элементы цепи. Компоненты 1-wire не могут без специального запроса посылать в сеть данные. 1-wire устройства не могут общаться друг с другом без «активного» ведущего. Элементы сети являются всегда ведомыми. Мастер в сети 1-wire только один. Он инициирует, контролирует и управляет работой сети и подключенных к сети устройств. В зависимости от используемого программного обеспечения, мастер 1-wire линии может по-разному работать со своими подопечными, но только он в конечном итоге может опросить состояние конкретного элемента, а также послать запроса на получение от этого элемента какой-либо информации. Например, если необходимо в режиме реального времени выводить значение температуры с множества датчиков, то мастер сети в цикле будет по очереди опрашивать эти датчики. Отвечать мастеру по сети может только одно устройство. В качестве мастера может выступать МК (микроконтроллер), который может при соответствующем ПО напрямую включаться в сеть 1-wire к одному из своих портов ввода-вывода. Мастером может выступать также ПК (персональный компьютер), использующий специальные элементы сопряжения, позволяющие соединять 1-wire с COM-портом или USB-портом компьютера, такие как DS9097 или DS9490. Технология Ethernet
– очень распространенный стандарт. Он очень хорошо документирован. Существует огромное количество контроллеров, микропроцессоров, отдельных чипов, готовых устройств со встроенным Ethernet. Порт Ethernet интегрируется в бытовую технику, телевизоры, плееры, ресиверы, не говоря уже о компьютерах. Минимальная скорость передачи данных составляет 10/100 Мбит/с, что более чем достаточно для любых задач домашней автоматизации. Технология Ethernet обладает хорошей помехозащищенностью и надежностью при немалой для дома длине сегментов. В технологию заложены все необходимые механизмы разрешения “коллизий”, контроля целостности передачи данных. Устройства для “умной” организации сети (коммутаторы, маршрутизаторы) продаются в любом магазине практически за копейки. Фактически Ethernet сейчас является если и не главным, то одним из основных стандартов для организации высокоскоростного обмена информации между различными устройствами как дома, так и в офисе. Кроме этого, меня в технологии Ethernet интересовал не только и не столько физический уровень модели данных, сколько сетевой и транспортный. Не секрет, что Ethernet чаще всего используют вместе с протоколами TCP/IP.
Умный Дом – это набор простых устройств, поддерживающих TCP/IP, SNMP, SMTP и Web-интерфейс на базе протокола HTTP, доступных для управления, программирования и контроля с любого стандартного клиента (компьютера, планшетного ПК, нетбука, коммуникатора, телефона) как по локальной сети, так и через Интернет, 3G/GPRS, Wi-Fi и т.д. При этом управлять устройствами можно как напрямую, так и посредством специального контроллера (сервера), который бы мог сделать такое управление более комфортным, включая продвинутые возможности Web-интерфейса (Ajax, Flash). Это очень важный момент, так как в Ethernet нет обязательного мастера сети и все устройства могут общаться друг с другом напрямую и остаются доступными для управления в случае каких-то неполадок с основным контроллером.
Многие крупнейшие в мире компании, предлагающие системы домашней автоматизации, постепенно переводят линейки своих продуктов на технологии Ethernet и TCP/IP, так как это удобно, быстро, относительно дешево и просто. Кроме того, розетки, разъемы, кабели UTP/STP/FTP, стойки, аксессуары, коробы, инструмент – все это доступно в любой точке мира, что позволяет недорого и быстро разворачивать системы какой угодно сложности.
Топологией современных сетей на базе Ethernet является звезда. Это означает, что необходимо к каждому устройству вести свой кабель. В этом есть определенный недостаток, так как в доме с уже готовой отделкой такая автоматизация выглядит затруднительной. Технология X-10
X10 – это международный открытый индустриальный стандарт Недостатки:
.Протокол X10 очень медленный. Около 3/4 секунды занимает передача адреса устройства и команды. Это может быть незаметным при использовании настольного контроллера, но может стать ощутимым при использовании двусторонней связи или при управлении через интеллектуальный контроллер (например, подключённый к компьютеру), особенно при использовании какого-либо сценария для управления несколькими устройствами.
2.В сети X10 может передаваться только одна команда в конкретный момент времени. Если в одно и то же время будет вестись передача двух и более команд, это вызовет коллизии Реализация системы «Умный дом». Умный дом на базе ПК
Важным элементом системы является центральный блок управления. Компьютер обеспечивает универсальность, гибкость, расширяемость, простоту в использовании. С помощью компьютера можно решать огромное количество совершенно различных задач в рамках одной системы. Большое количество доступного программного обеспечения, библиотек, Фреймворков, позволяют наделить систему обширнейшей функциональностью. В компьютере есть практически все для аппаратного и программного объединения различных элементов в единую систему. Современное движение производителей оборудования к использованию широко распространенных протоколов и стандартов (RS232, USB, Ethernet, TCP/IP, Wi-Fi), принятых в компьютерном мире, значительно облегчает интеграцию блоков и создание системы Умного Дома. Умный Дом нужно понимать не только как управление коммуникациями, климатом и оборудованием, сколько средой для обмена и трансформации данных, медиа-сервером, контент-сервером, чем-то таким, что не только помогает экономить энергоресурсы и повысить комфорт, но и средством развлечения и общения, позволяющим качественно изменить уровень жизни. Создание на базе ПК Умного Дома из программно-аппаратных средств, оснащенных Web-интерфейсом 2.Централизация:
Все элементы системы подчиняются главному управляющему элементу (контроллеру, компьютеру, серверу (рис 2)). Все события стекаются в единый центр, и только главный компьютер принимает решение что делать, что включить, а что выключить. Такой подход является наиболее перспективным с точки зрения реализации интеллектуальных алгоритмов, а также позволяет программировать систему централизованно. И чем большими ресурсами обладает компьютер, чем он мощнее, тем больше потенциал у системы. Такой Умный Дом способен не только управлять инженерными системами, безопасностью, освещением, но и взять на себя многие ресурсоемкие мультимедийные задачи, видеонаблюдение, распознавание речи, образов и многое другое. В прошлом в качестве главного элемента, как правило, выступал какой-либо маломощный контроллер, но сегодняшние реалии все чаще заставляют применять более производительное оборудования. Сегодня в качестве такого “умного” контроллера скорее используют компьютер, сервер. Именно он позволяет создавать красивые, функциональные и удобные Web-интерфейсы 1.Распространенность;
Для работы с любой специализированной шиной необходим адаптер, преобразователь. Вы не сможете работать с 1-wire без, например, преобразователя USB-1wire (DS9490R). MegaD-328 просто подключается обычным сетевым кабелем, доступном в любом магазине, к серверу, к компьютеру или в локальную сеть и с ним можно работать (управлять, настраивать) сразу без какого-либо дополнительного оборудования или манипуляций. 2.Надежность;
Стандарт Ethernet десятилетиями зарекомендовал себя как очень надежная среда для передачи данных. Низкая чувствительность к помехам, встроенный механизм борьбы с коллизиями. Недостаток любой шины заключается в том, что при ее повреждении, все элементы, находящиеся за повреждением, перестают работать. В случае Ethernet 10/100Base-T топология сети представляет собой звезду. И если в одном из лучей возникают проблемы, это никак не сказывается на работе остальной части сети. 3.Скорость;
Большинство шин работают на скорости в несколько десятков или сотен килобит. MegaD-328 работает на скорости в 10Мбит/с, что позволяет добиться моментальной реакции системы на любые события. При нажатии на выключатель, свет зажигается так, как будто бы выключатель подключен непосредственно к лампе, а не к контроллеру, который успевает сообщить о нажатии на сервер и получить в ответ указания центральной управляющей системы. 4.Отказ от схемы мастер-слейв и использование протокола TCP/IP;
Но самой важной особенностью построения Умного Дома на технологии Ethernet является возможность применения отработанных сетевых протоколов, позволяющих строить абсолютно любые по своей гибкости системы управления. В технологии 1-wire, как и в большинстве других, применяется подход “мастер-слейв”(рис 6).
Есть один ведущий (мастер) и множество подчиненных, ведомых элементов (слейвов). Подчиненный может послать сообщение в сеть ТОЛЬКО по запросу от мастера. Самостоятельно, без запроса ни один ведомый элемент ничего в сеть “сказать” не может. А теперь представим, что в нашей сети десятки, а то и сотни элементов. Некоторые элементы, такие как выключатели, датчики движения, всевозможные считыватели требуют моментальной реакции системы. Для реализации этой задачи мастер обязан опрашивать элементы системы очень часто – несколько раз в секунду! Этот процесс называется “поллингом” и создает приличную нагрузку и на шину, которая и без того, не является быстрой. Для решения этой проблемы придумывают всевозможные алгоритмы типа “Conditional Search ROM” (в 1-wire), разделение шины на несколько (для медленных датчиков одна, для поллинга, другая, для исполнительных третья).
Но с MegaD-328 такой проблемы нет, так как контроллер сам способен сообщить серверу или других сетевым устройствам о нажатой кнопки без какого-либо запроса.
В качестве сетевого и транспортного протокола в MegaD-328 используется TCP/IP, а это открывает огромные возможности. Во-первых, все современные устройства поддерживают TCP/IP и не требуется никакого дополнительного ПО для работы с контроллером. Во-вторых, применение TCP/IP позволяет маршрутизировать, выделять, выставлять приоритеты и делать любые операции сообщениями между MegaD-328 и пользователем. Вместо постоянного поллинга, контроллер не только может сам сообщить о срабатывании входа, но и послать управляющий сигнал другому MegaD-328. Несколько таких устройств могут общаться друг с другом и без сервера! Это крайне важно в системах безопасности. К примеру, датчик протечки у нас подключен к одному модулю, а клапан или кран с сервоприводом к другому. Случилась аварийная ситуация и сервер не отвечает и тогда MegaD-328, к которому подключен датчик протечки, сам отправляет по сети команду управления на перекрытие воды(рис 7). Ничего подобного с традиционной шиной и схемой мастер-слейв не получится. 5.Протокол HTTP и Web-интерфейс;
MegaD-328 работает со стандартном Ethernet по протоколом TCP/IP на сетевом и транспортном уровне. В Умного Дома все данные передаются по протоколу прикладного уровня HTTP. Это тот самый протокол, который обеспечивает работу всемирной паутины. Такой подход позволяет управлять контроллером MegaD-328 через обычный браузер. Для того, чтобы управлять MegaD-328 с сервера не требуется никакого специфического ПО, достаточно самых распространенных программ curl, wget и прочее. Практически во всех языках программирования, если необходимо создавать собственное ПО, есть поддержка протоколов TCP/IP и HTTP. Сообщения от MegaD-328 также передаются по протоколу HTTP. Это позволяет установить на сервер (на Windows, Unix или любой другой) Web-сервер, например Apache и обрабатывать сообщения от контроллеров любым удобным языком программирования: PHP, ASP, Perl и т.д. Сравнительныйанализ
При рассмотрении двух систем «Умного дома» на базе ПК и на базе контроллера, было выявлено ряд отличий этих систем друг от друга.
На базе ПК важным элементом является центральный блок управления. С помощью ПК можно решить множество различных задач в рамках одной системы. И. благодаря программному обеспечению, библиотекам, Фреймворкам, система является многофункциональной.
Безусловно, возможности такой системы определяются программой, однако, в большинстве случаев достаточно обеспечить:
Контроль состояния входных цепей, в качестве которых могут выступать шлейфы сигнализации, датчики системы «Умный дом» (протечки воды, температуры, освещенности и т.п.);
Управление различными исполнительными устройствами, в зависимости от состояния упомянутых цепей, а также по заранее заданному расписанию и дистанционно;
Контроль за состоянием устройств «Умного дома» с возможностью передачи соответствующей информации владельцу системы.
На базе контроллера были рассмотрены два способа работы системы: централизация и децентрализация.
При децентрализации все элементы работают сами по себе, и поломка одного элемента не способствует выходу из строя всех элементов. Они обмениваются информацией и посылают друг другу команды, поэтому на этой базе нет единого центра.
При централизации же, элементы подчиняются главному управляющему элементу (контроллер, компьютер, сервер), соединяясь воедино в центре и главный компьютер решает, что ему делать с элементами. Поэтому при таком подходе «Умный дом» способен решать ресурсоемкие мультимедийные задачи, видеонаблюдение и др. Но при сбое сервера перестает работать вся система. Плюсы данной системы:
. Централизованное расположение интеллектуального оборудования в одном или нескольких щитах (поэтажно, поквартирно);
. Высокие интеллектуальные возможности даже самого простого контроллера, вплоть до использования контроллера Embedded PC, являющегося настоящим промышленным ПК;
. Возможность использовать для задач Умного Дома дешёвое оборудование с простыми интерфейсами (например, простой выключатель с интерфейсом «сухой контакт»);
. Возможность использовать любое сложное оборудование с любыми открытыми интерфейсами (LON, EIB (KNX), RS232, RS485, и т.д.). Минусы данной системы:
. Централизованное интеллектуальное оборудование: при выходе из строя процессора или программы работы процессора вся подсистема обслуживаемая контроллером парализуется;
. Высокая стоимость контроллера делает невыгодным его использование для простых задач (например, управление с пяти выключателей пятью группами света).
Поэтому из выше сказанного следует, что целесообразнее использовать систему на базе ПК. Заключение
В данной работе были раскрыты все задачи, которые ставились перед нами.
Так же в наши задачи входило проведение сравнительного анализа систем «Умный дом» с целью выявления достоинств и недостатков той или иной системы.
Этот анализ показал, что перспективным является система на базе ПК, потому что Умный дом может управлять не только коммуникацией, климатом и оборудованием, но и средой для обмена и трансформацией данных, медиа-сервером, контент-сервером. И при наличии Web-интерфейса система на базе ПК является перспективным и интересным решением, по сравнению с системой на базе контроллера.
Но самому разработчику-пользователю решать, какую систему ему использовать, потому что любая система имеет свои достоинства и недостатки. Список литературы
1.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.www.intelkey.ru (центральный пылесос)
.www.elite-systems.ru (связь и АТС)
.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>Приложения Приложение 1
Рис. 1. Схема децентрализованной системы Умного Дома без управляющего контроллера
Рис. 2. Схема централизованной системы Умного Дома с главным компьютером
Рис. 3. Схема использования MegaD-328 без сервера. Управление автоматически и через встроенный Web-интерфейс
Эти настройки определяются хозяином, исходя из возможных жизненных ситуаций, и программируются на стадии установки Системы.
При работе системы Умный Дом хозяин может оперативно изменить параметры работы всех устройств с помощью любого пульта управления.
Установите режим «Ночь», и Система отключит основное освещение в местах общего пользования, включит ночную подсветку, отключит или переведет в экономный режим работы неиспользуемых потребителей электроэнергии (телевизоры, теплые полы, кондиционеры), включит режим охраны периметра квартиры или дома. Тем самым обеспечивается экономный и безопасный режим работы оборудования. Об аварийных ситуациях система оповестит хозяина через встроенные акустические системы.
Или установите режим «Гости», и система обеспечит наилучшую освещенность и комфортные климатические условия в гостевых помещениях, звуковое и видео сопровождение, изменение световых сцен по заранее заданным программам. Ограничит доступ в некоторые помещения, например спальни, винный погреб.
В режиме «Никого дома нет» все устройства и подсистемы будут переведены в наиболее безопасный и энергосберегающий режим функционирования, при котором отключены все потребители электроэнергии, кроме дежурных устройств (холодильник, телефон, охранная система) и естественно самой системы. В этом режиме Умный Дом осуществляет контроль состояния инженерных коммуникаций и систем, отслеживает попытки несанкционированного доступа в помещения или на территорию. Производится имитация присутствия людей – включение и выключение света в вечернее время в различных помещениях, в соответствии с обычным ритмом, открытие и закрытие жалюзи, включение музыки. Об аварийных и чрезвычайных ситуациях Умный Дом оповестит хозяина с помощью телефонного звонка или SMS-сообщения, а если ему будет поручено, дозвонится до специальных служб (милиция, пожарная часть).
4. Основные параметры системы «Умный дом»
.1 Энергосбережение
Энергосберегающая система управления освещением в многоэтажных домах (подъезды, автостоянки, придомовые территории, подвалы, чердаки) позволит снизить количество потребляемой электроэнергии в 10-15 раз. В этих системах применяется устройство управления освещением с раздельными силовыми компонентами, что позволяет использовать существующие линии электропередач. Энергосберегающее освещение начинается с попытки упорядочения времени работы осветительных приборов. Эффективная мера энергосбережения – централизация управления освещением с использованием специально разработанных графиков включения и выключения света. Определенную экономию можно получить за счет максимального использования внутри помещения естественного света. Это достигается за счет правильной планировки здания и используемых помещений. Большой эффект дает использование энергосберегающих ламп. Однако даже самая «экономная» лампа, если она горит в пустом помещении, станет бессмысленным источником энергопотерь.
Наилучшее энергосбережение обеспечивают автоматические выключатели света с использованием инфракрасных и электронных датчиков. Электронные датчики измеряют уровень освещенности помещения и, при достижении заданного значения, выдают команду на включение или выключение освещения (датчики освещенности), либо непосредственно «видят», что в помещение вошел человек, и включают свет (датчики движения). Светочувствительный элемент блокирует включение освещения при достаточном естественном освещении. Поскольку в отличие от реле-датчиков времени датчики движения включают свет только на время фактического присутствия человека в помещении, а затраты электроэнергии на освещение могут быть снижены в несколько раз.
Для лестничных клеток, коридоров и лифтовых холлов экономия дополнительно увеличивается за счет поэтажного управления осветительными приборами. В энергосберегающих выключателях освещения применяются также инфракрасные датчики движения с учетом планировки помещения. Другие электронные датчики (датчики присутствия) способны определить нахождение людей в помещении и только в этом случае держат свет включенным. Инфракрасный датчик «видит» только движущегося человека, хотя это движение может быть и небольшим – например, взмах рукой или кивок головой. При больших временах задержки инфракрасный датчик работает в режиме датчика присутствия, т.е. поддерживает освещение при длительном присутствии в помещении людей. Малое время задержки выбирается при использовании инфракрасных датчиков в качестве датчика движения в проходных помещениях. Электронные выключатели света могут использоваться как автономно, так и в составе автоматизированной системы управления, которую в настоящее время называют «умный дом».
В основе системы энергосбережения лежит температурный контроллер и электроконвекторы российского и зарубежного производства, имеющие современный дизайн и доступные цены. Они не сжигают кислород, не сушат воздух, пожаробезопасны. Также, вместо конвекторов можно использовать греющие шнуры (тёплый пол), инфракрасные плёнки и панели, электрокотлы универсальны и могут работать с любыми нагревательными приборами. В традиционных водяных системах отопления датчики могут управлять кранами с электроприводом или электроклапанами, установленными на трубах отопления.
В распределительном щите монтируются автоматические выключатели для защиты всех элементов системы от перегрузок и токов короткого замыкания, а также силовые исполнительные устройства (СИУ-4,СИУ-1). В системах используется только качественное и надежное электроустановочное оборудование ведущих европейских фирм, наилучшим образом зарекомендовавшее себя при монтаже и эксплуатации. Управляется система температурным контроллером при помощи температурных датчиков и управляемых розеток. Монтаж системы управления производится телефонным кабелем протяженностью до 100 метров.
.2 Освещение
В интеллектуальной системе «Умный Дом» Вы можете управлять светом нажатием одной клавиши. С помощью одного пульта вы сможете настроить лампы, люстры, светильники так, как вам нравится. Если Вы решили пригласить гостей и создать им уютную световую атмосферу, то система «Умный Дом» придет вам на помощь, Вы можете одним движением руки менять световую гамму в помещении. Датчики движения обеспечивают автоматическое переключение света, когда вы к ним приближаетесь. Для обеспечения комфорта и уюта в Вашем доме каждая комната, холл, зал должны быть хорошо освещены. Без интеллектуальной системы «Умный Дом» для этого потребуется установка большого количества различных световых приборов с запутанной сетью выключателей.
Система избавит Вас от необходимости устанавливать множество выключателей, Вам представится возможность заменить их компактными сенсорными. Так с одного стандартного шести сенсорного выключателя можно управлять двенадцатью световыми группами. Вы сможете, как плавно регулировать их яркость, так просто включить их или выключить. С помощью сенсорных выключателей или панелей Вы легко сможете создавать различные световые сцены, что, несомненно, добавит уюта и комфорта Вашему дому, например, сцену «Вечер», при которой одна группа световых приборов включится на определенную яркость, другая группа выключится, шторы закроются, а система климат контроля перейдет в комфортный режим. В ночное время свет в коридорах и прихожих будет включаться на часть яркости автоматически при появлении движения. Вам не придется искать выключатель в темноте. Также системой освещения можно управлять дистанционно с пульта, ноутбука или мобильного телефона. Вы подъезжаете к дому ночью, а он встретит Вас с включенным освещением фасада, подсветкой ландшафта и дорожек.
Управление освещением – одна из самых важных задач в доме. Благодаря интеллектуальному программированию можно сэкономить электроэнергию и срок эксплуатации ламп. Отпадает необходимость искать выключатели света в темноте, а так же выключать свет при выходе из комнаты. Интеллектуальная система выключит свет, только после того как вы уснете и включит мягкую подсветку, если вы проснетесь ночью, чтобы не раздражать глаза ярким светом. А утром система решит, какое освещение нужно в доме в зависимости от погоды на улице.
Систему автоматизированного управления освещением можно настроить таким образом, что она будет определять, в какой части комнаты находится человек и подсвечивать именно ее. В загородном коттедже система может включать вечернюю подсветку двора и декоративную подсветку фасада здания. Она встречает вас или ваш автомобиль в вечернее время включенным светом во дворе и гараже.
Но управление освещением приносит не только комфорт. Умный дом может самостоятельно включать по вечерам свет в квартире, имитируя присутствие людей. Благодаря этому, имущество будет находиться под двойной защитой во время Вашего отпуска или длительного отсутствия.
.3 Система климат-контроль
Такая система климат-контроля работает на основании заложенных в нее алгоритмов, позволяющих поддерживать установленные параметры воздушной среди и различных климатических зон в помещениях при минимальных затратах энергоресурсов.
Рассматриваемая система позволяет обеспечивать выполнение различных операций. С ее помощью производится нагрев или охлаждение. При этом исключается одновременная работа кондиционера и системы отопления. Исключением здесь может быть наличие теплого пола, поддерживающего установленную температуру в нижней части кондиционируемого помещения.
Такая система обеспечивает снижение температуры в ночное время в безлюдных помещениях и спальнях, что позволяет создать комфортные условия для сна, а также экономить энергоресурсы. Кроме того, она дает возможность минимизировать работу аппаратуры и оборудования во время отсутствия хозяев с помощью использования режимов работы «дневное отсутствие» и «отпуск». При включении второго режима производится полное отключение системы кондиционирования и вентиляции, а отопительная система выводится на минимальный уровень мощности. Перед возвращением домой можно заблаговременно установить в помещениях комфортный климатический режим путем активации системы климат-контроля по телефону или через интернет.
Система управления климатом в помещении дает возможность корректировать уровень температуры, влажности, величину притока свежего воздуха индивидуально для каждого помещения, управлять работой системы фильтрации воздуха, создавать индивидуальную климатическую систему для каждого члена семьи, погоду в доме (например, в комнате проживания детей отсутствие сквозняков при постоянно свежем воздухе). В тоже время система климат-контроля, несмотря на выполнение большого количества функций, обеспечивает экономию финансовых средств и разрешает проблему энергосбережения. Например, систему можно настроить таким образом, что в выходные дни и нерабочее время подача тепла в помещения сокращалась или отключалась совсем. Такой режим работы особенно актуален для использования в загородных коттеджах с применением в них автономных систем отопления. Указанная система позволяет дистанционно включать котел отопления или переключать его в режим экономии. С целью более эффективной и рациональной организации жизнедеятельности офисов возможно установления контроля над состоянием коммуникаций теплоснабжения, электроснабжения, водоснабжения, создание наиболее комфортных условий работы для работников компании.
Система климат-контроля «умного дома» исключит возможность порчи коллекции картин, книг или вин путем создания наиболее благоприятных условий для их хранения.
Для обеспечения корректировки параметров работы системы применяются различные датчики, которые фиксируют текущие показатели микроклимата в помещениях дома, а также средства для управления в виде переключателей и панелей. При их использовании система способна управлять качеством воздуха (температурой, влажностью, озонированием) в соответствии со временем года и суток, режимом проветривания с использованием автоматической системы открывания окон, изменять режим роботы радиаторов отопления и теплых полов, автоматически поддерживать температуру и влажность в специальных помещениях, а также аварийно останавливать систему отопления.
Таким образом, система климат-контроля «умного дома» позволяет создать здоровый и комфортный микроклимат для уютного проживания в доме
.4 Контроль проникновения
Постановка и снятие квартиры с охраны производятся с помощью кодовой панели, размещенной в тамбуре. При открытии входной двери у человека есть 30 секунд на ввод правильного кода. Если же код не будет введен умный дом включит сирены и отправит СМС сообщения на несколько телефонных номеров.
Датчики движения, расположенные на кухне, спальне и гостиной позволят обнаружить проникновение через окна.
Рисунок 4.2 – Схема применения датчиков движения в квартире
интеллектуальная система умный дом
При выходе из квартиры достаточно ввести код на охранной панели и умный дом не только включит сигнализацию, но и отключит освещение, переведет систему отопления в режим энергосбережения.
.5 Контроль протечки воды
Прорыв труб водоснабжения является очень неприятным событием в связи с порчей не только своего, но и соседского имущества. Обнаружить и предотвратить протечку воды так же поможет умный дом. Контролируемыми зонами являются санузлы и кухня, т.е. те помещения, где проходят трубы водоснабжения.
Прорыв трубы или перелив воды через края раковины фиксируется с помощью специальных датчиков. В случае протечки умный дом перекроит доступ воды в квартиру и отправит СМС сообщения на заданные телефоны.
Рисунок 4.3 – Схема применения датчиков утечки воды
Заключение
Для того чтобы спрогнозировать направление развития технологии, проанализируем доступные нам факты. Концепция «умного дома» интересна и перспективна. На данный момент большое количество компаний, в том числе в России, предлагают услуги по созданию таких чудо-домов. Сама технология реализуется дешево (беспроводно или с использованием существующих силовых кабелей), а вот настройка такой системы, особенно если она управляется программно с компьютера, – вещь достаточно сложная для обывателя, как и любые новые технологии, к которым люди долго привыкают, и обойдется не так уж и дешево ее владельцам. Кроме того, наличие ряда таких решений необходимо учитывать при разработке дизайна помещений. Идеальное место применения таких технологий – частные дома и коттеджи, а также крупные офисы. В принципе, учитывая, что владельцы загородных домов тратят большие деньги на их содержание, стоимость такого решения будет относительно небольшой.
В умном доме вся электроника и бытовая техника – от климатических систем до телевизоров – управляется чрезвычайно сложными компьютерными системами. «Умный дом» включает свет и музыку, когда гости и близкие входят в дом и перемещаются по многочисленным комнатам. При этом световое и музыкальное сопровождение по мере передвижения посетителя по «умным» апартаментам меняется согласно пожеланиям хозяина, которые сохранены в настройках. Человеку не нужно задавать температурный режим в помещениях или настраивать освещение – установленная «интеллектуальная» система по состоянию хозяина распознает, какая температура и освещение необходимы ему в данный момент для полного комфорта. Для обеспечения удобства в квартире могут использоваться разнообразные технологии, начиная от самодельных устройств и заканчивая высокоинтеллектуальными компьютерными АСУ.
Список использованных источников
1. М.Э. Сопер. Практические советы и решения по созданию « Умного дома » / Сопер М. Э. – М.: НТ Пресс, 2007. – 432 с.
. Е.А. Тесля. «Умный дом» своими руками. Строим интеллектуальную цифровую систему в своей квартире / Тесля Е.А. – Санкт Петербург, 2008. – 224с.
. В.Н. Харке «Умный дом. Объединение в сеть бытовой техники и систем коммуникаций в жилищном строительстве» / Харке В.Н. – М.: Техносфера, 2006. – 292с.
. Т. Р. Элсенпитер, Дж. Велт. «Умный Дом строим сами» / Элсенпитер Т. Р., Велт Дж / КУДИЦ-ОБРАЗ. 2005. – 384с.
. В.Н. Гололобов. «Умный дом» своими руками. / Гололобов В.Н. – М.: НТ Пресс, 2007. – 416 с.
. http://www.engineer-oht.ru
Про «умные дома» мы узнали не так уж давно, хотя в произведениях писателей-фантастов что-то подобное было описано много лет назад. Человек приходил в дом, который, казалось, только и ждал возвращения хозяина. Включались нужные приборы, на плите готовился обед, после которого вся посуда автоматически мылась. Герои этих произведений не занимались стиркой, уборкой, не возились с сантехникой, все это делалось автоматически. Такая жизнь была комфортной, приятной и удобной, ведь человек мог тратить свое время на более интересные и важные дела, не отвлекаясь на бытовые проблемы.
В наше время эта идея нашла свое воплощение в создании системы «Умный Дом». Главной целью ее является сделать жизнь человека наиболее комфортной, экономичной и безопасной. Эта система берет на себя управление всеми инженерными сетями в доме, следит за отоплением, освещением, включает и выключает приборы, в случае необходимости устраняет недостатки.
В «умном доме» не может случиться пожара, ведь система вовремя заметит источник опасности и ликвидирует его. Здесь не будет работать отопление в теплую погоду, температура в помещении всегда будет оптимальной для живущих там людей. Утечка газа или воды тоже будет немедленно остановлена умной автоматикой. Все это не только удобно и безопасно, но и позволяет экономить природные ресурсы.
Некоторые идеи для «умного дома» уже сейчас используются повсеместно. Например, системы автоматического освещения установлены во многих подъездах. Это позволяет жильцам не блуждать в темноте и при этом не жечь свет напрасно, ведь освещение включается, когда человек заходит и выключается, когда он выходит.
Возможности же «умного дома» в вопросах освещения гораздо больше. Он может открывать жалюзи или шторы днем и закрывать их вечером, регулировать яркость в зависимости от обстановки. Он даже может сделать свет ламп цветным, если этого пожелает хозяин.
Также владельцы таких домов могут существенно экономить на отоплении, так как система учитывает время года, погоду на улице, влажность и другие факторы, влияющие на температуру в помещении.
4.Исследование
•
•
•
•
•
•
Я ознакомилась с соответствующими сайтами Интернета, из которых подробнее узнала о том, что же
входит в понятие “умный дом”. Поскольку это очень интересный для меня вопрос,
обратилась за разъяснением к папе. Оказалось, что это система автоматизации домов,
офисов, квартир, включающая в себя следующие компоненты:
управление светом;
установка различных датчиков присутствия, движения, освещенности и др.;
управление жалюзи и рольставнями;
управление вентиляцией и кондиционированием;
управление климатом и отоплением;
системы multiroom (распределение аудио, видеосигналов различных источников в
разные помещения);
управление охранной и пожарной системами дома (в том числе с оповещением о
происходящем по любому каналу связи);
управление другими устройствами, которые можно подключить к общей системе;
возможность централизованного управления “Умным домом” через компьютер,
Интернет, посредством пульта, мобильного телефона.
•
•
•
Система “Умный дом” проектируется и собирается индивидуально для каждого
потребителя. Это делают профессионалы. Самостоятельно такую систему в доме
сделать практически невозможно. Некоторые из перечисленных выше систем можно не
устанавливать или, наоборот, добавить новые.
?МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ БИЗНЕСА
Реферат по информатике
На тему: «Умный дом»
Выполнила:
Студентка 1 курсаГруппы ФБЭ-45
Сапогова Анастасия Дмитриевна
Проверила:
г.Новосибирск, 2014
Оглавление
Система «Умный дом» предназначена для автоматизации рутинных процессов жизнеобеспечения коттеджа, дачи, квартиры или офиса.
Например, таких как: поддержание заданной температуры впомещениях, автоматическое освещение и вентиляция, контроль и устранение протечек водопровода и многое другое.
При этом управление становится централизованным, что упрощает контроль и задание режимов работы всех систем.
Кроме того есть возможность контроля и управления «Умным домом», дистанционно, через SMS сообщения с мобильного телефона, либо через сеть Интернет с помощью компьютера, планшета или смартфона.Система представляет собой готовый комплект оборудования, установленного в щитке.
Для подключения необходимо все лишь:
1. Подвести электропитание;
2. Для управления климатом: вывести выносные температурные датчики;
3. Подключить электрооборудование к системе;
4. Для удаленного доступа: произвести подключение к Wi-Fi роутеру.
Технологии “умного дома”
На сегодняшнийдень технологии позволяют строить домашнюю автоматизацию покомпонентно, выбирая только те функции умного дома, которые действительно нужны. Модульная структура позволяет создавать системы не высокой стоимости. Сегодня в России можно встретить массу разновидностей систем «умного дома».
X10. Эта технология появилась еще в середине 80-х годов и стала первой системой простой домашнейавтоматизации, когда при нажатии на кнопку происходит не одно, а сразу несколько параллельных действий. Управляющие устройства, собранные в систему X10, общаются между собой, используя обычную электропроводку, по которой пересылаются информационные сигналы. Настройка системы происходит по принципу «делай как я». Ты нажимаешь на выключатель, держишь его пару секунд, и он входит в режим обучения. Затем ты зажигаешь нескольколампочек, и выключатель это запоминает. В дальнейшем он будет проделывать такую процедуру самостоятельно. Сейчас X10 – самая дешевая система на рынке. Подобные решения предлагает Legrand в своей линейке InOne. Однако электросеть не самый лучший проводник информации (особенно в нашей стране), из-за чего технология становится ненадежной.
AMX и Crestron — американские централизованные системы.Все функции обработки информации сосредоточены в одном блоке — мощном центральном компьютере, работающем на своей собственной операционной системе. Этот компьютер принимает сигналы со всех датчиков и выключателей и пересылает их дальше — на приборы управления. По сути они являются разновидностями локальной компьютерной сети — проводной или беспроводной. Централизованные системы предоставляютвладельцу поистине богатые возможности, и, естественно, они более надежны, чем X10. Однако и с ними порой случаются досадные неприятности: выход из строя центрального компьютера — а работать ему приходится круглые сутки, семь дней в неделю — в данном случае будет означать блокировку всех механизмов. К тому же стоимость такой системы нередко приравнивается к среднестатистическому гонорару голливудской звезды.KNX/EIB, C-Bus и HDL-BUS Pro представляют собой так называемые распределенные системы «умного дома» с открытым протоколом. Управление осуществляется не одним центральным компьютером, а целой сетью периферийных контроллеров, каждый из которых является обучаемым и программируемым устройством. Контроллеры присутствуют во всех звеньях сети — выключателях,…
Современное жилище человека сильно отличается от того, в котором жили, допустим, полвека назад. Хотя изменения произошли на глазах одного поколения, тем не менее, молодежь не может представить себе, как их родители обходились без целого ряда всевозможных электронных устройств в квартире или доме.Если проанализировать популярные научно-познавательные журналы со статьями экспертов то можно выделить тенденции будущего в части умного дома. Что же в нем, скорее всего, будет? ДВЕРЬ
Она станет открываться и закрываться по голосу. Как известно, голос сугубо индивидуален и подделать его по частотному спектру невозможно. Голос – как рисунок на пальцах, который тоже индивидуален. В электронном анализаторе будет записан спектр голоса всех членов семьи. ДИЗАЙН КВАРТИРЫ
По заданной программе можно будет полностью менять дизайн квартиры. Пол, стены, потолок будут менять свой цвет на любой с кучей оттенков. Материалы-хамелеоны уже производятся. Их прозрачность и наполнение цветными красками станет регулировать компьютер по гамме цветов, которые вы ему зададите, касаясь монитора пальцами. Метод уже известен и широко используется в сенсорном управлении программами. Смартфон получит (и уже получает в некоторых моделях) функции удаленного управления бытовыми устройствами. Находясь на работе, на пикнике за городом или в командировке, вы к своему возвращению домой можете создать какой угодно дизайн в квартире и с любым микроклиматом.
Специалисты-эксперты полагают, что приблизительно к 2025 году человек при помощи электронных устройств сможет создавать полную иллюзию подводного дома: стены, пол и потолок станут представлять собой мониторы, на которых в реальном времени станет показываться жизнь в море. Своего рода как бы индивидуальный океанариум. Одним мысленным приказом можно будет изменить ситуацию на мониторах. Скажем, на полет в космосе. Или на присутствие на Марсе. Все это вполне достижимо. КОММУНИКАЦИИ
Отоплением, освещением и другими коммуникациями, а также всей техникой в доме можно будет управлять со смартфона. Умный дом изучит,например, что по вторникам вы возвращаетесь в семь, и прибавит температуру в батареях к вашему приходу. КУХНЯ
Вряд ли у каждой хозяйки вскоре будет роботизированный помощник, но подход к приготовлению пищи и хранению продуктов точно изменится. В 2015 году был представлен проект кухонного стола, который будет распознавать продукты, сообщать их калорийность и предлагать рецепты на их основе. Под гладкой столешницей — специальные индукционные катушки, здесь же можно приготовить нужное блюдо.
Реализация такого проекта не за горами. А уже сейчас на рынке есть интеллектуальные духовые шкафы с функцией отложенного старта и видеокамерами. Вы можете наблюдать с экрана телефона, как поджаривается курица к ужину, пока вы едете домой.
В целом, кухня будет компактнее и умнее. Кухонные 3-д принтеры с покупными картриджами съедобных паст и порошков будут обычной встраиваемой опцией в оборудование кухонь. Будет реализован проект модульной кухни, где полки будут выполнять одновременно роль холодильника, плиты и кондиционера. Холодильник будет следить за вашим питанием. Электронные метки подскажут ему, какие продукты испортились, а какие вот-вот закончатся. Каждые два-три дня вы будете получать на смартфон актуальный список покупок. ВАННАЯ
Известный футуролог Ян Пирсон (Ian Pearson) считает, что через 10–20 лет в ванной комнате будет больше сенсоров и датчиков, чем сейчас в некоторых лабораториях.Встав на коврик перед туалетным столиком, человек сможет узнать свой вес, температуру тела, частоту сердечного ритма и другие параметры. Умное зеркало не только расскажет о состоянии здоровья, но и даст рекомендации по уходу за собой.
Всё больше внимания будет уделяться энергосбережению и экологии. Сейчас есть устройства, помогающие контролировать расход воды и энергии в ванной комнате. В будущем эти процессы будут автоматизированы. Вы сможете стоять под душем, а система подаст ровно столько воды, сколько необходимо, чтобы помыться, и именно такой температуры, которая вам комфортна. При этом вода не будет уходить по канализационным трубам. Перед человечеством стоит важная задача — научиться очищать и использовать воду повторно.
Некоторые унитазы, особенно японские, уже сейчас похожи на космические корабли. В доме будущего туалет станет не просто местом для уединения. Это будет ваш личный «филиал поликлиники». Унитаз предупредит об опасности, если найдёт в анализах что-то лишнее. ЖИЛЫЕ КОМНАТЫ
Жилое пространство будет больше похоже на виртуальный цифровой портал. В нем можно будет смоделировать общение как родственниками и гостями находящимися далеко от дома, так и с цифровыми двойниками своих умерших родственников благодаря технологии цифрового бессмертия. Во время больших семейных праздников можно будет заказать голографический концерт оцифрованных эстрадных звезд, которые в полномасштабном изображении появятся прямо в вашей гостиной во время вечеринки, станцуют и споют в режиме онлайн.
Забудьте о громоздких креслах и массивных шкафах. Вся мебель в квартирах будет лёгкой, компактной и многофункциональной. искусственный интеллект умного дома подберёт вам нужное освещение и включит любимый фильм. Он также позаботится о качестве вашего сна, когда вы отправитесь в спальную. Включит кондиционер, чтобы проветрить помещение, плотно зашторит окна. На смену устаревшим «дедовским» кроватям придут программируемые капсулы-модули для сна.
Окна в домах будущего не только не исчезнут — их станет больше. Они будут пропускать много солнечного света, максимально естественно передавать цвета и приобретут дополнительные функции, например, индикатор сведений о погоде. Прозрачностью окон в доме можно будет управлять, используя программу освещения «день-ночь», без использования занавесок или жалюзи.
Все это будет. И это будущее уже на подходе.
Система умный дом приобретает все большую популярность среди людей. Данная система позволяет не только экономить время человека, но и обеспечивает надежность и безопасность дома и квартиры во время отсутствия людей в помещении. Система может самостоятельно вызывать пожарную службу, охранную службу, а так же записывать на видеокамеры все перемещения не только в доме, но и по периметру территории. Система Умный Дом это мозговой центр любого дома, предприятия, офиса и квартиры. Автоматизация дома создает неповторимый комфорт и уют, не говоря уже о повышенной безопасности.
Возможности и функции системы Умный Дом:
• Во время отсутствия хозяев, система увеличивает экономию всех приборов дома, поддерживает определенную температуру в помещении. Самостоятельно устранит протечку газа или воды, так же вызовет пожарную службу и охранную службу. При необходимости предоставит возможность посещать определенные места квартиры или дома детям или друзьям во время отсутствия хозяев дома. Контролирует расход воды на отопление, и поддерживает необходимый уровень кислорода.
• Когда хозяева дома, автоматически проветрит все сан\узлы, будет следить за уровнем наполнения воды в ванне, предоставит весь список телепередач, регулирует температуру в доме, включит или выключит музыку, телевиденье, покажет, кто пришел в гости. Почистит бассейн, а так же закроет его при плохой погоде.
Система умный дом помогает максимально экономить время дома, экономит электроэнергию на освещении, самостоятельно включает и выключает уличный свет, в зависимости от времени суток, а так же по необходимости. Фиксирует любое появление посторонних предметов на территории, будь то человек, кошка или птица.
Регулирует уровень громкости и качество мультимедийной системы. При присутствии системы Умный Дом не надо переживать, что дети полезут в розетку или ошпарятся кипятком. Система автоматически отключает подачу электроэнергии во всех уязвимых и возможных местах. Так же Умный Дом позволяет фиксировать все события, которые происходят вокруг дома.
Существенная экономия электроэнергии, которая достигает до 45% в месяц, а так же на отоплении экономия составляет порядка 35%. Так же контролируется абсолютно любой уголок дома. При нажатии на простой выключатель, человек, при выборе, может включить свет, открыть дверь, входные ворота, гардероб или гараж, на выбор.
Система Умный дом это новейшие технологии, о которых долго мечтало человечество, чтобы все автоматизировать и заниматься именно тем видом деятельности, который привлекателен, не отвлекаясь на бытовые дела. Единственное что не умеет делать система Умный Дом, так это летать.
На текущий момент имеется множество технологии управления электропитанием. Самая, простая, популярная и недорогая в реализации, это 1-wire от компании Maxim/Dallas. Технология 1-wire далеко не нова и известна уже около 10 лет. 1-wire широко применяется как в быту, так и в промышленных системах.
Преимущества 1-wire:
.Простая и понятная архитектура сети;
.Низкие требования к кабелям;
.Большая протяженность линии;
.Низкая стоимость и простота компонентов;
.Открытый протокол и доступное ПО для программирования;
.Возможность в определенных ситуациях обходиться без питания.
Недостатки:
.Низкая скорость передачи данных;
.Обязательное наличие мастера, ведущего сети.
Устройства обмена данными это пассивные элементы цепи. Компоненты 1-wire не могут без специального запроса посылать в сеть данные. 1-wire устройства не могут общаться друг с другом без «активного» ведущего. Элементы сети являются всегда ведомыми. Мастер в сети 1-wire только один. Он инициирует, контролирует и управляет работой сети и подключенных к сети устройств. В зависимости от используемого программного обеспечения, мастер 1-wire линии может по-разному работать со своими подопечными, но только он в конечном итоге может опросить состояние конкретного элемента, а также послать запроса на получение от этого элемента какой-либо информации. Например, если необходимо в режиме реального времени выводить значение температуры с множества датчиков, то мастер сети в цикле будет по очереди опрашивать эти датчики. Отвечать мастеру по сети может только одно устройство. В качестве мастера может выступать МК (микроконтроллер), который может при соответствующем ПО напрямую включаться в сеть 1-wire к одному из своих портов ввода-вывода. Мастером может выступать также ПК (персональный компьютер), использующий специальные элементы сопряжения, позволяющие соединять 1-wire с COM-портом или USB-портом компьютера, такие как DS9097 или DS9490.
Технология Ethernet
– очень распространенный стандарт. Он очень хорошо документирован. Существует огромное количество контроллеров, микропроцессоров, отдельных чипов, готовых устройств со встроенным Ethernet. Порт Ethernet интегрируется в бытовую технику, телевизоры, плееры, ресиверы, не говоря уже о компьютерах. Минимальная скорость передачи данных составляет 10/100 Мбит/с, что более чем достаточно для любых задач домашней автоматизации. Технология Ethernet обладает хорошей помехозащищенностью и надежностью при немалой для дома длине сегментов. В технологию заложены все необходимые механизмы разрешения “коллизий”, контроля целостности передачи данных. Устройства для “умной” организации сети (коммутаторы, маршрутизаторы) продаются в любом магазине практически за копейки. Фактически Ethernet сейчас является если и не главным, то одним из основных стандартов для организации высокоскоростного обмена информации между различными устройствами как дома, так и в офисе. Кроме этого, меня в технологии Ethernet интересовал не только и не столько физический уровень модели данных, сколько сетевой и транспортный. Не секрет, что Ethernet чаще всего используют вместе с протоколами TCP/IP.
Умный Дом – это набор простых устройств, поддерживающих TCP/IP, SNMP, SMTP и Web-интерфейс на базе протокола HTTP, доступных для управления, программирования и контроля с любого стандартного клиента (компьютера, планшетного ПК, нетбука, коммуникатора, телефона) как по локальной сети, так и через Интернет, 3G/GPRS, Wi-Fi и т.д. При этом управлять устройствами можно как напрямую, так и посредством специального контроллера (сервера), который бы мог сделать такое управление более комфортным, включая продвинутые возможности Web-интерфейса (Ajax, Flash). Это очень важный момент, так как в Ethernet нет обязательного мастера сети и все устройства могут общаться друг с другом напрямую и остаются доступными для управления в случае каких-то неполадок с основным контроллером.
Многие крупнейшие в мире компании, предлагающие системы домашней автоматизации, постепенно переводят линейки своих продуктов на технологии Ethernet и TCP/IP, так как это удобно, быстро, относительно дешево и просто. Кроме того, розетки, разъемы, кабели UTP/STP/FTP, стойки, аксессуары, коробы, инструмент – все это доступно в любой точке мира, что позволяет недорого и быстро разворачивать системы какой угодно сложности.
Топологией современных сетей на базе Ethernet является звезда. Это означает, что необходимо к каждому устройству вести свой кабель. В этом есть определенный недостаток, так как в доме с уже готовой отделкой такая автоматизация выглядит затруднительной.
Технология X-10
X10 – это международный открытый индустриальный стандарт Недостатки:
.Протокол X10 очень медленный. Около 3/4 секунды занимает передача адреса устройства и команды. Это может быть незаметным при использовании настольного контроллера, но может стать ощутимым при использовании двусторонней связи или при управлении через интеллектуальный контроллер (например, подключённый к компьютеру), особенно при использовании какого-либо сценария для управления несколькими устройствами.
2.В сети X10 может передаваться только одна команда в конкретный момент времени. Если в одно и то же время будет вестись передача двух и более команд, это вызовет коллизии Реализация системы «Умный дом». Умный дом на базе ПК
Важным элементом системы является центральный блок управления. Компьютер обеспечивает универсальность, гибкость, расширяемость, простоту в использовании. С помощью компьютера можно решать огромное количество совершенно различных задач в рамках одной системы. Большое количество доступного программного обеспечения, библиотек, Фреймворков, позволяют наделить систему обширнейшей функциональностью. В компьютере есть практически все для аппаратного и программного объединения различных элементов в единую систему. Современное движение производителей оборудования к использованию широко распространенных протоколов и стандартов (RS232, USB, Ethernet, TCP/IP, Wi-Fi), принятых в компьютерном мире, значительно облегчает интеграцию блоков и создание системы Умного Дома. Умный Дом нужно понимать не только как управление коммуникациями, климатом и оборудованием, сколько средой для обмена и трансформации данных, медиа-сервером, контент-сервером, чем-то таким, что не только помогает экономить энергоресурсы и повысить комфорт, но и средством развлечения и общения, позволяющим качественно изменить уровень жизни. Создание на базе ПК Умного Дома из программно-аппаратных средств, оснащенных Web-интерфейсом 2.Централизация:
Все элементы системы подчиняются главному управляющему элементу (контроллеру, компьютеру, серверу (рис 2)). Все события стекаются в единый центр, и только главный компьютер принимает решение что делать, что включить, а что выключить. Такой подход является наиболее перспективным с точки зрения реализации интеллектуальных алгоритмов, а также позволяет программировать систему централизованно. И чем большими ресурсами обладает компьютер, чем он мощнее, тем больше потенциал у системы. Такой Умный Дом способен не только управлять инженерными системами, безопасностью, освещением, но и взять на себя многие ресурсоемкие мультимедийные задачи, видеонаблюдение, распознавание речи, образов и многое другое. В прошлом в качестве главного элемента, как правило, выступал какой-либо маломощный контроллер, но сегодняшние реалии все чаще заставляют применять более производительное оборудования. Сегодня в качестве такого “умного” контроллера скорее используют компьютер, сервер. Именно он позволяет создавать красивые, функциональные и удобные Web-интерфейсы 1.Распространенность;
Для работы с любой специализированной шиной необходим адаптер, преобразователь. Вы не сможете работать с 1-wire без, например, преобразователя USB-1wire (DS9490R). MegaD-328 просто подключается обычным сетевым кабелем, доступном в любом магазине, к серверу, к компьютеру или в локальную сеть и с ним можно работать (управлять, настраивать) сразу без какого-либо дополнительного оборудования или манипуляций.
2.Надежность;
Стандарт Ethernet десятилетиями зарекомендовал себя как очень надежная среда для передачи данных. Низкая чувствительность к помехам, встроенный механизм борьбы с коллизиями. Недостаток любой шины заключается в том, что при ее повреждении, все элементы, находящиеся за повреждением, перестают работать. В случае Ethernet 10/100Base-T топология сети представляет собой звезду. И если в одном из лучей возникают проблемы, это никак не сказывается на работе остальной части сети.
3.Скорость;
Большинство шин работают на скорости в несколько десятков или сотен килобит. MegaD-328 работает на скорости в 10Мбит/с, что позволяет добиться моментальной реакции системы на любые события. При нажатии на выключатель, свет зажигается так, как будто бы выключатель подключен непосредственно к лампе, а не к контроллеру, который успевает сообщить о нажатии на сервер и получить в ответ указания центральной управляющей системы.
4.Отказ от схемы мастер-слейв и использование протокола TCP/IP;
Но самой важной особенностью построения Умного Дома на технологии Ethernet является возможность применения отработанных сетевых протоколов, позволяющих строить абсолютно любые по своей гибкости системы управления. В технологии 1-wire, как и в большинстве других, применяется подход “мастер-слейв”(рис 6).
Есть один ведущий (мастер) и множество подчиненных, ведомых элементов (слейвов). Подчиненный может послать сообщение в сеть ТОЛЬКО по запросу от мастера. Самостоятельно, без запроса ни один ведомый элемент ничего в сеть “сказать” не может. А теперь представим, что в нашей сети десятки, а то и сотни элементов. Некоторые элементы, такие как выключатели, датчики движения, всевозможные считыватели требуют моментальной реакции системы. Для реализации этой задачи мастер обязан опрашивать элементы системы очень часто – несколько раз в секунду! Этот процесс называется “поллингом” и создает приличную нагрузку и на шину, которая и без того, не является быстрой. Для решения этой проблемы придумывают всевозможные алгоритмы типа “Conditional Search ROM” (в 1-wire), разделение шины на несколько (для медленных датчиков одна, для поллинга, другая, для исполнительных третья).
Но с MegaD-328 такой проблемы нет, так как контроллер сам способен сообщить серверу или других сетевым устройствам о нажатой кнопки без какого-либо запроса.
В качестве сетевого и транспортного протокола в MegaD-328 используется TCP/IP, а это открывает огромные возможности. Во-первых, все современные устройства поддерживают TCP/IP и не требуется никакого дополнительного ПО для работы с контроллером. Во-вторых, применение TCP/IP позволяет маршрутизировать, выделять, выставлять приоритеты и делать любые операции сообщениями между MegaD-328 и пользователем. Вместо постоянного поллинга, контроллер не только может сам сообщить о срабатывании входа, но и послать управляющий сигнал другому MegaD-328. Несколько таких устройств могут общаться друг с другом и без сервера! Это крайне важно в системах безопасности. К примеру, датчик протечки у нас подключен к одному модулю, а клапан или кран с сервоприводом к другому. Случилась аварийная ситуация и сервер не отвечает и тогда MegaD-328, к которому подключен датчик протечки, сам отправляет по сети команду управления на перекрытие воды(рис 7). Ничего подобного с традиционной шиной и схемой мастер-слейв не получится.
5.Протокол HTTP и Web-интерфейс;
MegaD-328 работает со стандартном Ethernet по протоколом TCP/IP на сетевом и транспортном уровне. В Умного Дома все данные передаются по протоколу прикладного уровня HTTP. Это тот самый протокол, который обеспечивает работу всемирной паутины. Такой подход позволяет управлять контроллером MegaD-328 через обычный браузер. Для того, чтобы управлять MegaD-328 с сервера не требуется никакого специфического ПО, достаточно самых распространенных программ curl, wget и прочее. Практически во всех языках программирования, если необходимо создавать собственное ПО, есть поддержка протоколов TCP/IP и HTTP. Сообщения от MegaD-328 также передаются по протоколу HTTP. Это позволяет установить на сервер (на Windows, Unix или любой другой) Web-сервер, например Apache и обрабатывать сообщения от контроллеров любым удобным языком программирования: PHP, ASP, Perl и т.д.
Сравнительный анализ
При рассмотрении двух систем «Умного дома» на базе ПК и на базе контроллера, было выявлено ряд отличий этих систем друг от друга.
На базе ПК важным элементом является центральный блок управления. С помощью ПК можно решить множество различных задач в рамках одной системы. И. благодаря программному обеспечению, библиотекам, Фреймворкам, система является многофункциональной.
Безусловно, возможности такой системы определяются программой, однако, в большинстве случаев достаточно обеспечить:
Контроль состояния входных цепей, в качестве которых могут выступать шлейфы сигнализации, датчики системы «Умный дом» (протечки воды, температуры, освещенности и т.п.);
Управление различными исполнительными устройствами, в зависимости от состояния упомянутых цепей, а также по заранее заданному расписанию и дистанционно;
Контроль за состоянием устройств «Умного дома» с возможностью передачи соответствующей информации владельцу системы.
На базе контроллера были рассмотрены два способа работы системы: централизация и децентрализация.
При децентрализации все элементы работают сами по себе, и поломка одного элемента не способствует выходу из строя всех элементов. Они обмениваются информацией и посылают друг другу команды, поэтому на этой базе нет единого центра.
При централизации же, элементы подчиняются главному управляющему элементу (контроллер, компьютер, сервер), соединяясь воедино в центре и главный компьютер решает, что ему делать с элементами. Поэтому при таком подходе «Умный дом» способен решать ресурсоемкие мультимедийные задачи, видеонаблюдение и др. Но при сбое сервера перестает работать вся система.
Плюсы данной системы:
. Централизованное расположение интеллектуального оборудования в одном или нескольких щитах (поэтажно, поквартирно);
. Высокие интеллектуальные возможности даже самого простого контроллера, вплоть до использования контроллера Embedded PC, являющегося настоящим промышленным ПК;
. Возможность использовать для задач Умного Дома дешёвое оборудование с простыми интерфейсами (например, простой выключатель с интерфейсом «сухой контакт»);
. Возможность использовать любое сложное оборудование с любыми открытыми интерфейсами (LON, EIB (KNX), RS232, RS485, и т.д.).
Минусы данной системы:
. Централизованное интеллектуальное оборудование: при выходе из строя процессора или программы работы процессора вся подсистема обслуживаемая контроллером парализуется;
. Высокая стоимость контроллера делает невыгодным его использование для простых задач (например, управление с пяти выключателей пятью группами света).
Поэтому из выше сказанного следует, что целесообразнее использовать систему на базе ПК.
Заключение
В данной работе были раскрыты все задачи, которые ставились перед нами.
Так же в наши задачи входило проведение сравнительного анализа систем «Умный дом» с целью выявления достоинств и недостатков той или иной системы.
Этот анализ показал, что перспективным является система на базе ПК, потому что Умный дом может управлять не только коммуникацией, климатом и оборудованием, но и средой для обмена и трансформацией данных, медиа-сервером, контент-сервером. И при наличии Web-интерфейса система на базе ПК является перспективным и интересным решением, по сравнению с системой на базе контроллера.
Но самому разработчику-пользователю решать, какую систему ему использовать, потому что любая система имеет свои достоинства и недостатки.
Список литературы
1.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.www.intelkey.ru (центральный пылесос)
.www.elite-systems.ru (связь и АТС)
.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>.#”justify”>Приложения
Приложение 1
Рис. 1. Схема децентрализованной системы Умного Дома без управляющего контроллера
Рис. 2. Схема централизованной системы Умного Дома с главным компьютером
Рис. 3. Схема использования MegaD-328 без сервера. Управление автоматически и через встроенный Web-интерфейс
Эти настройки определяются хозяином, исходя из возможных жизненных ситуаций, и программируются на стадии установки Системы.
При работе системы Умный Дом хозяин может оперативно изменить параметры работы всех устройств с помощью любого пульта управления.
Установите режим «Ночь», и Система отключит основное освещение в местах общего пользования, включит ночную подсветку, отключит или переведет в экономный режим работы неиспользуемых потребителей электроэнергии (телевизоры, теплые полы, кондиционеры), включит режим охраны периметра квартиры или дома. Тем самым обеспечивается экономный и безопасный режим работы оборудования. Об аварийных ситуациях система оповестит хозяина через встроенные акустические системы.
Или установите режим «Гости», и система обеспечит наилучшую освещенность и комфортные климатические условия в гостевых помещениях, звуковое и видео сопровождение, изменение световых сцен по заранее заданным программам. Ограничит доступ в некоторые помещения, например спальни, винный погреб.
В режиме «Никого дома нет» все устройства и подсистемы будут переведены в наиболее безопасный и энергосберегающий режим функционирования, при котором отключены все потребители электроэнергии, кроме дежурных устройств (холодильник, телефон, охранная система) и естественно самой системы. В этом режиме Умный Дом осуществляет контроль состояния инженерных коммуникаций и систем, отслеживает попытки несанкционированного доступа в помещения или на территорию. Производится имитация присутствия людей – включение и выключение света в вечернее время в различных помещениях, в соответствии с обычным ритмом, открытие и закрытие жалюзи, включение музыки. Об аварийных и чрезвычайных ситуациях Умный Дом оповестит хозяина с помощью телефонного звонка или SMS-сообщения, а если ему будет поручено, дозвонится до специальных служб (милиция, пожарная часть).
4. Основные параметры системы «Умный дом»
.1 Энергосбережение
Энергосберегающая система управления освещением в многоэтажных домах (подъезды, автостоянки, придомовые территории, подвалы, чердаки) позволит снизить количество потребляемой электроэнергии в 10-15 раз. В этих системах применяется устройство управления освещением с раздельными силовыми компонентами, что позволяет использовать существующие линии электропередач. Энергосберегающее освещение начинается с попытки упорядочения времени работы осветительных приборов. Эффективная мера энергосбережения – централизация управления освещением с использованием специально разработанных графиков включения и выключения света. Определенную экономию можно получить за счет максимального использования внутри помещения естественного света. Это достигается за счет правильной планировки здания и используемых помещений. Большой эффект дает использование энергосберегающих ламп. Однако даже самая «экономная» лампа, если она горит в пустом помещении, станет бессмысленным источником энергопотерь.
Наилучшее энергосбережение обеспечивают автоматические выключатели света с использованием инфракрасных и электронных датчиков. Электронные датчики измеряют уровень освещенности помещения и, при достижении заданного значения, выдают команду на включение или выключение освещения (датчики освещенности), либо непосредственно «видят», что в помещение вошел человек, и включают свет (датчики движения). Светочувствительный элемент блокирует включение освещения при достаточном естественном освещении. Поскольку в отличие от реле-датчиков времени датчики движения включают свет только на время фактического присутствия человека в помещении, а затраты электроэнергии на освещение могут быть снижены в несколько раз.
Для лестничных клеток, коридоров и лифтовых холлов экономия дополнительно увеличивается за счет поэтажного управления осветительными приборами. В энергосберегающих выключателях освещения применяются также инфракрасные датчики движения с учетом планировки помещения. Другие электронные датчики (датчики присутствия) способны определить нахождение людей в помещении и только в этом случае держат свет включенным. Инфракрасный датчик «видит» только движущегося человека, хотя это движение может быть и небольшим – например, взмах рукой или кивок головой. При больших временах задержки инфракрасный датчик работает в режиме датчика присутствия, т.е. поддерживает освещение при длительном присутствии в помещении людей. Малое время задержки выбирается при использовании инфракрасных датчиков в качестве датчика движения в проходных помещениях. Электронные выключатели света могут использоваться как автономно, так и в составе автоматизированной системы управления, которую в настоящее время называют «умный дом».
В основе системы энергосбережения лежит температурный контроллер и электроконвекторы российского и зарубежного производства, имеющие современный дизайн и доступные цены. Они не сжигают кислород, не сушат воздух, пожаробезопасны. Также, вместо конвекторов можно использовать греющие шнуры (тёплый пол), инфракрасные плёнки и панели, электрокотлы универсальны и могут работать с любыми нагревательными приборами. В традиционных водяных системах отопления датчики могут управлять кранами с электроприводом или электроклапанами, установленными на трубах отопления.
В распределительном щите монтируются автоматические выключатели для защиты всех элементов системы от перегрузок и токов короткого замыкания, а также силовые исполнительные устройства (СИУ-4,СИУ-1). В системах используется только качественное и надежное электроустановочное оборудование ведущих европейских фирм, наилучшим образом зарекомендовавшее себя при монтаже и эксплуатации. Управляется система температурным контроллером при помощи температурных датчиков и управляемых розеток. Монтаж системы управления производится телефонным кабелем протяженностью до 100 метров.
.2 Освещение
В интеллектуальной системе «Умный Дом» Вы можете управлять светом нажатием одной клавиши. С помощью одного пульта вы сможете настроить лампы, люстры, светильники так, как вам нравится. Если Вы решили пригласить гостей и создать им уютную световую атмосферу, то система «Умный Дом» придет вам на помощь, Вы можете одним движением руки менять световую гамму в помещении. Датчики движения обеспечивают автоматическое переключение света, когда вы к ним приближаетесь. Для обеспечения комфорта и уюта в Вашем доме каждая комната, холл, зал должны быть хорошо освещены. Без интеллектуальной системы «Умный Дом» для этого потребуется установка большого количества различных световых приборов с запутанной сетью выключателей.
Система избавит Вас от необходимости устанавливать множество выключателей, Вам представится возможность заменить их компактными сенсорными. Так с одного стандартного шести сенсорного выключателя можно управлять двенадцатью световыми группами. Вы сможете, как плавно регулировать их яркость, так просто включить их или выключить. С помощью сенсорных выключателей или панелей Вы легко сможете создавать различные световые сцены, что, несомненно, добавит уюта и комфорта Вашему дому, например, сцену «Вечер», при которой одна группа световых приборов включится на определенную яркость, другая группа выключится, шторы закроются, а система климат контроля перейдет в комфортный режим. В ночное время свет в коридорах и прихожих будет включаться на часть яркости автоматически при появлении движения. Вам не придется искать выключатель в темноте. Также системой освещения можно управлять дистанционно с пульта, ноутбука или мобильного телефона. Вы подъезжаете к дому ночью, а он встретит Вас с включенным освещением фасада, подсветкой ландшафта и дорожек.
Управление освещением – одна из самых важных задач в доме. Благодаря интеллектуальному программированию можно сэкономить электроэнергию и срок эксплуатации ламп. Отпадает необходимость искать выключатели света в темноте, а так же выключать свет при выходе из комнаты. Интеллектуальная система выключит свет, только после того как вы уснете и включит мягкую подсветку, если вы проснетесь ночью, чтобы не раздражать глаза ярким светом. А утром система решит, какое освещение нужно в доме в зависимости от погоды на улице.
Систему автоматизированного управления освещением можно настроить таким образом, что она будет определять, в какой части комнаты находится человек и подсвечивать именно ее. В загородном коттедже система может включать вечернюю подсветку двора и декоративную подсветку фасада здания. Она встречает вас или ваш автомобиль в вечернее время включенным светом во дворе и гараже.
Но управление освещением приносит не только комфорт. Умный дом может самостоятельно включать по вечерам свет в квартире, имитируя присутствие людей. Благодаря этому, имущество будет находиться под двойной защитой во время Вашего отпуска или длительного отсутствия.
.3 Система климат-контроль
Такая система климат-контроля работает на основании заложенных в нее алгоритмов, позволяющих поддерживать установленные параметры воздушной среди и различных климатических зон в помещениях при минимальных затратах энергоресурсов.
Рассматриваемая система позволяет обеспечивать выполнение различных операций. С ее помощью производится нагрев или охлаждение. При этом исключается одновременная работа кондиционера и системы отопления. Исключением здесь может быть наличие теплого пола, поддерживающего установленную температуру в нижней части кондиционируемого помещения.
Такая система обеспечивает снижение температуры в ночное время в безлюдных помещениях и спальнях, что позволяет создать комфортные условия для сна, а также экономить энергоресурсы. Кроме того, она дает возможность минимизировать работу аппаратуры и оборудования во время отсутствия хозяев с помощью использования режимов работы «дневное отсутствие» и «отпуск». При включении второго режима производится полное отключение системы кондиционирования и вентиляции, а отопительная система выводится на минимальный уровень мощности. Перед возвращением домой можно заблаговременно установить в помещениях комфортный климатический режим путем активации системы климат-контроля по телефону или через интернет.
Система управления климатом в помещении дает возможность корректировать уровень температуры, влажности, величину притока свежего воздуха индивидуально для каждого помещения, управлять работой системы фильтрации воздуха, создавать индивидуальную климатическую систему для каждого члена семьи, погоду в доме (например, в комнате проживания детей отсутствие сквозняков при постоянно свежем воздухе). В тоже время система климат-контроля, несмотря на выполнение большого количества функций, обеспечивает экономию финансовых средств и разрешает проблему энергосбережения. Например, систему можно настроить таким образом, что в выходные дни и нерабочее время подача тепла в помещения сокращалась или отключалась совсем. Такой режим работы особенно актуален для использования в загородных коттеджах с применением в них автономных систем отопления. Указанная система позволяет дистанционно включать котел отопления или переключать его в режим экономии. С целью более эффективной и рациональной организации жизнедеятельности офисов возможно установления контроля над состоянием коммуникаций теплоснабжения, электроснабжения, водоснабжения, создание наиболее комфортных условий работы для работников компании.
Система климат-контроля «умного дома» исключит возможность порчи коллекции картин, книг или вин путем создания наиболее благоприятных условий для их хранения.
Для обеспечения корректировки параметров работы системы применяются различные датчики, которые фиксируют текущие показатели микроклимата в помещениях дома, а также средства для управления в виде переключателей и панелей. При их использовании система способна управлять качеством воздуха (температурой, влажностью, озонированием) в соответствии со временем года и суток, режимом проветривания с использованием автоматической системы открывания окон, изменять режим роботы радиаторов отопления и теплых полов, автоматически поддерживать температуру и влажность в специальных помещениях, а также аварийно останавливать систему отопления.
Таким образом, система климат-контроля «умного дома» позволяет создать здоровый и комфортный микроклимат для уютного проживания в доме
.4 Контроль проникновения
Постановка и снятие квартиры с охраны производятся с помощью кодовой панели, размещенной в тамбуре. При открытии входной двери у человека есть 30 секунд на ввод правильного кода. Если же код не будет введен умный дом включит сирены и отправит СМС сообщения на несколько телефонных номеров.
Датчики движения, расположенные на кухне, спальне и гостиной позволят обнаружить проникновение через окна.
Рисунок 4.2 – Схема применения датчиков движения в квартире
интеллектуальная система умный дом
При выходе из квартиры достаточно ввести код на охранной панели и умный дом не только включит сигнализацию, но и отключит освещение, переведет систему отопления в режим энергосбережения.
.5 Контроль протечки воды
Прорыв труб водоснабжения является очень неприятным событием в связи с порчей не только своего, но и соседского имущества. Обнаружить и предотвратить протечку воды так же поможет умный дом. Контролируемыми зонами являются санузлы и кухня, т.е. те помещения, где проходят трубы водоснабжения.
Прорыв трубы или перелив воды через края раковины фиксируется с помощью специальных датчиков. В случае протечки умный дом перекроит доступ воды в квартиру и отправит СМС сообщения на заданные телефоны.
Рисунок 4.3 – Схема применения датчиков утечки воды
Заключение
Для того чтобы спрогнозировать направление развития технологии, проанализируем доступные нам факты. Концепция «умного дома» интересна и перспективна. На данный момент большое количество компаний, в том числе в России, предлагают услуги по созданию таких чудо-домов. Сама технология реализуется дешево (беспроводно или с использованием существующих силовых кабелей), а вот настройка такой системы, особенно если она управляется программно с компьютера, – вещь достаточно сложная для обывателя, как и любые новые технологии, к которым люди долго привыкают, и обойдется не так уж и дешево ее владельцам. Кроме того, наличие ряда таких решений необходимо учитывать при разработке дизайна помещений. Идеальное место применения таких технологий – частные дома и коттеджи, а также крупные офисы. В принципе, учитывая, что владельцы загородных домов тратят большие деньги на их содержание, стоимость такого решения будет относительно небольшой.
В умном доме вся электроника и бытовая техника – от климатических систем до телевизоров – управляется чрезвычайно сложными компьютерными системами. «Умный дом» включает свет и музыку, когда гости и близкие входят в дом и перемещаются по многочисленным комнатам. При этом световое и музыкальное сопровождение по мере передвижения посетителя по «умным» апартаментам меняется согласно пожеланиям хозяина, которые сохранены в настройках. Человеку не нужно задавать температурный режим в помещениях или настраивать освещение – установленная «интеллектуальная» система по состоянию хозяина распознает, какая температура и освещение необходимы ему в данный момент для полного комфорта. Для обеспечения удобства в квартире могут использоваться разнообразные технологии, начиная от самодельных устройств и заканчивая высокоинтеллектуальными компьютерными АСУ.
Список использованных источников
1. М.Э. Сопер. Практические советы и решения по созданию « Умного дома » / Сопер М. Э. – М.: НТ Пресс, 2007. – 432 с.
. Е.А. Тесля. «Умный дом» своими руками. Строим интеллектуальную цифровую систему в своей квартире / Тесля Е.А. – Санкт Петербург, 2008. – 224с.
. В.Н. Харке «Умный дом. Объединение в сеть бытовой техники и систем коммуникаций в жилищном строительстве» / Харке В.Н. – М.: Техносфера, 2006. – 292с.
. Т. Р. Элсенпитер, Дж. Велт. «Умный Дом строим сами» / Элсенпитер Т. Р., Велт Дж / КУДИЦ-ОБРАЗ. 2005. – 384с.
. В.Н. Гололобов. «Умный дом» своими руками. / Гололобов В.Н. – М.: НТ Пресс, 2007. – 416 с.
. http://www.engineer-oht.ru
Про «умные дома» мы узнали не так уж давно, хотя в произведениях писателей-фантастов что-то подобное было описано много лет назад. Человек приходил в дом, который, казалось, только и ждал возвращения хозяина. Включались нужные приборы, на плите готовился обед, после которого вся посуда автоматически мылась. Герои этих произведений не занимались стиркой, уборкой, не возились с сантехникой, все это делалось автоматически. Такая жизнь была комфортной, приятной и удобной, ведь человек мог тратить свое время на более интересные и важные дела, не отвлекаясь на бытовые проблемы.
В наше время эта идея нашла свое воплощение в создании системы «Умный Дом». Главной целью ее является сделать жизнь человека наиболее комфортной, экономичной и безопасной. Эта система берет на себя управление всеми инженерными сетями в доме, следит за отоплением, освещением, включает и выключает приборы, в случае необходимости устраняет недостатки.
В «умном доме» не может случиться пожара, ведь система вовремя заметит источник опасности и ликвидирует его. Здесь не будет работать отопление в теплую погоду, температура в помещении всегда будет оптимальной для живущих там людей. Утечка газа или воды тоже будет немедленно остановлена умной автоматикой. Все это не только удобно и безопасно, но и позволяет экономить природные ресурсы.
Некоторые идеи для «умного дома» уже сейчас используются повсеместно. Например, системы автоматического освещения установлены во многих подъездах. Это позволяет жильцам не блуждать в темноте и при этом не жечь свет напрасно, ведь освещение включается, когда человек заходит и выключается, когда он выходит.
Возможности же «умного дома» в вопросах освещения гораздо больше. Он может открывать жалюзи или шторы днем и закрывать их вечером, регулировать яркость в зависимости от обстановки. Он даже может сделать свет ламп цветным, если этого пожелает хозяин.
Также владельцы таких домов могут существенно экономить на отоплении, так как система учитывает время года, погоду на улице, влажность и другие факторы, влияющие на температуру в помещении.
4.Исследование
•
•
•
•
•
•
Я ознакомилась с соответствующими сайтами Интернета, из которых подробнее узнала о том, что же
входит в понятие “умный дом”. Поскольку это очень интересный для меня вопрос,
обратилась за разъяснением к папе. Оказалось, что это система автоматизации домов,
офисов, квартир, включающая в себя следующие компоненты:
управление светом;
установка различных датчиков присутствия, движения, освещенности и др.;
управление жалюзи и рольставнями;
управление вентиляцией и кондиционированием;
управление климатом и отоплением;
системы multiroom (распределение аудио, видеосигналов различных источников в
разные помещения);
управление охранной и пожарной системами дома (в том числе с оповещением о
происходящем по любому каналу связи);
управление другими устройствами, которые можно подключить к общей системе;
возможность централизованного управления “Умным домом” через компьютер,
Интернет, посредством пульта, мобильного телефона.
•
•
•
Система “Умный дом” проектируется и собирается индивидуально для каждого
потребителя. Это делают профессионалы. Самостоятельно такую систему в доме
сделать практически невозможно. Некоторые из перечисленных выше систем можно не
устанавливать или, наоборот, добавить новые.
?МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ БИЗНЕСА
Реферат по информатике
На тему: «Умный дом»
Выполнила:
Студентка 1 курсаГруппы ФБЭ-45
Сапогова Анастасия Дмитриевна
Проверила:
г.Новосибирск, 2014
Оглавление
Система «Умный дом» предназначена для автоматизации рутинных процессов жизнеобеспечения коттеджа, дачи, квартиры или офиса.
Например, таких как: поддержание заданной температуры впомещениях, автоматическое освещение и вентиляция, контроль и устранение протечек водопровода и многое другое.
При этом управление становится централизованным, что упрощает контроль и задание режимов работы всех систем.
Кроме того есть возможность контроля и управления «Умным домом», дистанционно, через SMS сообщения с мобильного телефона, либо через сеть Интернет с помощью компьютера, планшета или смартфона.Система представляет собой готовый комплект оборудования, установленного в щитке.
Для подключения необходимо все лишь:
1. Подвести электропитание;
2. Для управления климатом: вывести выносные температурные датчики;
3. Подключить электрооборудование к системе;
4. Для удаленного доступа: произвести подключение к Wi-Fi роутеру.
Технологии “умного дома”
На сегодняшнийдень технологии позволяют строить домашнюю автоматизацию покомпонентно, выбирая только те функции умного дома, которые действительно нужны. Модульная структура позволяет создавать системы не высокой стоимости. Сегодня в России можно встретить массу разновидностей систем «умного дома».
X10. Эта технология появилась еще в середине 80-х годов и стала первой системой простой домашнейавтоматизации, когда при нажатии на кнопку происходит не одно, а сразу несколько параллельных действий. Управляющие устройства, собранные в систему X10, общаются между собой, используя обычную электропроводку, по которой пересылаются информационные сигналы. Настройка системы происходит по принципу «делай как я». Ты нажимаешь на выключатель, держишь его пару секунд, и он входит в режим обучения. Затем ты зажигаешь нескольколампочек, и выключатель это запоминает. В дальнейшем он будет проделывать такую процедуру самостоятельно. Сейчас X10 – самая дешевая система на рынке. Подобные решения предлагает Legrand в своей линейке InOne. Однако электросеть не самый лучший проводник информации (особенно в нашей стране), из-за чего технология становится ненадежной.
AMX и Crestron — американские централизованные системы.Все функции обработки информации сосредоточены в одном блоке — мощном центральном компьютере, работающем на своей собственной операционной системе. Этот компьютер принимает сигналы со всех датчиков и выключателей и пересылает их дальше — на приборы управления. По сути они являются разновидностями локальной компьютерной сети — проводной или беспроводной. Централизованные системы предоставляютвладельцу поистине богатые возможности, и, естественно, они более надежны, чем X10. Однако и с ними порой случаются досадные неприятности: выход из строя центрального компьютера — а работать ему приходится круглые сутки, семь дней в неделю — в данном случае будет означать блокировку всех механизмов. К тому же стоимость такой системы нередко приравнивается к среднестатистическому гонорару голливудской звезды.KNX/EIB, C-Bus и HDL-BUS Pro представляют собой так называемые распределенные системы «умного дома» с открытым протоколом. Управление осуществляется не одним центральным компьютером, а целой сетью периферийных контроллеров, каждый из которых является обучаемым и программируемым устройством. Контроллеры присутствуют во всех звеньях сети — выключателях,…
Современное жилище человека сильно отличается от того, в котором жили, допустим, полвека назад. Хотя изменения произошли на глазах одного поколения, тем не менее, молодежь не может представить себе, как их родители обходились без целого ряда всевозможных электронных устройств в квартире или доме.Если проанализировать популярные научно-познавательные журналы со статьями экспертов то можно выделить тенденции будущего в части умного дома. Что же в нем, скорее всего, будет?
ДВЕРЬ
Она станет открываться и закрываться по голосу. Как известно, голос сугубо индивидуален и подделать его по частотному спектру невозможно. Голос – как рисунок на пальцах, который тоже индивидуален. В электронном анализаторе будет записан спектр голоса всех членов семьи.
ДИЗАЙН КВАРТИРЫ
По заданной программе можно будет полностью менять дизайн квартиры. Пол, стены, потолок будут менять свой цвет на любой с кучей оттенков. Материалы-хамелеоны уже производятся. Их прозрачность и наполнение цветными красками станет регулировать компьютер по гамме цветов, которые вы ему зададите, касаясь монитора пальцами. Метод уже известен и широко используется в сенсорном управлении программами. Смартфон получит (и уже получает в некоторых моделях) функции удаленного управления бытовыми устройствами. Находясь на работе, на пикнике за городом или в командировке, вы к своему возвращению домой можете создать какой угодно дизайн в квартире и с любым микроклиматом.
Специалисты-эксперты полагают, что приблизительно к 2025 году человек при помощи электронных устройств сможет создавать полную иллюзию подводного дома: стены, пол и потолок станут представлять собой мониторы, на которых в реальном времени станет показываться жизнь в море. Своего рода как бы индивидуальный океанариум. Одним мысленным приказом можно будет изменить ситуацию на мониторах. Скажем, на полет в космосе. Или на присутствие на Марсе. Все это вполне достижимо.
КОММУНИКАЦИИ
Отоплением, освещением и другими коммуникациями, а также всей техникой в доме можно будет управлять со смартфона. Умный дом изучит,например, что по вторникам вы возвращаетесь в семь, и прибавит температуру в батареях к вашему приходу.
КУХНЯ
Вряд ли у каждой хозяйки вскоре будет роботизированный помощник, но подход к приготовлению пищи и хранению продуктов точно изменится. В 2015 году был представлен проект кухонного стола, который будет распознавать продукты, сообщать их калорийность и предлагать рецепты на их основе. Под гладкой столешницей — специальные индукционные катушки, здесь же можно приготовить нужное блюдо.
Реализация такого проекта не за горами. А уже сейчас на рынке есть интеллектуальные духовые шкафы с функцией отложенного старта и видеокамерами. Вы можете наблюдать с экрана телефона, как поджаривается курица к ужину, пока вы едете домой.
В целом, кухня будет компактнее и умнее. Кухонные 3-д принтеры с покупными картриджами съедобных паст и порошков будут обычной встраиваемой опцией в оборудование кухонь. Будет реализован проект модульной кухни, где полки будут выполнять одновременно роль холодильника, плиты и кондиционера. Холодильник будет следить за вашим питанием. Электронные метки подскажут ему, какие продукты испортились, а какие вот-вот закончатся. Каждые два-три дня вы будете получать на смартфон актуальный список покупок.
ВАННАЯ
Известный футуролог Ян Пирсон (Ian Pearson) считает, что через 10–20 лет в ванной комнате будет больше сенсоров и датчиков, чем сейчас в некоторых лабораториях.Встав на коврик перед туалетным столиком, человек сможет узнать свой вес, температуру тела, частоту сердечного ритма и другие параметры. Умное зеркало не только расскажет о состоянии здоровья, но и даст рекомендации по уходу за собой.
Всё больше внимания будет уделяться энергосбережению и экологии. Сейчас есть устройства, помогающие контролировать расход воды и энергии в ванной комнате. В будущем эти процессы будут автоматизированы. Вы сможете стоять под душем, а система подаст ровно столько воды, сколько необходимо, чтобы помыться, и именно такой температуры, которая вам комфортна. При этом вода не будет уходить по канализационным трубам. Перед человечеством стоит важная задача — научиться очищать и использовать воду повторно.
Некоторые унитазы, особенно японские, уже сейчас похожи на космические корабли. В доме будущего туалет станет не просто местом для уединения. Это будет ваш личный «филиал поликлиники». Унитаз предупредит об опасности, если найдёт в анализах что-то лишнее.
ЖИЛЫЕ КОМНАТЫ
Жилое пространство будет больше похоже на виртуальный цифровой портал. В нем можно будет смоделировать общение как родственниками и гостями находящимися далеко от дома, так и с цифровыми двойниками своих умерших родственников благодаря технологии цифрового бессмертия. Во время больших семейных праздников можно будет заказать голографический концерт оцифрованных эстрадных звезд, которые в полномасштабном изображении появятся прямо в вашей гостиной во время вечеринки, станцуют и споют в режиме онлайн.
Забудьте о громоздких креслах и массивных шкафах. Вся мебель в квартирах будет лёгкой, компактной и многофункциональной. искусственный интеллект умного дома подберёт вам нужное освещение и включит любимый фильм. Он также позаботится о качестве вашего сна, когда вы отправитесь в спальную. Включит кондиционер, чтобы проветрить помещение, плотно зашторит окна. На смену устаревшим «дедовским» кроватям придут программируемые капсулы-модули для сна.
Окна в домах будущего не только не исчезнут — их станет больше. Они будут пропускать много солнечного света, максимально естественно передавать цвета и приобретут дополнительные функции, например, индикатор сведений о погоде. Прозрачностью окон в доме можно будет управлять, используя программу освещения «день-ночь», без использования занавесок или жалюзи.
Все это будет. И это будущее уже на подходе.