Разработка системы автоматизации жилых помещений

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 59 страниц
В избранное:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему: Разработка системы автоматизации жилых помещений Специальность 5B071600 - Приборостроение
Выполнил: Жунусбеков А.К
Руководитель ОП

______________ ___ __________________20__г.
(подпись)
Консультанты: по экономической части:

______________ ___ __________________20__г.
(подпись)
по безопасности жизнедеятельности:

______________ ___ __________________20__г.
(подпись)
Нормоконтролер:

______________ ___ __________________20__г.
(подпись)
Рецензент:
______________ ___ __________________20__г.
(подпись)

Усть-Каменогорск 2021

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Восточно Казахстанский Государственный Унвиерситет им. Д. Серикбаева

Специальность 5В071600 - Приборостроение

ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломного проекта

Жунусбеков А К

Тема работы Разработка системы автоматизации жилых помещений утверждена приказом ректора № ___ от ___ сентября 2021 г.
Срок сдачи законченной работы __июнь 2021г.
Исходные данные к проекту (требуемые параметры результатов проектирования) и исходные данные:
Плата Arduino Nano, bluetuoth модуль и датчик температуры влажности, устройство геркон, три диода для симуляции лампочек. С помощью Arduino Nano, получать данные температуры и влажности, отслеживать открытие и закрытие входов и записывать данные полученные на мобильное устройство с помощью bluetuoth модуля.
Перечень подлежащих разработке в дипломном проекте вопросов или краткое содержание дипломного проекта:
инженерный анализ (общие сведения об имеющихся системах сбора данных и контроля безопасности, обоснование сферы- применения разрабатываемой системы);
обзор ССД и систем контроля безопасности;
конструирование прибора;
программное обеспечение;
бизнес-план;
общие вопросы безопасности и жизнедеятельности (расчет освещения помещения и воздухообмена).
Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей): в данной работе содержится 30 рисунков и 7 таблиц. Рекомендуемая основная литература:
Сайт: https:www.arduino.cc Официальный сайт Arduino
Сайт: https: s4a.cat Scratch модификатор
Г.Ш. Боканова. Методические указания к выполнению экономической части дипломных работ для студентов специальности 5В071900 - Радиотехника, электроника и телекоммуникаций. - Алматы:
АУЭС, 2020 - 26 с.
М.К. Дюсебаев, Ж.С. Абдимуратов. Безопасность жизнедеятельности.
Консультанты по проекту с указанием относящихся к ним разделов работы
Раздел
Консультант
Сроки
Подпись
Инженерный анализ
Чигамбаев Т.О.
27.03.21

Обзор ССД и систем контроля безопасности
Чигамбаев Т.О.
01.04.21

Конструирование Прибора
Чигамбаев Т.О.
15.04.21

Описание опытного образца
Чигамбаев Т.О.
02.05.21

Экономическая часть
Боканова Г.Ш.
05.04.21

Безопасность жизнедеятельности
Приходько Н.Г.
03.04.21

ГРАФИК
подготовки дипломного проекта

№
пп
Наименование разделов, перечень разрабатываемых вопросов
Сроки представления руководителю
Примечание
1
2
3
4
1

2

3

4

5

6

7

Инженерный анализ

Обзор ССД и систем контроля
безопасности

Конструирование прибора

Программное обеспечение

Описание опытного образца

Экономическая часть

Безопасность жизнедеятельности

27.03.21

01.04.21

07.05.21

07.05.21

10.05.21

23.04.21

24.04.21

Дата выдачи задания ___ __________ 2021 г.

Заведующий кафедрой ________________

Руководитель ___________________

Задание принял к исполнению студент ________________________ Жунусбеков А.К
(подпись)

Аңдатпа
Бұл дипломдық жоба тұрғын үйді автоматтандыру жүйесін дамытуға арналған. Оның негізі Arduino Nano микроконтроллерін құрастыру және бағдарламау үшін схемалық түрде алынды. Осы дипломдық жобының жұмысы туралы мәселе қарастырылады.
Сондай-ақ, ауа баптауы есептеліп, Тіршілік қауіпсіздігі бөлімінде жасанды жарықтандыруды есептеу жүргізілді.
Экономика бөлімінде автоматтандырылған тұрғын үй жүйелерінің бихнес-жоспары есептелген.

Анотация
Данный дипломный проект посвящен рассмотрению разработке системы автоматизации жилых помещений. За основу которого было взято схематично собрать и запрограммировать микроконтроллер Arduino Nano. Рассмотрен вопрос по эксплуатации данного дипломного проекта.
Также были рассчитаны кондиционирование и был выполнен расчет искусственного освещения в разделе Безопасность жизнедеятельности.
В разделе Экономика был рассчитан бизнес-план системы автоматизированных жилых помещений.

Annotation
This graduation project is devoted to the consideration of the development of a residential automation system. The basis of which was taken schematically to assemble and program the Arduino Nano microcontroller. The issue of the operation of this graduation project is considered.
Air conditioning was also calculated and the calculation of artificial lighting was performed in the section "Life Safety".
In the "Economics" section, a business plan of a system of automated residential premises was calculated.

Содержание
Введение 8
Технологическая часть 9
Умный дом- как основа дипломного проекта 9
История появления Умный дом 10
Особенности технологий и преимущества устройства 10
Безопасность жилища 11 1.3.2 Обеспечение климат контроля 12
Беспрерывная связь с жилищем 12
Система вентиляции 12
Классификация системы 12
Проводные системы автоматизации 13
Беспроводные системы автоматизации 13
Централизованные системы автоматизации 14
Децентрализованные системы автоматизации 15 1.4.5 Системы автоматизации с открытым протоколом 15 1.4.6 Системы автоматизации с закрытым протоколом 15 1.5 Компоненты системы Умный дом 15
1.6Управляющее устройство в концепции Умный дом 17
Платформы системы связи 19
Выбор контроллера и пульта дистанционного управления 20
Модули расширения 23

Измерители в цепи умный дом 25 Исполнительные приборы 28
Методы руководства концепцией Разработка автоматизированных жилых помещений 29 2 Конструкторская часть 34 2.1 Выбор микроконтроллера 34
Коммутационное устройство Геркон 38
Датчик температуры влажности 41
Bluetooth модуль 44
Программная часть 47
3.1Среда программирования Arduino ADE 47
Безопасность жизнедеятельности 47
Обеспечение пожарной безопасности 49
Анализ вредных и опасных факторов, воздействующих на человека во время работы в офисе и влияние компьютера на организм человека 49
Расчет естественного освещения помещения 52
Кондиционирование 54 4.5 Вывод по безопасности жизнедеятельности 56 5 Расчётно-экономическое обоснование проекта 57
Расчёт капитальных вложений на реализацию проекта 57
Расчёт капиталовложений на закупку оборудования 57
Расчёт капиталовложений на разработку ПО 58
Расчёт рыночной цены 64
Оценка экономической эффективности 64
Заключение 65 Список литературы 66 Введение
Целью проекта Разработка системы автоматизации жилых помещений является выполнение процессов, которые способствуют улучшению жизни домовладельцев. Одним из главных преимуществ данного дипломного проекта является то, что данная разработка контролиролирует и экономит большое количество электричества и экономит много времени и сил. Одной из главной целью данной разработки было спроектировать и исследовать микроконтроллерное управление датчиком температурывлажности с помощью Bluetooth модуля на основе микроконтроллера Arduino Nano.
Практическая ценность дипломной работы тесно связана с обеспечением сохранности имущества так, как даже в наше время данная проблема остается актуальной. В данном проекте было использовано устройство геркон, которое бы смогло в некоторой степени обезопасить сохранность имущество жилого помещения от злоумышленников.

1 Технологическая часть
1.1Умный дом - как основа дипломного проекта
За основу дипломного проекта на тему Разработка автоматизированных жилых помещений было взято понятие - Умный дом. Умный дом - именно данное понятие было положено за основу при выборе темы разработки. Умный дом -- это улучшенный современный дом, оснащенный усовершенствованным механизмом и автоматизированным, высокоинтеллектуальным оборудованием, которое может принести людям удобство и безопасную жизнь.
1.2 История появления Умный дом Во второй половине 20 века, в 1961 году появилась одна из первых систем Умный дом. В 1961 году было изобретено специальное устройство для плавной регулировки света- диммер, которое изобрели Джоэль и Рут Спир. Данное устройство послужило поводом создания всемирно известной на сегодняшний день компании Lutorn Electronics Company. После основания компания начала заниматься изобретением и внедрением умными изобретениями.
Крупным событием в дальнейшем послужило изобретение, созданное Шведской компанией Pico Electronics бытовой автоматики в 1975 году, которую впервые начали использовать для управления музыкальными проигрывателями. Усовершенствовали домашнюю автоматику американцы Скотт и Росслин Миллер.
Первым полноценным проектом умного дома стал небольшой жилой дом на южном берегу Англии. В основу его автоматики легло использование широкополосной KNX-системы, отвечающей за управление освещением, сигнализацией, жалюзи, отоплением и дверями гаража. Также в данном доме был создан бассейн, который впоследствии дополнили LED-системой с оригинальными цветовыми эффектами.
В 1987 году ASHRAE заключила новое соглашение о домашней автоматизации, которое было разработано группой компаний Berker, Merten, Insta, Gira, Jung и Siemens и преобразовано в совершенно новую европейскую модель автоматизации монтажных шин. В 1999 году было разработано новое поколение полевой шины KNX, которая до сих пор считается лучшим стандартом в европейских системах домашней автоматизации.
Современные системы зашли слишком далеко, значительно расширив их технические возможности. Сегодня они используют встроенные системы домашнего кинотеатра, интегрируют все инженерные системы и используют интеллектуальные программные средства управления. Благодаря модульности системы, пользователи теперь имеют возможность самостоятельно выбирать функциональность умного дома.

1.3 Особенности технологий и преимущества устройства.
Использование новейшего высокоинтеллектуального оборудования может полностью улучшить привлекательность и комфорт современного дома и достичь уровня безопасности, который делает дом настоящей крепостью. Жители могут чувствовать себя абсолютно комфортно на стенах своей родной страны. В отсутствие жильцов (даже в течение длительного времени) оборудование в автономном режиме будет отвечать за поддержание надлежащего микроклимата в помещениях, надежную работу всех систем и даже предотвращение несанкционированного проникновения. Благодаря новейшим разработкам, бытовая техника и коммунальные услуги подвергаются надежному интеллектуальному управлению профессиональными системами умной домашней автоматизации.
На практике не все так красиво и волшебно, как роботы в научнофантастических фильмах, где роботы могут готовить завтрак, стирать одежду и убирать дома. Реальные компьютеры все еще далеки от аналогичных уровней развития.
Датчики умного дома на плате Arduino могут выполнять следующие функции:
а) Автоматически управлять бытовой техникой. Сама система может подключать и отключать чайники, телевизоры, микроволновые печи и другие устройства.
б) Обеспечить пожарную безопасность. Система скажет вам, где зажечь. Противопожарная защита и другие необходимые услуги.
в) Управление погодой. Система отслеживает и выдает сигналы об изменениях уличных погодных условий. Это поможет вам спланировать свой день.
г) Контролировать климатические условия помещения. Устройство может использоваться совместно с отопительным, вентиляционным и другим климатическим оборудованием. Его принцип работы - автоматически увеличивать или уменьшать температуру и влажность в соответствии с настройками программы.
е) Контролировать входы(выходы) в жилое помещение. Система взаимосвязана с датчиками движения и может автоматически блокировать дверной замок, чтобы определить точное количество людей в комнате.
ж) Контролировать энергопотребление путем автоматического подключения и отключения осветительного оборудования. В более сложной версии системы без домовладельца освещение на панели управления отключается, а освещение отключается полностью автоматически.
Умный дом обладает следующими особенностями: а) безопасность жилища
б) обеспечение климат контроля
в) беспрерывная связь с жилищем
г) система вентиляции 1.3.1 Безопасность жилища.
Датчики, которые реагируют на различные события (особенно влажность, движение, температура, концентрация газа, дым), могут не только обеспечить лучший микроклимат. В случае пожара оборудование немедленно отключит систему вентиляции, отключив подачу природного газа и электричества. Своевременная реакция системы умный дом позволяет минимизировать риск последствий.
При попытке несанкционированного проникновения входная дверь будет заблокирована, сирена откроется, и устройство может даже сфотографировать злоумышленников, которые намерены ограбить дом. В чрезвычайной ситуации владелец дома получит соответствующие предупреждения. Если семья пользуется этой услугой, система может отправить аналогичный сигнал охранной компании. Диспетчеры, которые получают информацию из умного дома, могут ответить правильно.
1.3.2 Обеспечение климат контроля.
Эта схема программирования позволяет устанавливать индивидуальные настройки для поддержания оптимального микроклимата в каждой комнате. Это решение является разумным, поскольку требуемые уровни температуры и свежести воздуха (например, в гаражах и спальнях) сильно различаются.

Рисунок 1 - Управление климатом в системе Умный дом

Более того, нет необходимости проветривать нежилые помещения так часто, как комнаты, где часто живут семьи. Сенсорная панель управления получает сигналы от внутренних и наружных датчиков. Они сигнализируют о текущей влажности и температуре воздуха.
Система умного дома может контролировать работу всего имеющегося климатического оборудования в здании. При необходимости системы отопления и подогрева пола, а также термостаты и радиаторы могут быть включены (выключены). Устройство контролирует работу увлажнителей, воздушных фильтров, кондиционеров и вентиляторов. Управление может быть настроено любым способом, поэтому в некоторых случаях система будет автономно принимать решение о конкретных операциях. В этом случае вмешательство человека не требуется, вместо этого его роль ограничена созданием сценариев поведения устройства.
1.3.3 Беспрерывная связь с жилищем.
Этот вариант очень удобен и полезен во многих непредвиденных обстоятельствах. Например, семья решает продолжить отпуск или арендодатель откладывает поездку, резко меняются погодные условия (отопление, охлаждение), известное временное отключение электричества, запрограммируйте стиральную машину и дождитесь запуска указанного времени или отложите запись футбольного матча, а затем.
Кроме того, система умного дома может эффективно имитировать жизнь жителей. В какой-то момент загорятся огни, откроются окна и зазвучит музыка и лай. Эта функция отпугнет злоумышленников, которые собираются войти в здание без хозяина.
1.3.4 Система вентиляции
Важно, чтобы в комнате было достаточно свежего воздуха. Однако необходимо учитывать значительное энергопотребление и износ оборудования. Активная функция центральной системы вентиляции не всегда требуется (не во всех помещениях). Если вся семья собирается ночью в одной комнате, нет необходимости активно проветривать весь особняк.
Умный дом поможет вам решить проблему простой, надежной и безопасной эксплуатации организационного оборудования и инженерных систем. Вы можете легко контролировать работу различных элементов в умном доме и использовать пульт дистанционного управления для включения кондиционера, домашнего кинотеатра, сигнализации, отопительного оборудования и т.д. Установите автоматическую систему управления дома, чтобы обеспечить максимальный комфорт и безопасность жизни.
1.4 Классификация системы
Конечно, неправильно называть систему домашней автоматизации умным домом. В большинстве случаев это система домашней автоматизации - эта система помогает сэкономить время на управлении всеми другими инженерными и развлекательными системами. Чем больше систем, тем выше необходимость использования автоматизированной системы в вашей квартире или загородном доме. Однако, есть некоторые события, которые могут сделать умные дома действительно умными. Список систем управления по главным характеристикам: а) проводные;
б) беспроводные;
в) централизованные;
г) децентрализованные;
д) с раскрытым протоколом;
е) с зашифрованным протоколом.
1.4.1 Суть проводной системы умный дом заключается в том, что все управляющие устройства-датчики, переключатели, климатическое оборудование и различные панели управления соединены между собой через проводную информационную шину, по которой телеграфный сигнал передается на привод (главным образом). Выделенный кабель используется в качестве проводной информационной шины, а в некоторых случаях используется обычный кабель для витой пары. Кабельная система имеет свои преимущества и функции, и мы их рассмотрим. Оссобенности:
а) Положение переключателя (панель управления должна быть выбрана
заранее), где выходной кабель
б) Качественная установка. Обычно, услуги квалифицированных электриков и строителей должны быть использованы. Если кабель для передачи данных прерван, система не будет работать, и вам придется искать и восстанавливать соединение.
в) В большинстве случаев необходим проект - время и ресурсы должны
быть выделены
г) Для деревянного дома необходимо заранее разработать и согласовать
проект, чтобы заранее отрезать электропроводку и панель управления.
д) Специальная топология управления кабелями. Для реализации проекта необходимо проложить кабели от всего контролируемого оборудования до распределительного щита. В результате в области экранирования образуется довольно внушительный жгут проводов, что может быть удивительным, но после установки экрана при определенных условиях установки провода, естественно, будут невидимы, а экран будет выглядеть аккуратно Внешность.
е) Требуется защитный чехол достаточного размера (ширина около 60 см, высота от 80 см до 150 см, в зависимости от размера объекта, который нужно автоматизировать)
1.4.2 беспроводные системы автоматизации
В этих системах, в отличие от проводной системы, сигнал от устройства управления к приводу проходит через радиоканал, а не через провод. Это уменьшает количество проводов и время на установку системы. Эти системы могут быть установлены на готовые средства обслуживания с помощью классической проводки. Каждый беспроводной переключатель также является радиопередатчиком, который связывается со всеми другими переключателями. Это позволяет создавать различные сцены освещения (ночной режим, отключать все функции и т. д.) И перепрограммировать функции клавиш.
Особенности:
а) Система, в которой вещательный канал работает в эфире, зависит от качества радио. Помехи от микроволновых печей, строительной техники и телефонов DECT могут отрицательно повлиять на передачу сигнала. Точно так же сила сигнала материала стены (электрическая гирлянда, проходящая вдоль стены) может иметь критическое значение аккумулятора. Если система использует заряд аккумулятора, аккумулятор должен регулярно заменяться. Если этого не сделать, то в самый критический момент некоторые места не будут работать должным образом.
б) Нужна нулевая линия. Некоторые системы используют радиопередатчики с питанием от сети переменного тока. Им нужен нейтральный провод. В классической проводке сердечник (фаза) находится рядом с выключателем и затем входит в группу источников света. Поэтому лучше всего поместить дополнительный нейтральный элемент в коробку непосредственно под выключателем.
в) Ограниченная функциональность. Очень сложно создать стабильную, полностью функциональную систему на радиоканале, которая может управлять не только светлыми и теплыми полами, но и всем.
г) Безопасность. Если в случае проводной системы мы можем отключить все внешние соединения - WiFi, Интернет, но система продолжает работать, то мы не сможем отключиться без проводной информационной шины. Теоретически это означает, что хакеры смогут сорвать комфортный отдых. Нарушение сигнала, перевод датчика в режим повышенной мощности и т. Д. Вы можете быстро отключить систему.
д) Рабочая частота системы составляет 433 МГц и 868 МГц. Такие производители, как Jung и Gira, используют 433 МГц. Беспроводные телефоны работают на той же частоте, что может помешать работе радиосистемы. Некоторые производители используют более перспективные частоты 868 МГц - Z-Wave, Vitrum, Zamel (супер бесплатно), iNels и т.д. Однако при регистрации этой частоты в России возникают трудности, препятствующие ее широкому использованию и продвижению.
1.4.3 Централизованные системы автоматизации
Суть централизованного умного дома в том, что программирование является центральным логическим модулем. Обычно это бесплатный программируемый контроллер с большим количеством выходов. Специально созданная для объекта программа вводится в контроллер, а исполнительное оборудование и инженерная система управляются на основе этой программы. Это позволяет использовать несколько устройств и сложных решений. Централизованная система может быть проводной (Ctestron, AMX, Evika) или беспроводной (Z-волна) Особенности:
а) Человеческий фактор. Программист, который пишет программу, является главным героем. Если вы потеряете связь с программистом, то при необходимости перепрограммирования центрального контроллера придется переписать всю программу. Программирование такой системы очевидно.
б) Надежность. Если контроллер выходит из строя, вся система полностью остановится. Обычно контроллер делает его очень надежным, но такой тип централизации считается основным недостатком. Хотя сбой блока питания распределенной системы разрушит всю систему, хотя после замены блока питания его функция полностью восстановилась, программа не будет коллапс
в) Стоимость. Огромные возможности требуют относительно высоких затрат.
1.4.4 Децентрализованные системы автоматизации
В распределенной системе умного дома каждый привод имеет микропроцессор с энергонезависимой памятью. Это объясняет надежность этой системы. Если устройство выходит из строя, вся система может работать нормально, за исключением устройства, подключенного к устройству. Примером децентрализованной системы является умный дом, построенный на протоколе KNX (самый популярный протокол в Европе). Особенности:
В щите немало устройств. Количество устройств в коммутаторе очень велико, поэтому при выборе подозрительного производителя (поскольку у всех есть большие надежды на рынок умного дома, есть некоторые производители), возникает риск замены устройства.
1.4.5 Системы автоматизации с открытым протоколом
Протокол -- это язык для общения всех устройств в умном доме. Если вы используете протокол KNX, он включен. Многие производители производят оборудование, использующее этот язык. Ассоциация KNX проверит их совместимость и тестирование. Логотип KNX EIB на устройстве обеспечивает улучшенное качество.
Особенности:
Благодаря усиленному контролю качества и продвижению единого стандарта, стоимость немного выше, чем у систем с закрытыми соглашениями Существует не так много гибкости при создании новых устройств.
Необходимость следовать стандартам оставила свой след
1.4.6 Системы автоматизации с закрытым протоколом
Чтобы упростить процесс программирования и снизить стоимость производственного оборудования, некоторые производители производят оборудование, которое работает по собственному закрытому протоколу.
Кроме них никто не производит такое оборудование. Особенности:
а) Зависимость от одного поставщика
б) Функции, которые часто усекаются
1.5 Компоненты системы Умный дом
Любая автоматизация считается элементом умного дома - от духовки с таймером до сигнализации с функцией обмена сообщениями. Однако если говорить о полной системе, то умный дом - это живая организация, в которой система объединяется и управляется через единый командный центр.
Умные дома могут включать от двух до десятков разного количества систем. Наиболее распространенными являются освещение, отопление, кондиционирование воздуха, медиацентры, электронные замки, детекторы дыма, датчики утечки воды и газа и охранные сигнализации. Используйте приложение для смартфона или компьютерную программу, чтобы объединить все устройства, содержащиеся в системе умный дом. Вы можете управлять системой с помощью голоса, жестов или ввода команд в приложении.
Многие умные домашние программы могут не только настраивать систему, но и создавать сценарии. Например, выберите ночную сцену, вы увеличиваете мощность обогрева и запускаете домашний кинотеатр, умный свет в квартире будет тусклым.
Как правило, устройства, используемые в концепции умного дома, разнообразны, и система состоит из следующих компонентов:
а) Системный контроллер (основной и цифровой модуляторы входа и
выхода);
б) Модуль расширения и связи;
в) компоненты (димер, источник питания), используемые для
переключения сети;
г) измерительные приборы и датчики;
г) Органы управления (настенная платформа, сенсорный экран);
е) Привод (водяной клапан, вентиляционное устройство).

Рисунок 2 - Разновидность строения системы умный дом
При выборе устройства необходимо учитывать протоколы связи, включенные в концепцию умного дома. Например, самый известный протокол KNX включает компьютерные сети и радиоканалы в форме передачи информации. Существует также протокол X10, который использует домашнюю сеть 230 В переменного тока для передачи информации: устройства обмениваются сигналами, передаваемыми во время перехода мощности переменного тока через нулевое значение. Этот тип сигнала включает радиочастотный импульс 120 кГц с длительностью 1 мс.
1.6 Управляющее устройство в концепции Умный дом
Устройство управления умным домом -- это устройство, которое может управлять всеми потребителями и устройствами, кроме того, оно может отправлять домовладельцу отчеты о состоянии этих устройств. Он управляется измерительными приборами температуры, воздуха и света для управления системой освещения, отопления и кондиционирования воздуха. Он может быть запрограммирован на выполнение различных операций в течение определенного промежутка времени. Помимо автономного состояния, также можно установить связь с контроллером через специальный интерфейс (компьютерная сеть, оператор мобильной связи или радиосеть) и управлять устройством вручную.

Рисунок 3 - Системы, управляемые контроллером системы
Выбор управляющего оборудования должен быть связан с тем, как пользователю нравится строить управляющую архитектуру. Например, существует два типа концепций управления: централизованное и децентрализованное. Основой концепции централизованного управления является единое производительное центральное устройство управления, которое может абсолютно контролировать все механизмы и технические сети в здании.
В случае децентрализованного управления высокоразвитая концепция умного дома основана на нескольких традиционных элементах управления, каждый из которых имеет функцию управления определенной областью (помещением и всеми механизмами в нем).
Центрирующий контроллер, используемый для концепции умного дома, предполагает, что мозг расположен в пластиковой коробке с собственной ОС (операционной системой), ОЗУ и большим количеством компонентов электронного обмена сигналами (управления): электронные реле, террористические ключи и т. п.

Рисунок 4 - Контроллер удалённого оповещения и управления GSMSMSDTMF

Точно так же, в зависимости от компонента, может быть встроенный модуль GSM, которым можно дистанционно управлять с помощью мобильного телефона, маршрутизатор Wi-Fi для управления системой из разных мест и графическая сенсорная или кнопочная платформа. Тем не менее, разъемы для подключения к компьютерам и или сетевым устройствам: Ethernet, USB.
Этот метод управления может управлять интеллектуальными устройствами, такими как холодильники, микроволновые печи и технические средства связи. Информация отправляется пользователю даже посредством отправки информации, такой как температура в холодильнике, входные и выходные вызовы телефонной линии и тому подобное.
Региональное устройство управления (дискретный модулятор ввода вывода) представляет собой маломощный логический электронный блок управления, на котором организована концепция умного дома, поэтому он не имеет операционной системы и был разработан системой. Он может быть настроен на любой классический режим через время или сигналы от различных устройств.
Он управляет простыми задачами и событиями. Например, подключенный к нему датчик освещенности посылает сигнал (в темное время суток), а устройство управления отправляет сигнал на привод или группу для управления освещением. Он также уведомил владельца каждого события. Другими словами, дискретный входной и выходной модулятор представляет собой специальное интеллектуальное программируемое электронное устройство.
Это устройство также включает в себя электронную и информационную части сетевого обмена: микропроцессор с памятью. В нем можно найти USB, интерфейс Ethernet и другие порты для управления, программирования и предоставления информации пользователям.

Рисунок 5 - Программируемый контроллер с интерфейсом
1.7 Платформы системы связи
Используется несколько платформ и протоколов для подключения подсистем умного дома:
а) LanDrive является наиболее доступной платформой для построения распределенной системы управления шинами для внутреннего и наружного освещения, электрических нагрузок, приборов и отопления, кондиционирования воздуха, вентиляции, противоугонной сигнализации, контроля доступа и утечек воды.
б) TELETASK-Система домашней автоматизации для зданий и мест, где
люди живут долгое время (квартиры, виллы, офисы, гостиницы и т. Д.)
в) EIB KNX-европейский монтажный автобус
г) Smart bus - недорогая распределенная система для умного дома.
Открытый протокол на основе интерфейса RS-485, разработанный и запатентованный компанией International SmartHomeGroup.
д) Helvar- использует протокол DALI и DSI для системы управления
освещением.
е) X10-Электрический протокол управления. Сигнал передается по проводам или в пределах радиодиапазона. Недостатки - низкая скорость передачи информации, сильные противошумные способности, проблемы ложной тревоги, отсутствие обратной связи между приемником и передатчиком, конфликты между устройствами X10 разных производителей и возможный несанкционированный доступ к устройствам X10 через источник питания.
ж) Z-Wave -- это запатентованный протокол беспроводной связи, разработанный для домашней автоматизации, особенно для мониторинга и управления в жилых и коммерческих зданиях. В этой технологии используются миниатюрные радиочастотные модули с низким энергопотреблением, которые встроены в бытовую электронику и различные устройства, такие как освещение, отопление, контроль доступа, развлекательные системы и бытовая техника.
з) ONE-NET -- это открытый протокол беспроводной сети передачи данных, разработанный для автоматизации зданий и управления распределенными объектами.
и)1-Wire -- это технология, позволяющая подключать к сети несколько датчиков и устройств для управления сетью. Для передачи данных в такой сети используется всего один провод. Отличается дешевизной и простотой установки.
1.8 Выбор контроллера и пульта дистанционного управления
Пульт дистанционного управления - электронное устройство, используемое для удаленного управления устройством на расстоянии.
Пульт дистанционного управления используется как часть объекта дистанционного управления движущимися объектами (например, беспилотниками), а также оборудованием и механизмами на движущихся объектах (самолеты, космические корабли, корабли и т. д.), а также для управления производственными процессами, системами связи и высокотехнологичное оборудование. Конструктивно пульт дистанционного управления обычно представляет собой небольшую коробку с электронными схемами, кнопками управления и (обычно) автономным питанием.
В зависимости от условий контроллер должен иметь следующие параметры:
а) Подключение умного дома и исполнительных механизмов
б) Подключение беспроводных панелей управления
в) Подключение проводных панелей управления
г) Интернет-соединение;
д) Мобильная связь.
Для реализации этих параметров у вас должны быть следующие функции:
а) RS-485, используется для управления оборудованием через MODBUS,
LanDrive и т. Д. Или Z-WAVE;
б) ИК FR приемник
в) ETHERNET LAN порт для панели управления и внутреннего
оборудования;
г) Ethernet WAN порт для доступа в интернет GSM GPRS модем.

Рисунок 6 - Контроллер Vera EDGE

Характеристики Vera EDGE: а) Цена - 120 000 тенге
б) Число устройств - 220
в) Software
г) UL7
д) Hardware
е) CPU 600M Hz MIPS SoC
ж) Flash NAND 128mb
з) Memory DDR2 128 mb
и) USB port 1
к) WAN port 1
л) LAN port 1
м) Input AC 100~240V, 50-60Hz
н) Output DC 12V1A
о) USB - Z-wave адаптер не требуется
п) Сертификаты: FCC, CE, RoHS, Z-Wave Plus
с) Z-wave встроен с внутренней антенной
Z-Wave -- это беспроводная радио технология с низким энергопотреблением, разработанная специально для дистанционного управления. В отличие от Wi-Fi и других IEEE 802.11 стандартов передачи данных, предназначенных в основном для больших потоков информации, ZWave работает в диапазоне частот до 1 ГГц и оптимизирована для передачи простых управляющих команд с малыми задержками (например, включитьвыключить, изменить громкость, яркость и т. д.). Выбор низкого радиочастотного диапазона для Z-Wave обусловлен малым количеством потенциальных источuников помех (в отличие от загруженного диапазона 2,4 ГГц, в котором приходится прибегать к мероприятиям, уменьшающим возможные помехи от работающих различных бытовых беспроводных устройств -- Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth).
Данная плата является не самым дешевым продуктом на своем рынке, но она обладает необходимым функционалом. При решении проблемы программирования, она является одним из оптимальных вариантов несмотря на то, что существуют более дешевые платы с большим числом функционала. Данная плата возмещает расходы своей стабильной работой и надежностью.

Рисунок 7 - Пульт дистанционного управления
В качестве пульта ДУ подходит любой пульт, поддерживающий Z-wave.

1.9 модули расширения
Модули расширения -- это устройства, которые подключаются к контроллеру и расширяют его функции. В частности, адаптеры и измерительные приборы также являются модулями расширения. Такие устройства могут быть интегрированы в устройство управления и могут быть индивидуально подключены к другим платформам через выделенные разъемы или общий Ethernet, USB. Поскольку производители концепций умного дома используют разные концепции шифрования при передаче данных, при выборе модуля расширения, если контроллер приобретен у другого разработчика, следует проверить его совместимость.
Телекоммуникационное оборудование, используемое в концепции интеллектуального здания, имеет беспроводное или проводное оборудование для передачи данных. Основным из них является известный маршрутизатор Wi-Fi, который подключается к управляющему устройству через Ethernet или USB так же, как и ПК. Отдельно подключенные модули GSM GPRS используются реже (поскольку они, как правило, интегрированы), и с их помощью концепция умного дома может уведомлять номер мобильного телефона пользователя через SMS для подключения к пользователю. Есть беспроводные устройства Bluetooth (радиопередача).

Рисунок 8 - Контроллер со встроенным беспроводным модулем данных

Рисунок 9 - Беспроводные модули GSM и Wi-Fi
В случае удлиненных синхронных кабелей используйте устройствакоммутаторы, которые подключают определенное количество компонентов (компьютеров, контроллеров и другого технического оборудования) ко всей локальной сети. Они будут использоваться при установке децентрализованной системы для умных домов, при наличии нескольких вспомогательных микроконтроллеров и при использовании необходимых платформ для ноутбуков и других интеллектуальных устройств для формирования единой сети. Поскольку расстояние передачи данных велико, для его улучшения используется специальный цифровой усилитель-повторитель.
Устройства, используемые для расширения универсальности сетей умного дома, имеют очень разные функции и должны быть подключены к одному или выделенному разъему платформы. Они добавляют список функций микроконтроллера, например, голосовые информационные устройства обеспечивают эту функцию. Используйте систему управления путями голосового набора. Это также может гарантировать, что интеллектуальная домашняя сеть лидеров воспроизводит голосовые команды (приветствия, заметки и т. Д.) Для говорящего.

Рисунок 10 - Модуль расширения для управления сложными механизмами
1.10 Измерители в цепи умный дом
Эти устройства - как часть человеческих эмоций: они заставляют людей осознавать, что происходит вокруг них. Благодаря новому измерительному оборудованию и приборам, датчикам (в настоящее время их много) информация о температуре, влажности, яркости и давлении воздуха внутри и снаружи здания может быть получена с помощью микроконтроллера концепции умного дома.
Существуют измерительные устройства для контроля состояния технических коммуникаций: электронная платформа используется для расчета атмосферного давления, расхода воды и газа, электронная платформа может передавать эту информацию в автоматическую схему интеллектуального здания, которая будет создавать информацию и ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.