Исполнитель: гр. 541-об. Синицын В.Р.
Тема:"Системы автоматизации проектов «Умный дом» на примере коттеджа"
Научный руководитель: Владислав Леонидович Русинов
Введение
Умный дом - жилой дом современного типа, организованный для удобства проживания людей при помощи высокотехнологичных устройств. Электронные бытовые приборы в умном доме могут быть объединены в домашнюю сеть с возможностью выхода в сети общего пользования.
В него входят различные инженерные системы: освещение, силовая электрика, отопление, вентиляция, кондиционирование, техника домашнего кинотеатра, охранно-пожарная сигнализация.
Умный дом - это интеллектуальная система управления, которая объединяет в единый комплекс все оборудование, решающее различные задачи в сфере обеспечения безопасности, жизнеобеспечения, развлечений и связи.
Одно из главных достоинств интеллектуальных зданий - это комфорт, который они обеспечивают своим жильцам. Управление освещением дома и придомовой инфраструктуры позволяет создавать различные варианты световых сцен, любые комбинации, в зависимости от времени суток и настроения, одним нажатием на кнопку. Система климат-контроль дает возможность в одно и то же время в разных комнатах воссоздать условия различных климатических зон. Для этого всего лишь нужно задать требуемую температуру на сенсорной управляющей панели.
Еще одно достоинство «умного» дома - это система безопасности. Причем системы автоматизации продуманы так, что предполагают защиту от любой чрезвычайной ситуации. Во-первых, они обеспечивают защиту от вторжения с помощью камер видеонаблюдения, автоматизации дверей, ворот, роль ставней, охранной сигнализации. Во-вторых, шанса пожара сведён к минимуму - оставленные включенными утюг, щипцы, или духовка, будут вовремя выключены, а в случае любого возгорания или задымления сработает пожарная сигнализация. Система контролирует расход воды, электроэнергии, тепла. Это достигается с помощью максимально рационального использования.
1. Система интеллектуальной автоматизации «Умный дом»
Умный дом - это система интеллектуальной автоматики для управления инженерными системами современного здания.
Любому человеку в доме, в квартире или в офисе важно чувствовать себя комфортно и в безопасности. Именно эти две задачи плюс эстетика внешнего вида устройств - и есть основные целевые установки, на которые ориентированы системы «Умный Дом». Интеллектуальная автоматика управляет всеми инженерными системами в доме, позволяет человеку централизованно устанавливать комфортные для себя - температуру, влажность, освещенность в комнатах, зонах, и обеспечивает безопасность.
Система Умный Дом включает в себя следующие объекты автоматизации:
• Управление освещением;
• Управление электроприводами;
• Климат контроль;
• Управление системой вентиляции;
• Централизованное управление системами:
• Домашнего кинотеатра;
• Мультирум;
• Системы видеонаблюдения;
• ОПС (охранно-пожарная сигнализация);
• СКД (системы контроля доступа);
• Контроль нагрузок и аварийных состояний;
• Управление инженерным оборудованием с сенсорных панелей;
• Сервер управления.
Система Умный Дом обеспечивает механизм централизованного контроля и интеллектуального управления в жилых, офисных или общественных помещениях. С инсталляцией подобной системы дома или на работе каждый пользователь получает возможность:
- В рамках общей среды обитания задавать параметры собственной индивидуальной среды (свет, температура воздуха, звук и т.д.), в т.ч. порядок работы системы;
- Осуществлять управление необходимой системой (освещение, климат, видеонаблюдение и т.п.);
- Получать доступ к информации о состоянии всех систем жизнеобеспечения дома (находясь внутри него или удаленно).
Общая схема системы управления выглядит следующим образом:
1. Центральный процессор управления/главный блок управления
2. Датчики (температуры, освещенности, задымленности, движения и др.)
3. Управляющие устройства (диммеры, реле, ИК-эмиттеры и др.)
4. Интерфейсы управления (кнопочные выключатели, пульты ИК и радиопульты, сенсорные панели, web интерфейс)
5. Собственная сеть управления, объединяющая вышеуказанные элементы
6. Управляемые устройства (светильники, кондиционеры, компоненты домашнего кинотеатра и др.)
7. Вспомогательные сети (Ethernet, телефонная сеть, дистрибуция аудио и видеосигнала)
2.Программное обеспечение проекта
Основная функция центрального процессора - управление подчиненными ему устройствами с использованием следующих интерфейсов: Ethernet, RS-232, RS-485, IR, аналоговых и цифровых входов/выходов и др. Также центральный процессор управления содержит многозадачную операционную систему, инструментальные средства программирования и в некоторых случаях Web сервер. Датчики располагаются в определенных местах квартиры, которые непосредственно или через промежуточные устройства связаны единой сетью. Интерфейсы управления осуществляют общее управление системами Умный дом.
Общий алгоритм работы системы Умный Дом
. По собственной сети управления информация от датчиков или интерфейсов поступает к центральному процессору управления.
. Программное обеспечение центрального процессора обрабатывает полученную информацию и генерирует команды для управляющих устройств.
Команды поступают как по собственной сети, так и по вспомогательной. Способы генерации команд, а также форма и состав отображаемой информации о состоянии систем закладывается на этапе разработки программного обеспечения с учетом требований проекта.
3. Управление системой Умный дом
Удобство и легкость управления всем многообразием оборудования и систем, объединенных Умным домом в единый организм, является одним из главных достоинств системы.
Для общения с системой и управления ею, используется все многообразие средств от традиционных кнопочных выключателей различного дизайна до сенсорных видео панелей. Причем выключатели и пульты управления не связаны с конкретным светильником, телевизором, кондиционером.
Кнопочная панель, оснащенная микроконтроллером, и подключенная к системе Умный Дом, способна управлять не только освещением в данном помещении, но и во всем доме, а также, например, климатом или громкостью звучания музыки. Функциональность каждой кнопки задается программно и может быть изменена по желанию хозяина.
Управлять системой также можно с помощью персонального компьютера, ноутбука или смартфона, подключенного к системе Умный Дом через локальную сеть или через сеть Интернет.
Бурно развивающиеся технологии дистанционного доступа через сети Интернет или мобильные системы позволяют контролировать и управлять процессами, происходящими в доме, находясь далеко от него.
4. Функции умного дома
В функции умного дома входят:
1) Управление светом
Управление светом позволяет пользователю создавать световые сценарии из неограниченного числа источников света с различной яркостью, включать их одновременно или с задержкой, имитируя, например, эффект «бегущих огней».
Используя специальные световые светорегуляторы можно не только менять яркость, на которую загорается лампа при включении, но и время, за которое будет достигнута эта яркость.
Функция постоянного контроля освещенности предназначена в основном для офисных помещений и дает возможность поддерживать заданную пользователем освещенность рабочей поверхности независимо светит ли солнце или небо укрыто тучами.
Автоматическое включение наружного оcвещения в зависимости от времени суток и присутствия людей не только обеспечит дополнительный комфорт, но и отпугнет непрошеных гостей.
2) Управление микроклиматом
Система постоянно измеряет температуру индивидуально в каждой комнате и поддерживает ее на заданном Вами уровне, управляя непосредственно клапанами радиаторов или заслонками кондиционера, а также, при необходимости, автоматически включает или выключает вентиляцию.
Каждый день EIB помогает Вам экономить денежные средства благодаря различным режимам работы системы: комфортный режим, ночной режим, режим «никого нет в доме». Смена режимов происходит по расписанию или по команде пользователя. Достаточно лишь однажды задать температуру на дисплее сенсорной панели в комнате для каждого из режимов.
Система отопления / кондиционирования выключится автоматически для сбережения энергии, если окна комнаты будут открыты для проветривания (сигнал об этом пошлет межрамный контакт).
3) Жалюзи
В летнее время их ламели автоматически поворачиваются под определенным углом и предотвращают попадание внутрь комнаты излишнего солнечного света, не уменьшая светового потока. Тем самым они препятствуют нагреванию помещения и помогают экономить электроэнергию, расходуемую кондиционером.
4) Охрана
Умный дом ведет запись всех событий, которые происходили в нем за время вашего отсутствия: кто и когда приходил, сколько времени находился в доме, какие подозрительные личности долго крутились возле него. Их лица и действия зафиксированы в его памяти.
Непрошеных гостей поджидают неприятные сюрпризы в виде ослепляющего света и звуковой сирены. Кроме того, об их проникновении в Дом сообщит по телефону пользователю и вызовет охрану.
5) Аварийные ситуации.
При возникновении аварийных ситуаций (например, протечки воды) Дом не только проинформирует пользователя и соответствующую службу, но и предпримет необходимые меры по локализации аварии (прекратит подачу воды).
6) Эффект присутствия
В отсутствие пользователя Дом может имитировать привычный образ жизни хозяев, включая по вечерам свет и музыку, тем самым создавая эффект присутствия.
Для повышения комфортности система управления Умный Дом может иметь набор типовых "сценариев" автоматизированной работы с фиксированными предустановленными настройками.
В одну систему автоматизации связываются освещение, розеточная сеть, охранные системы и климатические установки, что позволяет контролировать и изменять условия комплексно, не задумываясь каждый раз, в какой комнате включить или выключить свет, как изменить режим работы отопительной системы, выключены ли утюг или другие нагревательные приборы.
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.
Например, в режиме «Ночь» 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.
По аналогии можно составить другие режимы работы, настроенные так как удобно владельцу умного дома. Это и есть гибкость в настройкеданной системы.
Заключение
В заключении хотелось бы заметить, что система «Умный Дом» является комплексной системой автоматизации жилища с применением с наличием огромного ряда функций. Для обеспечения удобства могут использоваться разнообразные технологии, начиная от самодельных устройств и заканчивая высокоинтеллектуальными компьютерными АСУ. В умном доме вся электроника и бытовая техника - от климатических систем до телевизоров - управляется чрезвычайно сложными компьютерными системами. Система относительно популярна во всех странах мира. В систему входят функции управления такими системами как система освещения, вентиляции, охранная система, система противопожарной безопасности, система защиты от протечек воды, система обогрева и т.д.
Такая система очень перспективна в ближайшем будущем, но пока её может позволить себе далеко не каждый ввиду её цены.
