Технологии в разрезе
Умный дом - Автоматизация домов

технологии в разрезе

К данному моменту технология Х10 очень сильно модернизирована и абсорбировала многие современные технические решения. Этот стандарт сейчас подразумевает подключение по разнообразным интерфейсам. В принципе, эти интерфейсы применяются и в других технологиях.

Шина RS-48 (C-Bus, ComBus) очень удобна – допускает соединение узлов по произвольной топологии, общая длина шины может доходить до двух километров, а с репитерами – и того больше. Существуют интерфейсы для обмена данными практически со всеми используемыми протоколами (CEBus, LonWorks, DMX512 и даже EIB). Скорость передачи данных обычно составляет 9600 бод, что более чем достаточно не только для домашней автоматизации, но и для управления светом на концерте. Интеллектуальность зависит от используемого контроллера. RS-485 применяют контроллеры Ocelot/Leopard (до 128 модулей могут быть объединены в сеть, число узлов до 2048, время прохода петли программы менее 1 с), HomeVision (от 24 до 224 узлов, время прохода петли программы 120 мс). К последовательному порту RS-232 можно подключить контроллеры домашней автоматизации. Простейший контроллер, который можно повесить на СОМ-порт, – это СМ17 Firecracker. Он передает сигналы по RFC-протоколу, а радиотрансиверы его принимают и преобразуют в сигналы стандарта XI0. Решается и обратная задача – к порту можно подключить МР (JR) 26 и принимать сигналы RFC от радиодатчиков. Существует огромное количество различного ПО для этих устройств, но под Windows его стабильная работа не гарантирована. Любители же Linux могут автоматизировать свой дом на двух недорогих устройствах – Ocelot и Leopard.

Передача сигнала по ИК-каналу имеет свои минусы и плюсы, обусловленные свойствами ультракоротковолновых точечных сигналов. Х10 выпускает ИК-контроллер, который понимает и передает дальше по сети команды по 10 каналам одного кода дома. Но далеко не каждая квартира имеет меньше 10 групп освещения. Контроллеры Ocelot/Leopard имеют память на 1000 ИК-команд, что может обеспечить все потребности домашнего хозяйства. Если 1000 окажется мало, можно соединить в сеть несколько контроллеров. Часто так и делается – для каждого помещения ставится свой контроллер, со своими ИК-сигналами. Home Vision принимает и передает 255 ИК-команд.

Принцип Х10 состоит в том, что передатчик посылает сигнал от устройства управления по обычным силовым проводам. На приемном конце к розетке питания обычные бытовые устройства подключаются через приемник, который транслирует команды Х10 в разные уровни напряжения питания устройств. Чтобы управлять питанием конкретного устройства, этому устройству необходимо присвоить один из 256 адресов. Чтобы посылать одинаковые сигналы на несколько устройств, им назначаются одинаковые адреса. Передатчиком может быть контроллер – при нажатии кнопок выдается соответствующая команда, таймер, компьютерный модуль. Приемники – релейные модули, выполняющие команды Вкл. и Выкл. , а также команду Выкл. все , ламповые модули – выполняют команды Вкл. , Выкл. , Ярче , Темнее , Вкл. весь свет , Выкл. все . Для преобразования напряжения НОВ в 220В используются специальные трансформаторы.

Главное преимущество Х10 – простота и относительная дешевизна реализации, отсутствие необходимости использовать провода для подключения адаптеров, большое количество совместимых устройств. К минусам необходимо отнести использование напряжения НОВ и возможность помех в силовых линиях.

На данный момент Х10-совместимое оборудование производят фирмы Х10, Leviton, Stanley, IBM, JDS, ACT, Homepro и др. С помощью контроллеров Х10 можно управлять сигнализациями, камерами наблюдения, различными датчиками дыма, температуры, есть возможность взаимодействовать с домашней аудио-видеотехникой, проекторами, VCR - и DVD-устройствами, а также мультимедиа-устройствами стандарта 802.1 lg. В частности, D-Link представила мультимедиа-центр DSM-320, которым можно управлять с помощью пульта. К сожалению, такую сеть назвать полностью интеллектуальной можно с трудом, поскольку необходимо вручную настраивать каждый адаптер. Не так давно появилась возможность сопрягать контроллеры Х10 с беспроводными клавиатурами и мышами, а также системами распознавания голоса, хотя конкретных решений не так уж и много. Средняя цена на простые контроллеры – от $20 до $250. На сегодняшний день одними из самых прогрессивных являются две технологии умных домов : американская система PowerLine и европейская Instabus. Также на этот рынок нацелена компания Intel с ее идей цифровых домов. Давайте рассмотрим эти технологии подробнее.

Технология PowerLine рассчитана на передачу сигналов и взаимодействие устройств по электропроводке, так уж исторически сложилось развитие американских систем умных домов . Для технологии Instabus требуется прокладка специальной шины. Если устройство маломощное, оно запитывается от этой шины. Мощные устройства получают дополнительное питание от обычной электросети.

Особенностью системы Instabus является децентрализация устройств. Это означает, что устройства не подключаются к какому-либо центральному компьютеру или устройству, а общаются напрямую. Если каждое устройство будет выполнять какую-либо маленькую свою функцию и только при необходимости информировать о событии другие устройства, мы получим гибкую и умную систему.

К примеру, возьмем датчик движения. Срабатывая, он сообщает остальным устройствам, что произошло движение. Осветительный прибор, получив сообщение от датчика, включает свет. Но свет может включить не только датчик движения, но и датчик освещенности – он также посылает сообщение осветительному прибору.

Таким образом, устройствам достаточно договориться . Общение устройств напоминает общение компьютеров. У каждого из них есть свой уникальный адрес, и по этому адресу другое устройство высылает команду и сообщает, что нужно сделать.

В каждом устройстве есть список адресов, от которых они принимают команды. Если устройство управляющее, например выключатель, то у него есть список адресов, по которым он должен разослать команды в случае нажатия на клавиши. Например, можно к одной клавише привязать включение лампы над столом, и при нажатии на эту клавишу выключатель пошлет команду лампе. На следующую клавишу можно привязать все осветительные приборы в комнате, при нажатии на нее выключатель последовательно разошлет всем устройствам команду на включение.

Таким образом, человеку, который программирует все эти устройства, достаточно задать простые алгоритмы для каждого устройства в отдельности, что, в свою очередь, позволит всем устройствам слаженно функционировать.

Если бы управление системой было централизованным, это вызвало бы много проблем при установке и настройке, зато имело бы преимущества при эксплуатации. Представьте, для каждого помещения нужно написать сложнейший алгоритм, в котором учесть слаженную работу всех устройств. Поэтому такая децентрализованная схема пользуется заслуженной популярностью. Ввиду отсутствия центра умный дом можно установить в сколь угодно большом количестве помещений, а особенности программирования позволяют быстро задать однотипные схемы работы для всех устройств.

Отдельное место в этой системе занимает компьютер. Как вы уже, наверное, поняли, в непосредственном управлении умным домом в данной схеме он не принимает участие, но это не значит, что нам нельзя использовать все его преимущества. Компьютер посредством специальной платы подключают к шине Instabus, при желании можно установить специальный сенсорный экран.

Если сенсорный экран вмонтировать в стену и спрятать сам компьютер, тогда мы получим ультрасовременную обстановку.

На компьютер устанавливают специальное программное обеспечение. В задачу этого ПО входит отображение текущего состояния устройств в доме, а также управление этими устройствами. Несмотря на то что компьютер не является обязательной составляющей, его использование значительно повышает удобство и возможности удаленного управления устройствами.

Совершенно очевидно, что самой медленной технологией является Х10. LonWorks (EIA 709) и CEBus (Е1А 600) применяются для контроля и управления на более высоких скоростях – соответственно 5 и 10 кбит/с. HomePlug Alliance и комитет R7.3 занимаются продвижением стандартов, способных обеспечить по сетям электропитания скорость передачи данных выше 1 Мбит/с. В принципе, скорость передачи в домашних сетях становится актуальной для умного дома только при использовании цифровой видеотехники с большим потоком медиаданных.

Стандарт HomePlug PowerLine 1.0 был принят альянсом HomePlug всего пару лет назад, но он обеспечил передачу данных по электропроводке со скоростью 14 Мбит/с. За счет уменьшенной частоты максимальное расстояние было увеличено до 500 метров. Стоит напомнить, что данные в доме будут передаваться только по той фазе, к которой подключено HomePlug-устройство. Чтобы обеспечить передачу данных в таких непростых условиях, компании, входящие в альянс HomePlug, приняли различные алгоритмы, позволяющие обеспечить передачу данных, как, например, алгоритмы обнаружения ошибок, автоматический повтор запроса, интерливинг и т. д. Для обеспечения защиты от несанкционированного доступа используется 56-битное шифрование на уровне MAC. Так что сеть защищена от злоумышленников.

Адаптеры HomePlug PowerLine (Intellon) работают полностью на аппаратном уровне, без драйверов и программного обеспечения. Соответственно, они совместимы со всеми операционными системами Windows на компьютерах с процессором от Pentium 166 ММХ с 32 Мбайт памяти.

Нельзя не упомянуть о еще одной важной технологии, нашедшей широкое применение в последние годы благодаря распространению домашних сетей – HomePNA (HPNA), которая позволяет передавать сигналы и соединять устройства по телефонной линии. Последняя спецификация стандарта HPNA 3.0 обеспечивает скорость передачи 128 Мбит/с, поддерживает quality of service. На данный момент разработано большое количество устройств, поддерживающих как HomePlug, так и HPNA.

Этот обзор был бы неполным без упоминания концепции Digital Home ( цифровой дом ), которую продвигает фирма Intel. Данная технология разработана для объединения всех цифровых устройств (аудио-видеоплееры, телевизоры, музыкальные центры) вокруг центрального обрабатывающего устройства, в роли которого выступает обычный персональный компьютер. Устройства обмениваются между собой данными посредством беспроводной связи, для этого к каждому из них подключается хаб, принимающий и отправляющий радиосигналы центральному роутеру. Эта разработка позволяет расширить возможность цифровых устройств и сделать развлечения более разнообразными. Для ее использования не нужно делать дополнительную проводку кабелей – достаточно оборудовать компьютер и медиаси-стемы специальными устройствами радиопередачи. Первое знакомство российских пользователей с цифровым домом произошло в 2003 году, когда московское представительство корпорации Intel проводило презентации под названием Карнавал цифровых технологий в крупнейших городах. В Москве возможности цифрового дома продемонстрировали на Горбушке: во время шоу ведущий удаленно управлял устройствами, оборудованными беспроводными адаптерами. С помощью Tablet PC (можно использовать и КПК), на котором была установлена Windows СЕ, он включал и выключал вентилятор, соковыжималку, кофемолку, чайник. Для этого использовалось несложное клиентское ПО, установленное на Tablet PC. Для управления питанием устройств использовались умные розетки российского производства. После того как управляющий модуль получает команду на включение или выключение того или иного прибора, он посылает умным розеткам по электросети соответствующий сигнал. Конечно, неотъемлемой составляющей такой концепции является использование беспроводных сетей Wi-Fi. Будущие же КПК на базе процессоров XScale с кодовым названием Bulverde по замыслу разработчиков должны привнести больше мультимедийных возможностей в портативные технологии.

В начале 2004 года была представлена концепция Entertainment PC, которая также относится к цифровому дому . Entertainment PC – это развлекательный ПК, который предназначен для хранения, управления и воспроизведения медиаконтента. Он совмещает функции музыкального центра, цифрового видеомагнитофона и HDTV-тюнера, снабжен не только стандартными клавиатурой и мышью, но и пультом ДУ. Помимо того, Intel нацелилась на производство микросхем LCOS (Liquid Crystal on Silicon), которые применяются в проекторах и больших проекционных дисплеях. Несмотря на то что эта технология не очень популярна из-за большой стоимости чипов, Intel намерена развернуть массовое производство микросхем, а в дальнейшем и HDTV-дисплеев. Все эти решения скоро найдут свое применение в цифровом доме . - На данный момент мультимедийная платформа, построенная на базе чипсета i915/925 с технологией Matrix RAID, позволяет нескольким пользователям одновременно смотреть цифровое видео удаленно. Как пример приводится ситуация, когда пользователь, вернувшись домой, обнаруживает, что фильм, который он хотел посмотреть, уже начали смотреть без него. В таком случае он может спокойно начать просмотр этого фильма на другом дисплее, не мешая тем, кто уже смотрит его в другом месте. Ну и важной частью новой платформы стал качественный 8-канальный 32-битный звук с частотой дискретизации 192 кГц – High Definition Audio, который с успехом может применяться для создания домашнего кинотеатра.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Системы и технологии:

News image

Электромагнитные замки со встроенной платой управления

Данные устройства состоят из металлической пластины, закрепленной на самой двери, электромагнита (сердечника с обмоткой), закрепленного на неподвижной дверной коробке, ...

News image

Робот-пылесос выведет хозяина из депрессии

Роботизированные пылесосы теперь смогут определять эмоциональное состояние своих хозяев. Как сообщает Technology Review, разработчики из университета Калгари (Calgary) ...

News image

Используемые устройства

Простейшими автоматическими устройствами, граничащими с классом огнетушителей, являются генераторы огнетушащего аэрозоля (ГОА) и модули порошкового пожаротушения (МПП)....

News image

Извещатели: возможности и тенденции развития

Роль РМ 78.36.001-99технических средств в обеспечении безопасности граждан и собственности постоянно возрастает. В мировой практике охранных услуг подобная тенденция та...

Автоматизация домов:

News image

Умный Дом: первое знакомство

ЛЮБОЙ СОВРЕМЕННЫЙ ДОМ — НЕ ПРОСТО ФУНДАМЕНТ И СТЕНЫ. ЭТО СЛОЖНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА ИНЖЕНЕРНЫХ ПОДСИСТЕМ, ТЕХНИЧЕСКИХ И БЫТОВЫХ ПРИБОРОВ. ЧТ...

News image

«Умный» дом. Управление инженерным оборудованием «интеллекту

Сегодня в Европейском сообществе управление интеллектуальными зданиями поставлено на поток. Автоматические компьютерные программы успешно ...

News image

Системы автоматизации и управления на объектах коммерческой

Системы домашней автоматизации «умный дом» могут устанавливаться и на объектах коммерческой недвижимости. Это не только офис, но и кафе, р...

Интеллектуальные системы:

News image

Умная столовая

Все элементы системы умного дома незаметно впишутся в дизайн столовой и улучшат его, придав современный вид, но и сделают пространство жив...

News image

Умный коттедж

Коттедж - одноквартирный индивидуальный жилой дом (городской или сельский), при котором имеется небольшой участок земли. Коттеджи бывают п...

News image

Умный офис

Функции интеграция с офисной локальной сетью, управление с компьютера и экрана телевизора, управление светом, камерами, безопасно...