Цели работы

• 
  Выбрать для данной АСУ контроллер и пульт ДУ и дать обоснование выбранного оборудования.
  
• 
  Описать интерфейсы, использующиеся для передачи информации.
  
  
  

Теоретические часть
Что такое умный дом?
Умный дом (англ. smart home) — это автоматизированная система управления всеми приборами в доме, которые объединены в единую экосистему. Система может сама принимать решения и выполнять определенные задачи, без участия человека. Человеку остается лишь управлять дистанционно нажатием кнопок на пульте/гаджетах или голосовыми командами. Вы можете задать алгоритм, в соответствии с которым система будет включать или отключать разные приборы, бытовую технику, освещение, регулировать доступ в дом и выполнять другие важные функции. Иными словами, умный дом подразумевает упрощение нагрузки в быту и делает дом удобным и комфортным.

Из чего состоит умный дом и как работает?

Для того чтобы умный дом заработал, нужно задать ему определенные настройки. Например, указать время включения и выключения ночного светильника, температуру отопления. Команда отправляется на головное устройство (контроллер), которое, обработав ее, передает подходящему прибору.

Набор оборудования, входящий в умный дом, зависит от модели и предназначения системы. Но есть несколько элементов, которые присутствуют в любой комплектации.

Контроллер (хаб). Это ключевой элемент системы — центр управления, который соединяет все части системы друг с другом с возможностью удаленного доступа. Он собирает и обрабатывает информацию со всех датчиков и оборудования, раздает задачи приборам согласно программе. Через него же осуществляется удаленный доступ к системе.

Устройства управления. Управлять системой умный дом можно:

• 
  через сенсорную настенную панель, которая обычно располагается на центральном контроллере;
  
• 
  через приложение на смартфоне/планшете, из любой точки мира;
  
• 
  с помощью дистанционного пульта;
  
• 
  с компьютера или ноутбука через специальное ПО;
  
• 
  с помощью голосового помощника — например, через умную колонку Яндекс.Станция с Алисой, Google Home, Apple HomeKit.
  

---

Чаще всего одновременно задействуются несколько способов управления.

Датчики, которые принимают сигналы из oкpyжaющeй cpeды и срабатывают, когда происходит определенное событие. Например, датчик протечек реагирует при затекании под него воды. Датчики следят за событиями в доме, отправляют оповещения, запускают заранее разработанные сценарии.

Актуаторы — исполнительные устройства, получают команды от контроллера и исполняют их. Это умные розетки, выключатели или диммеры, сирены, камеры, электрические реле, включающие и выключающие по сигналу свет в помещении.

Обычные бытовые приборы, умная техника, которые подключаются к актуаторам: кoфeвapки, чайники, холодильники, сантехника, видeoкaмepы, домофоны и т. д.

Системы умного дома могут быть проводными и работать от кабеля. У таких систем высокая скорость отклика, они более надежные и дольше служат. А могут быть беспроводными, работая через Wi-Fi. Такие системы легче и быстрее монтировать, но работают они менее стабильно, чем проводные.

Что может умный дом?

Вы самостоятельно определяете, какие устройства умного дома куда установить и какие задачи они будут решать, — то есть настраиваете систему под себя. Можете построить разные сценарии, а потом редактировать, расширять и дополнять их.

Сценарии — это набор правил, по которым устройства взаимодействуют между собой. Их устанавливают так, чтобы изменения происходили при определенных действиях. Например, у вас в доме есть умная кофеварка. Сценарием будет приготовление кофе к нужному времени. Или сценарий для умного кондиционера: он включается, когда в доме повышается температура.

В сценарии можно заложить несколько устройств, а запускать одним касанием кнопки на экране.

Остановимся на самых распространенных и полезных функциях системы.

Итак, умный дом может:

1. Дистанционно контролировать все системы и оборудование дома. Вы можете, находясь далеко от дома, в командировке или отпуске, выключить отопление и снова включить его к моменту возвращения домой. А еще, например, проветрить комнаты и полить цветы.

2. Управлять системами безопасности.

• 
  Умный дом контролирует сигнализацию, видеонаблюдение, датчики движения и открытия дверей и окон, целостность окон, электронные замки. Если кто-то несанкционированно проникнет в ваше жилье, то система вызовет охранную службу, полицию и отправит вам уведомление. Можно настроить систему распознавания своих и чужих или вход в дом по отпечатку пальца / пин-коду. А функция имитации присутствия в произвольное время будет закрывать и открывать шторы, включать и выключать свет или музыку.
  
• 
  С помощью камер видеонаблюдения можно контролировать онлайн происходящее в самом доме. Это особенно актуально, когда необходимо присматривать за пожилыми родственниками, ребенком с няней или домашними животными.
  
• 
  Защита от протечек, пожаров, утечки газа. С помощью датчиков протечки воды, задымления и газа, система вовремя обнаружит аварию и отключит воду, обесточит розетки, перекроет газ, отправит владельцу оповещение о случившемся.
  

---

3. Управлять системами освещения. С помощью умных ламп можно настроить разноуровневое освещение, включение света при движении или входе человека в помещение, выключение света ночью. Можно регулировать яркость света, сделать его холоднее или теплее, подсветить ступеньки или рабочую область на кухне, фасада дома. Закрыть и открыть шторы или рольставни, в зависимости от количества солнечного света или времени суток.

4. Управлять климатом квартиры. Система регулирует температуру: включает и отключает батареи, устанавливает минимальную — когда вас нет дома или вы спите, и нагревает или охлаждает помещения к моменту возвращения домой. Вы можете установить разную температуру в разных помещениях и настроить подогрев полов там, где находитесь.

Влажность и приток свежего воздуха тоже поддерживаются автоматически: по необходимости включаются или выключаются увлажнитель воздуха, вентилятор или кондиционер.

5. Управлять электроэнергией. Умные выключатели и смарт-розетки отключаются и включаются дистанционно или aвтoмaтичecки. Можно настроить отключение всех приборов, которыми вы не пользуетесь в данный момент, чтобы они не потребляли электроэнергию в пассивном состоянии.

Умные розетки мoгут oпpeдeлять, какая техника использует много электричества, следить за ее расходом, кoнтpoлиpовать напряжение в ceти, показывать мощность или отправлять данные со счетчиков.


Выбор контроллера и пульта ДУ

По условию, контроллер должен обладать следующими опциями:

1. 
   подключение исполнительных устройств умного дома
   
2. 
   подключение беспроводных панелей управления
   
3. 
   подключение проводных панелей управления
   
4. 
   подключение к интернету;
   
5. 
   мобильная связь.
   

Для реализации этих опций, должен быть следующий функционал:

1. 
   RS-485 для управления устройствами через MODBUS, LanDrive, т.д. или Z-WAVE;
   
2. 
   IR/FR приёмники
   
3. 
   LAN порт ETHERNET для панелей управления и внутренних устройств;
   
4. 
   WAN порт ETHERNET для выхода в Internet
   
5. 
   GSM/GPRS модем.
   

---

Для данной АСУ я выбрала:

1. Контроллер Vera EDGE (стоимость ≈20000руб)



Контроллер позволяет управлять устройствами с мобильного телефона или компьютера посредством Z-Wave протокола. Можно создавать сценарии на основании внешних датчиков (движения, уровня освещенности или температуры, открытия двери и окна и т.д.), а также сохранять настройки предпочитаемой температуры или освещения и применять их всего одним нажатием клавиши.

В зависимости от того, какие сенсоры или аксессуары будут добавлены к системе, VeraEdge может выполнять различные функции:

Создать систему безопасности, добавив дверные замки, датчики открытия двери / окна, датчики движения, беспроводные видеокамеры и сирены.
Создать энергосберегающую систему с термостатами, диммерами и контроллерами переменного тока.
Установить систему мониторинга безопасности дома с помощью датчиков дыма, датчиков угарного газа и датчиков протечек.
Сделать жизнь удобнее, подключив устройства открывания гаражных ворот и выключатели света, которые работают автоматически.
VeraEdge совместима со всеми ведущими брендами датчиков, замков, термостатов, камер, диммеров и других устройств Z-Wave, поэтому не нужно беспокоиться при выборе аксессуаров.

Особенности VeraEdge:

• 
  Быстрый процессор обеспечивает мгновенное сопряжение с другими устройствами
  
• 
  Большой объем памяти
  
• 
  Кнопка WPS для легкого соединения с Wi-Fi устройствами
  
• 
  Улучшенное управление несколькими камерами
  
• 
  Интуитивно понятная настройка и легкость в управлении
  

Особенности пользовательского интерфейса Vera UI7:

• 
  Один простой пользовательский интерфейс для всех платформ (ПК / Mac, смартфоны, планшеты)
  
• 
  Интегрированная помощь - контекстная справка и ссылки на подробную документацию на странице технической поддержки
  
• 
  Предварительно настроенные параметры устройства
  
• 
  Краткий отчет о потреблении энергии (ежедневная, ежемесячная и годовая отчетность)
  
• 
  Улучшенный контроль доступа с PIN управлением
  
• 
  Настраиваемая панель инструментов.
  

Технические характеристики:

Интерфейс Z-Wave:

---

• 
  Частота - 869 МГц
  
• 
  Поддержка Z-Wave Plus
  
• 
  Наличие шифрования S2
  

Характеристики HW:

• 
  CPU: 600MHz MIPS SoC
  
• 
  Flash-память: NAND 128MB
  
• 
  Оперативная память: DDR2 128MB
  
• 
  Чип Z-Wave - 5го поколения
  

Проводные интерфейсы:

• 
  USB Port: 1
  
• 
  WAN Port: 1
  

Беспроводные интерфейсы:

• 
  Z-Wave Plus™ 
  
• 
  Wi-Fi  802.11 b/g/n
  

Интерфейс управления:

• 
  Web интерфейс - UI7
  
• 
  Приложение - Vera UI7
  

Электропитание:

• 
  Адаптер AC 100-240VAC, 50-60Hz / DC 12V/1A 
  

Габаритные размеры и вес:

• 
  ДхШхВ, мм: 120 x 80 x 30 
  
• 
  750 гр
  
  

2. BeckhoffBX9000 (стоимость ≈45000руб)

Технические характеристики BX9000

• 
  Количество подключаемых модулей ввода-вывода: 64 (255 с удлинителем шины K-bus)
  
• 
  Максимальное число байтов промышленной шины: 2048 байтов входа и 2048 байтов выхода
  
• 
  Дискретные периферийные сигналы: 2040 вход/выход
  
• 
  Аналоговые периферийные сигналы: 512 вход/выход
  
• 
  Протокол: TwinCAT ADS, Modbus TCP
  
• 
  Скорость шины: 10/100 Мбот, автоматическое определение скорости передачи
  
• 
  Штекер: RJ 45
  
• 
  Последовательный интерфейс: 1 x RS232 для программирования, 1 x RS232 или RS485 для подключения устройств по последовательной шине SSB Подсеть типа CANopen для подключения периферийного оборудования
  

3. WirenBoard (стоимость ≈5000руб)

Ф
ункционалWirenBoard:

• 
  GSM/GPRS — модем
  
• 
  Wi-Fi (в т.ч. в режиме точки доступа)
  
• 
  Ethernet (c passive PoE 12-15В)
  
• 
  2xUSB-host
  
• 
  2 RS-485 / Modbus
  
• 
  Входы АЦП
  
• 
  CAN-шина
  
• 
  Двареле 220V 5A
  
• 
  RTC — часыреальноговремени
  
• 
  Излучательзвука
  
• 
  Аудиовыход — 3.5 mm jack
  
• 
  RS-232 полнодуплексный, не опторазвязанный (опция)
  
• 
  радиомодуль NRF24
  
• 
  и пакетное радио на 433 МГц.
  

---

Смотрите также файлы

• На данной схеме выделить уровни асу. Привести Анализ и описание программного уровня.docx

• Локальные компьютерные сети.docx

• Социальное воспитание с позиции общества, социальных институтов, с позиции семьи.docx

• 10сынып Биология зертханалы жмыстар.docx

• Утверждаю заведующий кафедрой.pdf