Файл: Домашних устройств, способных выполнять действия и решать определённые повседневные задачи без участия человека.docx
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 86
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
После анализа существующих систем автоматизированного управления умным домом можно делать следующие выводы:
-самой надежной системой управления домом является централизованные система, так как она обеспечивает высокую скорость работы, интегрированное управление из единого центра;
-удобство интерфейса цветных, настенных, сенсорных панелей;
-система управления домом на основе микроконтроллера дает возможность соединения с другими системами от разных фирм.
3 Установка системных технических устройств «Умного дома»
3.1 Особенности установки технических устройств «Умного дома»
Для тех, кто хочет автоматизировать свой дом по высшему разряду, по-прежнему существуют дорогие профессиональные системы, которые должен устанавливать специалист.
Однако у них есть ряд особенностей:
- большинство элементов имеет проводное подключение. Чтобы их запитать и соединить в цепь, сначала нужно делать разводку электрики.
- «умные модули» умеют «дружить» только друг с другом, то есть комплект должен быть одного производителя и одной серии.
- для интеграции в единую сеть зачастую требуется специализированное программное обеспечение, которое поставляется на платной основе.
Разумеется, это удобно далеко не всем. Потому всё большей популярностью пользуются устройства, имеющие несколько иную конфигурацию:
- элементы подключаются по беспроводной связи. Лишь немногим нужно питание 220 В (то есть обычная розетка). Это позволяет установить приборы с минимальным вмешательством в готовый ремонт.
- программное обеспечение делается с максимально степенью универсальности и загружается в общедоступные хранилища или магазины (AppStore, GooglePlay) и распространяется на бесплатной основе.
- дружелюбный и простой интерфейс делает настройку системы «умного дома» очень простой и доступной каждому пользователю.
Так же, как и многие другие системные технические устройства, «умный дом» состоит из многих групп элементов, каждая из которых выполняет свою функцию:
- Контроллер (другое название – хаб, шлюз)
Устройство, выполняющее функцию «мозгового центра». В нём содержатся электронные компоненты, позволяющее запрограммировать контроллер на приём сигналов, их обработку и управление различными элементами «умного дома» по проводам или «по воздуху». В отличие от многих других приборов в системе «умного дома», шлюз всегда подключается к сети через 220 В. Многие производители
даже размещают в корпусе вилку питания, на которой и держится устройство в розетке.
- Датчики (иногда называются сенсорами)
Назначение этих элементов - сбор информации о состоянии помещения, где они установлены. Благодаря датчикам собираются сведения о температуре и влажности воздуха, присутствии людей в комнатах, открывании и закрывании дверей или окон, протечках воды, состоянии освещённости и многом другом. Многие датчики в силу своего малого энергопотребления легко сделать независимыми от внешнего источника тока – в этом случае они оснащаются аккумулятором или литиевой одноразовой батарейкой, которой хватает на год или два.
- Актуаторы (или просто исполнители)
Специальные агрегаты, которые настроены на получение сигнала от контроллера. После приёма они выполняют различные действия – включают свет, управляют питанием бытовой техники, поднимают и опускают шторы, перекрывают воду и делают многое другое. Датчик посылает сигнал на контроллер – контроллер интерпретирует полученные данные с актуальной программой и даёт команду исполнителям – актуаторы выполняют приказ с контроллера, осуществляя какое-либо действие.
- Устройства управления
С их помощью хозяин узнаёт о состоянии системы, а также может отдать команду на срабатывание устройств. В современных системах «Smart home» всё чаще роль органа управления полностью отдаётся смартфону с установленным соответствующим ПО. Это намного удобнее, чем стационарный кнопочный пульт или блок дистанционного управления. Смартфоны сегодня есть у каждого, с их помощью можно получать информацию от датчиков и управлять актуаторами из любого места.
3.2 Разновидности устройств «умного дома»
Различают следующие виды устройств автоматизированного управления «Умным домом»: регистрирующая аппаратура, датчик движения, датчик температуры, датчик влажности воздуха, датчик открывания дверей, датчик протечки воды, видеокамера, датчик дыма и утечки газа, реле, розетки.
Таблица 3 - Разновидности устройств «умного дома»
| Наименование устройств | Характеристики устройств |
| Регистрирующая аппаратура | Это те самые датчик, благодаря которым система собирает сведения о том, что происходит в квартире. Чем больше различных датчиков, тем полнее картина и больше возможностей повлиять на различные параметры и устройства в комнатах. С другой стороны, если у человека есть потребность в конкретной функции, он может купить только датчики одного вида, не переплачивая за комплект. |
| Датчик движения | Обычно это инфракрасный сенсор, однако встречаются и другие виды. Датчик движения определяет, кто находится в комнате. Эта информация и для владельца, который дистанционно может отследить, не появлялся ли кто-то, и для автосрабатывания сценариев, в освещении и создании микроклимата в помещении. |
| Датчик температуры | Данное устройство дает системе умного дома информацию о критических точках, которые задает пользователь. При понижении температуры автоматически включится система теплого пола, при повышении температуры включится кондиционирование. |
| Датчик влажности воздуха | Для тех людей, которые с трудностью переносят сухой воздух, это устройство - настоящая находка. Например, фирма Xiaomi выпускает увлажнители, которые могут работать по команде через Wi – Fi. А послать этот сигнал может контроллер, узнавший это от датчика влажности. |
| Датчик уровня освещенности | Данное устройство одно из простейших, но при этом очень полезный в системе умного дома. Встроенный фотоэлемент регистрирует количество света, попадающего в комнату, и реализует сценарии искусственной подсветки: заполняющей, точечной, общей. |
| Датчик открывания дверей | Устройство состоит из двух половинок: одна вешается на полотно (саму дверь), другая на дверной косяк (или оконный проем). Данная схема находит свое место в «умном доме» из соображений безопасности. С ее помощью можно настроить сирену и оповещение на смартфон при выходе из дома. |
| Датчик протечки воды | Досадное происшествие – пробой шланга стиральной машины или сифона в смесителе – может превратиться в затратное дело, если вы зальете соседскую квартиру с дорогим ремонтом. |
| Видеокамера | Одно из самых информативных устройств. В доме, где есть маленькие дети или домашние питомцы, оно стоит на страже спокойствия и порядка. Отснятый материал пишется на карту памяти или в облачное хранилище через буфер. В случае спорных ситуаций хозяин всегда может просмотреть видеофиксацию. |
| Датчик дыма и утечки газа | Эти приборы способны предотвратить большую беду. Собственно пожарные датчики и так имеются в квартире, однако он не имеют, в отличие от «умных» собратьев, оповещать владельца push – сообщением или иным тревожным сигналом на смартфон. Что касается датчика утечки газа, то есть ставят обычно в частные дома, оснащенные отопительным газовым котлом. |
| Реле | Распространенная группа устройств, которые служат для замыкания цепи и подачи электропитания на определенные приборы, бытовую технику и прочие механизмы. Реле обычно подсоединены к сети 220 В. При поступлении сигнала со шлюза ток идет по катушке электромагнита, контакты соединяются, и электрический ток поступает к нужному устройству. |
| Розетки | Отличаются от обычных рядовых розеток тем, что подают питание по сигналу со специального контроллера умного дома. Эти устройства невероятно удобно использовать для техники, оснащенной стандартными вилками для питания. |
| Выключатели | С помощью этих устройств задействуют сценарии освещения и другие действия для системы умного дома. Как и прочие «умные» элементы, выключатели поддерживают связь по протоколам Wi – Fi, Zigbee и прочим другим каналам. |
| Электромеханические движители | К этому классу относятся устройства, отвечающие за различные действия, связанные с перемещением в пространстве. К таким, например, причисляют привод рулонных штор или жалюзи, запорную арматуру водопроводной воды и многие другие устройства. |
| Лампочки и светильники | Осветительные приборы, оснащенные каналами передачи информации, умеют включаться в соответствии с назначенным расписанием. Это расписание запрограммировано в контролер или в зависимости от показаний датчиков освещения или движения. |
3.3 Расчет стоимости системы «умный дом»
При разработке системы автоматизации здания можно выделить следующие технологические процессы:
- разработка структуры сети;
- выбор элементной базы для реализации сети;
- разработка программного обеспечения контроллера BC9000;
- разработка человеко-машинного интерфейса;
- согласование с заказчиком и внедрение;
- обучение пользователя и сервисное обслуживание системы.
Смета затрат на вычислительную технику и дополнительное оборудование приведена в таблицах ниже.
Таблица 4 - Смета затрат на вычислительную технику
| Наименование | Цена (руб.) | Количество (шт.) | Стоимость (руб.) |
| Контроллер ВС 9000 | 11 323, 93 | 1 | 11 323, 93 |
| Модули дискретного вывода KL 2408 | 13 608 | 4 | 13 608 |
| Модули аналогового вывода KL 4404 | 27 900 | 1 | 27 900 |
| Модули аналогового ввода KL 3204 | 27 900 | 3 | 27 900 |
| Оконечный модуль 9010 | 4800 | 1 | 4800 |
| Персональный компьютер | 35000 | 1 | 35000 |
| ОС Windows 8 Professional | 2500 | 1 | 2500 |
| Итого | - | - | 123 031 , 93 |
Таблица 5 - Смета затрат на дополнительное оборудование
| Наименование | Цена (руб.) | Количество (шт.) | Стоимость (руб.) |
| Датчик температуры Ni 100 | 600 | 7 | 4200 |
| Сервопривод | 700 | 3 | 2100 |
| Реле контроля фаз | 1100 | 1 | 1100 |
| Датчик утечек газа | 2000 | 1 | 2000 |
| Датчик утечек воды | 400 | 2 | 800 |
| Блок управления скоростью двигателя | 10000 | 1 | 10000 |
| Итого | - | - | 20200 |
Заработная плата программиста - проектировщика сдельная и составляет 35 000 рублей, заработная плата монтажника - 20 000 рублей. Отчисления на страховые взносы равные 30%, Длительность работы программиста - проектировщика tp1 = 20 дней, монтажника tp2 =5.
Затраты на оплату труда составят: 20000+35000 =55000 руб.
Длительность применения вычислительной техники tBТ = 22 дня.
Страховые взносы составляют 30%, из них:
22% - Пенсионный фонд РФ;
5.1 % - Фонд обязательного медицинского страхования;
2.9 % - Фонд социального страхования.
СВ = З × 0.3 (1)
где: З - затраты на оплату труда, руб.
СВ = 55000×0,3 = 16500 руб.
Таким образом, страховые взносы составляют 16 500 рублей.
Расчет стоимости проектирования и монтажа внедрения системы найдем по формуле:
С = Цвт + Цдо + З+ СВ (2)
С = 123 031,93 + 20 200 + 55 000 + 16 500 = 214 731,93руб.
Результаты сведем в таблицу, и отразим на диаграмме в процентном соотношении.
Таблица 3 - Структура затрат на внедрение системы «Умный дом»
| Наименование | Стоимость в рублях | Стоимость в % |
| Вычислительная техника | 123 031,93 | 1 230,3 |
| Дополнительное оборудование | 20200 | 202 |
| Заработная плата | 55000 | 550 |
| Страховые взносы | 16500 | 165 |
| Итого | 214 731,93 | 2 147,3 |
Рисунок 6 - Структура затрат на внедрение системы
На основании произведенных расчетов можно сделать вывод, что создание системы «Умный дом» составляет 214 731,93 рублей, в структуре затрат наибольший удельный вес составляют затраты на вычислительную технику и оплату труда 1230,3 % и 550 % соответственно. Таким образом, создание системы является материалоемким и трудоемким процессом. Несмотря на то, что затраты достаточно высокие, система оправдывает себя с таких сторон, как комфорт, безопасность, электропотребление.
Заключение
В процессе выполнения курсовой работы мною изучены базовые понятия «Умного дома», история развития технологий, проанализированы современные методы, технологии и системы управления «Умным домом». Проведена исследовательская работа по особенностям установки технических устройств «Умного дома»
После анализа существующих систем автоматизированного управления умным домом можно сделать следующие выводы:
- самой надежной системой управления домом является централизованная система, так как она обеспечивает высокую скорость работы, интегрированное управление из единого центра;
- удобство интерфейса цветных, настенных, сенсорных панелей;
- система управления домом на основе микроконтроллера дает возможность соединения с другими системами от разных фирм.
Неоспоримые преимущества внедрения систем автоматизации как на городских, так и на частных объектах жизнеобеспечения неоспоримы. В первую очередь они предусматривают постоянный контроль работы оборудования и инженерных систем, формирование графика проведения профилактических и ремонтных работ, увеличение срока службы оборудования. Сюда нужно добавить учет и контроль количества потребляемых городских и частных ресурсов (газ, электроэнергия, вода), а также значительную экономию при использовании ресурсов.
Внедрение основных элементов «умного дома» уже на этапе строительства здания дает возможность впоследствии эти «умные здания» соединять между собой. В ближайшем будущем это явление, безусловно, будет набирать обороты уже на уровне районов и городов, то есть строительство «умных домов» в перспективе превратиться в создание одного большого «умного города», сигнал автоматизация интеллектуальный.
В одном тексте не расскажешь обо всех аспектах такого интересного и, без сомнения, перспективного направления как строительство автоматически управляемых жилищ. Собственно, внедряются подобные системы сейчас не только в частных домах или квартирах, но и, к примеру, в офисах или на промышленных предприятиях. Со временем большинство зданий будут иметь высокую степень автоматизации процессов функционирования.
Список использованных источников и литературы