Подсистема  средств общения  «Интеллектуального здания»

     Управление  через Internet:

     Для управления и настройки дома из офиса, машины и т.д. программа системы  «Умный Дом» позволяет с помощью электронной почты передавать необходимые команды. Для этого основная программа разделяется на два независимых модуля, один из которых находится в доме и ждет команд. Другой же находится вместе с Вами на Вашем рабочем компьютере. 

       

     

     Рис.4 Управление через интернет 

     Дистанционное управление:

     Для удобства управления бытовыми устройствами в доме, был создан пульт дистанционного управления, позволяющий совмещать  в себе управление телевизором, видеомагнитофоном, музыкальным центром, спутниковым ресивером.

     Он  так же позволяет включать и отключать: осветительные приборы, управляемые  электрические розетки, различные  сценарии освещения. При помощи комбинаций нескольких кнопок — открыть ворота, поставить дом на охрану и совершить  много других различных действий…

     Контроль  и управление всем домом посредством  пульта системы «Интеллектуальное здание»

     Настенный пульт — основной пульт системы, позволяющий вам полноценно работать со всеми функциональными возможностями  системы. Предназначен для ввода информации в систему и её отображения.

     При входе в умный дом вы с помощью него снимаете систему с охраны, а уходя из дома — устанавливаете систему на охрану. Вы можете просмотреть протокол сообщений о событиях, произошедших за Ваше отсутствие, ввести номера телефонов, по которым будет производиться дозвон в аварийных ситуациях и.т.д.

     Управление  посредством КПК Palm:

     Различными  режимами и устройствами в умном  доме можно управлять с миниатюрного и приятного по дизайну жидкокристаллического  экрана Touch Screen. Эта возможность реализована на базе карманных персональных компьютеров (КПК) семейства Palm, подключаемого к «Умный Дом». В месте с возможностью управления умным домом Вы получаете отличный электронный органайзер и не только…

     Управление  с компьютера (РС):

     Дружественная для пользователя программа, работающая в среде операционной системы Windows, позволяет включать и выключать  определённые режимы системы «Умный Дом», а также производить настройки  её работы, читать и выводить на печать протокол сообщений.

 

     

     Рис.5 Интеллектуальные системы управления

 

     

     2. Проектирование программного  продукта

2.1. Модель структуры системы

     2.2. Анализ связей между элементами системы

     Рис.6 Управление системой «Интеллектуальное здание» 

     Управляющим элементом системы является контроллер BC9000 Ethernet TCP/IP Bus Terminal Controller, модуль ввода дискретных сигналов KL120x, модуль вывода дискретных сигналов KL 2408.

     Функционально контроллер осуществляет включение  и выключение внутренних блоков, блокировку пульта, установку режимов и температуры, как в автоматическом режиме, так и посредством панелей управления.

     Управляющим элементом системы является контроллер Embedded-PCCX1000 с интерфейсом Ethernet .

     Функционально контроллер осуществляет полное управление системой, получает и обрабатывает информацию от системы, координирует работу по сценариям управления. Реализуется возможность ручного управления. Возможна визуализация управления, как системы отдельно, так и в общей визуализации системы «Умного дома».

     Система построена по топологии «шина», что позволяет упростить монтаж управляющих элементов, кабелей и управляемых устройств.

     Управляющим элементом системы является контроллер Embedded-PCCX1000 с интерфейсом Ethernet и модулем – LONKL6401.

 

     

2.3. Структурная схема системы

     Основная сложность при проектировании «интеллектуального здания» состоит в объединении отдельных подсистем различных производителей в управляемый комплекс. Путем интеграции информации от эксплуатируемых подсистем – климат-контроля, охранно-пожарной сигнализации, видеонаблюдения и контроля доступа, систем водоснабжения, электроснабжения, освещения и пр. – появляется возможность оперативно принимать верные решения и выполнять необходимые действия, связанные с эксплуатацией здания.

     Структурная схема системы содержит информацию о состоянии оборудования (контроллеры, датчики и исполнительные устройства) и способах его соединения (номер последовательного порта, адрес и пр.) применяемых на объекте.

     Рис.7 Структурная схема системы «Интеллектуальное здание»

 

     2.4. Реализация системы

     Одним из основных компонентов интеллектуального  здания является система автоматизированного  управления эксплуатацией здания (АСУ). АСУ эксплуатации здания - это комплекс программно - аппаратных средств, основной задачей которого является обеспечение надежного и гарантированного управления всеми системами, находящимися в эксплуатации здания, и исполнительными устройствами. Система способна за счет полной неразобщенной информации от всех эксплуатируемых подсистем принять правильное решение и выполнить соответствующее действие, проинформировать соответствующую службу о событии. Структурный подход, используемый сейчас большинством системных интеграторов, заключается в создании инфраструктуры «Умного дома» на базе структурированных кабельных сетей (СКС). При этом сначала проектируется и строится СКС - здание, а затем на структурированную кабельную систему замыкаются необходимые заказчику функциональные системы. Мне представляется более перспективным функциональный подход. Существует список потребностей или пожеланий заказчика и основной задачей разработчика в этом случае является интеграция этих систем в единый "организм" в соответствии с заданной заказчиком моделью. Попробуем проанализировать предпосылки внедрения в здание интеллекта. Главной объективной предпосылкой оказывается высокая плотность различных сервисов на квадратный метр площади здания. В любом здании набор служб и сервисов приблизительно один и тот же, поэтому мы сделаем некоторые необходимые уточнения. Во-первых, речь идет не о количестве служб, как таковых, а об интенсивности наполнения ими здания.

     Если, к примеру, охранная система ограничивается пятью камерами на периферии здания и датчиками сигнализации в дверях и окнах первого этажа, то такое здание не является подходящим кандидатом на "интеллектуализацию". Во-вторых, службы и сервисы должны обеспечиваться подсистемами самого здания, а не быть внешними по отношению к нему. Если система отопления управляется исключительно из районной котельной, а лифты — из местного РЭУ, то в определенном смысле зданию они не принадлежат. Итак, интеллектуальное здание должно интегрировать достаточное количество сервисов, принадлежащих зданию. Вместе с тем интеллектуальное здание можно интерпретировать как "разумно построенное". Это означает, что здание должно быть спроектировано так, что все сервисы могли бы интегрироваться друг с другом с минимальными затратами (с точки зрения финансов, времени и трудоемкости), а их обслуживание было бы организовано оптимальным образом. Кроме того, процедура изменений подразумевает также добавление новых сервисов и служб по мере их возникновения.

     Адекватным  примером может быть следующая ситуация. Все жители дома покидают здание. Охранная система определяет, что в какой-то момент времени в доме никого нет. Реакцией на это может стать обесточивание системы освещения этажа, а также выключение настольных компьютеров по сети (подобная функция реализована во многих современных сетевых адаптерах). Экономия электроэнергии в этом случае очевидна. Если добавить частичное отключение системы отопления (в зимнее время) или ее перевод на пониженные мощности в ночное время, то материальные выгоды окажутся вполне ощутимы.

     Исторически концепция интеллектуального здания продвигалась в первую очередь производителями СКС. Придя к концепции универсальной структурированной слаботочной кабельной системы здания, они вполне логично решили распространить этот подход с физической среды передачи данных и на другие системы. Прежде всего, предстояло избавиться от дополнительных проводников, связывающих между собой устройства автоматизации. Впервые эта задача была решена в 1978 году компаниями X-10 USA и Leviton, которые разработали технологию для управления бытовыми приборами по проводам бытовой электросети. Сегодня наиболее распространен стандарт X-10. Впрочем, X-10 уже считается медленным и устаревшим, поскольку создавался для управления электроосветительными устройствами. Внося усовершенствования, многие производители объединились в Ассоциацию электронной промышленности (EIA), которая занимается развитием стандарта шины бытовой электроники CEBus (ConsumerElectronicBus), утвержденного в 1992 году. На нынешний день стандарт является открытым, и любая компания может производить оборудование, использующее коммуникационный протокол CEBus. Управляющий сигнал передается по проводам бытовой электросети, витой паре или коаксиальному кабелю, в радиочастотном или инфракрасном диапазоне. Для различных устройств можно выбрать наиболее удобный способ: например, осветительными приборами - по электропроводке, видеооборудованием - по коаксиальному кабелю, кондиционерами - по витой паре, ИК-лучи и радиосигналы вообще универсальны. Исполнительные устройства или узлы домашней сети взаимодействуют между собой через роутеры и мосты (databridges), соединяющие различные носители сигналов и данных. Основным преимуществом CEBus по сравнению с X-10 является скорость обмена данными, достигающая 10000 бит в секунду, независимо от типа носителя. Она обеспечивает необходимую быстроту реакции системы и непродолжительное время активного состояния узлов.

     Построение  «Умного дома» требует определенных решений и от его будущего хозяина. Прежде всего, он должен понять, зачем  именно оно нужно. Заметим, кстати, что при одинаковой функциональности затраты на централизованную систему управления зданием будут приблизительно одинаковы для зданий различных масштабов. Таким образом, удельная стоимость "квадратного метра интеллекта" находится в обратной зависимости от размеров проекта, в то время как стоимость управления им "вручную" — в прямой. Соответственно, строить «Умный дом» имеет смысл в том случае, когда ожидаемая разница этих совокупных расходов вас устраивает. Кроме того, уровень интеллекта здания должен соответствовать ценности содержимого. Функциональность «Умного дома» должна окупать затраты на его построение, иначе в ней нет никакого смысла.

     Наконец, уже почти традиционная рекомендация — не стоит экономить на затратах на масштабируемость. Ни один не выходящий за рамки разумного запас наращиваемости системы не отнимет средств больше, чем ее последующие доделки и переделки, стоимость которых может перекрыть стоимость резерва за год эксплуатации системы.

     Разумеется, никакой обзор не может дать исчерпывающей картины того, как именно строятся, и могут строиться интеллектуальные здания. Кроме того, само понятие «Умный дом» является многомерным и допускает большое количество вариаций в зависимости от того, какие задачи оно призвано решать. И, наконец, при грамотном проектировании степень интеллектуальности можно наращивать постепенно, распределяя инвестиции во времени. Уже в ближайшем будущем интеллектуальное здание может стать тиражируемым решением, вполне доступным по стоимости не только для сверхбогатых заказчиков. Поэтому задуматься о том, что отрасль способна предложить, следует уже сегодня.

     Главное, чего ждут многие компании от «интеллектуализации» зданий — снижение расходов на энергопотребление. Подключенные к Сети интеллектуальные здания позволяют извлекать информацию о потреблении энергии различными устройствами для принятия обоснованных решений об энергетической политике предприятия. Согласно подсчетам ARCAdvisoryGroup, таким образом удается сократить энергопотребление до 20%. В числе других преимуществ интеллектуальных зданий, можно назвать сокращение трудозатрат на мониторинг разного рода подсистем, установленных в различных строениях, из общего центра.

 

2.5. Концепция построения «Интеллектуального здания»

     Если  отвлечься от рекламных лозунгов, то интеллектуальным следует называть здание, оснащенное средствами автоматического контроля над всеми системами жизнеобеспечения. Комплекс жизнеобеспечения интеллектуального здания образуют следующие системы:

• защиты от проникновения с подсистемами: а) защиты периметра, б) контроля доступа в здание или отдельные помещения (кодовые замки, домофоны) и в) обнаружения незаконного проникновения внутрь и перемещения по зданию (различного рода сенсоры);
• внешнего и внутреннего видеонаблюдения (видеокамеры, видеосерверы);
• противопожарная (пожарные датчики, автоматические разбрызгиватели и т. д.);
• контроля за расходом воды и электроэнергии (управляемые счетчики, предназначенные не только для визуального контроля, но и для передачи измеренных параметров на вышестоящий уровень АСУ; их перекалибровка, подстройка коэффициентов, активация-деактивация и т. п. может осуществляться дистанционно по цифровому интерфейсу);
• информационная (обеспечивает доступ к внутренним и внешним сетевым ресурсам);
• управления силовым оборудованием и освещением (освещение внутри здания, внешняя подсветка, лифты);
• климатического контроля и вентиляции;
• телефонная, с выходом в городскую телефонную сеть;