Cистема автоматического управления макетом «Умный дом»

Авторы: Кравченко В.С..,Чернышев Н.Н.
Источник:Республиканский научно–технический конкурс научно-технического творчества обучающихся "НТТММАН"

В связи с интенсивным развитием технологий интернета, многократно увеличилось количество «умных» устройств и технологий автоматизации окружающего пространства вокруг человека. Одним из направлений в современной автоматизации жизненного пространства человека является технология «Умный дом».

Данная технология актуальна тем, что позволяет автоматизировать рутинные домашние дела, чтобы пользователь не отвлекался на решение бытовых вопросов и мог посвящать себя тем вещам, которые для него по-настоящему важны. Дистанционное управление бытовой техникой делает повседневную жизнь комфортной и безопасной, ведь работу любого прибора можно легко контролировать с помощью смартфона удаленно, не прилагая усилий. Так, например, система может определить наличие огня или газа в помещении в отсутствие хозяев и своевременно предупредить об этом, поддерживать нужную температуру в помещении, включать и выключать освещение, ставить здание на сигнализацию и потенциально может выполнять еще множество различных функций.

Все элементы, которые содержит «Умный дом» можно разделить на несколько групп:

• Элементы охраны;
• Элементы пожарной безопасности;
• Устройства для контроля воды и газа;
• Элементы домашней автоматики.

Домашняя автоматизация в современных условиях — чрезвычайно гибкая система, которую пользователь конструирует и настраивает самостоятельно в зависимости от собственных потребностей. Это подразумевает, что каждый владелец умного дома самостоятельно определяет, какие устройства и где установить и какие задачи и как они будут исполнять. Используя смартфон и технологию bluetooth/Wi-Fi/GSM - легко управлять практически любым электрическим прибором в доме.

Рисунок 1 – Наиболее распространённые компоненты системы «Умный дом»

Наиболее распространенные примеры автоматических действий в "Умном доме":

• Осветительные приборы:включение одной, пары или системы ламп, смарт-переключатели / светорегуляторы доступны для управления практически любой нагрузкой освещения;
• Жалюзи: замена существующих ручных жалюзей моторизованными моделями, которые могут отвечать на команды системы автоматизации;
• Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха: экономия энергии за счет автоматического повышения или понижения заданных значений температуры во избежание нагрева или охлаждения пустого дома;
• Безопасность: Помимо вызова контрольной компании и органов предупреждения, система безопасности может быть интегрирована как часть системы домашней автоматизации. Благодаря домашней автоматизации можно выполнять сложные функции со всего дома с мобильного устройства. Нажатие одной кнопки может снять с охраны здание, открыть дверь, включить камин, затемнить свет, нагреть бассейн или включить музыку. Все эти возможности открывает перед нами система «Умный дом».

Для обеспечения связи «умного дома» существует несколько способов.

• Технология Bluetooth. Bluetooth используется для связи устройств на небольшом расстоянии. Его нормальный диапазон составляет 10 метров, при мощности передачи 1 мВт, и этот диапазон может быть увеличен до 100 м за счет увеличения мощности передачи до 100 мВт. Система работает в полосе частот 2,4 ГГц;
• Технология GSM. Координатор (GSM-модуль) используется для построения системы сотовой связи. При подключении устройств и датчиков модуль позволяет принимать данные и передавать информацию по заданному алгоритму через сотовую сеть. Для обеспечения работы достаточно вставить SIM-карту в GSM-модуль, подключить его к микроконтроллеру, настроить программное обеспечение. Вся информация, собираемая с датчиков, обрабатывается и передается в виде SMS или на телефон.

Каждая система домашней автоматизации состоит из датчиков, устройств обработки, анализа и хранения информации и исполнительных механизмов. Чаще всего применяются следующие виды датчиков:

• Датчики движения. Чаще всего применяются пассивные датчики движения (PIR), принцип действия которых основан на измерении фоновой температуры.
• Датчики температуры и влажности. Они широко используются в системах автоматического управления климатом. Как правило, устанавливаются в каждом помещении «умного дома».
• Датчик освещенности. Может использоваться как для освещения помещения, так и контроля продолжительности светового дня.

Каждый умный дом отличается от того, что он делает и как это происходит. Мера «хорошего» умного дома - это степень, в которой он улучшает ваш дом и как ненавязчиво это достигает этого.

Функции и задачи системы автоматизации.

• регулирование температуры теплоносителя по погодным условиям;
• изменение и контроль параметров теплоносителя;
• учет тепловых нагрузок, затрат теплоносителя и конденсата;
• регулирование затрат теплоносителя;
• защиту локальной системы от аварийного повышения параметров теплоносителя;
• комбинированное теплообеспечение с использованием тепловой энергии от альтернативных источников.

Вывод

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что современный «Умный дом» позволяет сделать жизнь человека более комфортной, безопасной, мобильной. Правильный, современный подход и грамотная реализация технологии автоматизации позволяют значительно снизить расходы на жилищно-коммунальные расходы. «Умные дома» помогут контролировать физическое состояние лиц пожилого возраста или людей с ограниченными возможностями.

Перечень ссылок: