Рассмотрено общее понятие системы «умный дом» и типы его организации. Определены функции управления энергосбережением. Выбрана основная платформа реализации системы. Выполнена оценка положительных и негативных сторон реализации собственной системы управления.
Pogorelov A. A., Malcheva R. V., Volodko L. P. Energy keeping control in the Smart Home system. The general concept of the «smart home» system and the types of its organization are considered. The functions of energy keeping control are defined. The main implementation platform of the system is selected. The assessment of the positive and negative aspects of the implementation of its own control system was performed.
Одним из направлений использования компьютерных технологий являются системы мониторинга и контроля [1]. Их существует огромное множество, отличающихся назначением и функционированием, например, так называемые системы «умный дом», обеспечивающие управление различными процессами жилого [2] или производственного помещения. «Умный дом» рассматривается как отдельный случай интернет вещей и включает управление любыми устройствами:
Т.о. система выполняет следующие функции:
Система должна быть проста в управления и надежна.
Целью работы является реализация системы с низкой стоимостью и параметрами, близкими к промышленным системам автоматизации.
Задачи:
По типу организации системы можно подразделять на централизованные/децентрализованные; проводные/беспроводные; с открытым/закрытым протоколом.
Централизованная система состоит из множества устройств, управляемых с помощью одного контроллера с большим функционалом и высокой производительностью, который является центром управления всей системой. Данный контроллер оснащен собственной операционной системой и зачастую имеет встроенный GSM-модуль, а также экран с интерфейсом.
Принцип её работы заключается в удобном управлении с помощью единого контроллера. Пользователь может получить необходимую информацию с датчиков и далее отправить необходимый сигнал подконтрольным устройствам. Таким образом, все сигналы проходят непосредственно через центральный контроллер.
Данный тип архитектуры имеет ряд достоинств:
В качестве недостатков выступает лишь высокая стоимость. Также в случае неисправности главного контроллера и необходимости его перепрограммировать, сделать это будет достаточно затруднительно.
В качестве альтернативы существует децентрализованная система, в которой нет единого управляющего контроллера. Данный тип системы характеризуется множеством менее функциональных контроллеров, отвечающих за отдельные устройства, и имеющих более слабый процессор. В результате, каждый контроллер отвечает за определенное устройство. Положительной чертой этого способа организации является высокая надежность системы, ведь при выходе одного из контроллеров из строя остальная часть системы продолжает функционировать.
Высокая популярность второго типа организации относительно централизованной системы обусловлена широким спектром подключаемого оборудования, а также большим выбором управляющих панелей. Единственным недостатком является большое количество устройств в электроприте.
Для разработки в качестве основы выбрана платформа Arduino [3], т. к. она имеет открытую архитектуру, множество совместимых датчиков и обладает низкой ценой. Для отображения информации разработан макет панели управления.
Также использованы технологии управления: Bluetooth; Wi-Fi; Ethernet. Для сбора статистики данных датчиках и вывода графиков планируется использовать MySQL. Для создания БД - Web сервер с MySQL и phpMyAdmin. Для реализации собственных систем «умный дом» существуют готовые сборки, такие как:
Разработка собственной системы управления энергосбережением имеет положительные стороны:
Но при этом будут наблюдаться и отрицательные моменты: